双闭环三相异步电动机调压调速系统

实验四 双闭环三相异步电动机调压调速系统（验证性）

一．实验目的

1．熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作。

2．了解双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成。

3．通过测定系统的静特性和动态特性进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

二．实验内容

1．测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。 2．测定双闭环交流调压调速系统的静特性。 3．测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。

三．实验系统组成及工作原理

双闭环三相异步电动机调压调速系统的主电路为三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机（转子回路串电阻）。控制系统由电流调节器(ACR)，速度调节器(ASR)，电流变换器(FBC)，速度变换器(FBS)，触发器(GT)，一组桥脉冲放大器等组成。其系统原理图如图7-1所示。

整个调速系统采用了速度，电流两个反馈控制环。这里的速度环作用基本上与直流调速系统相同而电流环的作用则有所不同。在稳定运行情况下，电流环对电网波动仍有较大的抗扰作用，但在起动过程中电流环仅起限制最大电流的作用，不会出现最佳起动的恒流特性，也不可能是恒转矩起动。

异步电机调压调速系统结构简单，采用双闭环系统时静差率较小，且比较容易实现正，反转，反接和能

三相异步电动机晶闸管调压调速仿真

***

(陕西西安710054 )

摘要：利用Matlab建立异步电动机晶闸管调压调速模型，通过调节反并联晶闸管的触发角可以对异步电动机定子电压进行控制，对开环和闭环系统进行仿真比较，不断调整寻找最佳的控制参数，最终得到闭环系统的最佳模型，并给以扰动测试该系统。

关键词：晶闸管调压调速闭环控制参数

0 引言

随着电力电子器件的发展，电动机调速发展迅速，目前应用较为广泛的分别是变频调速（VVVF）、直接转矩调速（DTC）和调压调速（VV），其中传统的调压调速是各种调速方法中较简单，且易于实现的的一种调速方法，在一些转速转矩要求不高的场合仍有大量应用。

1 调压调速

调压调速的基本特征是电动机同步转速保持为额定值不变，而气隙磁通

?Usm?4.44f1NskNs

随着定子电压????的降低而减小，属于弱磁调速。三相异步电动机调压调速的机械特性表达式如下：

????可调，电磁转矩与定子电压的平方成正比，机械特性如图1所示

图1调压调速机械特性图

带恒转矩负载工作时，普通笼型异步电机变电压时的稳定工作点为 A、B、C，转差率 s 的变化范围不超过 0 ~ sm，调速范围有限。如果带风机类负载运行，则工作点

吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

第1章 绪论

现在社会工业化越来越体现着它的强大。工业化运行的前提是能源的有力支撑。调压调速是一种非常简单实用的调速方法。本论文对异步电机开环控制调压调速系统及速度闭环控制调压调速系统的讨论和仿真，并探讨最经济实用的调压电路。找出最合理的调速方法，实现电机平稳运行，平滑调速，既能延长电机寿命，又可以有效节约能源。在现实社会具有相当高的研究价值。交流电动机的发明是由美国发明家特斯拉完成的，最早的交流电动机根据电磁感应原理设计，结构比起直流电动机更为简单，同时也比起只能使用在电车上的直流电动机用途更广泛，它的发明让电动机真正进入了家庭电器领域。交流电动机问世之后，同步电动机、串激电动机、交流换向器电动机等也逐步被人们发明出来，并投入实际的生产，为人们的生活提供更多便利。电动机的发明和应用对人类来说具有极大的意义，可以说它为人类生活带来了翻天覆地的变化。

交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，结构简单，成本低，维护方便，而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，对环境要求不高，因此在工农业生产中得到了极广泛的应用。其突出的优点是：电机制造成本低，结构简单，维护容易，可以实现高压大功率及高速驱动，适宜在恶劣条件下工

目 录

摘 要............................................................... I

1概述 .............................................................. 1

1.1三相异步电动机的调速方法..................................... 2 1.2调压调速的简介............................................... 2 1.3课程设计的要求............................................... 3

2三相异步电动机调压调速系统的组成 .................................. 4 3三相异步电动机调压调速系统的设计和实现 ............................ 7

3.1三相异步电动机调压调速系统的电路............................. 7 3.2三相异步电动机在不同电压的机械特性........................... 8 3.

实验报告

课程名称：数字调速

实验项目：三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级：自动化1303班

姓名：任永健学号：130302307 实验室号：实验组号：

实验时间：批阅时间：

指导教师：成绩：

..

;. 沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）

专业班级：自动化1303班学号：130302307 姓名：任永健

实验名称：三相异步电机恒压频比调速系统仿真

1.实验目的：

熟悉SIMULINK环境。

建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。

2.实验内容：

设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统

3. 实验方案（程序设计说明）

异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。

正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定

实验报告

课程名称：数字调速

实验项目：三相异步电机恒压频比调速系统仿真专业班级：自动化1303班

姓名：任永健学号：130302307 实验室号：实验组号：

实验时间：批阅时间：

指导教师：成绩：

..

;. 沈阳工业大学实验报告（适用计算机程序设计类）

专业班级：自动化1303班学号：130302307 姓名：任永健

实验名称：三相异步电机恒压频比调速系统仿真

1.实验目的：

熟悉SIMULINK环境。

建立三相异步电机恒压频比调速系统模型并仿真分析。

2.实验内容：

设计并在simulinnk下搭建三相异步电机恒压频比环调速系统

3. 实验方案（程序设计说明）

异步电机的调速有多种方法，转速开环恒压频比控制是交流电动机变频调速最基本的一种控制转速方式，在一般的变频调速装置里面都嵌入有这项功能，工作方式为恒压频比的调速方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，使用起来也相对方便，是通用变频器的基本模式。但在低压时候需要一定的补偿电压，采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中的转差率会保持不变，电动机的所以会机械特性会相对较硬，电动机有较好的调速性能。

正选脉冲宽度调制三相逆变电路，是一种以三角波做载波的应用冲量等效原理而获得理想交流电源的电路装置，在调制比与载波比一定

双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

实验三 双闭环三相异步电动机串级调速系统 实验

一．实验目的

⒈ 熟悉双闭环三相异步电动机串级调速系统的组成、工作原理、调试方法。

⒉ 了解双闭环三相异步电动机串级调速系统的静态和动态特性。

二．实验设备

⒈ MCL – 31 低压控制电路及仪表。

⒉ MCL – 32 电源控制屏。

⒊ MCL – 33 触发电路及晶闸管主回路。

⒋ MEL – 03 三相可调电阻器。

⒌ MEL – 11 电容箱。

⒍ 绕线式异步电动机–直流电动机–测速机组。

⒎ 万用表。

⒏ 双踪示波器。

三． 实验原理

众所周知，在绕线转子异步电动机的转子侧引入一个可控的附加电动势，就可调节电动机的转速。但由于电动机转子回路感应电动势 E r 的频率随转差率而变化，所以附加电动势的频率亦必须随电动机转速而变化。这就相当于在转子侧加入一个可 变压变频 的装置。

实际系统中 是将转子交流 电动势 整流成直流 电动势 ，然后再引入一个附加的直流电动势，控制此附加直流电动势的幅值，就可以调节异步电动机的转速。这样就把交流变压变频的复杂问题，转化为与频率无关的直流变压问题，对问题的分析与工程实现都方便多了。

对于附加的直流电动势 ，较好的方案是采用工作在有源逆变状态的晶闸

实验三 三相异步电动机变频调速系统

一、实验目的

1．熟悉三相异步电机VVVF调速系统的组成及工作原理。 2．掌握全数字化调速系统的操作方法。 3．熟悉SPWM调制方法。

4.观察VVVF变频调速装置的主要控制波形。

5. 认识在U/f=C、E/f=C时，转矩补偿设定（0～20%）对电动机运转的影响。

二、实验内容

1．观察输出电压与电流的波形。

2．系统运行参数设定及修改，观察这些参数对系统的影响。 3．VVVF调速系统机械特性测试。 三、实验挂箱及仪器

1．变频调速面板LY125。

2．双踪示波器、电阻箱、万用表。 3．三相异步电动机---直流发电机机组。 4．转矩提升对低速性能的影响。 四、操作说明 1．参数设定

①接通电源，电源指示灯亮，数码管显示“r000”,确认U、V、W端接的是交流电机。 ②按“P”键，显示“r000”，表示设定0号参数，按“↑”键，参数号增加，按“↓”键参数号减小，选择合适的参数号后，按“P”键，即显示参数的当前值，可修改当前值，按“上升”或“下降”键，即可修改参数，数值修改完毕后，按“P”键，表示当前即是设定值。同时写入其他必要参数，设定完按“P”键退出设定状态。 ③缺省设定参数

开机后，若不设

三相异步电动机原理

phase Induction Machines

三相异步电动机原理

本章基本教学要求

1.了解异步电动机的结构。

n2.理解旋转磁场的概念、圆形旋转磁势的特性和

产生条件，了解分布和短距绕组对消除高次谐波电势的作用。

n3.深入理解并掌握综合表达三相异步电动机电磁

关系的基本方程式、等值电路和相量图，转子转动时异步电动机的运行原理，转子绕组折算和频率折算；

n4.掌握异步电动机中的功率和转矩平衡方程式，

各功率之间的相互关系，电磁转矩物理表达式；n5.掌握异步电动机的工作特性。n

三相异步电动机原理

重点和难点

n1.三相异步电动机空载和负载运行时的基本电磁

关系，掌握基本方程式、等值电路和相量图三种分析方法，并注意与变压器的对比，着重分析转子转动后的情况，转子绕组折算和频率折算；

掌握异步电动机功率与转矩的平衡关系、电磁n2.

转矩的表达式。

.掌握异步电动机机械特性n3

nn转子转动时的基本电磁关系。n

三相异步电动机原理

本次课程教学要求：

熟悉异步电动机的结构和主要技术n1.

数据；

.重点掌握电机堵转时的电磁关系、n2

基本方程式、等值电路和相量图；

n3.掌握绕组折算方法。

三相异步电动机原理

5.1三相异步电动机

5.1.1

基本结构和铭牌数据

三相鼠笼异步电动机结

情境二 三相异步电动机起动、调速和制动首先讨论三相异步电动机的机械特性，然后以 机械特性为理论基础，分析研究三相异步电动机的 起动、制动和调速等问题。 任务四 三相异步电动机的机械特性 任务五 三相异步电动机的起动

任务六 三相异步电动机的制动任务七 三相异步电动机的调速

情境二 三相异步电动机起动、调速和制动任务四 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机机械特性的三种表达式

三相异步电动机的机械特性是指电动机的转速与电 磁转矩之间的关系，由于电机的转速与转差率之间存 Tem 在一定的关系，所以异步电动机的机械特性用 f (s) 表示。 一、物理表达式

Tem CT 0 I'2 cos 2表明：三相异步电动机的电磁转矩是由主磁通 0 与转 ' 子电流的有功分量 I 2 cos 2相互作用产生的。

情境二 三相异步电动机起动、调速和制动二、参数表达式 R2 m1 pU s Tem R2 2 ' 2 2 f1 ( R1 ) ( X1 X 2 ) s 2 1

说明：电磁转矩与电源参数(U1、f1)、结构参数 (R、X、m、p)和运行参数(s)有关。

情境二 三相异步电动机起动、调速和制动当S为某一数值时，