目录
摘 要 ..................................................................................................................I
Abstract ................................................................................................................. II
1概述 .................................................................................................................... 1
1.1电机概述 ......................................................................................................... 2
1.2变频器概述 ..................................................................................................... 2
1.3三相异步电动机变频调速原理及其种类 ..................................................... 3
2 三相异步电动机变频调速仿真模型 ............................................................... 5
2.1 问题提出及分析 ............................................................................................ 5
变频调速三相异步电动机的设计
1.前言
三相异步电动机在工农业生产中具有广泛的应用，据统计，在电网的总负载中三相异步电动机占总动力负载的85%，由此可见，三相异步电动机在工农业中的重要性。三相异步电动机所以能得到这样广泛的应用，是由于它结构简单、制造容易、运行可靠、维护方便，而且效率高、重量轻、价格低。但是，由于其从电网吸取滞后的电流，从而使电网功率因数变坏、无功电流增大、线路损耗增大，更重要的是调速性能差，从而使其应用受到一定限制。
在生产中应用异步电动机由于工艺要求，需要电动机调速的场合，人们往往从二个方面着手解决。一方面是不用异步电动机而使用调速性能好的直流电动机。另一方面是应用新技术，使异步电动机的运行能够按照生产工艺要求进行调速。异步电动机的调速方法有多种，如改变电源电压的调压调速、改变电源频率的调频调速、改变极数的变极调速。随着电力电子技术的飞速发展,变频调速三相异步电动机以其可靠稳定的运行和良好的性能价格比，已在逐步替代其它各种调速电动机，广泛应用于造纸、轧钢、纺织等许多领域。
2.变频调速的原理
由电机学理论可知，异步电动机定子绕组通一三相电流，在气隙中会产生一个以同步转速转动的旋转磁场。
转速方程如下所示(1)： ……………………………………(1)
式(1)中：n——电动机的实际转速
f1——电动机定子绕组的供电频率
p——旋转磁场的极对数
S——转差率，表示定子旋转磁场的同步转速n1与n的关系：n=n1(1-S)
从（1）式中可见，改变异步电动机的供电频率f1，就可改变电动机的转速n1和n，达到调速目的。但f1的升高或降低影响到异步电动机的其它参数，如定子绕组中的输入电压U1，输入电流I1和磁通Φ。
三相异步电动机每相电压U1有以下关系式2：
U1≈E1=4.44f1N1K1Φ…………………………(2)
式(2)中： U1——定子相电压
E1——定子相电动势
0 [直流电动机和异步电动机
的调速原理及特性分析]
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院系：11级机械系三班
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1
一．直流电动机的调速原理及特性分析
直流电动机具有良好的起动制动性能，宜于在较大范围内平滑调速"长期以来，在电动机调速领域中，直流调速方法一直占主要地位"与交流电动机相比，直流电动机有良好的调速性能，它的调速范围较广；调速连续平滑；经济性好，设备投资较少，调速损耗较小，经济指标高；调速方法简便，工作可靠.
流伺服电动机是满足伺服系统要求的直流电动机，分为有刷DC伺服和无刷DC伺服。在传统有刷DC伺服中，整流子和电刷一起起着回转开关的作用，随着功率半导体器件技术的发展，霍尔元件和大功率晶体管代替了整流子和碳刷的作用，就产生了无刷DC伺服。与普通电动机相比，DC伺服具有工作精度高，调速性能好，带负载能力强，响应速度快，稳定可靠等特点。虽然其工作原理与普通直流电动机基本相同，但为了减小体积和提高散热，DC伺服电动机通常采用永久磁铁励磁。
直流伺服电动机主要有如下基本特点：
1、机械特性：在输入的电枢电压U保持不变时，电动机的转速n随电磁转矩M变化而线形变化的规律，称直流电动机的机械特性。机械特性的关系可用下式表示；
KMnMCCRCUnmee02
(1.1)
式中：U——电枢电压
R——电枢电阻
2 eC——电势系数，60NPCe（电枢绕组支路数磁极对数电枢绕组系数60eC）
——磁通
mC——力矩系数，2NPCm
M—电动机输出的电磁转矩
机械特性曲线如图1-1所示。
图中，0n为理想空载转速，dM称为堵转转矩。斜率K表示电磁转矩变化引起转速变化的程度。K越大，电磁转矩变化引起转速变化越大，电动机的机械特性越软；K越小，电磁转矩变化引起转速变化越小，电动机的机械特性越硬。
变频调速异步电机的设计重点
【摘要】本文比这从系统的角度对变频电机在电磁设计、耐电晕绝缘系统、轴承绝缘技术、结构设计方面及一些个人经验，以此阐述了交流调速系统的特点及逆变器运行时对变频电机工作的影响。
【关键词】变频调速;异步电机;设计
1.变频电机工作的影响因素在变频器运行时的显著体现
经研究，在变频电机调速控制系统中，采用电力电子变压变频器作为供电电源，供电系统中电压除基波外不可避免含有高次谐波分量，对外表现为非正弦性，谐波对电机的影响主要体现在磁路中的谐波磁势和电路中的谐波电流上，不同振幅和频率的电流和磁通谐波将引起电动机定子铜耗、转子铜(铝)耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜(铝)耗。这些损耗都会使电动机效率和功率因数降低。同时，这些损耗绝大部分转变成热能，引起电机附加发热，导致变频电机温升的增加。谐波电流还增加了电机峰值电流，在一定的换流能力下，谐波电流降低了逆变器的负载能力。对于变频电机，如何在设计过程中采取合理措施避免或减小应用变频器所带来的影响，以求得系统最佳经济技术效果，是本文讨论的重点。
2.变频电机设计的特点
对于变频电机，其设计必须与逆变器、机械传动装置相匹配共同满足传动系统的机械特性，如何从调速系统的总体性能指标出发，求得电机与逆变器的最佳配合，是变频电机设计的特点。设计理论依据交流电机设计理论，供电电源的非正弦以及全调速频域内达到满意的综合品质因数是变频电机设计中需要着重注意的两个问题，设计中参数的选取应做特别的考虑。一般变频电机设计较之传统异步电机相比，其特点如下：
2.1用于变频调速的异步电动机要求其工作频率在一定范围内可调，所以设计电机时不能仅仅考虑某单一频率下的运行特性，而要求电机在较宽的频率范围内工作时均有较好的运行性能。
2.2变频电机在低速时降低供电频率，可以把最大转矩调到起动点，获得很好的起动特性，因而在设计变频电机时不需要对起动性能作特别的考虑，转子槽不必设计为深槽，从而可以重点进行其它方面的优化设计。
