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重庆文理学院电子电气工程学院
专业课程设计论文
题 目转速开环恒压频比控制的交流异步
电动机调速系统
专 业 电气工程与自动化 姓 名 班 级 学 号
2011年 月 日
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统
摘 要：异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速是转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速是效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果. 本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。文章在详细分析交流异步电动机变频调速的原理基础上，应用MATLAB/SIMULINK仿真软件，实现了转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统的仿真，并且详细分析了仿真结果。
关键词：异步电动机；变频调速；MATLAB 仿真
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2008级电气工程与自动化专业课程设计论文
1引言
异步电动机的变压变频调速系统一般简称为变频调速系统。由于在调速是转差功率不随转速而变化，调速范围宽，无论高速还是低速是效率都较高，在采取一定的技术措施后能实现高动态性能，可与直流调速系统媲美。因此现在它的应用面很广，目前交流异步电动机的调速系统已经广泛应用于数控机床、风机、泵类、传送带、给料系统、空调器等设备的电力源和动力源，并起到了节省电能，提高设备自动化，提高产品质量的良好效果. 本文对交流系统进行建模仿真，可以更加熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。
在进行电动机调速时，常须考虑的一个重要因素，就是希望保持电动机中每极磁通量
为额定值不变。如果磁通太弱，没有充分利用电机的铁芯，是一种
浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。对于直流电机，励磁系统是独立的，只要对电枢反应有恰当的补偿，保持
不变是很容易做到的。在交流异步电机中，磁通由定子
和转子磁动势合成产生，要保持磁通恒定就要费一些周折。
2变频调速的原理
在异步电动机调速时，总希望保持主磁通
相电动势有效值
为额定值。由异步电机定子每
可知，如果略去定子阻抗下降，有
（1）
由(1)式知，若定子端电压不变，随着
知，在
升高，将减小。又由转矩公式
相同的情况下，减小会导致电动机输出转矩下降，
严重时会使电动机堵转。因此，在变频调速过程中应该同时改变定子电压和频率，
以保持主磁通不变。而如何按比例改变电压和频率，要分基频以下和基频以上两种情况。
2.1基频以下调速
恒定压频比调速要求；当相对较高时，可忽略定子电阻那
么最大实用转矩公式为；由于，为了保
证变频调速时电动机过载能力不变，需要满足变频前后
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，即
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统
（2）
对于恒转矩调速变，又满足了主磁通
,采用恒压频比调速控制，既保证了电机的过载能力不保持不变, 而电磁转矩表示为
；据(2)式，不同频率下的最大转
矩 保持不变，则最大转差率为
不同频率时最大转矩所对应的转速降落为
（3）
（4）
因此，恒压频比控制变频调速时，因最大转矩和最大转矩对应的转速降落均为常数，故此时异步电动
机的机械特性是一组互相平行硬度相同的曲线，如图1 所示.
2.2基频以上调速
基频以上调速应采取保持定子电压不变的控制策略，即高，可以忽略定子电阻
，则最大转矩
。由于
较
；其对应的最
大转差率与转速降落同式(3)和式(4)为常数。由此可见，保持定子电压
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不变，