三相电机功率计算

第一篇：三相电机功率计算

三相电机的功率计算

1、力辉三相电机的功率计算： I=P/(U×cosφ×η)。(P额定功率kw。U额定电压0.22v。cosφ为功率因素。η为效率。当铭牌上未提供cosφ和η时，均可按0.75估算)。效率是什么?效率：是指电动机输出功率与输入功率之比的百分数。电动机在运转中因本身导电回路电阻发热，铁芯磁路有涡流损耗、磁滞损耗，还有机械磨损等。均为电动机内部的功率损耗，所以输出的机械功率总是小于输入的电功率。效率η一般在电动机的铭牌上都有标注。

2、三相对称负载的有功功率，可以计算1相负载的有功功率，再乘以3：

3、P=3×U 相×I 相×cosφ相 可是我们往往知道的是电机的线电压U线，线电流I 线，而且也不知道三相电机绕组是什么接法，怎么办?

4、不要紧，我们先假设，电机是Y接的： U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3×(1/√3 U线)×I 线×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

5、不要紧，我们再假设，电机是△接的： U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线 ，所以 P=3×U 相×I 相×cosφ相

=3× U线×(1/√3I 线)×cosφ相

=√3 ×U线×I 线×cosφ相

6、从

4、5知道，三相对称负载的有功功率，不管是什么接法，只要用线电压、线电流，就是一个公式：

P=√3 ×U线×I 线×cosφ相

7、这个证明的关键是：

1)Y接时，U相=1/√3 U线 ，I 相=I 线 ; 2)△接时，U相=U线 ，I 相=1/√3 I 线;

8、如果你不清楚，请看图：

第二篇：三相异步电机改成单相异步

对不起 有点复杂 只好复制来了 三相异步电机改成单相异步不改结构和绕组参数 我所知道的 一共有三种方法

1、并电容移相

2、电容电感移相(此法还适用于380V的两相电源)

3、拉开式电容移相额定电流：电机额定工作状态下，输出额定功率时，定子绕组的线电流额定电压：电机额定工作状态下，定子绕组的线电压着重介绍一下 第一种 并电容移相的方法这个方法 应该最简单接线方法：三相电源线的接线柱上随便找两个接线柱并上一个电容,空着的一个接单相电源的相线,随便一个电容器的两端接另一根线打个比方吧a、b、c三线头。a、b接电源，a、c接电容，若反转，将电源改为b、c电容计算公式是: C=1950*I/U*COS I =电机的额定电流U =额定电压COS 功率因数 C =电容容量 (微法)接线时,在原来三相电源线的接线柱上随便找两个接线柱并上一个电容,空着的一个接电源的一相电,随便一个电容器的两端接另一根线,如果反转,电容器的那一根线换到电容器的另一段就可以了功率因数需要计算一下功率因数×效率= 电机额定功率/(根号3×额定电压×额定电流)效率=(电机额定功率/电机输入功率)×100%电机输入功率=(根号3×U线×I线)按上述公式 可以算出电机的功率因数再通过电容计算公式是: C=1950*I/U*COS 即可算出连接所需电容的容量因为电机铭牌上的数据 不一定准确所计算的电机效率 可能有误 或大于1 或等于1Y系列异步电动机 10KW以下的效率在76%-86%之间可以做一个参考实在不行，您还可以根据这些资料，直接选用合适的电容0.4KW星形 0.024uf三角形0.06uf0.8KW星形 0.036uf三角形 0.06uf1.0KW星形 0.06uf三角形 0.1uf1.6KW星形 0.1uf三角形

0.16uf2.5KW星形 0.15uf三角形 0.25uf下面说说第二种电感电容移相：接线方法

1、三角形接法电机a、b、c三个线头，a、b接电容，b、c接电感，然后a端和c端各引出一个线，连接单相电源。

第三篇：YKK系列高压三相异步电机

一、概述

该电动机机座和端盖均由钢板制成，采用箱式结构，打开上罩，可观察电机内全部情况。所有不见均可拆装，方便了安装与维修。防护等级为IP23，冷却方式为IC01。

该电动机具有高效、节能、噪声低、振动小、性能可靠等优点，可做驱动各种不同机械之用：如通风机、压缩机、水泵、破碎机、切削机床及其它设备，并可供煤矿、机械工业、发电厂及各种工矿企业作原动机之用。该电动机的结构及安装型式为IMB3，定额为连续工作制(S1)，额定频率为50Hz。

二、型号含义

Y 4001 – 4：“Y”表示异步电动机;“4001-4”表示中心高400mm，1号铁心长，4极。

一：概述：

YKK系列高压三相异步电动机为封闭带空一空冷却器的笼型异步电动机。该电机是我公司根据市场需求而独立开发设计的低压大功率产品，其机座和端盖均由钢板制成，采用箱式结构，打开顶罩可观察电机内部情况，所有部件均可拆装，方便安装与维修。防护等级为IP44或IP54，冷却方法为IC611。

本电机具有高效、节能、噪音低、振动小、重量轻、性能可靠、安装维修方便等优点。可作驱动各种不同机械之用。如通风机、压缩机、水泵、破碎机、切削机床及其他设备，并可供煤矿、机械工业、发电厂及各种工矿企业原动力之用。

本系列电动机结构及安装形式为IMB3，定额是以连续工作制(S1)为基础的连续定额，电动机的额定频率为50HZ，额定电压为380V，其他电压等级或特殊要求，在订货时可与用户共同商定。

二、型号含义：

YKK:封闭带空——空冷却器笼型转子异步电动机

4501：机座中心高450MM，1号铁心长

6：电机级数，6极

第四篇：三相异步电机转速与制动研究毕业论文

网络高等教育

专

科

生

毕

业

大

作

业

题

目：关于三相异步电机转速与制动的研究

学习中心： 层 次： 高中起点专科

专 业： 电气工程及其自动化

年 级： 2009年 春 季

学 号： xxxxxx xxxxxxxxx 学 生： xxx xxxxx 指导教师： xxxxxxxxxxxx 完成日期： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

关于三相异步电机转速与制动的研究

内容摘要

三相异步电动机是生产中不可或缺的机械，在工业生产中,有许多工艺要求拖动系统能快速起动、制动和频繁正反转，此类系统要求电机四象限运行。本文首先对三相异步电机的变频调速原理进行了分析，然后对三相异步电机的制动方式进行了简要介绍，在此基础上，对电压型变频器再生能量产生机理进行了较深入的理论探讨,揭示了回馈状态下各物理量之间的关系,并设计了一种能量回馈控制系统，该系统使得变频器可以实现四象限运行,节能效果明显。

关键词：异步电动机;变频调速;制动;

I

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目 录

内容摘要 ........................................................................................................................... I 引

言 .............................................................................................................................. 1 1 异步电动机调速的原理及方法 ................................................................................ 2

1.1 工作原理 .......................................................................................................... 2 1.2 变频调速控制方式 .......................................................................................... 2

1.2.1 电源频率低于工频范围调节 ................................................................ 2 1.2.2 电源频率高于工频范围调节 ................................................................ 3 1.2.3 转差频率控制 ........................................................................................ 4

2 制动 ............................................................................................................................ 4

2.1 电机制动方式简介 .......................................................................................... 4

2.1.1 反接制动 ................................................................................................ 4 2.1.2 能耗制动 ................................................................................................ 4 2.1.3 电磁制动 ................................................................................................ 5 2.1.4 串接制动 ................................................................................................ 6 2.1.5 发电制动 ................................................................................................ 6 2.2 变频调速系统中电机的制动 .......................................................................... 6

2.2.1 变频调速异步电机再生制动状态分析 ................................................ 7 2.2.2 变频调速器再生能量的产生机理 ........................................................ 7 2.2.3 再生能量回馈状态下的理论计算 ........................................................ 8 2.2.3.1 惯性体的运动能量计算 ..................................................................... 8 2.2.3.2 变频器驱动电机再生制动时的能量计算 ......................................... 8 2.2.3.3 制动转矩计算 ................................................................................... 8 2.2.3.4 变频器参数设定与制动能力分析 ..................................................... 9 2.2.3.5 回馈能量计算 ................................................................................... 10 2.2.4 再生能量回馈系统设计 ...................................................................... 10 2.2.5 实验结果 .............................................................................................. 12

3 小结 .......................................................................................................................... 12 参考文献 ........................................................................................................................ 14

II

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引

言

实际的生产过程离不开电力传动。生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。直流电动机可方便地进行调速, 但直流电动机体积大、造价高, 并且无节能效果。而交流电动机体积小、价格低廉、运行性能优良、重量轻, 是生产过程中广泛使用的机械，因此交流电动机的调速具有重大的实用性。使用调速技术后, 生产机械的控制精度可大为提高,并能够较大幅度地提高劳动生产率和产品质量, 而且可对诸多生产过程实施自动控制。通过大量的理论研究和实验, 人们逐渐认识到：对交流电动机进行调速控制, 不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能, 而且在许多场合中, 还具有非常显著的节能效果。

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1 异步电动机调速的原理及方法

三相交流电动机定子绕组中的三相交流电在定子隙圆周上产生一个旋转磁场, 这个旋转磁场的转速称同步转速, 记为n1 ，实际电动机转速n 要低于同步转速, 故一般称这样的三相交流电动机为三相异步电动机。

1.1 工作原理

异步电动机的同步转速遵从电机学基本关系

(1)

式中，f——电源交变频率，p——电机定子磁极对数 电机学中还常用转差率s参量，其定义为： 电机的实际转速

(3)

(2)

从式( 3) 可知, 异步电动机调速可以从改变电源平率、改变电机定子极对数、改变转差率等方面来进行调节。因此，电机的调速方法有很多，串级调速、变频调速、能耗转差调速等。随着电力电子技术、计算机控制、微电子等高技术的发展, 交流调速取代直流调速已成为发展趋势。电机的交流变频调速技术是现代工业节电和改善工艺流程以提高产品质量的一种主要手段。

变频调速是改变电动机定子电源的频率, 从而改变其同步转速的调速方法。交流变频调速具有系统体积小, 重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简单, 通用性强, 使传动控制系统具有优良的性能, 同时节能效果明显,产生的经济效益显著。尤其当与计算机通信相配合时, 使得变频控制更加安全可靠,易于操作( 由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能) , 变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用, 让工业自动化程度得到更大的提高。

1.2 变频调速控制方式

式( 3) 可知, 异步电动机变频调速的控制方式基本上有以下三种： 1.2.1 电源频率低于工频范围调节

电源的工频频率在我国为50Hz。电机定子绕组内的感应电动势为:

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(4)

式中f1——定子绕组中感应电动势的频率, 与电源频率f 相等, Hz; K1——电机定子绕组的绕组系数, 其值取决于绕组结构, K1<1; N1——电机定子绕组每相串联的线圈匝数; Ф——电机每极磁通; 定子电压U1 与定子绕组感应电动势E1 的关系为

(5) 式中Z1——定子绕组每组阻抗

I1——定子绕组相电流 若忽略定子压降I1Z1, 则 把该式整理成

则

(6)

(7) (8) (9) 电动机的电磁转矩M与( U1/f1) 2 成正比,若下调频率f1, 同时也下调U1, 使( U1/f1) 比值保持恒量, 则磁通Ф不变, 因此转矩也保持常值,此时电动机拖动负载的能力不发生改变, 这种控制方式称为恒磁通调压调频调速, 也叫恒转矩调速。

1.2.2 电源频率高于工频范围调节

由于使频率f1增加,U1/f1变小, 而U1不能高于额定电压, 在该控制方式中, 保持U1不变, 由于频率变高, 由式( 9) 知道, 定子磁通Ф变小, 电磁转矩M也变小, 但电源频率增加, 设电动机转动角速度w=2πn, 电机的功率是电磁转矩M与角速度ω的乘积：

P=M·ω (10) 调节过程中, 使频率f与转矩的变化成一定协调关系, 从而保持电机功率P 为恒量, 即功率不发生变化, 这种升频定压调速为恒功率调速。

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1.2.3 转差频率控制

三相异步电动机中,定子与转子之间的圆周空隙有一旋转磁场, 转速为n1, 电机转子实际转速为n, ( n1- n) 是转子与旋转磁场之间的相对切割速度。对频率、电压进行谐调控制, 使U1/f1 不变, 此时, 磁通Ф也不变, 在Ф不变的条件下,电磁转矩M与( n1- n)2 成正比。对频率f 进行调节, 即调节( n1- n) , 因此, 在实现转速调节时也实现了转矩的调节。

2 制动

电机的制动包括反接制动、能耗制动、电磁制动、串接制动、发电制动等。以下首先简要介绍电机制动方式，然后重点研究变频调速系统中电机的再生制动。

2.1 电机制动方式简介

2.1.1 反接制动

当异步电动机转子的转向与定子旋转磁场的转向相反时, 其运动状态称为反接制动。电路原理如图1。按下SB2 , KM1 自锁, 电机运转, 同时速度继电器KS 闭合, 为反接制动做准备。按下SB1 ,KM1 断电, KM2 自锁。此时定子旋转磁场与转子转向相反, 进入制动状态, 当转速低于某一值,KS 断开, 反接制动结束。

图1 反接制动原理

该方式制动转矩大, 制动迅速, 控制设备简单, 但制动冲击较大, 对传动机构有害, 容易使电机反转, 而且制动时电机从电源吸收并传递到转子的电磁功率以及从转轴上吸收的机械功率全部转化为热能, 对电机不利, 不适合制动频繁的场合。 2.1.2 能耗制动

如图2所示, 当定子绕组脱离交流电源时, 立即将其绕组切入直流电流, 使

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定子产生静止磁场。控制电路与反接制动一样, 按下SB2 , 电机起动,按下SB1 , 电机制动。

图2 能耗制动原理

该方法可以通过改变直流电流的大小, 调节制动转矩的大小。它制动准确、平稳、能量消耗较小, 但是控制设备相对复杂, 故适合于要求制动平稳、准确和起动频繁并容量较大的电机。 2.1.3 电磁制动

如图3 所示, 在转子上装上制动部件, 转子制动部件极靴上固定永磁体, 机座上安装定子制动部件, 其上放置制动绕组, 并将制动绕组短路。当转子部件运转时, 将在定子制动部件中产生旋转磁场, 类似发电机, 该磁场是阻碍转子运动的, 若电机失电, 将会迅速停机。

图3 电磁制动结构

此结构机械上较为复杂, 但是无外围控制电路, 属于非机械接触的软制动, 冲击较小, 电气故障很低, 免维护。但因为制动转矩较小, 实用于转动惯量较小的小功率电机。

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2.1.4 串接制动

随着大功率电子元件的成熟,诞生了此种制动方式。电路如图4。将电机定子绕组末串联一全波整流电路VC,把整流后的电源送到与电机转子有机械机构联系的电磁铁YA上,通电时,电磁铁YA吸合,机械机构释放,电机运转,失电时,机械机构同步复原,迅速刹车。

该结构制动反应迅速、控制精度高、能耗小、冲击较小、无外围控制设备、制动简单、运行可靠, 同时可以弥补普通异步电动机起动电流大的缺点, 起到分压、降压起动的良好效果,是一种新型制动方式,几乎适合于所有的异步电机。

图4 串接制动原理

2.1.5 发电制动

该制动方式适合于变极、变频调速系统。适用于当转子转速超过同步转速的时候(即电机由高速到低速运行过程中)。当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时,电机处于再生发电状态,如果处理不当,将在直流侧出现过高的泵升电压,限制了通用变频器的应用范围。比较理想的方式是通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网,在能源资源日趋紧张的今天,这项研究具有十分重要的现实意义。下文将进行详细介绍。

2.2 变频调速系统中电机的制动

在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的,在频率减小的瞬间,电机的同步转速也随之下降,而由于机械惯性的原因, 电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位几乎改变了180度,电机从电动状态变为发电状态;与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机处于再生制动状态。下文在分析变频调速系统中的再生能量产生机理,揭示再生制动下各物理量之间的关系的基础上,设计了一种新型能量回馈控制系统。

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2.2.1 变频调速异步电机再生制动状态分析

当电机工作于再生发电状态时,电机内部将发生以下变化过程:变频器拖动电机降速,电机转子的旋转速度超过给定频率下的同步转速,也即超过电机内部同步旋转磁场的转速。造成转子切割磁力线的方向反向,转子导体上感应电势以及感应电流的方向反向。由于转子电流中的励磁分量不会发生变化(电机不可能使励磁电流反向,因为它需要从变频器侧吸收励磁电流以建立电机内部磁场,维持电机的运转) ,所变化的只是转子电流中的转矩分量,而转子电流转矩分量的变化又引起了定子电流转矩分量的变化。其结果是:定子电流的合成量(即平时所说的定子电流)和电机的转矩反向,从坐标上看,即电机的机械特性曲线从第一象限运动到第二象限。

2.2.2 变频调速器再生能量的产生机理

图5所示为变频器拖动电机运行时泵升电路的等值电路。为说明泵升电压产生机理, 假定电容电压Uc、绕组反电动势E、电阻r、电感L为常数。

可得回路方程。电动状态时:

(11)

再生发电状态时:

(12)

图5 泵升电路等值电路图

电动状态时E和I反向,回路电压为Uc-E,若ΔI保持不变,泵升时间Δt随E的升高而增大;再生发电状态时E和I同向，回路电压为Uc + E,在ΔI相等的情况下,泵升时间Δt随E的升高而减少。从能量关系看,电动状态时Uc 和E同时吸收电感放出的电能;而再生发电状态时只有Uc 吸收能量,它不仅吸收电感放出的电能，而且连制动时产生的电能也一并吸收了。如果没有吸收再生能量的环节，将导致电容

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上电压升高,升高的那一部分电压就称为泵升电压。 2.2.3 再生能量回馈状态下的理论计算 2.2.3.1 惯性体的运动能量计算

设n为旋转体的转速( r/min) , J和GD为旋转体的转动惯量( kg·m2 ) ,且GD=4J，则旋转体具有的运动能量为

(13)

当速度从n1 减速到n2 ( r/min)时释放出的能量为

(14)

2.2.3.2 变频器驱动电机再生制动时的能量计算

再生能量是由电机机械系统的动能转化而来,可表达为

(15)

式中:能;

为机械系统的动能;

为储存在电机电感中的电磁

为机械阻力所消耗的等效电能, Mf ( t)为机械阻力矩函数,ω( t)为电机角速度函数;W0 为其他损耗。为简化计算,假定电感中所存储的能量与机械阻力能和各种损耗相抵消, 即机械系统的动能都转化为再生能量回馈变频器直流侧,则有: (16)

所以电机再生发电功率(W) :

(17)

2.2.3.3 制动转矩计算

电动机要加速时,就要增大其运动能量;相反,要减速时,必须释放其运动能量。其加速和减速所需要的转矩表达为

(18)

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2.2.3.4 变频器参数设定与制动能力分析

异步电动机转速可以表示为

(19)

其中f1 为电动机定子频率, s为转差率,p为电机极对数。在变频调速系统中, s和p可以看作常数。将式(19)两边分别取导数

(20)

由式(17) 、(18)和(20) ,整理得

(21)

(22)

(23)

其中τ为实际生产工艺要求的减速时间,Δf1为变频器频率输出的变化量。式(21)～(23)反映了电动机再生制动时发电功率、制动转矩与变频器基本参数相互之间的定量关系。由上述各式可得以下结论: 1) 电机制动时回馈能量的大小与系统的转动惯量、转速、机械阻力、电机绕组电感等因素有关; 2) 假定电感中所存储的能量可与机械阻力能及各种损耗相抵消，则电机的发电功率大小由电机的转动惯量GD 、电机转速n、减速时间τ决定; 3) 在t=0时刻，电机刚开始回馈时若转速为n1 ，变频器减速时间已设定的情况下, 设 (k>0)。则最大发电功率为

(24)

式中n0为给定电源频率下的同步转速;负号表示能量由电机侧流向变频器直流侧; 4) 若变频器的频率变化及减速时间参数确定，可以求出确定的制动转矩。当要求的减速时间越短电动机的发电功率越大，提供的制动转矩也越大。同时电机再生制动时最大发电功率与制动转矩的关系,可由式(23)得到:

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(25)

显然, Pmax与制动转矩T、电机转速n1成正比; 5) 制动转矩的大小与系统的转动惯量成正比，与减速时间τ成反比。 2.2.3.5 回馈能量计算

设有源逆变停止时直流侧电压为U1 ,正常工作时为Ue，则回馈过程电网需吸收的能量为

(26)

其中C为变频器及有源逆变器中间环节电解电容的电容量。在能量回馈过程中由于直流侧电压的平均值Ua为一定值, 故回馈功率的大小仅由回馈电流决定。设回馈电流时直流侧的电流平均值为IL ,电网相电压有效值为U2 , 则能量回馈平均功率Pfa约为

(27)

为保证电机的制动效果,电网回馈功率Pf 应不小于电动机再生发电过程中可能出现的最大发电功率Pmax , 否则直流侧电压将持续升高;同时Pfa还应不大于变频调速系统的额定功率Pe。由能量守恒定律可得Pfaτ=Wf ,即

(28)

该式即为有源逆变时电网侧回馈能量的表达式。由式(28)可以得到下述结论: 1)对于一个确定的系统(转动惯量一定) , 若电机转速n、电网电压U2 和逆变停止电压U1一定,则回馈电流IL 与制动时间τ成反比; 2) 在电网电压U

2、直流侧电压U1和回馈电流IL不变的情况下,转动惯量GD 越大,则制动所需时间τ越长;转动惯量GD越小,则所需制动时间τ越短。 2.2.4 再生能量回馈系统设计

如前所述,再生能量及时高效的回馈电网,使通用变频器可四象限运行, 并实现节能降耗。本文在对变频调速系统电机再生制动分析理论指导下, 设计了一种新型的通用变频器能量回馈控制系统, 整个系统结构框图如图6。主电路主要由三相IPM逆变桥和相关外围电路组成。逆变桥的输出端通过三个扼流电抗器L

1、L

2、

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L3 与变频器输入端子R、S、T相连,输入端则通过两个隔离二极管D

1、D2 接变频器的直流侧P、N端,以保障能量在变频器→有源逆变桥→电网方向上的单向流动。C

3、C4 为滤波电解电容, R

3、R4为电容均压电阻, R5为电容充电限流电阻, J2 为用于切除限流电阻的继电器。霍尔电流传感器H负责检测回馈电流,为系统实现回馈电流控制提供准确可靠的反馈信号。限流电抗器L

1、L

2、L3 的作用是平衡压差、限流以及滤波。系统工作过程是:当电机电动运行时,逆变器开关管VT1 ～VT6全被封锁,处于关断状态;当电动机处于再生发电状态时,能量由电机侧回馈直流侧,导致直流母线电压升高。当直流母线电压超过电网线电压峰值时, 整流桥由于承受反压而关断;当直流母线电压继续升高并超过启动逆变器工作电压VDLH时, 逆变器开始工作，将能量从直流侧回馈电网。当直流母线电压下降到关闭逆变器工作电压VDLL时，关闭逆变器。一个完善的能量回馈控制系统应满足相位、电压、电流等三方面的控制条， 这要求回馈过程必须与电网相位保持同步关系;只有直流母线电压超过一定值时才启动有源逆变装置;系统应该能够控制回馈电流的大小，从而可以控制电机的制动转矩，实现精确制动。控制系统结构框图如图6，主要包含同步电路、电压检测控制电路、电流检测控制电路和故障检测、保护电路等部分，整个系统由微处理器进行监控。回馈电流的质量是整个系统的关键和难点，本文设计的系统采用SPWM ( Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制方式，结合同步信号实现单位功率因数正弦波回馈。

图6 能量回馈控制系统结构框图

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2.2.5 实验结果

图7为该控制系统回馈电流的实验波形(测试仪器为FLUKE PM3380A示波器)，实测功率因数绝对值≥0.98 (测试仪器为FLUKE- 41B多功能谐波分析仪)。实验表明系统馈送电流谐波小,功率因数高,不仅有效地限制了泵升电压,保证了变频驱动系统的安全正常运行,而且还能实现能量回收和精确制动,使通用变频器可广泛应用于需要四象限运行的场合。

图7 回馈电流的实验波形

3 小结

本文首先对三相异步电机的变频调速原理进行了分析，然后对三相异步电机的制动方式进行了简要介绍，在此基础上，对电压型变频器再生能量产生机理进行了较深入的理论探讨,揭示了回馈状态下各物理量之间的关系,并设计了一种能量回馈SPWM 控制系统,给出了实验结果。具体结论列举如下: 1) 电机制动时回馈能量与系统的转动惯量、转速、机械阻力、电机绕组电感、电机以及变频器回路的电阻等因素有关;

2) 电机的发电功率大小由电机的转动惯量、电机转速、减速时间决定;制动转矩的大小与系统的转动惯量成正比,与制动时间成反比;

3) 对于一个确定的系统(转动惯量一定) ,若电机转速、电网电压和逆变停止电压一定,则回馈电流与制动时间成反比;在电网电压、直流侧电压和回馈电流不变的情况下,转动惯量越大,则制动所需时间越长,否则反之。

本文设计的新型能量回馈SPWM控制系统既可实现单位功率因数、高质量的正弦波回馈电流,又能实现异步电动机的精确制动。与通用变频器配合使用拓宽了通

关于三相异步电机转速与制动的研究

用变频器的应用领域。值得指出的是,目前制作PWM整流器或四象限运行变频器在技术上没有问题,而且其拓扑电路也比通用变频器加回馈单元简单,但是由于前两者均属于专用逆变器,市场价格昂贵,在现阶段的竞争力还不如后者。特别是对于用回馈单元替代已有变频系统中的制动电阻的情形,后者的性价比优势更加突出,因此新型能量回馈装置应用前景广阔。另外,这种馈电技术不仅可用于变频驱动异步电机再生制动而且可广泛用于光伏逆变器并网等场合。

关于三相异步电机转速与制动的研究

参考文献

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第五篇：最简单的三相异步调速电机马达工作原理

三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转,称为旋转磁场.其转速n1的大小由调速电机马达极数2p和电源频率f而定,即n1=120f/2p.

这种旋转磁场肉眼看不到,如果在定子铁芯内放一个空易拉罐,罐的两端用尖端支上,则易拉罐就会旋转.为了说明调速电机马达的工作原理,我们模拟两个磁极(N、S极)在旋转、转子用铜条做成笼型的.

调速电机马达定子两极按逆时针方向旋转,转子静止,可以看成定子精子(n1=0),转子按顺时针方向旋转,由于转子铜条切割磁场,铜条内有感应电动势,由于铜条是短路的,所以有感应电流产生的,它的方向用右手定则可以判断,上边铜条电流方向进入纸内,下边铜条的电流方向从纸内出来.

调速电机马达转子铜条有电流,又处在磁场当中,导体要受到力的作用,此力方向可用左手定则判出.上下的力F构成力矩,转子会旋转起来.通过以上分析可以看出：

1、转子要转动必须有旋转磁场;

2、转子转动方向与旋转磁场方向相同;

3、转子转速n必须小于同步转速n1,否则导体不切割磁场,无感应电流产生,也就无转矩,调速电机马达要停下来,停下后,速度减慢,n