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110kV降压变电所电气部分设计前言本次设计的内容为《110kV降压变电所电气部分初步设计》。
我们通过一学期的学习以对电力系统的工作原理和慨况有了一个初步的了解。
通过本次课程设计可以巩固一学期所学的知识，并把它用与实际的社会生产当中。
为以后步入社会打下坚实的基础。
我们这学期学习了电力系统的基本概念及知识，发电系统，输变电系统，电力系统负荷，电力系统各元件参数及等值电路，电力系统的短路及潮流计算，电气主接线的设计，现代电力系统的运行，发，输，变，配电系统的二次系统，电力系统继电保护和现代电力系统的的管理等。
为我们的这次课程设计打下了基础，本次课设所用到的知识只是输变电系统和电力系统的短路和潮流计算以及负荷的一般知识。
电气主接线表明电气的一次设备的连接关系，是发电厂、变电所电气部分运行、检修、操作和事故处理的一个工作平台，其设计对电气设备的选择，配电装置布置，继电保护及自动控制方式的拟定，产生决定性的影响。
搞好这次的设计任务将我们巩固本学期所学的知识，并为将来的工作做下良好的铺垫。
目录：1－2页是设计任务书。
2－5页是主变压器的选择和电气主接线方式的选择。
6－8页为短路计算。
8－11页是电气设备的选择。
11－12页为部分继电保护的整定计算。
设计任务书一：设计目的1.熟悉和巩固《电力系统工程基础》课所学的知识.2.培养分析和解决问题能力。
3学习和掌握变电所部分设计的基本原理和基本方法。
二：设计基础资料1：所址地理及气象条件本变电所为县城的新建100kV降压变电所，拟建于城西3km处，距城南原有的老变电所（35/10kV，1800kV A）约5km。
附近有公路经大道至本变电所，砂石高坡地，四周开阔。
属省2级气象区，最高气温40 ℃，最低气温为-20℃；主导风向冬季为西北风，夏季为东南风，最大风速25m/s。
海拔600m，最大冻土层厚0.6m，地震级为6级。
2：建设规模本变电所是由地区变电所通过110kV架空线路供电的终端变电所，第一期工程先上一台31500kVA的三绕组变压器，一条110kV进线。
课程设计说明书设计题目110kV变电站电气系统初步设计电气学院电气工程及其自动化专业班学生姓名：学号：完成日期：指导老师（签字）：华中科技大学1.对说明书的基本要求及注意事项2.说明书的编号内容参看课程设计指导书中的有关部分。
3.为清楚说明设计计算内容，应有必要的插图。
4.除插图可用铅笔绘制外，计算和说明一律用钢笔书写，并要求计算正确、完整、文字简明扼要、简介。
（打印一律用黑色）5.设计过程中所应用的公式和数据，应注明来源（参考资料的代号、页次以及图表编号等）。
6.根据计算稿本整理设计主要过程时，只须首先列出文字符号表达的计算公式，然后依次代入各相应文字符号的数值，就直接写出计算结果（不作任何运算和简化，但计算结果必须注明单位）。
7.设计中所选主要参数，尺寸或规格以及主要计算结果等，均应写入右侧结果栏中，有的也可采用表格形式列出。
8.对主要计算结果应用简短的结论。
如计算结果与实际取值相差较大时，应作简短的解释，并说明其原因。
9.对每一自成单元的内容，都应有大小标题和前后一致的顺序编号，使其醒目突出。
封面所列“设计题目”一栏，只须填写所设计的具体名称即可。
关于模板说明：前面两页必须打在同一页，即双面打印，后面内容单面打印。
目录110kV变电所电气系统设计说明书.................................................................. . (3)一、概述.................................................................. (3)1.设计目的.............................................................. (3)2.设计内容.............................................................. (3)3.设计要求.............................................................. (3)二、设计基础资料.................................................................. (4)1.待建变电站的建设规模.............................................................. (4)2.电力系统与待建变电站的连接情况 (4)3.待建变电站负荷.............................................................. (4)4.环境条件.............................................................. (4)5.其它.............................................................. (4)三、主变压器及主接线设计.................................................................. (5)1.各电压等级的合计负载及类型.............................................................. (5)2.主变压器的选择.............................................................. (5)四、短路电流计算.................................................................. (9)1.基准值的选取 (9)2.各元件参数标幺值的计算 (10)3.用于设备选择的短路电流计算 (10)五、电气设备选择 (12)1.电气设备选择的一般条件 (12)2.各回路的工作电流计算 (13)3.断路器和隔离开关选择 (14)4.导线的选择 (20)5.限流电抗器的选择 (22)6.电压互感器的选择 (23)7.电流互感器的选择 (24)8.高压熔断器的选择 (26)9.支持绝缘子和穿墙套管的选择 (26)10.消弧线圈的选择 (27)11.避雷器的选择 (27)六、课程设计体会及建议 (29)参考文献 (29)附录 (30)短路电流计算书 (30)附图：110kV变电所电气主接线图（#2图纸） (33)第页一、概述1设计目的（1）复习和巩固《电气工程基础》课程所学知识（2）培养分析问题和解决问题的能力（3）学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法2设计内容本设计只做电气部分的初步设计，不作施工设计和土建设计（1）主变压器选择：根据负荷选择主变压器的容量、型式、电压等级（2）电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性（3）短路电流计算：不同运行方式（大、小、主）、短路点与短路类型（4）主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、消弧线圈、避雷器等（5）绘制电气主接线图3设计要求（1）制定任务书（2）确定变压站各电压等级的合计负荷及负荷类型（3）选择主变压器，确定型号、相数、容量比等确定电压等级；各侧总负荷；选择台数、容量；校验近、远期变压器的负荷率，若不满足规程规定，应采取的措施；校验事故情况下变压器的过载能力；接地方式。
华科电机学课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电机的基本工作原理，掌握电机的主要结构和功能。
2. 学生能够掌握电机类型及各自的特点，了解其在工程实践中的应用。
3. 学生能够解释并计算电机的基本参数，如电压、电流、功率、效率等。
技能目标：1. 学生能够运用电机的基本原理，分析和解决实际电机运行中的一般问题。
2. 学生能够设计简单的电机实验，通过实验操作来验证理论知识。
3. 学生能够使用适当的工具和技术，对电机系统进行故障诊断和维护。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电机学领域的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 强化学生的团队合作意识，通过合作学习培养沟通协调能力。
3. 增强学生的环保意识，理解电机在节能减排中的重要作用，培养其社会责任感。
课程性质：本课程为专业性较强的技术课程，旨在通过理论与实践相结合的方式，使学生深入理解电机的工作原理和工程应用。
学生特点：假设学生为高中年级，已具备基本的物理知识和一定的数学基础，对电机有一定的好奇心，但实践经验不足。
教学要求：课程需结合理论讲解与实验操作，注重培养学生的实践能力。
课程目标具体、可衡量，以便在教学过程中不断评估学生的学习成果，并根据实际情况调整教学策略。
二、教学内容1. 电机的基本原理与结构- 磁场与电磁感应的基本概念- 电机的主要类型及其工作原理- 电机的基本结构组成与功能2. 电机参数与性能分析- 电机电路的基本方程与参数计算- 电机的功率、效率、转速等性能指标- 电机特性曲线及其在实际应用中的意义3. 电机应用与案例分析- 常见电机类型在工业、生活中的应用案例- 电机选型原则与方法- 电机系统故障分析与维护4. 电机实验与操作- 设计简单电机实验，如电机启动、制动、调速等- 实验操作指导与安全规范- 实验数据分析与处理教学内容安排与进度：第1-2周：电机的基本原理与结构第3-4周：电机参数与性能分析第5-6周：电机应用与案例分析第7-8周：电机实验与操作教材章节关联：第1章：电机概述与基本原理第2章：电机结构与设计第3章：电机性能分析第4章：电机应用与实验教学内容根据课程目标制定，保证科学性和系统性。
华中科技大学电力系统分析课程设计报告基于matlab的短路电流计2021-2021第二学期课程设计电力系统短路故障的计算机算法程序设计姓名学号班级指导教师张凤鸽1目录一、课程设计说明?????????????????3 二、选择所用计算机语言的理由???????????3 三、程序主框图、子框图及主要数据变量说明?????5 四、三道计算题及网络图?????????????9 五、设计体会???????????????????21 六、参考文献???????????????????22 七、附录（主程序及其注释）????????????232电分课设报告一、课程设计说明根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。
通过自己设计电力系统短路计算的程序，加深对电力系统短路计算的理解，同时培养自己在计算机编程方面的能力，提示自我的综合素质。
短路电流（short-circuit current）电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。
其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。
大容量电力系统中，短路电流可达数万安。
这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。
其中三相短路虽然发生的机会较少，但情况严重，又是研究其它短路的基础。
所以我们先研究最简单的三相短路电流的暂态变化规律。
二、选择所用计算机语言的理由MATLAB是一套功能强大的工程计算软件，被广泛的应用于自动控制、机械设计、流体力学和数理统计等工程领域。
工程技术人员通过使用MATLAB提供的工具箱，可以高效的求解复杂的工程问题，并可以对系统进行动态的仿真，用强大的图形功能对数值计算结果进行显示。
《电机学》课程设计单绕组变极双速异步电机学院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级学号 U201111954姓名日期 2014年2月20日成绩指导教师周理兵电机学课程设计任务书（201107班-周理兵组19位同学用)2014.1。
10课题：单绕组变极双速三相交流绕组设计说明:一台三相鼠笼型交流异步电动机，定子一套绕组，若采用绕组（引出线）改接变极调速实现双速运行，则称为单绕组变极双速交流绕组.任务要求:（1）定子48槽，4/8极，采用双层叠绕组,支路数、相带和节距自选；（2）绕组引出线6根；（3）画出两种极数下对应的槽电势星型图和三相绕组联接图;（4)根据所选节距和绕组方案,分析两种极对数下气隙基波磁密关系；（5）计算两种情况下相应的绕组系数，并分析谐波情况.*＊＊每位同学必须独立完成设计和提交报告；设计报告必须在下学期开学第一周五下午5点钟之前交到电机楼202；若设计报告出现雷同（含部分雷同)，则相互雷同的同学均取消成绩目录【题目分析】.。
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..1【变级原理】。
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1【接线方式】....。
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(2)【绘制槽电动势星型图】...。
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3【分相】。
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《电机学》课程设计单绕组变极双速异步电机学院电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化班级学号U*********姓名日期2014年2月20日成绩指导教师周理兵电机学课程设计任务书（201107班-周理兵组19位同学用）2014.1.10课题：单绕组变极双速三相交流绕组设计说明：一台三相鼠笼型交流异步电动机，定子一套绕组，若采用绕组（引出线）改接变极调速实现双速运行，则称为单绕组变极双速交流绕组。
任务要求：（1）定子48槽，4/8极，采用双层叠绕组，支路数、相带和节距自选；（2）绕组引出线6根；（3）画出两种极数下对应的槽电势星型图和三相绕组联接图；（4）根据所选节距和绕组方案，分析两种极对数下气隙基波磁密关系；（5）计算两种情况下相应的绕组系数，并分析谐波情况。
***每位同学必须独立完成设计和提交报告；设计报告必须在下学期开学第一周五下午5点钟之前交到电机楼202；若设计报告出现雷同（含部分雷同），则相互雷同的同学均取消成绩目录【题目分析】 (1)【变级原理】 (1)【接线方式】 (2)【绘制槽电动势星型图】 (3)【分相】 (4)【节距的分析与确定】 (4)【绘制绕组展开图】 (5)【分析气隙基波磁密】 (8)【绕组系数与谐波分析】 (9)【小结】 (9)【题目分析】三相鼠笼型交流异步电动机，转子是鼠笼型，其相数、极对数自动与定子保持一致，异步电动机的转差率s =n 1−n n 1，又因为s 很小，这样n ≈n 1＝60f 1p。
由此可见，当极对数改变后，异步电动机的转速会发生改变。
【变级原理】参见课本《电机学（第三版）》中P262-P263有如下的变极原理。
如图1.1有一个四级电机的A 像绕组示意图，在如图的电流方向a1→x1→a2→x2下，它产生了磁动势基波级数2p=4。
如图1.2 改接，即a1与x2连接作为首端A ，x1与a2相连接，作为末端X ，则它产生的磁动势基波极数2p=2，这样就实现了单绕组变极。
电机课程设计百度文库一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电机的基本原理、结构和工作特点，培养学生对电机设计和应用的基本技能，使学生能够运用电机知识解决实际问题。
具体目标如下：1.了解电机的基本原理和分类。
2.掌握电机的主要结构和工作原理。
3.熟悉电机的主要性能指标和选用原则。
4.能够分析电机的运行状态和故障原因。
5.具备电机安装、调试和维护的基本技能。
6.能够运用电机知识解决实际工程问题。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.增强学生对电机行业的兴趣和责任感。
3.培养学生关注科技进步和可持续发展的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括电机的基本原理、结构、性能和应用。
具体安排如下：1.电机的基本原理：介绍电机的定义、分类和基本工作原理。
2.电机的主要结构：讲解电机的主要部件及其功能和作用。
3.电机的工作特点：分析电机在不同工况下的工作性能和特点。
4.电机的主要性能指标：介绍电机的转速、功率、效率等性能指标及其计算方法。
5.电机的选用和安装：讲解电机选用的原则和安装要求。
6.电机的调试和维护：介绍电机调试和维护的方法和注意事项。
7.电机在工程应用中的案例分析：分析电机在实际工程中的应用实例，培养学生解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握电机的基本原理和知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，培养学生的思考和交流能力。
3.案例分析法：分析实际工程案例，使学生能够将理论知识应用于实际问题。
4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手操作，加深对电机原理和结构的理解。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电机教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的电机专业书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
电机学课程设计任务书一、课程设计目的和要求1 目的通过设计实践，培养学生查阅专业资料、工具书或参考书，掌握现代设计手段和软件工具，并能以仿真程序及仿真结果表达其设计思想的能力。
2 要求1）搭建系统仿真电路还或者搭建实际电路；2）提供仿真系统参数，（可自行设计或使用题目提供相关参数）；3）绘制相关参数曲线；4）分析对比相关控制参数，给出相应结论。
二、原始资料1 直流开环调速（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流开环调速系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
励磁电压Uf =220Ⅴ ,励磁电流If=1.5A。
采用三相桥式整流电路,设整流器内阻R=0.05Ω。
平波电抗器Ld=20mH。
题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。
观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的控制角a=30°，45°，60°，75°时转速、转矩和电流变化，总结开环直流调速系统特点。
2 转速闭环控制的直流调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立转速闭环控制的系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
励磁电压Uf =220Ⅴ ,励磁电流If=1.5A。
采用三相桥式整流电路,设整流器内阻R=0.05Ω。
平波电抗器Ld=20mH。
题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。
分别采用比例调节，比例-积分调节，带电流截止负反馈调节三种方法观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的转速响应、电压响应和电流响应变化，总结转速闭环控制直流调速系统特点。
3 直流双闭环调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流双闭环调速系统仿真模型；电动机额定参数:UN =220V,IN=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，GD2=22.5N·m2。
学号U200912039专业班号电气0910姓名刘浩田指导教师杨凯日期2011年12月30日报告成绩一、设计题目一台绕线式异步电动机，Y/y 连接，已知数据为：额定功率P N =120kW ，f = 50 Hz ，2p =4，U n = 380 V ，n N = 1440r/min ，R 1 =0.02Ω，R 2 ‘=0.04 Ω，x 1σ = x 2σ’=0.06Ω，x m = 3.6Ω，k i = k e = 0.02，忽略铁耗。
试求：若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到1000 r/min ，采用转子绕组串电阻调速，计算电阻及其它参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
用Matlab 中的SIMULINK 设计调速仿真模型(其余仿真参数可自行设定)，并仿真调速前后定子电流与转子转速波形。
二、设计过程1.原理描述交流电动机调速的主要理论依据是： ()()160fn n 1s p 1s =-=-式中： f ： 电源频率P ： 电动机的极对致s ：转差率要实现调速主要就是通过改变上述三个参量f 、p 、s ，本次设计要阐述的串电阻调速属于改变转差率调速中的一种。
该方案主要原理就是在电动机转子侧串接不同阻值的电阻，使得电动机运行在不同的给定特性曲线上（如下图1）。
其主要优缺点在于：1 ．对电网的容量、电压波动等要求不高；2 ．起动特性较好，可以控制起动电流，但不影响起动转矩；3 ．控制方案简便易行，系统造价较低，前期投入小；4 ．有级调速。
电阻设计一旦确定，则速度档不易改变；5 ．低速时，机械特性较软。
转速受转矩变化影响很大，效率较低。
图1 绕线式异步电动机转子串电阻调速的机械特性2.参数计算绕线式异步电动机T形等效电路如下图2绕线式异步电动机T 形等效电路图转子电感 1110.060.0001912100s x L H f σππ=== 定子电感 ''2110.060.0001912100r x L H f σππ===励磁电感 1 3.60.01152100m m x L H f ππ=== 额定负载转矩 N n N P 120000T 795.8m 2n 214406060N ππ===⋅⨯同步转速 0160/6050/21500/min n f p r ==⨯= 额定转差率 N 15001440s 0.041500-==调速前的电磁转矩 '2211em '2'221112R m pUs T R2f [(R )(X X )]sσσπ==+++876.3N m ⋅ 调速后的转差 1150010001s 15003-==要求为恒转矩调速，则有：''22N 1R R R s s Ω+=由上式可得 'R 0.29Ω=Ω转子串电阻过程中，只要负载转矩不变，电机的定、转子电流也不变，在串电阻调速过程中，电机电流均为额定电流。
电气与电子工程学院《电机学》课程设计设计题目异步电动机的调速与仿真指导老师杨凯班级电气1201班姓名H X学号U2012XXXXX完成日期2015 年 3 月 2 日目录一、课程设计题目 (3)二、设计过程与结果 (4)异步电动机调速基本原理： (4)条件中的参数计算： (4)任务一： (5)任务二： (9)任务三： (13)用SIMULINK设计调压调速仿真模型 (21)误差分析： (28)三、实验总结 (29)四、参考文献 (30)一、课程设计题目一台绕线式异步电动机，Y/y连接，已知数据为：额定功率P N = c0 kW，f = 50 Hz，2 p = c1，U n = 380 V，n N = c2 r/min，R1 = R2' = 4Ω，x1σ = x2σ'= 6Ω，x m = 120Ω，k i = k e = 0.02，忽略铁耗。
各参数为：c0 =1.1c1 =4c2 =1440c6 =500任务要求：①若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min，采用调压调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
②若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6 r/min，采用变频调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
③若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min，要求最大转矩不超过1.5 T n，采用转子绕组串电阻调速，计算其级数及其它参数，做出机械特性图，分析能量的传递。
④用Matlab中的SIMULINK设计调压调速仿真模型(其余仿真参数可自行设定) ，并仿真调速前后定子电流与转子转速波形。
⑤对仿真结果和计算结果进行分析。
二 、设计过程与结果异步电动机调速基本原理：根据异步电机的转速公式：n =(1−s )n 1=60f 1p(1−s) 异步电动机的调速方式有以下三种： （1） 变极调速，即改变极对数2 p 调速； （2） 变频调速，即改变频率f 1调速；（3） 改变转差率s 调速，题目中的变压调速与转子绕组串电阻调速都属于改变转差率调速。
条件中的参数计算：同步转速 n 1=60f 1p =60×502=1500r/min额定转差率 s N =n 1−n Nn 1=1500−14401500=0.040负载额定转矩 T N =P N2πn N 60=11002π×144060=7.295N ∙m调速前的电磁转矩 T em =P em Ω1=m 1pU 12R 2′s N2πf 1[(R 1+R 2′s N)2+(X 1σ+X 2σ′)2]=3×2×2202×40.042π×50×[(4+40.04)2+(6+6)2]=8.434N ∙m调速前的总机械功率 P mec =T em ×2πn N 60=8.434×2π×144060=1.272kW调速后的转差率 s =n 1−c 6n 1=1500−5001500=0.667转子电感 L 1σ=x 1σ2πf 1=6100π=0.0191H定子电感L′2σ=x′2σ2πf1=6100π=0.0191H励磁电感L m=x m2πf1=120100π=0.3820H异步电机的简化等效电路如Figure 1所示：Figure 1 异步电机的简化等效电路任务一：维持转轴上的负载为额定转矩，采用调压调速方式，使转速下降到500 r/min。
设电压最终调至U x，由于额定转矩不变，可知有：m1pU12R2′s N2πf1[(R1+R2′s N)2+(X1σ+X2σ′)2]=m1pU x2R2′s2πf1[(R1+R2′s)2+(X1σ+X2σ′)2]即U12s N[(R1+R2′s N)2+(X1σ+X2σ′)2]=U x2s[(R1+R2′s)2+(X1σ+X2σ′)2]代入数值可得U x=134.01V改变电压之前各电流值： I 2′=1√(R 1+R 2′s N)2+(X 1σ+X 2σ′)2∠tan−1X 1σ+X 2σ′R 1+R 2′s N=√(4+100)2+(6+6)2tan −16+64+100=2.10∠6.582°AI 0′=U √R 12+(X 1σ+X m )2∠tan−1X 1σ+X mR 1=220√42+(6+120)2∠tan−16+1204=1.745∠88.182°A I 1=I 2′+I 0′=2.920∠42.83°A改变电压之后各电流值：I 2′=U √(R 1+R 2′s)2+(X 1σ+X 2σ′)2tan −1X 1σ+X 2σ′R 1+R2′s =134.01√(4+6)2+(6+6)2tan−16+64+6=8.577∠50.194°A I 0′=U √R 12+(X 1σ+X m )2tan −1X 1σ+X mR 1=134.01√42+(6+120)2tan−16+1204=1.063∠88.182°A I 1=I 2′+I 0′=9.437∠51.17°A调速前功率损耗：总机械功率 P mec =1.272kW 电磁功率 P em =P mec (1−s N)=12720.96=1325W则功率损耗∆p =P em −P N =1325−1100=225W损耗去向为：转子铜耗p Cu2=m1I2′ 2R2′=3×2.102×4=52.9W空载损耗p0=p mec+p ad=P mec−P N=1272−1100= 172W此外，定子铜耗p Cu1=m1I12R1=3×2.9202×4=102.3W 不计铁耗，输入总功率为P1=p Cu1+P em=102.3+1325=1427.3W 调速后功率损耗：调速后，电磁功率不变，输出功率发生改变，记输出功率为P2P2=T N×2πn60=7.295×2π×50060=382W总机械功率P mec=T em×2πn60=8.434×2π×50060=0.4416kW=441.6W电磁功率P em=P mec(1−s)=441.60.333=1324.8W调速后功率损耗为：∆p′=P em−P2=1324.8−382=942.8W 损耗去向为：转子铜耗p Cu2=m1I2′ 2R2′=3×8.5772×4=882.8W空载损耗p0=p mec+p ad=P mec−P2=441.6−382= 59.6W定子铜耗p Cu1=m1I12R1=3×9.4372×4=1068.7W不计铁耗，输入总功率为P1=p Cu1+P em=1068.7+1324.8=2393.5W=2.394kW由以上结果可以看到，在恒转矩变压调速时，若转速调低，机械功率变小，转子铜耗变大，效率也就变低，并且对设备的损耗大，不宜长期运行。
用MATLAB生成异步电机的机械特性曲线，代码为：s=0.001:0.001:1;n=1500.*(1-s);p=2;m1=3;un=380/sqrt(3);u=134.01;f1=50;R1=4;R2=4;X1=6;X2=6;Tem=p.*m1.*un.^2.*R2./s./2./pi./f1./((R1+R2./s).^2+(X1+X2).^2);plot(Tem,n,'r');ylabel('转速n/(r/min)');xlabel('电磁转矩Tem/N·m');hold on;Tem1=p.*m1.*u.^2.*R2./s./2./pi./f1./((R1+R2./s).^2+(X1+X2).^2);plot(Tem1,n,'b');legend('调速前','调速后');——————————————————————————得到如Figure 2所示的机械特性曲线。
Figure 2 任务一机械特性曲线任务二：维持转轴上的负载为额定转矩，采用变频调速方式，使转速下降到500 r/min。
设频率最终调至f1′，已知最终转速n，转差率仍为s N，则由n=(1−s)n1=60f1′p(1−s)可解得f1′=17.36Hz由公式 T emN =CU x2k M f 12 （其中 C =m 1p 8π2(L 1σ+L 2σ′)）可得变频前后电磁转矩之比的表达式为T emN ′T emN =(U x ′U x )2(f 1f 1′)2(k Mk M ′) 当额定电磁转矩不变时，需令电压随频率做正比变化U 1f 1=U x ′f 1′ ，以使主磁通Φm 不变，电机磁路饱和程度不变，有k M =k M ′，电机过载能力也不变。
电机在恒转矩变频调速前后性能都保持不变。
依照此条件，可得U x′=f 1′U 1f 1=17.36×22050=76.38V调速之前各电流值：I 2′=1√(R 1+R 2′s N)2+(X 1σ+X 2σ′)2∠tan−1X 1σ+X 2σ′R 1+R 2′s N=√(4+100)2+(6+6)2tan −16+64+100=2.10∠6.582°AI 0′=U √R 12+(X 1σ+X m )2∠tan −1X 1σ+X mR 1=220√42+(6+120)2∠tan−16+1204=1.745∠88.182°A I 1=I 2′+I 0′=2.920∠42.83°A调速后各电流值：I 2′=x′√(R 1+R 2′s N )2+(X 1σ+X 2σ′)2tan−1X 1σ+X 2σ′R 1+R 2′s N=√(4+100)2+(6+6)2tan −16+64+100=0.729∠6.582°AI 0′=U ′√R 12+(X 1σ+X m )2∠tan −1X 1σ+X mR 1=76.38√42+(6+120)2∠tan−16+1204=0.606∠88.182°A I 1=I 2′+I 0′=1.014∠42.83°A调速前功率损耗：总机械功率P mec=1.272kW电磁功率P em=P mec(1−s N)=12720.96=1325W则功率损耗∆p=P em−P N=1325−1100=225W损耗去向为：转子铜耗p Cu2=m1I2′ 2R2′=3×2.102×4=52.9W空载损耗p0=p mec+p ad=P mec−P N=1272−1100= 172W此外，定子铜耗p Cu1=m1I12R1=3×2.9202×4=102.3W 不计铁耗，输入总功率为P1=p Cu1+P em=102.3+1325=1427.3W 调速后功率损耗：调速后，电磁功率不变，输出功率发生改变，记输出功率为P2P2=T N×2πn60=7.295×2π×50060=382W总机械功率P mec=T em×2πn60=8.434×2π×50060=0.4416kW=441.6W电磁功率P em=P mec(1−s N)=441.60.96=460W调速后功率损耗为：∆p′=P em−P2=460−382=78W损耗去向为：转子铜耗p Cu2=m1I2′ 2R2′=3×0.7292×4=6.4W空载损耗p0=p mec+p ad=P mec−P2=441.6−382= 59.6W定子铜耗p Cu1=m1I12R1=3×1.0142×4=12.3W不计铁耗，输入总功率为P1=p Cu1+P em=12.3+460=472.3W用MATLAB生成异步电机的机械特性曲线，代码为：s=0.001:0.001:1;n=1500.*(1-s);p=2;m1=3;un=380/sqrt(3);u=76.38;f1=50;f=17.36;R1=4;R2=4;X1=6;X2=6;Tem=p.*m1.*un.^2.*R2./s./2./pi./f1./((R1+R2./s).^2+(X1+X2).^2);plot(Tem,n,'r');ylabel('转速n/(r/min)');xlabel('电磁转矩Tem/N·m');hold on;Tem1=p.*m1.*u.^2.*R2./s./2./pi./f./((R1+R2./s).^2+(X1+X2).^2);plot(Tem1,n,'b');legend('调速前','调速后');————————————————————————得到如Figure 3所示的机械特性曲线。
