小功率三相异步电动机变频调速系统研究

论文摘要

随着变频技术的不断发展,变频器在传动调速领域的应用也越来越广泛。在交流调速技术中,变频器和普通交流异步电机组成的调速系统被广泛使用,变频调速以其优异的调速性能、高效节能、应用范围广等优点被公认为是最佳的调速方式之一,目前正引起科技工作者的广泛关注。普通工频供电的异步电机是按恒压恒频设计,因此在变频调速时,电机的性能往往不能适应变频调速的要求。比如我们改变电源频率,就会对交流异步电机产生影响,进而影响到变频调速,这就需要对电动机性能与变频调速之间的关系进行研究。电机本身又是非线性、强耦合、多变量的对象,参数在不同工况下变化差异较大,造成分析建模困难,很难计算电机在不同频率和负载下的效率、功率因数和转矩之间的关系。本文通过分析T形等效电路,建立了电机启动转矩随频率变化的函数方程,建立了电机启动电流随频率变化的函数方程;通过测试普通交流异步电机在频率改变时的输出转矩转速的变化,定量地研究了在频率改变时电动机性能的变化,并在此基础上提出了电动机变频调速的最佳频率范围。最后以Y100L1-4三相交流异步电机和松下VF-8X变频器组成的变频调速系统为研究对象,测试了普通交流异步电机在频率改变时的各项性能指标,及以这些实验数据为依据,对比分析了电机的机械特性理论曲线和实际曲线。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 概述
• 1.1 电气传动技术
• 1.2 直流调速与交流调速
• 1.3 交流异步电动机的调速原理
• 1.4 异步电动机的调速方式
• 1.4.1 变频调速
• 1.4.2 变极对数调速
• 1.4.3 变转差率调速
• 1.5 论文研究背景
• 1.6 论文的目的与任务
• 第2章 异步电动机的变频调速
• 2.1 变频调速的意义
• 2.2 变频调速的发展
• 2.3 异步电动机的变频变压调速
• 2.3.1 基频以下调速
• 2.3.2 基频以上调速
• 2.4 变频器的结构与原理介绍
• 2.4.1 变频器的结构
• 2.4.2 变频器的工作原理
• 2.5 变频器的控制方式
• 2.5.1 U/f恒定控制方式
• 2.5.2 转差频率控制方式
• 2.5.3 矢量控制
• 2.5.4 直流转矩控制方式
• 第3章 异步电机变频调速的启动特性
• 3.1 交流异步电机的T形等效电路
• 3.2 交流异步电机的启动转矩
• 3.2.1 交流异步电机的转矩方程
• 3.2.2 电机启动转矩方程的确定
• 3.2.3 建立启动转矩随频率的变化函数关系式
• 3.3 电机的启动电流
• 3.3.1 确定启动电流方程
• 3.3.2 建立启动电流随频率的函数关系式
• 3.4 确定电动机的启动频率
• 第4章 三相异步电机变频调速试验
• 4.1 变频调速对三相异步电机的影响
• 4.2 交流异步电机变频调速性能测试
• 4.2.1 电机性能的测试
• 4.2.2 电机在不同频率下的实验
• 4.3 实验数据处理
• 4.3.1 调速时电机的实际机械曲线
• 4.4 电机“额定”工作点和调速范围的确定
• 4.4.1 电机在不同频率下的“额定”工作点
• 4.4.2 确定电机变频调速的调速范围
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献