华中科技大学电气学院电机学课程设计

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1、电气鸟电&工程曇麹《电机曇》程殺针指导老师杨凯班级电气1201班r_>r*1•名HX学号U2012XXXXX异步电动机的调速与仿真设计题目目录一、课程设计题目3二、设计过程与结果4异步电动机调速基本原理：4条件中的参数计算：4任务一：5任务二：9任务三：13用SIMULINK设计调压调速仿真模型212930误差分析：28三、实验总结参考文献一、课程设计题目一台绕线式异步电动机，Y/y连接，已知数据为：额定功率Pn=cokW,f=50Hz,2p=C[,Un=380V,nN=r/min,=R2=4,兀2=兀2；=6。,xm=120^,為=化=0・02‘忽略铁

2、耗。各参数为：Co=1・1Cl=45-1440c6=500任务要求：①若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min,采用调压调速方式并计算其参数，做岀机械特性图，分析能量的传递。②若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min,采用变频调速方式并计算其参数，做出机械特性图，分析能量的传递。③若维持转轴上的负载为额定转矩，使转速下降到c6r/min,要求最大转矩不超过1・5几，采用转子绕组串电阻调速，计算其级数及其它参数，做岀机械特性图，分析能量的传递。④用Matlab中的SIMULINK设计调压调速仿真模型（其余仿真参数可自行设定）

3、，并仿真调速前后定子电流与转子转速波形。⑤对仿真结果和计算结果进行分析。、设计过程与结果异步电动机调速基本原理:根据异步电机的转速公式：n=(1-s)nt=—^-(1-s)V异步电动机的调速方式有以下三种:（1）变极调速，即改变极对数调速；（2）变频调速，即改变频率九调速；（3）改变转差率s调速，题冃中的变压调速与转了绕组串电阻调速都属于改变转差率调速。71]==笃"=1500r/minSn=匕也==0.040/vHi1500厲=蔬二崇备=7.295N・m6060条件中的参数计算:同步转速额定转差率调速前的电磁转矩负载额定转矩3x2x2202X—r-严—

4、—=8.434N.m2ttx50x[(4+爲)+(6+6尸调速前的总机械功率Pmec=Temx^=8.434x27r^440=1.272W调速后的转差率转子电感心-C6^11500-5001500=0.667Xia27T/1定了电感Lr2a=^=—=0.0191H乙°2nfr1007T励磁电感j=^==0.3820H1712tiIOOtt异步电机的简化等效电路如Figure1所示:Ui兀1。XmR2AA-X2oFigure1异步电机的简化等效电路任务一：维持转轴上的负载为额定转矩，采用调压调速方式，使转速下降到500r/min。设电压最终调至匕，由于额

5、定转矩不变，可知有：gp〃瞪_叫pu蹲+存）+（X"+^2（7）22/（心+鈴）+（X“+X养尸2/（心即吐必_%=（&+警）++xr2a）2（&+身）+（x1（T+X：o）2代入数值可得Ux=134.01V改变电压之前各电流值:12=心+空1SNztan-xX^_D1(Rl+W)2+(Xg+X养)23/V220如观)2+(6+6)2“L鵲=2•血6.582°AU70=ztanR12+(x1(J+xmy220ztan-16+/20=1.745z88.182°i4J42+(6+120)24/；=/；+*=2.920z42.83°71改变电压之后各电流值:

6、Ux…_iXg+X；。b=1="an于J(Ri+牛丫+(x“+x；)“+¥134.01.6+6=,乙tan"—=8.577z50.194°AJ(4+6尸+(6+6尸4+6〃UxX(y+XmIq==乙tan丄JR]2+(Xg+Xm)21134.01“6+120=ztan"1=1.063乙88.182%4J42+(6+120尸4/；=/；+/$=9.437z51.17°?l调速前功率损耗：总机械功率pmec=1.272W电磁功率P-=^=^=1325^则功率损耗Ap=Pem_Pn=1325一1100=225"损耗去向为：转子铜耗Pcu2==3x2.102x

7、4=52.9"空载损耗Po=Pmec+Pad=Pmec~PN=1272-1100=172W此外，定子铜耗Pcui=尬1*局=3x2.9202x4=102.31V不计铁耗，输入总功率为Pi=pCul+Pem=102.3+1325=1427.3"调速后功率损耗：调速后，电磁功率不变，输出功率发生改变，记输出功率为$2nn2tcx500P2=Tnx――=7.295x———=382"2N6060总机械功率Pmec=Tem^—=8.434X竺壘=0.4416W=6060441.60电磁功率巴"詹二器=1324.8"调速后功率损耗为：=Pem~P2=1324.8一3

8、82=942.8W损耗去向为：转子铜耗pCU2==3x8.5772x4=882.