畢業(yè)設(shè)計(jì)-三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理及其仿真-資料下載頁(yè)
2024-12-01 19:26本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】產(chǎn)和日常生活許多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。目前在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,隨著電力電子。也使得交流調(diào)速開(kāi)始全面取代直流調(diào)速。在交流調(diào)速技術(shù)中，交流變頻調(diào)速以其優(yōu)異的。調(diào)速性能，高效節(jié)能和廣泛的應(yīng)用范圍等特點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外人為是最有前途的調(diào)速方式。由于換向器的存在，使直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)的工作量加大，單機(jī)容量，最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。性能難以滿足要求生產(chǎn)要求。的研究，然而發(fā)展緩慢，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，直流調(diào)速一直以性能優(yōu)良領(lǐng)先于交流調(diào)速。60年代以后，特別是70年代以來(lái)，電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，
【正文】 模型及電機(jī)參數(shù)與變頻調(diào)速的均相同，在仿真時(shí)，只改變它的極對(duì)數(shù) p ，然后觀察示波器中定子，轉(zhuǎn)子電流 ，轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的變化。 其電機(jī)的參數(shù)如圖所示 ，將電機(jī)的極數(shù)設(shè)置成 ，系統(tǒng)將無(wú)法正常仿真。 然后運(yùn)行仿真系統(tǒng)，得到示波器讀數(shù)如圖（ e）所示： 11 圖（ e） 由圖可知，根據(jù)公式 11 60fn p? 可計(jì)算得當(dāng) p =3 時(shí)， 1n =1200r/min，而定子及轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)矩與變頻調(diào)速均無(wú)較大的差別，同時(shí)由圖可知反映時(shí)間約為 20ms，低于變頻調(diào)速的響應(yīng) 時(shí)間，超調(diào)量也比變頻調(diào)速小，但是由于極對(duì)數(shù)的限制， 變 極調(diào)速并不能平滑的調(diào)速，它是有級(jí)的，這是它跟變頻調(diào)速的最大區(qū)別。不過(guò) 變 極調(diào)速是一種比較經(jīng)濟(jì)，它不要需要逆變器 ， 它是高效的調(diào)速方法，控制設(shè)備簡(jiǎn)單，只需要加轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，使用維護(hù)方便。雙速電機(jī)的尺寸一般要比同容量的普通異步電機(jī)稍打，運(yùn)行性能也稍差，常用于不需要連續(xù)調(diào)速場(chǎng)合。 調(diào)壓調(diào)速 當(dāng)外施電源電壓改變時(shí) ,最大轉(zhuǎn)矩將隨 1U 的平方而變化 ,但最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)差率ms 保持不變 .改變電源電壓的有效值 ,將其設(shè)置成如圖 (f)的數(shù)據(jù) ,而其他的參數(shù)不變 ,重新運(yùn)行仿真模型 ,得到示波器的讀數(shù)如圖 (g)所示 . 圖 (f) 12 圖 (g) 由示波器的讀數(shù)可知 ,調(diào)壓調(diào)速是改變機(jī)械特性 ,而當(dāng)電機(jī)空載或者輕載時(shí) ,轉(zhuǎn)速基本不變 .調(diào)壓調(diào)速目前廣泛采用交流調(diào)壓器 ,由晶閘管等器件組成 ,通過(guò)調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角大小來(lái)調(diào)節(jié)加到定子繞組上的端電壓 .結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便 ,控制電 路價(jià)格較低 .但是低速時(shí)轉(zhuǎn)子銅耗較大 ,效率較低 .對(duì)于風(fēng)機(jī)類負(fù)載 ,負(fù)載功率近似與轉(zhuǎn)速的三次方成正比 ,雖然轉(zhuǎn)速下降不多 ,但是輸入功率下降的較多 ,節(jié)能效果明顯 ,所以比較適合風(fēng)機(jī)類負(fù)載的調(diào)速 . 關(guān)于變頻調(diào)速的總結(jié) 該仿真只是從原理上揭示了變頻調(diào)速的機(jī)制，與通常的變頻調(diào)速系統(tǒng)不是同一回事，該變頻調(diào)速主要是從公式 11 60fn p? 入手，通過(guò)改變電源頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨之變化。 根據(jù)變頻調(diào)速與變極調(diào)速 ,調(diào)壓調(diào)速的對(duì)比，可以知道變頻調(diào)速的一些 特點(diǎn)與性能 ： （ 1）變頻調(diào)速設(shè)備（簡(jiǎn)稱變頻器）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，容量有限。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器向著簡(jiǎn)單可靠、性能優(yōu)異、價(jià)格便宜、操作方便等趨勢(shì)發(fā)展 。 （ 2）變頻器具有機(jī)械特性較硬，靜差率小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍廣（可達(dá) 10：1），平滑性高等特點(diǎn)；可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 ,這是與變極調(diào)速的最大區(qū)別 . （ 3）變頻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)差率 s 較小，則轉(zhuǎn)差功率損耗較小，效率較高 。 （ 4）可以證明：變頻調(diào)速時(shí)，基頻下的調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；基頻調(diào)速以上時(shí)，近似為恒功率調(diào)速方式 。 (5）變頻調(diào)速器已廣泛用于生產(chǎn)機(jī)械等很多領(lǐng)域內(nèi)。 但是變頻調(diào)速同樣也有些問(wèn)題，變頻器輸出的交流電壓、電流波形通常不是完全的正弦波，除了基波分量外，還有高頻諧波分量，這將對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能產(chǎn)生不良影響。 13 對(duì)此，為適應(yīng)變頻器供電的要求，專門設(shè)計(jì)形成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。而且針對(duì)超調(diào)，響應(yīng)時(shí)間的問(wèn)題，這些都是要解決的問(wèn)題。 14 參考文獻(xiàn) [1] 胡虔生 胡敏強(qiáng) .電機(jī)學(xué) .北京 : 中國(guó)電力出版社 , 2021. [2] 曹弋 .MATLAB 教程及實(shí)訓(xùn) .北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , [3] 胡虔生 .電機(jī)學(xué)習(xí)題手冊(cè) .北京：中國(guó)電力出版社， [4] 林飛，杜欣 . 電力電子應(yīng)用技術(shù)的 MATLAB 仿真 .北京：中國(guó)電力出版社， 2021 [5] 王正林，劉明 . 精通 MATLAB[M]. 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [6] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [7] 洪乃剛，電力電子技術(shù) .北京： 清華大學(xué)出版社， [8] 戴文進(jìn)，電機(jī)學(xué) .北京：清華大學(xué)出版社， [9] 鐘麟 /王峰 ， MATLAB 仿真技術(shù)與應(yīng)用教程 .北京：國(guó)防工業(yè)出版社， [10] 王兆安，電力電子技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 15 致 謝 感謝我的導(dǎo)師謝寧魯老師的悉心指導(dǎo)。論文從選題到完成的整個(gè)過(guò)程中，都得到了謝老師的熱情幫助和精心點(diǎn)撥。謝老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的專業(yè)知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)眼光、精益求精的精神給我留下了深刻的印象，并對(duì)我以后的學(xué)習(xí)和工作產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用。 感謝輔導(dǎo)員程湘云老師、班主任曹菊英老師等所有老師，在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中，他們對(duì)本篇論文的順利完成發(fā)揮了巨大的作用。感謝所有老師 的精心授業(yè)和辛勤工作。 感謝我的室友和兄弟們，從遙遠(yuǎn)的家來(lái)到這個(gè)陌生的郴州，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。四年了，仿佛就在昨天。四年里，我們打過(guò)球，喝過(guò)酒，一起哭，一起笑。只是天下無(wú)不散之宴席，眼下大家都要各奔東西了，縱使心有不舍，但還是要祝福大家。 感謝我的媽媽姐姐，焉得諼草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng) 摯的謝意！
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