畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理及其仿真

1、目錄摘 要iabstractii1概述11.1電機(jī)概述21.2變頻器概述21.3三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及其種類32 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速仿真模型52.1 問(wèn)題提出及分析52.2 simulink仿真模型62.3未變頻時(shí)仿真結(jié)果82.4變頻時(shí)仿真結(jié)果（基頻以下調(diào)速）82.5變頻時(shí)仿真結(jié)果（基頻以上調(diào)速）92.6變極調(diào)速102.7調(diào)壓調(diào)速112.8關(guān)于變頻調(diào)速的總結(jié)12參考文獻(xiàn)14致 謝15摘 要由于變頻運(yùn)行下三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)具有節(jié)能的重要優(yōu)點(diǎn),已在國(guó)內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)和日常生活許多領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。目前在變頻調(diào)速系統(tǒng)中,隨著電力電子技術(shù)及變頻調(diào)速技術(shù)的迅速發(fā)展,交流調(diào)速技術(shù)日新月異

2、，新的控制策略不斷涌現(xiàn)，這也使得交流調(diào)速開(kāi)始全面取代直流調(diào)速。在交流調(diào)速技術(shù)中，交流變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能，高效節(jié)能和廣泛的應(yīng)用范圍等特點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外人為是最有前途的調(diào)速方式。關(guān)鍵詞：變頻；三相異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速abstractwith the important merit of saving energy for the timing system of three-phase induction motor under the supply of frequency converter, it has been widely used in more and more fields. n

3、ow, with the rapid development of power electronics and frequency-conversion technology.the technology of adjusting speed of ac induction electromotor changes quickly and new control method appears ceaselessly. dc electromotor by the ac induction electromotor is replaced by the ac induction electrom

4、otor in wide range. the ac variable frequency speed regulation is generally acknowledged by the home and abroad that it has a great future with excellent speed regulation, high efficiency saving energy, extensive scope of application and other merit. keywords: frequency converter; three-phase induct

5、ion motor;change speedii1概述隨著生產(chǎn)技術(shù)的不管發(fā)展，直流拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來(lái)。由于換向器的存在，使直流電動(dòng)機(jī)的維護(hù)的工作量加大，單機(jī)容量，最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到限制。人們轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)，價(jià)格低廉的異步電動(dòng)機(jī)，但異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能難以滿足要求生產(chǎn)要求。于是，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，人們就致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究，然而發(fā)展緩慢，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，直流調(diào)速一直以性能優(yōu)良領(lǐng)先于交流調(diào)速。60年代以后，特別是70年代以來(lái)，電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速媲美。目前，交流調(diào)速已進(jìn)入逐步代替直流調(diào)速的時(shí)代。交流變頻的發(fā)展

6、情況，基本上可歸納為以下幾個(gè)方面：1.大容量和特大容量上，填補(bǔ)了直流調(diào)速傳動(dòng)的空白。2.新型全控型開(kāi)關(guān)器件的迅速發(fā)之前按，提高了變頻器的性能指標(biāo)。3.可靠性發(fā)面得到了提高，能滿足某些長(zhǎng)期不能停機(jī)或?qū)煽啃杂刑厥庖蟛块T(mén)的需要。matlab 是美國(guó)mathworks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括matlab和simulink兩大部分。matlab是矩陣實(shí)驗(yàn)室（matrix laboratory）的簡(jiǎn)稱，和mathematica、maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。matlab

7、可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。24matlab的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用matlab來(lái)解算問(wèn)題要比用c，fortran等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且mathwork也吸收了像maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使matlab成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)c，fortran，c+ ，java的支持。可以直接調(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲絤atlab函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的ma

8、tlab愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。matlab特點(diǎn)：此高級(jí)語(yǔ)言可用于技術(shù)計(jì)算 此開(kāi)發(fā)環(huán)境可對(duì)代碼、文件和數(shù)據(jù)進(jìn)行管理交互式工具可以按迭代的方式探查、設(shè)計(jì)及求解問(wèn)題 數(shù)學(xué)函數(shù)可用于線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)、傅立葉分析、篩選、優(yōu)化以及數(shù)值積分等 二維和三維圖形函數(shù)可用于可視化數(shù)據(jù) 各種工具可用于構(gòu)建自定義的圖形用戶界面 各種函數(shù)可將基于matlab的算法與外部應(yīng)用程序和語(yǔ)言（如 c、c+、fortran、java、com 以及 microsoft excel）集成 1.1電機(jī)概述1電機(jī)作為一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在電力工業(yè)各類工礦企業(yè)，農(nóng)業(yè)國(guó)防，交通運(yùn)輸，日常生活各方面都占有

9、重要地位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)化大生產(chǎn)的需要，三相基本的電機(jī)形式：直流電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)，同步電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中獲得了廣泛的應(yīng)用。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)負(fù)載的要求，人為的或自動(dòng)的進(jìn)行調(diào)節(jié)，稱為調(diào)速。但出于不同的使用目的，往往對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度提出不同的要求，如電動(dòng)車輛，電梯，機(jī)床等要求有良好的速度調(diào)節(jié)性能；調(diào)速也是風(fēng)機(jī)，水泵類負(fù)載節(jié)能運(yùn)行的需要。一般籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速略低于同步轉(zhuǎn)速，且在負(fù)載變化時(shí)變化不大，是一種接近于恒速的驅(qū)動(dòng)裝置，其本身的調(diào)速性能不佳。因此電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制一直是電氣專家學(xué)者致力于解決的問(wèn)題。近年來(lái)，直流調(diào)速，交流變頻調(diào)速隨著技術(shù)的進(jìn)步，性能在不斷改善。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良

10、的調(diào)速性能，但它有一個(gè)根本的缺點(diǎn)，就是有機(jī)械式的整流器整流子和電刷，因此它的維護(hù)工作量較大；而且由于機(jī)械式整流器的限制，制造大功率高電壓的直流電機(jī)比較困難。由于這些原因，限制了直流可調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)的使用范圍。我們知道，交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率s有以下關(guān)系：式中電源效率，hz，p電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)；改變電源的頻率，電動(dòng)機(jī)可以調(diào)速。變頻調(diào)速既適用于同步電動(dòng)機(jī)，又適用異步電動(dòng)機(jī)，是一種高效率的調(diào)速方案。1.2變頻器概述 變頻器是異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（v

11、vvf變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為igbt三相橋式逆變器，且輸出為pwm波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。7變頻器實(shí)際上就是一個(gè)逆變器.它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟?然后用電子元件對(duì)直流電進(jìn)行開(kāi)關(guān).變?yōu)榻涣麟?一般功率較大的變頻器用可控硅.并設(shè)一個(gè)可調(diào)頻率的裝置.使頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào).用來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù).使轉(zhuǎn)數(shù)在一定的范圍內(nèi)可調(diào).變頻器廣泛用于交流電機(jī)的調(diào)速中.變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)

12、代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展的方向，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實(shí)際逐漸走向成熟。變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。因此，交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水空調(diào)等領(lǐng)域。1.3三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及其種類三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速開(kāi)始于上世紀(jì)50年代末。在電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中，原來(lái)只用于恒速傳動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了調(diào)速控制，以取代制造復(fù)雜，價(jià)格昂貴，維護(hù)麻煩的直流電動(dòng)機(jī)。以后，隨著電力電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，再加上現(xiàn)代控制理論向電氣傳動(dòng)領(lǐng)域的滲透，使得

13、交流調(diào)速技術(shù)得到了迅速發(fā)展，其設(shè)備容量不斷擴(kuò)大，性能指標(biāo)及可靠性不斷提高，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的比例逐年上升，在各工業(yè)部門(mén)中，使得交流調(diào)速系統(tǒng)逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)，以達(dá)到節(jié)能，縮小體積、降低成本的目的。根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 式中為異步電動(dòng)機(jī)的定子電壓供電頻率；為異步電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)；為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。所以調(diào)節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有三種方案。異步電動(dòng)機(jī)的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)一般簡(jiǎn)稱變頻調(diào)速系統(tǒng)，由于調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差功率不變，在各種異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中效率最高，同時(shí)性能最好，是交流調(diào)速系統(tǒng)的主要研究和發(fā)展方向。1.3.1變頻調(diào)速原理及其機(jī)械特性改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組供電電源的頻率，可以改變同步

14、轉(zhuǎn)速，從而改變轉(zhuǎn)速。如果頻率連續(xù)可調(diào)，則可平滑的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，此為變頻調(diào)速原理。三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，忽略定子阻抗壓降時(shí)，定子每相電壓為 式中為氣隙磁通在定子每相中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；為定子電源頻率；為定子每相繞組匝數(shù)；為基波繞組系數(shù)，為每極氣隙磁通量。如果改變頻率，且保持定子電源電壓不變，則氣隙每極磁通將增大，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)鐵芯磁路飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過(guò)熱而損壞電機(jī)，這是不允許的。因此，降低電源頻率時(shí)，必須同時(shí)降低電源電壓，已達(dá)到控制磁通的目的。對(duì)此，需要考慮基頻（額定頻率）以下的調(diào)速和基頻以上調(diào)速兩種情況。1.3.2.基頻以下變頻調(diào)速18為了防止磁路的飽和，當(dāng)降低定子電源頻率時(shí)

15、，保持為常數(shù)，使氣每極磁通為常數(shù)，應(yīng)使電壓和頻率按比例的配合調(diào)節(jié)。這時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為上式對(duì)求導(dǎo)，即 ，有最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率為由上式可知：當(dāng)常數(shù)時(shí)，在較高時(shí)，即接近額定頻率時(shí)，隨著的降低，減少的不多；當(dāng)較低時(shí)，較小；相對(duì)變大，則隨著的降低，就減小了。顯然，當(dāng)降低時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩不等于常數(shù)。保持常數(shù)，降低頻率調(diào)速時(shí)的機(jī)械特征如圖1所示。這相當(dāng)于他勵(lì)直流電機(jī)的降壓調(diào)速。圖1 變頻調(diào)速的機(jī)械特性（a） 基頻以下調(diào)速（常數(shù)）（b）基頻以上調(diào)速（=常數(shù)）1.3.3.基頻以上變頻調(diào)速在基頻以上變頻調(diào)速時(shí)，也按比例身高電源電壓時(shí)不允許的，只能保持電壓為不變，頻率越高，磁通越低，是一種降低磁通升速的方法，這

16、相當(dāng)于它勵(lì)電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速。保持=常數(shù),升高頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 上式求，得最大轉(zhuǎn)矩和臨界轉(zhuǎn)差率為 由于較高，、和比大的多，則上式變?yōu)?因此，頻率越高時(shí)，越小，也越小。保持 為常數(shù)，升高頻率調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性如圖1（b）所示。2 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速仿真模型2.1 問(wèn)題提出及分析這是篇驗(yàn)證性的論文，所以我并沒(méi)有將調(diào)速放到實(shí)際的環(huán)境中，只是通過(guò)仿真將參數(shù)變化引起的轉(zhuǎn)速及其他數(shù)據(jù)的變化作為問(wèn)題來(lái)驗(yàn)證，然后分析這些變化的優(yōu)缺點(diǎn)，從而來(lái)講述它們所適應(yīng)的環(huán)境。由于電機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速接近，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速改變后，電機(jī)轉(zhuǎn)速也就隨之變化，由公式可知，改變電源頻率，可以調(diào)節(jié)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，這種方法稱

17、為變頻調(diào)速。2.2 simulink仿真模型建立三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速仿真模型，可以采用simulink提供的仿真模塊，如交流電源，電壓測(cè)量，異步電機(jī)，電機(jī)測(cè)量等。其中，三相交流電源位于【power system】的power electronics中，將三相交流電源的頻率設(shè)置成60，電壓值設(shè)置的與電機(jī)的電壓相同。電壓表位于【power system】的measurement中，異步電機(jī)模塊位于【power system】庫(kù)的machines中，雙擊電機(jī)模型，設(shè)置其參數(shù)，設(shè)置如圖（a）所示，設(shè)置增益k的值為（30/3.14）其仿真圖形如實(shí)例圖（b）所示。（a）異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)置 （b）變頻調(diào)

18、速仿真模型 這是個(gè)簡(jiǎn)單的電機(jī)調(diào)速仿真系統(tǒng)，雖然簡(jiǎn)單但是仍然要觀察電機(jī)的性能指標(biāo)，其中比如超調(diào)，調(diào)節(jié)時(shí)間等。上升時(shí)間是輸出響應(yīng)從零開(kāi)始第一次上升到穩(wěn)態(tài)值所需的時(shí)間。越小，表示初始響應(yīng)速度越快。由自動(dòng)控制原理可知，系統(tǒng)的快，穩(wěn)是相對(duì)矛盾的，兩者是沖突的，一般我們都在尋找一個(gè)兩者最佳的平衡點(diǎn)。根據(jù)參數(shù)設(shè)定將，分別設(shè)定為40ms，由于初始設(shè)定的頻率為60，根據(jù)可知應(yīng)該為1800r/min。2.3未變頻時(shí)仿真結(jié)果24（c）示波器讀數(shù)由圖可知，由于沒(méi)有負(fù)載，所以定子和轉(zhuǎn)子電流以及電磁轉(zhuǎn)矩均最終趨于0，根據(jù)公式可知，轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定在1800r/min，同時(shí)在40ms左右，電機(jī)的轉(zhuǎn)速到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，與預(yù)定結(jié)果差入不大

19、。2.4變頻時(shí)仿真結(jié)果（基頻以下調(diào)速）改變電源頻率，將其變?yōu)?0，由于這是基頻以下調(diào)速，所以為了防止磁路的飽和，當(dāng)降低定子電源頻率時(shí)，保持常數(shù)，因此電壓要相應(yīng)的改變成183.3v，重新運(yùn)行仿真模型，得到仿真結(jié)果如圖（d）所示。（d）示波器讀數(shù)由示波器讀數(shù)可知，當(dāng)頻率變?yōu)?0后，根據(jù)公式可知，轉(zhuǎn)速最終穩(wěn)定在1500r/min，同時(shí)由圖可知頻率改變后，相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間也變短了，也就是說(shuō)反應(yīng)更快了。2.5變頻時(shí)仿真結(jié)果（基頻以上調(diào)速）改變電源頻率，將其變成為70，由前面的理論知識(shí)可知，基頻以上調(diào)速時(shí)電源電壓是不變的，重新運(yùn)行仿真模型，得到仿真圖形如圖（e）所示。 由圖可知，轉(zhuǎn)速約為2100r/min，

20、滿足這個(gè)公式的理論計(jì)算結(jié)果，不過(guò)電機(jī)的響應(yīng)時(shí)間與基頻以上調(diào)整時(shí)的響應(yīng)時(shí)間要大的多，同時(shí)，如果將頻率進(jìn)行更細(xì)微的調(diào)整，轉(zhuǎn)速也會(huì)有相應(yīng)細(xì)微的變化。2.6變極調(diào)速 當(dāng)電源頻率保持不變，改變定子繞組的極對(duì)數(shù)，也能改變同步轉(zhuǎn)速，從而改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。利用這樣的方法調(diào)整，定子繞組需要有特殊的繞法個(gè)接法，應(yīng)使繞組的的極對(duì)數(shù)能依外部接法的改變而改變。由于電機(jī)的極對(duì)數(shù)只能是整數(shù)，故變極調(diào)速是有級(jí)不平滑的，例如極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速將減小一半，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速也會(huì)成倍減小?，F(xiàn)在的變極電機(jī)不僅有倍極比如2/4，4/8等，還有非倍極比，如4/6，6/8極，以及三速，四速變極電機(jī)。為了適應(yīng)不同負(fù)載需求，變極電機(jī)又可以分為恒功率

21、，恒轉(zhuǎn)矩以及遞減轉(zhuǎn)矩（風(fēng)機(jī)，泵負(fù)載）類電機(jī)。 變極電機(jī)定子繞組的繞制方法有：一是雙繞組變極，定子上有兩套對(duì)數(shù)不同，相對(duì)獨(dú)立的繞組，每次運(yùn)行只用其中一套，這種雙繞組設(shè)計(jì)較方便，但是材料利用率差，較少使用；二是單繞組變極，定子上只有一套繞組，通過(guò)線圈間的不同接法，構(gòu)成不同的極對(duì)數(shù)，這種繞組的材料利用率較高，但欲使不同極對(duì)數(shù)時(shí)電機(jī)均有較好的性能，繞組設(shè)計(jì)難度大，我國(guó)大多數(shù)變極電機(jī)采用這種方法。有時(shí)為了獲得三速或者是四速電機(jī)，還可以將上訴兩種方法結(jié)合起來(lái)使用。為了避免轉(zhuǎn)子繞組換接，變極電機(jī)基本采用籠型轉(zhuǎn)子，它可以隨著定子極對(duì)數(shù)的改變而自動(dòng)改變極對(duì)數(shù)。變極調(diào)速使用的系統(tǒng)模型及電機(jī)參數(shù)與變頻調(diào)速的均相同，

22、在仿真時(shí)，只改變它的極對(duì)數(shù)，然后觀察示波器中定子，轉(zhuǎn)子電流，轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速的變化。其電機(jī)的參數(shù)如圖所示，將電機(jī)的極數(shù)設(shè)置成3.如果將極對(duì)數(shù)設(shè)置成非整數(shù)或者其他的，系統(tǒng)將無(wú)法正常仿真。 然后運(yùn)行仿真系統(tǒng)，得到示波器讀數(shù)如圖（e）所示：圖（e）由圖可知，根據(jù)公式可計(jì)算得當(dāng)=3時(shí)，=1200r/min，而定子及轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)矩與變頻調(diào)速均無(wú)較大的差別，同時(shí)由圖可知反映時(shí)間約為20ms，低于變頻調(diào)速的響應(yīng)時(shí)間，超調(diào)量也比變頻調(diào)速小，但是由于極對(duì)數(shù)的限制，變極調(diào)速并不能平滑的調(diào)速，它是有級(jí)的，這是它跟變頻調(diào)速的最大區(qū)別。不過(guò)變極調(diào)速是一種比較經(jīng)濟(jì)，它不要需要逆變器，它是高效的調(diào)速方法，控制設(shè)備簡(jiǎn)單，只需要加轉(zhuǎn)

23、換開(kāi)關(guān)，使用維護(hù)方便。雙速電機(jī)的尺寸一般要比同容量的普通異步電機(jī)稍打，運(yùn)行性能也稍差，常用于不需要連續(xù)調(diào)速場(chǎng)合。2.7調(diào)壓調(diào)速 當(dāng)外施電源電壓改變時(shí),最大轉(zhuǎn)矩將隨的平方而變化,但最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)的轉(zhuǎn)差率保持不變.改變電源電壓的有效值,將其設(shè)置成如圖(f)的數(shù)據(jù),而其他的參數(shù)不變,重新運(yùn)行仿真模型,得到示波器的讀數(shù)如圖(g)所示. 圖(f) 圖(g) 由示波器的讀數(shù)可知,調(diào)壓調(diào)速是改變機(jī)械特性,而當(dāng)電機(jī)空載或者輕載時(shí),轉(zhuǎn)速基本不變.調(diào)壓調(diào)速目前廣泛采用交流調(diào)壓器,由晶閘管等器件組成,通過(guò)調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角大小來(lái)調(diào)節(jié)加到定子繞組上的端電壓.結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)便,控制電路價(jià)格較低.但是低速時(shí)轉(zhuǎn)子銅耗較大,效率較

24、低.對(duì)于風(fēng)機(jī)類負(fù)載,負(fù)載功率近似與轉(zhuǎn)速的三次方成正比,雖然轉(zhuǎn)速下降不多,但是輸入功率下降的較多,節(jié)能效果明顯,所以比較適合風(fēng)機(jī)類負(fù)載的調(diào)速.2.8關(guān)于變頻調(diào)速的總結(jié) 該仿真只是從原理上揭示了變頻調(diào)速的機(jī)制，與通常的變頻調(diào)速系統(tǒng)不是同一回事，該變頻調(diào)速主要是從公式入手，通過(guò)改變電源頻率來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速隨之變化。根據(jù)變頻調(diào)速與變極調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速的對(duì)比，可以知道變頻調(diào)速的一些特點(diǎn)與性能：（1）變頻調(diào)速設(shè)備（簡(jiǎn)稱變頻器）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，容量有限。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻器向著簡(jiǎn)單可靠、性能優(yōu)異、價(jià)格便宜、操作方便等趨勢(shì)發(fā)展。（2）變頻器具有機(jī)械特性較硬，靜差率小，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍廣（可達(dá)10：1），平滑性高等特點(diǎn)；可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,這是與變極調(diào)速的最大區(qū)別.（3）變頻調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)差率較小，則轉(zhuǎn)差功率損耗較小，效率較高。（4）可以證明：變頻調(diào)速時(shí)，基頻下的調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式；基頻調(diào)速以上時(shí)，近似為恒功率調(diào)速方式。(5）變頻調(diào)速器已廣泛用于生產(chǎn)機(jī)械等很多領(lǐng)域內(nèi)。但是變頻調(diào)速同樣也有些問(wèn)題，變頻器輸出的交流電壓、電流波形通常不是完全的正弦波，除了基波分量外，還有高頻諧波分量，這將對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能產(chǎn)生不良影響。對(duì)此，為適應(yīng)變頻器供電的要求，專門(mén)設(shè)