實用標準

文案大全

注：考生屬哪種類別請劃“√”

(博士、√在校碩士、工程碩士、師資碩士、同等學(xué)力、研究生班)

遼寧工程技術(shù)大學(xué)

研 究 生 考 試 試 卷

考試時間： 2011年6月30日

考試科目： 現(xiàn)代電力電子學(xué)

考生姓名： 丁永峰

評 卷 人：

考試分數(shù)：

注 意 事 項

1、考前研究生將上述項目填寫清楚

2、字跡要清楚，保持卷面清潔

3、試題、試卷一齊交監(jiān)考老師

4、教師將試題、試卷、成績單，一起送研究生學(xué)院；

專業(yè)課報所在院、系

三項異步電動機能耗制動分析及matlab仿真

1 三相異步電動機制動介紹

1.1制動的分類

一、再生回饋制動

再生回饋制動是在外加轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩改變方向成為制動轉(zhuǎn)矩的運行狀態(tài)。再生回饋制動與反接制動和能耗制動不同，再生回饋制動不能制動到停止狀態(tài)。二、反接制動 反接制動是在電機定子三根電源線中的任意兩根對調(diào)而使電機輸出轉(zhuǎn)矩反向產(chǎn)生制動，或者在轉(zhuǎn)子電路上串接較大附加電阻使轉(zhuǎn)速反向，而產(chǎn)生制動。三、能耗制動 電機在正常運行中，為了迅速停車，在電機定子線圈中接入直流電源，在定子線圈中通入直流電流，形成磁場，轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場，而在轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢和電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生制動作用，最終使電機停止。于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場，而在轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢和電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生制動作用，最終使電機停止。1.2能耗制動的原理

當電機停止按鈕按下，電機斷開三相電源做慣性運行，我們在定子繞組通入半波直流電源，使之產(chǎn)生固定磁場并與定子相切割，產(chǎn)生感應(yīng)直流電。制動原理如圖1.1所示，此直流電在磁場中受力與旋轉(zhuǎn)方向相反，使之產(chǎn)生制動并停車。

圖1.1 能耗制動原理圖

如果三相異步電動機定子繞組斷開三相電源后，則電機內(nèi)無磁通勢。從而電磁轉(zhuǎn)矩 T＝0，電動機在負載轉(zhuǎn)矩作用下，自然停車，這是自然制動過程。能耗制動的電路接線及保護接線圖如圖1.2所示，三相異步電動機定子繞組切斷三相交流電源后(1K斷開)，同時，在定子繞組任意兩相上接入直流電流 I( I也稱直流勵磁電流)，即接通開關(guān)2K，從而在電機內(nèi)形成一個不旋轉(zhuǎn)的空間位置固定的磁通勢 F,最大幅值為 F&。在三相交流電源切斷后的瞬間，電動機轉(zhuǎn)子由于機械慣性其轉(zhuǎn)速 n不能突變，而繼續(xù)維持原逆時針方向旋轉(zhuǎn)。此時，直流電流 I產(chǎn)生的空間固定不轉(zhuǎn)的磁通勢 F&相對于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子是一個旋轉(zhuǎn)磁通勢；旋轉(zhuǎn)方向為順時針，轉(zhuǎn)速大小為 n。這種相對運動導(dǎo)致了轉(zhuǎn)子繞組有感應(yīng)電動勢 E，并產(chǎn)生電流 I和電磁轉(zhuǎn)矩 T，根據(jù)左手定則可知,T的方向與磁通勢 F相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向是一樣的，但與轉(zhuǎn)速 n的方向相反，電動機處于制動運行狀態(tài)，電機轉(zhuǎn)速迅速下降，直到轉(zhuǎn)速 n=0時，磁通勢 F與轉(zhuǎn)子相對靜止 E＝0, I=0, T=0,?減速過程結(jié)束，電動機將停轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了快速制動停車。如果負載是反抗性負載，則電機轉(zhuǎn)速 n將停車。如果負載是位能性負載，則電機轉(zhuǎn)速 n=0時必須立即用機械抱閘，將電機軸剎住停車。

圖1.2 能耗制動控制接線圖

由于制動過程，轉(zhuǎn)軸的機械能轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，因此，稱為能耗制動。

2.異步電動機能耗制動的特性分析

三相異步電動機能耗制動的機械特性的推導(dǎo)類似于三相異步電動機固有機械特性的推導(dǎo)。當異步電動機切斷三相交流電源，接入直流電流 I時的等值電路如圖2.1所示。它是轉(zhuǎn)子繞組相數(shù)、匝數(shù)、繞組系數(shù)及轉(zhuǎn)子電路的頻率都折合到定子邊界的結(jié)果。?

???

? 圖2.1 能耗制動的等值電路???? ?圖2.2 能耗制動的電流關(guān)系

圖中 S為能耗制動轉(zhuǎn)差率。當直流磁通勢 F于轉(zhuǎn)子之間相對轉(zhuǎn)速(既轉(zhuǎn)差)不變時，即 0-n=-n，且 F&的相對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速為，則

2-1

轉(zhuǎn)子繞組頻率為：

2-2

圖中 I1為等值電流，它是通過三相異步電動機定子繞組接入直流電流?換算得到的。利用三相交流電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁通勢 F&效替代直流磁通勢 F&推導(dǎo)出關(guān)系如下：

當電動機定子繞組為ㄚ形接法時，有

2-3

當電動機定子繞組為△形接法時，有

總結(jié)

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