山东理工大学：《运动控制系统》课程教学资源（讲稿）第6章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法

目录 中东理子大军 第6章基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.2异步电动机的调压调速 6.3异步电动机的变压变频调速 6.4电力电子变压变频器 6.5转速开环变压变频调速系统 6.6转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 目录 第6章 基于稳态模型的异步电动机调速系统 6.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.2 异步电动机的调压调速 6.3 异步电动机的变压变频调速 6.4 电力电子变压变频器 6.5 转速开环变压变频调速系统 6.6 转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

本章知识结构 山求程子大军 调压调速基本原理 调乐时的开环机械特性 一异步电动机调压调速系统 闭环控的调压调速系统 调玉调速系统的应用 变轿时的电压控制方式及控制特性 变压变矫调速基本原理 变频调速时的机械特性 异步电动机稳态模型 异步电动机变频调速系统 电力电子变压变轿器 正克波脉宽调制基本原理 SP被形生成的方法 麻宽调制(P视M)技术 电克跟晾P7M(CFPM)控肢术 电压空间失量PmM(SVPWM)控那鼓术 转速开环变机调速系统 异步电动机稳态板型下频调速系统 转差规宰控制的程论甚础（是本抵念和规律） 转差频牢控制支频调速系统 转速闭环转差频宰控制的变频调速系统 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 本章知识结构

基于稳态模型的异步电动机调速 山东理子大写 口在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等值电路来分 析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关 系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。 口常用的基于稳态模型的异步电动机调速方法有调压调速和变压变频 调速两类。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 基于稳态模型的异步电动机调速 在基于稳态模型的异步电动机调速系统中，采用稳态等值电路来分 析异步电动机在不同电压和频率供电条件下的转矩与磁通的稳态关 系和机械特性，并在此基础上设计异步电动机调速系统。 常用的基于稳态模型的异步电动机调速方法有调压调速和变压变频 调速两类

主要内容 G 的求程子大军 6.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.1.1异步电动机的稳态数学模型 6.1.2异步电动机的调速方法与气隙磁通 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 主要内容 6.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法 6.1.1 异步电动机的稳态数学模型 6.1.2 异步电动机的调速方法与气隙磁通

需要掌握的几个概念 中东理子大军 口异步电机 口同步转速n1 口转差率s n=(1-s)n1 n 口同步电机同步转速 60f n1= np 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 需要掌握的几个概念 1 1 n n s n − = 1 n sn = − (1 ) 异步电机 同步转速 n1 转差率 s 同步电机 同步转速 1 1 60 p f n n =

6.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法 上东程工大军 从机械特性出发-异步电动机调速方法 口异步电动机稳态等值电路（在一定的转差率下电动机的稳态电气特性） 口机械特性（电机输出转矩与转差率（或转速）的稳态关系) 口两种调速方法：调压调速，变频调速 口注：每种调速方法的机械特性，工作效率！思考背后的物理原因！」 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 异步电动机稳态等值电路（在一定的转差率下电动机的稳态电气特性） 机械特性（电机输出转矩与转差率（或转速）的稳态关系） 两种调速方法：调压调速，变频调速 注：每种调速方法的机械特性，工作效率！思考背后的物理原因！！ 从机械特性出发-异步电动机调速方法 6.1 异步电动机的稳态数学模型和调速方法

6.1.1异步电动的稳态数学模型 中东理子大军 口异步电动机的稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机 械特性，两者既有联系又有区别。 口稳态等效电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性： 口机械特性表征了转矩与转差率 (或转速)的稳态关系。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 6.1.1 异步电动的稳态数学模型  异步电动机的稳态数学模型包括异步电动机稳态等值电路和机 械特性，两者既有联系又有区别。  稳态等效电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性；  机械特性表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系

1.异步电动机的稳态等效电路 上东程工大军 ·在三个假定条件下： R √①忽略空间和时间谐波，（各电压电 流量均为正弦量) √②忽略磁饱和（电感参数为常数） √③忽略铁损（忽略激磁回路的电阻） 图6-1异步电动机T型等效电路 ·异步电动机的稳态模型可以用T型等 R、R,'一定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻： 效电路表示： Ls、L,一定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感； Lm一定子每相绕组产生气隙主磁通的等效电感，即励磁电感： U、心一定子相电压和电源角频率； 3转差率。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 1. 异步电动机的稳态等效电路 • 在三个假定条件下：  ①忽略空间和时间谐波，（各电压电 流量均为正弦量）  ②忽略磁饱和（电感参数为常数）  ③忽略铁损（忽略激磁回路的电阻） • 异步电动机的稳态模型可以用T型等 效电路表示： Lm Rs Lls ' Llr Us  s I  0 I  s Rr ' ω1 ' r I  图6-1 异步电动机T型等效电路 Rs、Rr ′ —定子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻； Lls、Llr ′—定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感； Lm—定子每相绕组产生气隙主磁通的等效电感，即励磁电感； Us、ω1 —定子相电压和电源角频率； s —转差率

1.异步电动机的稳态等效电路 中东理子大军 ●转差率与转速的关系 n1—n S 九1 或 n=(1-s)n ●同步转速 n= 60f np 厂供电电源频率 np-电动机极对数 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系  转差率与转速的关系 1 1 n n s n − = 1 或 n sn = − (1 ) - 电动机极对数 - 供电电源频率  同步转速 1 1 60 p f n n = 1f p n 1. 异步电动机的稳态等效电路

1.异步电动机的稳态等效电路 少求理2大军 ●转子相电流（折合到定子侧） U I.= (6-3) facotcY 式中： s C=1+R,+j0Ls1+ joLm 0 情况下，Lm>Ls,C1≈1，相当于忽略励磁电流。则电流公式 可简化成 U L≈I= +t* (6-4) 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系  转子相电流（折合到定子侧） ( ) 2 ' 1 2 1 2 ' 1 ' ls lr r s s r L C L s R R C U I + +         + = ω m ls m s ls L L j L R j L C ≈ + + = 1+ 1 1 1 1 ω ω 式中: （6-3） 1. 异步电动机的稳态等效电路 一般情况下，Lm>>Lls，C1 ≈ 1，相当于忽略励磁电流。则电流公式 可简化成: ( ) 2 ' ls lr 2 1 2 ' r s ' s s r L L s R R U I I + +         + ≈ = ω （6-4）