異步電機調壓調速系統(tǒng)設計與仿真-在線瀏覽
2024-10-28 18:05本頁面
【正文】 機在額定轉速以下運行時 ,保持勵磁電流 恒定 ,可用改變電樞電壓的方法實現(xiàn)恒定轉矩調速 。采用轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可獲得優(yōu)良的靜、動態(tài)調速特性。因此 ,調速技術一直是研究的熱點。研究直流電機的控制和測量方法 ，對提高控制精度和響應速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。不同領域對于電機的調速性能有著不同的要求，因此，不同的調速方法有著不同的應用場合。 當改變電動機的定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，由于電動機的轉矩與電壓平方成正比，因此最大轉矩下降很多，其調速范圍較小，使一般籠型電動機難以應用。晶閘管調壓 方式為最佳。調壓調速一般適用于 100KW 以下的生產機械。使控制技術更加先進合理，在不斷的發(fā)展過程中，技術的進步將對人類的發(fā)展帶來更大的飛躍。轉子裝在定子腔內，定子、轉子之間有一縫隙，稱為氣隙。 定子鐵心是電機磁路的一部分，為減少鐵心損耗，一般由 厚的導磁性較好的硅鋼片疊成，安放在機座內。中、小型電機的定子鐵心和轉子鐵心都采用整圓沖片。為了冷卻鐵心，在大容量電機中，定子鐵心分為很多段，每兩段之間留有徑向通風槽，作為冷卻空氣的通道。定子繞組分單層和雙層兩種。 機座的作用是固定和支撐定子鐵心及端蓋，因此，機座應有較好的機械強度和剛度。 三相異步電動機轉子 轉子主要由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸三部分組成。轉子的主要作用是產生感應電流，形成電磁轉距，以實現(xiàn)機電能量的轉換。轉子鐵心固定在轉軸或轉子支架上。氣隙大小對異步電動機的運行性能和參數(shù)影響很大，由于勵磁電流由電網供給，氣隙越大，勵磁電流也就越大，而勵磁電流又 屬于無功性質，它要影響電網的功率因數(shù)，因此異步電動機氣隙大小往往為機械條 件所能允許的最小數(shù)值，中、小型電機氣隙太小，一般為 ~。轉速的大小由電動機極數(shù)和電源頻率而定。它與電網的頻率 f1 及電機的磁極對數(shù) p 的關系為： n1=60f1∕ p (21) 轉子在磁場中相對定子有相對運動，切割磁場形成感應電動勢。 綜上所述可知，三相異步電動機轉動的基本工作原理。 （ 2） 轉子導體切割旋轉磁場感應電動勢和電流。 異步 電機的旋轉方向始終與旋轉磁場的旋轉方向一致，而旋轉磁場的方向又取決于異步電動機的三相電流相序。要改變轉向，只要改變電流的相序即可，即任意對調電動機的兩根電源線，便可以實現(xiàn)電動機的反轉。如果 n=n1，轉子繞組與定子磁場之間無相對運動，則轉子繞組中無感應電動勢和感應電流產生，可見 nn1 是異步電動機工作的必要條件。 本科生課程設計（論文） 4 轉差率 同步轉速 n1 與轉子轉速 n 之差（ n1n）和同步轉速 n1 的比值稱為轉差率，用字母 s 表示，即 S=(n1n)/n1 (22) 轉差率 s 是異步電動機的一個基本物理量，它反映異步電動機的各種運行情況。當轉子轉速接近同步轉速（空載運行）時， n≈ n1,此時轉差率 s≈ 0。 異步電動機負載越大，轉速 就越慢，其轉差率就越大；負載越小，轉速就越快，其轉差率就越小。異步電動機的轉速可以由（ 21）推算。 （ 1）電動機運行狀態(tài) 當定子繞組接至電源，轉子就會在電磁轉矩的驅動下旋轉，電磁轉矩即為驅動轉矩，其轉向與旋轉方向相同，此時電機從電網電功率轉變成機械功率，由轉軸傳輸給負載。 （ 2） 發(fā)電機運行狀態(tài) 異步電機定子繞組仍接至電源，該電機轉軸不再接機械負載，而用同一臺原動機拖動異步電機的轉子以大于同步轉速（ nn1）并順旋轉磁場的方向旋轉。為克服電磁轉矩的制動作用而使轉子繼續(xù)旋轉，并保持 nn1,電機必須不斷從原動機吸收機械功率，把機械功率轉變?yōu)檩敵龅碾姽β?。此時，nn1,則轉差率 s0。此時電磁轉矩與電機旋轉方向相反，起制動作用。這種運行狀態(tài)稱為電磁制動狀態(tài)。 由此可知，區(qū)分這三種運行狀態(tài)的依據是轉差率 s 的大小。 本科生課程設計（論文） 6 第 3章 異步電動機調壓調速系統(tǒng)的設計 異步電動機調壓調速系統(tǒng)分為開環(huán)、單閉環(huán)、雙閉環(huán)調壓調 速系統(tǒng) 。原理圖如下： 圖 給定 GT TVC 3~ MM M 本科生課程設計（論文） 7 圖 開環(huán)調壓調速系統(tǒng) GT 為觸發(fā)裝置，用于調節(jié)控制角的大小來控制晶閘管的導通角，控制晶閘管輸出電壓來調節(jié)加在定子繞組上的電壓大小。圖中， Ks = Us/Uc 為晶閘管交流調壓器和觸發(fā)裝置的放大系數(shù)； ? = Un/n 為轉速反饋系數(shù)； n =f (Us , Te ) 是所表達的異步電機機械特性方程式，它是一個非線性函數(shù)。 本科生課程設計（論文） 8
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