三相异步电动机论文范文
三相异步电动机论文范文第1篇
1.由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应作保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2.由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4.由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5.电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
二、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
三相异步电动机论文范文第2篇
1.由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应作保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2.由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4.由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5.电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。二、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
三相异步电动机论文范文第3篇
关键词：中职学校；三相异步电动机；一体化教学
工农业生产中的大多设备都少不了电动机，其中用得最多的是三相交流异步电动机。为了保证三相异步电动机的安全运行，电气维修人员必须掌握三相异步电动机的理论知识及安装、维护、检修技能。因此，三相异步电动机是中等职业学校电气专业的重要课程，我们应从多方面入手，认真搞好《三相异步电动机》单元一体化教学，提高教学质量。
确定单元一体化教学目标
教学目标必须根据中等职业学校学生的特点及国家和企业对学生的要求来确定，既要符合学校实际，更要符合社会需要。教学目标分为理论知识目标、技能目标和思想目标。
理论知识目标通过本单元的学习，使学生掌握三相异步电动机的工作原理、结构和分类、定子绕组知识和定子绕组展开图的绘制；了解三相异步电动机的机械特性；熟知三相异步电动机的起动、调速、运行和制动知识。
技能目标通过本单元的学习和训练，使学生掌握三相异步电动机拆卸和装配技能、三相异步电动机的安装和运行维护技能、三相异步电动机故障检修技能、中小型三相异步电动机定子绕组重绕技能、三相异步电动机的检测和试验技能。
思想目标培养学生勤动脑、勤思考的良好习惯，增强他们独立解决问题的能力，使学生养成认真学知识、学技能，争当一名高技能人才的思想品质。
合理设置教学课题和教学课时
搞好一体化教学，课题设置很重要。课题设置要结合国家职业技能鉴定标准和要求以及企业对维修电工技能的需求，根据单元教学目标设置教学课题。
通过总结多年来的教学经验，我认为，《三相异步电动机》单元设置五个课题较为合适，分别为：三相异步电动机的结构及其拆装；三相异步电动机的工作原理及其安装；三相异步电动机定子绕组及其重绕；三相异步电动机的故障检修及测试。
课时安排要适宜，多则浪费，少则无法保证教学质量。我认为，《三相异步电动机》单元一体化教学安排90学时较合适，其中理论讲授30学时，技能训练及考核60学时。
准备好一体化教学环境条件
一体化教学要有与专业相适应的教学环境，包括教室、工位、黑板、教学器材、工具、元器件和设备等。三相异步电动机的结构及其拆装课题，按2～3个人一个工位，每个工位需要准备10KW以下三相异步电动机一台，拉具一套，活动扳手、呆扳手或套筒扳手若干把，ф30mm×300mm紫铜棒一根，小盒一个，钳工锤一把，木锤一把，油盆一个，刷子一把，煤油、钠基润滑脂等；三相异步电动机的工作原理及其安装课题，按2～3个人一个工位，每个工位需要准备小型三相异步电动机一台（要与已浇灌好的座墩配套），铁壳开关一只，BV2.5mm2塑料铜芯线若干米，ф16mm硬塑料管若干米，配电板一块，木螺钉ф4mm×50mm若干只，每班准备兆欧表5块，钳形电流表5块，万用表5块；三相异步电动机定子绕组及其重绕课题，按2个人一个工位，每个工位需要准备直尺一把，电工工具一套，1.5P手锤一把，剪刀一把，划线板两只，压线板一把，待修电动机一台，白纱绳一卷，以待修电动机相匹配的漆包线（训练可用22号铅丝）、竹楔、绝缘材料，一个班级准备兆欧表5块，钳形电流表5块，万用表5块，绕线器10套；三相异步电动机的故障检修及测试课题，按2～3个人一个工位，每个工位需要准备待修电动机一台，兆欧表1块，钳形电流表1块，万用表1块，双臂电桥1块，电流表3只，电压表3只，功率表2只，调压器一台，配电板一块，以及和训练内容相适应的工具、材料。
采取灵活的教学形式和方法
一体化教学不是简简单单的边讲理论边实作训练，而是要采取灵活的教学形式和方法，把理论知识讲授和技能训练很好地结合在一起。
从实践到理论先让学生从视觉感官上感知要学习的东西，再去学习理论知识。如在讲授三相异步电动机的旋转磁场及其方向前，教师先让学生看电动机正反转的试验，让学生感知到三相异步电动机通入三相正弦交流电后就起动运转，而且任意改变电动机的两相电源相序就反转。接着教师提出：为什么三相异步电动机通入三相正弦交流电后就起动运转？又为什么任意改变电动机的两相电源相序就反转？让学生带着这两个问题进入旋转磁场及其方向的学习。这样会大大提高学生的学习积极性，收到较好的教学效果。
从理论到实践先让学生学会解决问题的理论知识，再让学生用理论知识去分析解决问题。如进行三相异步电动机故障检修前，必须先给学生讲清楚三相异步电动机常见故障的种类、故障原因及分析和检查方法，然后再进行三相异步电动机故障检修训练。
从实践到理论再到实践如在学习三相异步电动机定子绕组及其重绕课题时，先让学生观察旧的定子绕组，然后动手拆除旧的定子绕组，教师再给学生讲授三相异步电动机定子绕组的理论知识以及三相异步电动机定子绕组重绕的工艺，最后进行三相异步电动机定子绕组重绕训练。
从理论到实践再到理论对于比较抽象难懂的专业理论知识，可先大概讲一讲，然后让学生动手训练加深理解，最后再对学生全面讲述。这样，有助于学生掌握比较抽象的专业理论知识。
加强技能训练中的巡回指导
教师要加强巡回指导，在巡回指导中解决不同学生的不同问题，这是一体化教学技能训练过程中非常重要的教学活动。教师在训练过程中要勤走、勤看、勤说、勤示范。勤走就是经常走到学生的每个工位去；勤看就是多看学生的操作；勤说就是发现问题即时讲解和纠正；勤示范就是在训练过程中发现学生有不当操作时即时给学生做示范。在训练过程中，学生存在的问题有三类：第一类是共性问题，即大多数学生都出现的问题。对于共性问题，则可让全部学生暂时停止训练，教师向全班学生讲解和示范，让他们掌握操作要领和技巧，即时纠正错误和不当操作。第二类是少数问题，即少数几个学生存在的问题。对于少数问题教师可把几个学生集中到一个工位处进行指导示范，纠正错误和不当操作。第三类是个别问题，教师可当场给这个学生讲解和示范，使其纠正错误和不当操作。
做好操作示范
示范分为训练前示范、训练中示范和训练后示范三个方面。训练前示范就是学生训练开始前，教师给学生进行训练过程中的几步或全部操作进行操作示范，使学生对操作有基本的感知和了解；训练中示范就是教师在整个训练过程中针对学生存在的错误和不当操作，进行纠正性操作示范；训练后示范就是课题训练结束教师进行课题总结时，对难点和重点再进行操作示范，目的是加强学生的理解，进一步规范全班学生的操作。示范是很重要的教学活动，教师做示范时，要注意几点：一是动作要慢，让学生看清楚；二是动作要准确；三是动作要连贯；四是示范前要准备充分。通过示范使学生充分看清、看懂并领会操作要领。
认真做好课题总结，科学评定学生成绩
做好课题总结课题总结是每个课题的最后一项教学活动，分两个方面：一是理论知识总结，二是操作技能总结。理论知识总结就是把这一课题中学习的理论知识梳理一遍，对重点和难点进行简要的讲解，以加强学生对理论知识的理解和掌握。进行操作技能总结时，教师重点要对训练过程中的错误和不当操作进行讲解和示范，使学生进一步规范操作。
科学评定学生成绩单元成绩可由单元技能平时成绩、单元技能考试成绩、单元理论平时成绩和单元理论考试成绩按权重综合评定，其权重分别为20、40、15、25。广泛推行过程考核和项目任务综合考核，尽可能地使用多种评定手段评定学生成绩。
总之，搞好《三相异步电动机》单元一体化教学，要有良好的一体化教学的硬环境和软环境，采取灵活的教学形式和教学方法，认真搞好操作示范，加强巡回指导，把理论知识讲授和技能训练很好地结合在一起。
三相异步电动机论文范文第4篇
关键词：三相异步电机转动原理，重载起动，调速，过电流保护
三相异步电动机具有结构简单,运行可靠,坚固耐用,价格便宜,维修方便等一系列优点。与同容量的直流电动机相比,异步电动机还具有体积小,重量轻,转动惯量小的特点。，调速。因此,在工矿企业的电机拖动系统中异步电动机得到了更为广泛的应用。
一、三相异步电动机基本的转动原理
三相异步电动机是利用旋转磁场工作的，其工作原理可通过以下演示实验来直观地了解。一个装有手柄的蹄性磁铁以轴座01为支撑自由转动；在蹄性磁铁两磁极之间有一个鼠笼转子，鼠笼转子以轴座02为支撑自由转动；轴座01和轴座02在同一条轴线上。蹄性磁铁和鼠笼转子之间没有摩擦力和机械连动关系，两者均可独立自由转动或保持静止。当摇动手柄使蹄性磁铁顺时针方向旋转时，磁场的磁力线就切割鼠笼转子上的铜条，相当于转子铜条逆时针方向切割磁感线，闭合的铜条中就会产生感生电流，其方向可用右手定则判断。由于感生电流处在蹄性磁铁的磁场中，因此铜条要受到磁场力的作用而使转子转动，磁场力的方向可根据左手定则判断，从判定的结果可知转子转动方向与蹄性磁铁旋转方向一致。，调速。
二、三相异步电动机的重载起动
1、小功率三相异步电动机的重载起动
这种情况的主要问题是起动转矩不足,而小功率三相异步电动机一般为鼠笼型,解决的办法是用特殊电机获得高起动转矩,主要有高转差率电机、深槽式电机和双笼型电机.从起动电流公式和起动转矩公式可以看出,增大转子电阻既可限制起动电流又可提高起动转矩。
高转差率异步电动机的转子导条不是普通的铝条,而是采用电阻率较高的铝合金.这种电机过载能力强,但功率因数低,正常运行时损耗较大,效率较低.所以只适用于频繁起动的场合,主要是起重运输机械.深槽式异步电动机是利用起动过程中转子导条内的集肤效应使起动时的转子电阻增大,改善起动性能又不降低正常运行效率,但功率因数和过载能力有所降低,适用于需要重载起动而对过载能力要求不高的场合.双笼型异步电动机利用集肤效应改善了起动性能,又保证了基本的运行性能,但电机价格较高,一般用于要求起动转矩较高的场合.
2、大功率三相异步电动机的重载起动
此种情况下既要有较高的起动转矩又要限制起动电流,若高起动转矩的笼型异步电动机不能满足要求,可以采用绕线型异步电动机,在转子电路中串联合适的电阻,既可提高起动转矩又能降低起动电流.因而,要求起动转矩大或起动频繁的生产机械常采用绕线型异步电动机拖动.大功率电动机一般为绕线型。，调速。
三相绕线型异步电动机常用的起动方法有转子串固体电阻、频敏电阻或液体电阻.大功率绕线型异步电动机转子串固体电阻起动,不能无级调节,起动不够平滑。，调速。为了减小冲击,应在转子回路中串入多级对称电阻,并随着转速的升高逐渐切除起动电阻,因此设备投资大,操作、维修不便.串频敏电阻器起动,结构简单、维护方便,可以无级调节,但起动电流较大、功率因数低,使起动转矩受到限制,且不同容量的电动机要配不同规格的频敏变阻器.转子回路串液体电阻,能连续无级调节使电机平滑起动,具有起动转矩大、起动电流小、起动时间短、功率因数高、噪声小、温升低、结构简单的特点,并且可以通过调节液体浓度来改变阻值,使一台起动器适应不同功率的电动机,因此是大功率电动机重载起动的首选方案.
三、三相异步电动机的主要调速方法
三相异步电动机的调速方法包括：变极对数、定子调压、定子变频、串级调速、双馈调速、液力耦合、电磁转差离合器等，从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力耦合器调速，能量损耗在液力耦合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。下面就对改变转差率进行调速的几种方法进行阐述：
1、改变定子电压调速
异步电动机的转矩与定子电压的平方成正比，改变定子电压就可以改变电动机的机械特性和转矩，这种方法不适用于普通笼式电机，因为它的转子电阻很小，转速低时电流会急剧上升。，调速。可用于绕线式异步电动机，其转子回路可串电阻或频繁变阻器，大部分转差能量损耗被引到外接电阻或频繁变阻器上，减轻电动机的发热。
2、改变转子电阻调速
这种调速方法只适用于绕线式电动机，在异步电动机的转子电路内串入调速电阻，当负载一定时，转子回路中串接的电阻越大电动机的转速越低，越小转速越高。此方法设备简单，控制方便，初期投资少，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上，属有级调速，机械特性较软。
3、串级调速
目前，较先进的串级调速应用了可控硅逆变器控制的串级调速线路，其优点是能够获得较硬的机械特性，整流元件压降小，设备占地面积小，无旋转部分，噪声小，维护较简单，是绕线式电动机很有发展前途的调速方法之一，其缺点是，转子回路装有滤波用的电抗器，故功率因数较低。
四、使用过程中有必要加强三相异步电动机的过电流保护
为达到安全可靠的全面保护，只靠设计一种保护方法是不行的，必须全面分析各种故障引起的电流异常情况，采用智能保护器或多功能保护器来保护三相步电动机的安全运行，保护器的设计应具有下面的功能：
1、设置电流速断保护
用于电动机内部定子绕组以及进线所发生的相间短路故障或相间接地短路故障，短路电流很大时，迅速切断电源。，调速。
常见的电流速断保护是熔断器和低压断路器。熔断器的熔体串联在被保护的电路中，当电路正常工作时，熔断器不起作用，相当于一根导线，其上面的压降很小，可忽略不计。当电路短路时，很大的短路电流流过熔体，使熔体立即熔断，切断电动机电源，电动机停转，起到保护作用。同样，若电路中接入低压断路器，当再现短路时，低压断路器会立即动作，切断电源，使电动机停转。
2、设置定时限过流保护
作为电动机运行过程中短路保护的后备保护，以提高保护整定的灵活性。
3、设置反时的过负荷保护
防止电动机长时间过负荷运行而引起的电流过大，防止由于电流热效应的累积作用，使定子部分过热而引起的损坏。
4、设置负序电流保护
防止电动机的各类非接地性不对称故障。
5、设置起动时间过长保护防止由于各种原因使得电动机不能成功起动时，大起动电流对绕组的损坏以及起动转矩对轴承的损坏。
结语：为了保证三相异步电动机的安全、经济和稳定运行，就必须要掌握有关异步电动机的安全运行的基本原理，对三相异步电机应用中可能出现的问题进行深入的探讨与分析，做到尽可能合理地使用电动机，避免事故隐患的产生，确保电动机高效运行。
参考文献：
1、汤天浩《电机与拖动基础》[M]北京:机械工业出版社2004；
2、李兴艳《浅谈三相异步电动机的几种常用调速方法》[J]甘肃科技纵横2010（2）；
3、马江鹏《浅析三相异步电动机的组成和工作原理》[J]现代经济信息2010（3）；
4、罗恩华《三相异步电动机起动方法的比较与选择》[J]广东水利电力职业技术学院学报2010（2）。
三相异步电动机论文范文第5篇
关键词：异步电动机；工作原理；绕组展开图
异步电动机主要有单相异步电动机和三相异步电动机，它们在结构、工作原理等方面既有相同点又有不同点。
一、单相异步电动机和三相异步电动机的相同点
1、同为异步电动机其结构上大致相同的，分为定子和转子，定子即静止部分，不会转动的部分，其上有定子绕组，其主要作用是产生旋转磁场；转子上有闭合的导条，主要作用是产生感生电流和电磁力。
2、其结构上的相同点决定了相同的工作原理。定子绕组在符合一定条件下产生旋转磁场，旋转磁场所具有的转速即为同步转速，n=60f/p，f为电源频率，我国电源频率为50赫兹，p为磁极对数，而转子上有闭合导条，与旋转磁场有相对切割从而产生感生电流，闭合导条中有感生电流且仍然位于磁场中所以受到电磁力，电磁力推动转子以异步转速运行，异步转速略小于同步转速并和同步转速同方向。
3、定子绕组重绕后判断首尾端的方法相同（用一节干电池和一个检流计，一套绕组接（碰）干电池，另一套绕组接检流计，检流计正偏，则接电源正极的一端和接检流计的负极的一端是同名端；检流计反偏，则接电源正极的一端与接检流计正极的一端为同名端），一般用两种方法判断，以免失误。接线时按接线方法把首尾端标清楚，再用上述方法判断无误则正确。
二、单相异步电动机和三相异步电动机的不同点
1、产生旋转磁场的两个条件不同
三相异步电动机则要求对称的三相绕组中通入对称的三相电流，对称的三相绕组即结构完全相同且三相首互差120°电角度，三相尾互差120°电角度；而我们所用的三相电就是对称的三相电流（互差120°相位），所以对称的三相绕组进行星型接法或三角形接法后直接接三相电源即可。前者条件其实就是电机定子绕组重绕。
单相异步电动机则要求两套绕组首互差90°电角度，尾互差90°电角度；并在这两套绕组中通入相位互差90°相位的电流。前者条件在单相电机定子绕组重绕时实现；而第二个条件则一般是利用电容来实现，启动绕组串电容后与工作绕组并接到电源上。因为通过电容的电流超前电压90°相位。那么，启动绕组中的电流比工作绕组中的电流超前90°相位。
2、定子绕组不同
一般三相异步电动机的定子绕组有三套，其结构相同，线径、匝数、线圈个数、连接方式完全相同；而单相异步电动机的定子绕组有两套并不一定相同，如排风扇电机两套绕组不相同，而洗衣机电机的两套绕组则完全相同。
3、所接电源及接线方式的不同
三相异步电动机的定子绕组是星型接法或三角形接法，然后接三相电（三根火线）。
单相异步电动机则是启动绕组串电容后与工作绕组并接在单相电源（一根火线一根零线）上（以洗衣机电机为例）。如上图所示：
三、异步电动机的教学方法
针对以上单相异步电动机和三相异步电动机的异同点，在教学中可采取以下几种方法。
1、教学内容上，由简到繁
一般先补充讲解左右手定则，再讲解电机的结构，并让学生实习进行拆装电机完全理解电机的结构后，再讲解异步电机的工作原理（相同点）。一体化教学时先单相电机后三相电机，因为无论理论还是实习，单相电机相对要比三相电机难。在单相电机的实习时，先排风扇电机再洗衣机电机，因为前者绕组简单4极16槽单层链式绕组实习时较简单，而后者4极24槽单双层混合的同心绕组则比较难。在三相电机的实习时，类似的，先实习4极24槽单层链式绕组，再实习4极24槽同心绕组或交叉绕组。
2、模块化教学，以实习为主
单相电机、三相电机各为一个模块，且先进行单相电机模块再进行三相电机模块。模块化教学中，主要以实习为主，讲解理论内容为辅，因为技校学生基础差，底子薄，对理论知识不易接受，反而动手能力强，尽量在实践时融入理论，逐渐渗透。比如，实习三相电机的单层链式绕组，讲解理论最多6课时，而实习则须要二十个课时，绕线圈、裁槽契绝缘纸、嵌线圈、接线、首尾端测试、绝缘测试、捆绑整形、装入转子、再次首尾端测试和绝缘测试，最后都合格的情况下通电试运行。（为了拆绕组时方便，一般不再浸绝缘漆，那样再实习时不好拆卸绕组）。
3、理论与实习紧密相结合的一体化教学
单相电机模块，先讲结构后进行单相电机的拆装；讲电机的转动理论后实习单相电机的接线（接电源）、通电运行；讲解排风扇电机4极16槽单层链式绕组，要求学生会画图，能根据图分析出嵌线、接线规律并和其工作原理（旋转磁场的产生条件）相结合，然后进行实习，真正做到用所学的理论指导实习；同上再进行洗衣机电机的讲解和实习，由于该部分内容比较难，可以自愿原则选学，但对接受能力比较强的学生必须学。三相电机模块，也是先讲结构后再拆装实习；讲电机转动原理后实习其接线（接电源）、通电运行；讲解4极24槽单层链式绕组展开图，并结合图推导出嵌线规律、嵌线图和接线规律，要求学生掌握这些内容的基础上去实习，并在实习中熟练应用所讲理论知识，做到理论和实践融会贯通；同上再进行4极24槽单层同心或交叉绕组的讲解和实习，因该部分内容较难，可以自愿原则选学，但对接受能力较强的学生要求必须学。
4、灵活运用启发式教学
启发式教学是教学实践中一个古老而新颖的课题。在现代教学论中，启发式既是教学法原则，又是教学方法。教师如果能够正确应用它，就能充分调动学生学习的主动性、积极性、创造性，从而达到事半功倍的教学效果。教师在实习中可引导学生产生疑问或矛盾，积极动脑思考，鼓励学生积极思考多提问题，不但要知道怎么做，而且还要知道为什么这样做。比如电机绕组接线时，单相电机两套绕组首之间要相差90°电角度，是为什么？而三相电机的三套绕组的首之间却是相差120°电角度，又是为什么？嵌线圈时为什么绝缘纸不能破？漆包线不能损坏表面的绝缘漆？为什么嵌好一个线圈后要及时做对铁芯的绝缘测试？又如，单相电机和三相电机的正反转措施，理论难理解，但在实习时，学生亲自动手试验后，及时提出问题，老师再帮助学生解决问题，把实习和理论结合。所有的问题解决了，也就把理论和实习融汇一起基本掌握了，并让学生既明确掌握理论又掌握实践是最好的，这样才能真正做到“理论指导实践，实践验证理论”。
5、运用成就感来激发学生学习，变被动为主动
在实习中尽可能的让学生体会成就感，变被动学习为主动学习。例如在单相电机实习时，提供木板、钢据、铁锤、铁钉、钢尺、电钻等材料和工具，老师指导让学生自己动手做线模，钻孔，这样既加强了学生的动手能力又可以让学生有成就感从而增加学习兴趣，让学生变被动学习为主动学习。每一个课题实习完成后，每一小组的实习成果要在老师的指导下接电源通电试运行、正反转、测转速，学生自己所绕的电机能正常转动、正反转，那会让他们有很大的成就感，增强他们以后在学习和生活中的自信心。
参考文献
[1] 徐政. 电机与变压器[ M] . 北京： 中国劳动社会保障出版社， 2008.
[2] 肖建章. 自动控制技术[ M] . 北京： 中国劳动社会保障出版社，200 4 .
三相异步电动机论文范文第6篇
关键词：旋转相量 脉动磁场 单相交流异步电动机
中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（c）-0172-02
1 背景介绍
电动机按用电类型分为交流电机和直流电机，直流电机结构和使用维修较复杂[1]，使用选择顺序依次是交流三相鼠笼式，交流三相绕线式，单相鼠笼式，直流电机等。
单相交流异步电机在工农业生产和家用电器中应用非常广泛[2]，是机电专业学生必学内容[3]，要学习单相交流异步电机工作原理，须先掌握三相交流异步电机工作原理和其转矩特性。在掌握三相交流异步电机工作特性后，通过分析单相电机磁场关系，得出单相电机旋转结论。
2 三相交流异步电动机原理
三相交流异步电动机原理是在三相对称的定子绕组中通入对称三相交流电产生旋转磁场[4，5]，旋转磁场切割转子绕组产生感生电动势。感生电动势在闭合的转子回路中产生感生电流。由感生电流在磁场中产生旋转力矩使电机旋转起来。至此可看出：只要有旋转磁场，而且转子回路是闭合回路就可旋转。
三相交流异步电动机描述转矩特性是根据
M=CMφSE20r2/[r+（SX20）2]
CM为转矩常数；
φ为定子绕组转子绕组共同作用的磁通；
S为转差率；
r2为转子回路电阻值；
E20为转子不转时，转子感生电动势；
X20为转子不转时，转子回路漏电抗。
由上述关系和多次试验等方法得出特性曲线。
虽各类三相交流异步电机转矩特性曲线有一定的差别，但大体走势（如图1）。
单相交流异步电机的讲解和学习，就是建立在前面这些基础理论之上的。讲解方法一般有两种[5，6]：一种是采用在波形图上直接分解成二个相反的旋转磁场；另一种方法是采用三角函数转换进行讲解。这两种方法都要求数学基础好，而多数学生数学知识不足，理解起来比较费劲，笔者经过分析研究采用了旋转相量法进行讲解，效果较好，现介绍如下。
3 单相交流异步电动机原理
单相交流异步电动机是单相绕组中通入单相交流电，由此而产生的磁场是一个脉动磁场（见图2、3）。
以二级电机为例分析，由于通入的电流i=IMsinωt，因此产生的磁感应强度B=BMsinωt。下面我们做个假设：有二个B =BM的相量，以同一圆心ω的角频率相反旋转（见图4）。
当ωt=0时，B=BM-BM=0。
当ωt等于任一值时，
X轴合成为BX=BMcosωt-BMcosωt
Y轴合成为BY=BMsinωt+BMsinωt
=BMsinωt
则总的B=BY=BMsinωt。
既然可以把一个单相的脉动磁场分解成两个磁感应强度幅值相等的转向相反的旋转磁场，则可认为，单相异步电动机的电磁转矩也是由这两个旋转磁场分别产生的电磁转矩合成的结果（见图5）。从图4中可得出四个特点：（1）它的起动转矩为零，不能自行起动。（2）它的旋转方向是不固定的，完全取决于起动时的旋转方向。（3）离开零点后可保证启动（M与n同方向增大）。（4）当n增大到一定程度时，M开始减小，达到平衡时转速稳定。对于4级、6级单相电机分解类同，只是分解角度分别是1/2、1/3，即旋转速度分别是2级电机的1/2、1/3（见图5）。
4 实践验证
4.1 电机参数（见表1）
4.2 测试仪器
万用表AC97，产地：中国；光电转速表DT-2234B，产地：中国台湾。
4.3 验证步骤
步骤1：先测量电源，测定电压，测试为结果，三次分别为226 V、224 V、225 V。满足要求，将交流电通入单相电机（没有接电容），电机不转。用手转动一下转轴则电机迅速起动运转起来，经过一段时间转速稳定，用转速表测定转速，转速测定结果三次分别为1230 rpm，1250 rpm，1240 rpm，停电使电机停转。
步骤2：用上述方法反方向起动运行。测得数据分别为224 V、225 V、225 V；1245 rpm，1240 rpm，1240 rpm，停电使电机停转。
步骤3：接电容后运行测试，转速分别为1420 rpm、1430 rpm、1420 rpm；1430 rpm、1420 rpm、1430 rpm。
5 实验结论
（1）单相电机无法自行启动，旋转方向依靠外部决定，一旦启动后可以保持相对稳定速度。
（2）分相式单相式电机，配以适当电容可以提高转速，方向与电容接线有关。
6 教学结果及注意点
通过这种理论与实践结合的讲解，学员感到思路很新，开扩了学员的眼界，同时通过实践增强了可信度。
该种方法应注意的问题：由于要动用电机，而且在课堂上，（1）必须注意用电安全，电机必须在使用前做绝缘测试，电压选择220V，～50Hz较方便。（2）电机功率不宜选择过大，或过小，过小转速测定误差较大；过大控制困难，危险较大；一般以百瓦左右较合适。极数一般选择4级较好，而且比较好找。（3）在操作时一般以两人为宜，一人负责电机的固定，一人负责通电，用手转动一下转轴测速停电等。（4）通电后观察不动时间不要过长，否则容易烧坏电机。（5）测量用光电转速表测试简单。
参考文献
[1] 向波，周平，等.电动叉车直流电机换向片间短路的快速测量[C]//中国控制会议论文集（CCC2012），2012.
[2] 邱阿瑞.电机与拖动基础[M].北京：高等教育出版社，2006.
[3] 曾祥富，邓朝平.电工技能与实训[M].北京：高等教育出版社，2004.
[4] 羌予践.电机与电力拖动基础教程[M].北京：电子工业出版社，2008.
三相异步电动机论文范文第7篇
关键词：变速恒频；发电机；同步；励磁
一、变速恒频双馈异步发电机研究的背景
由于人们对大自然的过度开采，造成了今天地球上的环境污染日益严重，矿产资源也日益短缺。鉴于这种情况越来越严重，世界上各个国家都开始开发和发展新能源――可再生的绿色能源。当然，也包括我国。而风能作为一个可再生、无污染、可循环使用的新能源已被各个国家所利用与开发［4］。
变速恒频双馈异步发电机就是运用了风能。
二、变速恒频双馈异步发电机工作的原理
日前，在主流的风力发电机系统中，大多都采用的是变速恒频的控制方式。并且一般都采用的是双馈电机或者永磁同步电机来作为风力发电机的。
1.双馈的运行原理。“双馈”的意思和含义就是分别从电机的定、转子双向馈电，由于双馈电机由转子提供交流励磁，因而也被称为异步化同步电机或者是交流励磁同步电机。双馈调速是指将双馈电机的定子绕组直接接到工频电源上，转子组接到一个幅值、频率、相序和相位都可以调节的变频电源上。
由于变频电源的控制方式有所不同，所以双馈调速也可以划分为自控式调速和他控式调速。他控式调速在工作中通过专门的频率给定装置独立控制变频器的输出功率。而自控式则是由转子侧逆变器的频率通过系统的调节，然后根据运行的状态进行自动控制的。这就是变速恒频双馈异步发电机运行的原理。
2.励磁控制系统的基本功能。为满足双馈发电机低于同步速、等于同步速和高于同步速运行的各种工况要求，向转子绕组馈电的双向变频器应买足输出电压（或者电流）的频率、幅值、相序和相位的可调。通过控制励磁电流的幅值和相位可以调节发电机的无功功率；通过控制励磁电流的频率可调节发电机的有功功率；通过风力机变桨距控制与发电机励磁控制相结合，可按最佳运行方式调节发电机的转速[1]。
三、变速恒频双馈异步发电机控制的意义
1.由于双馈电机所使用到的转子的侧逆变频电源只能调节转差能量，所以在调速范围比较小的情况下，转差的能量在整个电机中所占的比重是相对较小的。这就可以降低调速系统的成本。
2.变速恒频双馈异步发电机它的结构构成简单、运行起来可靠、制造起来也容易、价格也不高等等的优点，使得变速恒频双馈异步发电机广泛地应用于工农业生产之中。它还能够对定子侧的功率因数进行有效的调节，这样就使得变速恒频双馈异步发电机可以在很高的功率因数的状态下运行，甚至可以向电网发出无功功率。变速恒频双馈异步发电机的这种做法对于整个电网的稳定性都起到了积极的影响。
3.变速恒频双馈异步发电机在双馈条件的应用下，改变了整个能源系统的整体的性能。还充分利用了线绕型感应电机的结构特点。
4.双馈电机集中了同步电动机和感应电动机两者的特点，由于变速恒频双馈异步发电机能在次同步速至超同步速的较大范围内都可以发出交流电，并且还是频率稳定的交流电的这个特性，所以变速恒频双馈异步发电机与电网是柔性的连接。这样就会使得电网在发生扰动时，变速恒频双馈异步发电机可以通过快速改变侧频率的方法来迅速改变转速，能充分地利用到转子的功能，以此来释放或者吸收能量。就可以达到弥补电网由于扰动而失去的能源这样一个目的 [2]。
四、变速恒频双馈异步发电机控制的策略
1.变速恒频控制。双馈风力发电机的变速恒频控制，就是根据风力转速的变化相应地控制转子励磁电流的频率，使双馈发电机输出的电压频率与电网保持一致。实现变速恒频控制可以采取两种方法，即有转速传感器和无转速传感器的变速恒频控制。前者控制相对容易，但是需要光电编码器，而后者控制技术稍微复杂些。
2.恒定电压控制。当定子绕组开路，双拼发电机作空载运行时，定子绕组电压频率如果是恒定值的话，那么就要求在不同的转速下只要保持转子绕组励磁电流值不变，便可使定子绕组端的电压保持不变。
然而，当发电机负载运行时，由于定子绕组电阻和漏电抗压降，以及由于定子电流电枢反应磁场的影响，即使转子励磁电流不变，每极磁通和定子绕组端电压也不再是常数。为了保持在不同运行状态下发电机端电压的恒定，那么就需要电压反馈调节转子励磁电流实现闭环恒压控制。
实验表明，双馈发电机输出电压采用闭环控制后，转速由1300 r/min增加到1480 r/min，定子绕组输出电压仅仅变化了0.2v ［3］。
3.双馈发电机的并网控制。在励磁控制系统中，并网前用电压传感器分别检测出电网和发电机电压的频率、幅值、相位和相序，通过双向变流器调节转子励磁电流，使发电机输出电压与电网相应电压频率、幅值及相位一致，满足并网条件时自动并网运行。
4.三态转换控制。在亚同步运行时，变频器向转子绕组馈入交流励磁电流，同步速运行时变流器向转子绕组馈入直流电，而超同步速运行时转子绕组输出交流电通过变流器馈入电网。当亚同步、同步和超同步三种不同运行状态的动态转换是变速恒频双馈风力发电机励磁控制的一项关键技术。
五、结论
本文针对变速恒频双馈异步发电机系统进行了理论上的描述，而实现变速恒频双馈异步发电机的运行则需要进行仿真的研究，理论要运用到实践中去。而这些理论也是从实践中得来的。这些理论的描述，满足了大家对变速恒频双馈异步发电机了解的需要，为以后更好地控制变速恒频异步发电机做好了充分的理论准备。
参考文献：
［1］张强，梁维燕，邹继斌.变速恒频发电机的励磁系统［J］.大电机技术，2004（06）.
［2］李辉，韩力，何蓓.双馈发电机最大风能捕获和转换策略的仿真［J］.系统仿真学报，2007（15）.
［3］朱振东.发电机交流励磁变速运行研究［M］.杭州：浙江大学，1996.
三相异步电动机论文范文第8篇
摘 要：阐述异步电机的矢量控制原理，对三相异步交流电机矢量控制系统控制过程进行MATLAB仿真，根据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模思想，提出一种按“角速度-定子电流-转子磁通”为状态变量在动态坐标系下的动态结构图。利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型，进行仿真计算。仿真结果符合电机实际运行特性，证实采用该系统对三相异步电机进行控制，具有转矩波动小，转速响应快，超调量小等特点，运行性能良好,为实际系统的设计提供理论依据。
关键词：矢量控制；MATLAB；异步电机；仿真
中图分类号： TM346 文献标识码：A
Threephase AC Induction Motor Control System Simulation
WU Wei,HUANG Xuan,LIU Huihe
(School of Electronic and Information Engineering，Xianning University,Xianning 437100, China)
Abstract:This paper expounds the control principle of asynchronous motor vector ,shows the simulink process of threephase asynchronous motor vector control system with MATLAB, according to AC motor coordinate transformation and vector control theory, the paper puts forward induction motor in any synchronization reference frame into the simulation of structure modeling, and draw the dynamic structure uses as state variables in the coordinate. It is convenient to use the structure to build the motor of the simulation model and calculation.The results is coincident with the practice, demonstrate this system has the characters of small fluctuation of torque，quick response speed and smaller overshoot，the performance is favorable. It provides theory basis for the design of the actual system.
Key words:vector control; MATLAB; asynchronous motor; simulation
1 引 言随着生产能力与要求的不断提高，直流电机调速系统的局限性也越来越明显。高性能交流调速技术蓬勃发展，逐步取代直流调速系统已是不争的事实。异步电机具有结构简单、制造容易、维修工作量小等优点，然而普通调速异步电动机的调速性能难以满足现代精确场合的要求。近年来，将矢量控制理论应用到交流电机的调速控制中，可使交流系统的调速性能完全和直流系统相媲美［1］。于是，二者的优点达到了更高水平的技术融合。MATLAB拥有强大的数值分析功能，其在控制系统仿真上的运用具有极大的参考价值。其Simulink工具极大的提高了系统的仿真速度。本文通过建立仿真模型，分析研究其运行数据，并拟合了其精度曲线。
2 三相交流异步电机矢量控制理论
异步电动机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。磁链方程和转矩方程为代数方程，电压方程和运动方程为微分方程。这是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统［2］。
21 基本方程的建立
异步电动机每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和。
ψAψBψCψaψbψc=LAALABLACLAaLAbLAcLBALBBLBCLBaLBbLBcLCALCBLCCLCaLCbLCcLaALaBLaCLaaLabLacLbALbBLbCLbaLbbLbcLcALcBLcCLcaLcbLcciAiBiCiaibic (1)
其中：ψA、ψB、ψC、ψa、ψb、ψc表示各相绕组的全磁链；IA、IB、IC、Ia、Ib、Ic表示定子、转子相电流的瞬时值；
LAA=LBB=LCC=Lms+Lls表示定子各相自感；
Laa=Lbb=Lcc=Lms+Llr 表示转子各相自感；
三相绕组电压平衡方程写成矩阵形式：
uAuBuCuaubuc=Rs000000Rs000000Rs000000Rr000000Rr000000RriAiBiCiaibic+
ddtψAψBψCψaψbψc （2）
转矩方程为：
Te=－npLms(iAia+iBib+iCic)sin θ+
(iAib+iBic+iCia)sin (θ+120°)+(iAic+
iBia+iCib)sin (θ－120°)］ （3）
22 坐标变换理论基础
根据不同坐标系中电动机模型等效的原则，在不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等。在交流电动机三相对称的静止绕组A、B、C中，通以三相平衡的正弦电流，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速（即电流的角频率）顺着ABC的相序旋转。三相变量中只有两相为独立变量，完全可以也应该消去一相。所以，三相绕组可以用相互独立的两相正交对称绕组等效代替，两套绕组磁动势在αβ轴上的投影应相等。
按照变换前后总功率不变产生的合成磁动势相等，匝数比为N3N2=23，3/2变换矩阵为：
C3/2=231－12－12032－32 （4）
两相正交坐标系变换到三相坐标系：
C2/3=2310－1232－12－32（5）
考虑到：iA+iB+iC=0，有：
iαiβ=320122iAiB （6）
旋转正交变换为：
idiq=cos φsin φ－sin φcos φiαiβ=C2s/2riαiβ （7）
静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的变换阵为：C2s/2r=cos φsin φ－sin φcos φ （8）
因此也有：旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的变换阵为：
C2r/2s=cos φ－sin φsin φcos φ （9）23 状态方程及动态建模
2.3.1 状态方程的建立
旋转变换是用旋转的绕组代替原来静止的定子绕组，并使等效的转子绕组与等效的定子绕组重合，且保持严格同步，等效后定、转子绕组间不存在相对运动。旋转正交坐标系中的磁链方程和转矩方程与静止两相正交坐标系中相同，仅下标发生变化［3-4］。
以ω－is－ψr为状态变量，dq坐标系中的磁链方程如下［5］：
ψsdψsqψrdψrq=Ls0Lm00Ls0LmLm0Lr00Lm0Lrisdisqirdirq （10）
电压方程为：
usdusqurdurq=Rs0000Rs0000Rr0000Rrisdisqirdirq+
ddtψsdψsqψrdψrq+－ω1ψsqω1ψsd－(ω1－ω)ψrq(ω1－ω)ψrd （11）
笼型转子内部是短路，urd=urq=0［6］，也即是：
dψsddt=－Rsisd+ω1ψsq+usddψsqdt=－Rsisq－ω1ψsd+usqdψrddt=－Rrird+(ω1－ω)ψrqdψrqdt=－Rrirq－(ω1－ω)ψrd （12）
状态方程为：
dωdt=n2pLmJLr(isqψrd－isdψrq)－npJT
dψrddt=－1Trψrd+(ω1－ω)ψrq+LmTrisd
dψrqdt=－1Trψrq－(ω1－ω)ψrd+LmTrisq(13)
disddt=LmσLsLrTrψrd+LmσLsLrωψrq－
RsL2r+RrL2mσLsL2risd+ω1isq+usdσLs
disqdt=LmσLsLrTrψrq－LmσLsLrωψrd－
RsL2r+RrL2mσLsL2risq－ω1isd+usqσLs
输出方程为：
Y=ωψ2rd+ψ2rq（14）
子电磁时间常数为：
Tr=LrRr（15）
2.3.2 动态建模
当ω1=0时，有：
3 模型仿真
31 子系统的建立
32 参数设置（异步电动机工作在额定电压和额定频率）
Rs=1.85Ω，Rr=2.658Ω，Ls=0.2941H,
Lr=0.2898H,Lm=0.2838H，np=2，UN=380V,fN=50Hz。
33 运行仿真
由UA,UB,UC到Uα,Uβ波形的变换（图4）：
空载仿真运行情况（图5、图6）
4 仿真数据的分析与结论
41 理论计算：
额定转速nN=1400r/min，额定频率fN=50Hz，则电动机极对数np=2，额定转速w=np•wn=293.2rad/s。设三相正弦对称电流：
iA=imsin (2πfNt)=
9.758sin (100πt)
iB=imsin (2πfNt－23π)=
9.758sin (100πt－23π)
ic=imsin (2πfNt+23π)=
9.758sin (100πt+23π)
isαisβ=231－12－12032－32
imsin (2πfNt)imsin (2πfNt－23π)imsin (2πfNt+23π)=
11.951sin (100πt)－11.951cos (100πt)
转子电磁时间常数Tr=LrRr=0.28982.658=0.109s。
电动机稳定在额定工作状态时，
ψrα=Lmisα－ωTrψrβψrβ=Lmisβ+ωTrψrα
得到：
ψrα=Lmisα－ωTrψrβ1+ω2T2r=0.0033×
sin(100πt)+0.1060×cos(100πt)
ψrβ=Lmisβ+ωTrψrα1+ω2T2r=-0.0033×
cos(100πt)+0.1060×sin(100πt)
ψr=ψ2rα+ψ2rβ≈0.1061
42 仿真对比分析
向电机施加U=380V，f=50Hz的三相额定电压，电机空载起动，稳定后根据仿真图读出起动过程中的转矩、转速波形如图7所示。电机的稳态转速值为w=314rad/s，转矩Te=0.04752N•m。也就是说，没有外加负载引起电磁转矩脉动。在t=1s时加负载TL=10.0N•m，可以得到电机调整的参数为：n=304r/min与实际值偏差不大，而Te=10.03N•m，并维持在此稳定水平。同时空载电流由最初的低值稳定向负载时的稳定状态切换。从坐标变换出发，用MATLAB环境下的Simulink软件构造了异步电机的动态数学模型，以实际电机为例，对其进行了仿真研究，验证了该仿真模型的正确性。仿真模型结构简单，易仿真，动态性能和跟随性能好，精度高。可以在实际工程设计中应用。
参考文献
［1］ 马小亮.大功率交交变频调速及矢量控制技术［M］.北京:机械工业出版社,1999．
［2］ 胡崇岳.现代交流调速技术［M］.北京:机械出版社.2000
［3］ 孟庆春,杨建忠.基于Simulink仿真工具动机仿真模型研究［J］.基础自动化,2002.(1)：7-10.
［4］ 杨贵杰,孙力等.空间矢量脉宽调制方法的研究［J］.中国电机工程学报.2001.21(5):79-81
［5］ RAJESH KUMAR,R.A.GUPTA,RASJESH S.SURJUSE. A vector controlled induction motor drive with neural network based vector width modulator ［J］,Journal of Theoretical and Applied Information Technology,2008(2):25-30.
三相异步电动机论文范文第9篇
课程名称：
电机与变压器
适用专业：
中等职业学校电气技术应用（电气设备安装与维护）专业
1．前言
1．1课程性质
电机与变压器是中等职业学校电气技术应用（电气设备安装与维护）专业的一门专业课程，也是电气技术应用（电气设备安装与维护）专业的一门专业必修课程。通过学习该课程，使学生对电机与变压器的基本结构、工作原理及使用维护知识有一定的了解。主要内容包括：变压器、交流异步电动机、直流电机、同步电机与特种电机的结构、原理、主要特性及使用维护知识。
1．2设计思路
以电气技术应用（电气设备安装与维护）专业中的变压器与电动机的基本操作任务为依据设置本课程。课程内容的选取紧紧围绕完成电机与变压器课程所需的职业能力培养目标，同时充分考虑本专业中职生对相关理论知识的需要，并融入维修电工职业资格鉴定四级的相关要求。
本课程建议为120课时。
2、课程目标
通过本课程的学习，对电工类学生进行电机、变压器基础知识教学，使学生能够初步掌握电动机和变压器的结构、原理、特性和一般使用维护方法。达到维修电工岗位四级职业标准的相关要求，在完成本课程相关岗位的学习任务中培养学生诚实守信、善于沟通合作的品质，并在此基础上达到以下职业能力培养目标。
l
掌握常用变压器的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。
l
掌握常用交流异步电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。
l
掌握常用直流电动机的结构、工作原理、主要特性和使用维护知识。
l
了解同步电机与特种电机的结构、原理、主要性能和用途。
l
培养学生对电机、变压器进行一般检测和一般故障分析的能力。
l
了解与本课程有关的新工艺、新技术。
l
初步具有查阅电机、变压器有关资料和手册的能力。
3.课程内容和要求
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
1
变压器的分类
、结构和原理
教学内容：
一、
变压器的分类和用途
二、
变压器的结构与冷却方式
三、
变压器的原理
四、
变压器的空载试验和短路试验
教学要求：
1、了解变压器的常用分类及用途
2、了解变压器的结构和主要附件的作用
3、掌握单相变压器的工作原理
4、熟练掌握变压器空载运行时电压变换关系、变化及负载运行时的电流变换关系和阻抗变换计算
5、掌握变压器的外特性、了解其运行时损耗、效率及其简单计算
6、掌握变压器空载和短路试验的目的和实际意义
1、利用多媒体展示变压器的实物照片，使学生有一定的感性认识。
2、通过动画效果的演示，使学生能掌握单相变压器的工作原理。
3、通过变压器的空载试验和短路试验，使学生对变压器运行时的损耗和效率有一定的了解。
12
2
变压器绕组的极性测定与连接
教学内容：
一、
单相变压器绕组的极性
二、
三相变压器绕组的连接及连接组别
三、
用交流法测定三相变压器绕组极性
四、
电力变压器的铭牌参数
教学要求：
1、熟悉单相变压器绕组极性的概念和判别的方法
2、了解三相变压器的组成和三相绕组的首尾判别
1、利用多媒体演示，使学生熟悉变压器绕组极性的概念。
2、在课堂上通过直观法以及仪表测试法的操作演示，使学生熟悉变压器绕组极性的测定方法
3、通过交流法测定三相变压器绕组极性的实验，使学生掌握该测定方法
4、通过变压器铭牌实物的展示及分析，让学生更加直
12
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
3、掌握三相变压器的连接组别概念，了解常用三相变压器连接组别的判别方法，会用交流法测定三相变压器绕组极性
4、了解电力变压器铭牌参数的意义，能进行变压器简单的参数计算
观地了解变压器名牌参数的意义，增加学生的感性认识。
3
变压器的并联运行维护和检修
教学内容：
一、
三相变压器的并联运行
二、
变压器的维护及检修
教学要求：
1、
掌握变压器并联运行的条件。
2、
了解变压器运行中的日常维护项目，知道变压器的常见故障处理方法和原则。
让学生观看变压器日常维护的相关视频，使学生更加直观的了解变压器常见故障的处理方法。
6
4
特殊用途的变压器
教学内容：
一、
自耦变压器
二、
仪用变压器
三、
电焊变压器
四、
小型单相变压器的设计（选学）
教学要求：
1、
了解自耦变压器的工作原理和自耦变压器的运行特点
2、
掌握仪用变压器的结构及使用注意事项
3、
了解电焊变压器的结构特点、外特性以及输出电流的调节方法
4、
清楚小型单相变压器的设计方法及绕制方法
1、运用多媒体技术，将特殊变压器的实物照片给学生看，增加他们的感性认识。
2、通过观看小型单相变压器制作的视频，让学生对于小型变压器的制作过程有直观的认识。
6
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
5
电动机的基础知识
教学内容：
一、
电动机的种类和用途
二、
异步电动机的结构
三、
三相异步电动机的拆装
四、
异步电动机的工作原理
五、
电动机的铭牌和型号
教学要求：
1、
了解交流电动机的分类和用途，理解铭牌数据的意义
2、
掌握旋转磁场的产生及三相异步电动机的工作原理
3、
了解三相异步电动机的基本结构及其主要性能
4、
掌握异步电动机的机械特性，理解转差率的意义
5、通过电动机拆装实训，清楚三相异步电动机一般拆装流程
1、通过多媒体课件的演示，让学生直观的观看到电动机的实物照片，对电动机的种类和用途有感性的认识。
2、通过观看相关电动机拆装的视频，让学生了解电动机的拆装流程，并且使学生掌握电动机的结构。
3、通过电动机铭牌的实物展示，让学生直观的认识铭牌，并且理解名牌上数据的意义。
11
6
三相异步电动机的运行
教学内容：
一、
三相异步电动机启动
二、
三相异步电动机的调速
三、
三相异步电动机的反转与制动
四、
三相异步电动机的启动、反转和制动试验
五、
三相绕线式异步电动机的调速
教学要求：
1、
了解笼型转子异步电动机的启动方法和特点，熟悉绕线转子异步电动机的启动方法。
2、
了解三相异步电动机的各种调速方法及特点；清楚绕线转子异步电动机转子绕组串电阻调速时的特点。
1、运用多媒体课件，给学生演示异步电动机启动、调速以及制动的原理
18
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
6
三相异步电动机的运行
3、了解三相异步电动机反转和制动的实现方法、原理及其应用。
2、采用理论知识与技能训练一体化的教学模式，帮助学生建立如何选择异步电动机的启动、反转和制动方法的应用能力，培养学生的实际操作能力。
18
7
三相异步电动机的运行
教学内容：
一、单相异步电动机的原理、结构及分类
二、单相异步电动机的绕组和嵌线
三、单相异步电动机的运行
四、单相异步电动机的常见故障及处理
五、小功率三相电动机改为单相电动机运行
教学要求：
1、掌握单相异步电动机的结构、工作原理和启动方法。
2、了解一般单相电容式异步电动机定子绕组的结构及展开图的绘制方法。
3、了解单相异步电动机实现反转和调速的方法。
4、了解三相小型异步电动机改为单相电动机运行时的连接方法。
5、了解单相异步电动机的常见故障及分析方法。
1、通过多媒体课件的演示，让学生直观地了解单相电动机与三相电动机的区别，掌握单相电动机的分类及结构。
2、通过教学挂图以及多媒体课件的演示，让学生掌握单相电动机的原理。
3、采用动手操作演示为主，讲解为辅的方法，组织学生开展家用电风扇常见故障的维修操作，培养学生独立思考和解决问题的能力。
16
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
8
直流电动机
教学内容：
一、直流电动机的原理、构造、分类及铭牌
二、直流电动机的基本性能分析
三、直流电动机运行
四、直流电动机的逆运行—直流发电机
五、直流他励电机试验
教学要求：
1、掌握直流电动机的基本工作原理
2、熟悉直流电动机的结构与分类，理解铭牌数据的意义。
3、了解直流电动机电枢绕组的特点，熟悉绘制直流电动机电枢绕组展开图方法。
4、清楚直流电动机电枢电动势、电磁功率和电磁转矩等有关概念，会进行简单计算。
5、了解直流电动机电枢反应和换向过程，掌握改善换向的方法。
6、理解直流电动机的功率、转矩、电动势平衡方程式及其物理意义，并能进行简单计算。
7、掌握直流电动机的机械特性。
8、熟悉直流电动机的启动、调速、反转和制动的方法及其特点。
9、了解直流发电机的工作特性和主要特点。
1、采用多媒体的教学方式，将直流电动机的基本结构及其工作原理用动画的形式看学生观看，让学生能够比较直观的了解直流电动机的基本工作情况。
2、在进行直流电动机电枢电动势、电磁功率以及电磁转矩等参数的运算时，不采用教师为主的传统教学模式，而是教师先对理论知识进行纲要性的分析，然后通过让学生分组，自己动手计算，将计算结果呈现出来。计算结束后，让学生将计算结果以及过程在黑板上进行讨论，由教师进行点评。
12
序号
工作
任务
课程内容与教学要求
活动设计
参考
课时
9
三相同步电动机
教学内容：
一、同步发电机的工作原理
二、同步发电机的基本结构及应用
三、同步发电机的励磁方式和并联运行
四、同步电动机的工作原理和启动方法
五、同步电动机功率因数的调整和同步补偿机
教学要求：
1、了解同步发电机的主要结构和性能特点。
2、掌握同步发电机的基本工作原理。
3、熟悉同步发电机并联运行的条件和励磁方式。
4、了解同步电动机的工作原理和启动方法。
5、了解同步电动机功率因数的调整原理和同步补偿的作用。
1、通过多媒体课件的演示，结合实际生产中的例子，向学生展示同步发电机的结构和性能特点
2、通过与异步电动机工作原理的比较，让学生更加清楚地掌握同步电动机的工作原理。
11
10
特种电机
教学内容：
一、测速发电机
二、伺服电动机
三、步进电动机
四、永磁电动机
五、直线电动机
六、超声波电动机
教学要求：
1、了解常用的特种电机的主要结构、特点和工作原理
2、了解一些常用的特种电动机的用途
在教学过程中，通过多媒体课件以及视频的结合，使学生在一些贴近生活的实际事例中了解一些常用的特种电动机的作用。
8
3
其他
机动
4
考核
4
总课时
120
5、实施建议
5、1教材编写
（1）依据本课程标准编写教材，教材应充分体现任务引领、实践导向的课程设计思想。
（2）以“工作任务”为主线来设计教材，结合职业技能鉴定要求，以岗位需要即“必需、够用”为原则来确定教学内容，根据完成专业教学任务的需要来组织教材内容。
（3）教材应体现通用性、实用性、先进性，要反映本专业的新工艺、新技术、新知识，教学活动的选择和设计要科学、具体、可操作。
（4）教材文字表述要精练、准确，内容展现应做到图文并茂，力求易学、易懂。
5、2教学建议
（1）在教学过程中，应立足于加强学生实际操作能力的培养，采用任务引领、项目教学的方法，提高学生的学习兴趣，激发学生的成就感。
（2）在教学过程中，教学过程要本着学生为主体的思想，由具体到抽象讲授知识，采用启发式教学，引导学生逐步掌握知识和技能，激发学生的学习兴趣，充分调动学生的学习主动性。
（3）在教学过程中，要充分运用实物、挂图、多媒体等教学手段直观演示教学内容。
（4）针对培养有一定理论基础的中级技能人才的目标，在注重理论教学的同时，做到理论与实践相结合，合理安排理论课与实训课的教学内容。注意本课程与维修电工技能训练、电力拖动控制线路与技能训练等课程的联系。
（5）在教学过程中，要及时关注电子技术课程领域的新工艺、新技术、新设备的发展趋势，贴近企业生产现场，为学生提供职业生涯发展的空间，努力培养学生的职业能力和创新精神。
5、3教学评价
（1）以学习目标为评价标准，采用阶段评价、目标评价、理论与实践一体化评价模式。
（2）关注评价的多元化，结合课堂提问、学生作业、平时测验、实验实训、技能竞赛及考试情况，综合评定学生成绩。
（3）应注重对学生动手能力和在实践中分析问题、解决问题能力的考核，对在电子技术课程学习和应用上有创新的学生应给予特别鼓励，综合评价学生的能力。
5、4资源利用
（1）注重多媒体教学资源库、多媒体教学课件和多媒体仿真软件等现代化教学资源的开发和利用，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源的利用率。
三相异步电动机论文范文第10篇
关键词：电机学；教学方法；教学手段；实践教学
中图分类号：G642.0 ？摇文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）45-0039-02
一、引言
《电机学》课程是电气信息类学生的一门专业基础课，它既是一门理论性很强的技术基础课，又有专业课的性质，所涵盖的基础内容涉及电、磁、热、机械等基础理论知识，具有理论性强、概念抽象的特点。在学生学习的过程中，存在着教师难教、学生难学的“两难”现象。因此如何调动学生学习的兴趣和学习积极性是电机学教学过程中极为重要的问题。结合电气工程及其自动化专业教学改革，我校就本科《电机学》课程从课程内容、教学方法和手段及实践教学等方面做了有益的探索和实践，取得了一定的成效，本文针对教学过程中的一些问题进行探讨。
二、课程内容
在课程内容上，以工程应用能力培养为主线，强调以掌握直流电机、变压器、异步电机和同步电机四类电机的基础结构、工作原理、运用特性以及分析和试验为教学重点，并将理论和实践有机的结合，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。具体体现在两个方面：一是理论体系上，与专业有关的知识面力求宽广，在深度上要求略降，对于烦琐的推导、证明适当省略，注重结论和实际应用；二是在应用能力上，强调实践应用能力和综合能力。在实践教学内容中减少了验证性的实验内容，增加了带有综合性和设计性的实验内容。同时在课程内容中增加介绍了一些工程中已经应用且较为成熟的新技术内容，如增加了全密封变压器，Y3系列异步电动机、伺服电机、交直流两用电机、直流无刷电动机等新技术内容，用来满足以应用为目的的要求。
三、教学方法
采用多种教学方法与先进的教学手段，其目的就是增加学生的学习兴趣，启发学生积极思维，培养学生的逻辑能力，并提高学生利用所学知识解决问题的能力。我们在教学中采用了以下几种有效的教学方法。
（一）比较法
在教学中，采用比较方法将不同的电机联系起来进行对比，将起到事半功倍的效果。比如在交流绕组电动势的学习上采用了与变压器相比较：
在同步发电机对称负载时的电枢反应学习中，对励磁磁动势Ff与电枢磁动势Fa的特点进行比较：
（二）启发式教学
将启发式教学引入到《电机学》的教学过程中，可以取得较好的学习效果。
启发式教学分为三个阶段：一是激起学生的疑问；二是强化动机；三是深入探究。这种教学可以激发学生的学习兴趣和潜能。例如：在讲授变压器二次侧端电压变化率时，先把变压器带不同性质负载时二次侧端电压变化的曲线告诉学生，并提出造成这种变化的原因是什么。在讲述三相对称交流流通入到三相对称绕组中会产生圆形旋转的磁动势基波，而该磁动势基波正是我们电动机得以旋转的原因，那为什么我们使用的电扇是单相交流电，此时电机内部应该是脉振磁动势，但电扇为什么会旋转？通过对现实生活中电机的使用提出问题，促进学生思考，更好地去理解电机理论。
四、教学手段
为了加深学生对电机的感性认识和提高教学质量，在《电机学》的教学过程中，将传统教学方式和多媒体教学有效地结合在一起，交替使用。
1.建立图片库。对经常出现在我们周围的各种电机照相成册，同时通过网上资源收集各种新型电机的图片，将其加以分类，在课堂讲授各章电机概述时给学生观看，加深学生的认识。
2.制作多媒体动画库。电机的学习对学生而言很抽象，尤其是电磁关系是学习的难点，为了消除学生学习时的畏难情绪，在制作多媒体动画时，把电机内部存在的磁场，电场与时间和空间概念生动、形象、清晰地联系起来，让学生从不同角度方位去了解和认识电机。磁路是磁通走过的路径，通过动画的形式表现出磁通在电机内的流通路径。交流电机绕组的结构、交流电机绕组的脉振磁动势和旋转磁动势以及它们随时间和空间变化的波形等内容都通过多媒体的动画方式以形象、直观的方式表现出来。
3.建立matlab电机仿真库。电机的暂态过程有：变压器空载和短路、同步发电机的突然短路、电动机的起动等。暂态时间虽短，但电磁关系复杂，其分析需要用到较多的数学公式。而作为本科阶段的学习，对电机的暂态只需要了解知道电机暂态引起的现象和后果。通过引入软件Matlab/Simulink，对电机的暂态进行模拟，通过观察仿真结果，加深认识，既能解决学习中的难点，又可以充实专业理论。
五、实践教学
实践教学环节在本科生创新能力的培养过程中具有非常重要的地位。通过实验，可以让学生更好地领会和掌握课堂传授的概念和理论，同时可以促进学生自觉主动地去思考。让学生通过所学的理论去应用，如通过观察电机铭牌上的转速去区分同步机和异步机；通过对电机外形的观察去区分绕线式异步电动机和同步发电机。让学生带着问题做实验，在实验前教师要提出一些问题，让学生在实验中寻找答案，并分析原因，最后得出结论。如当三相电源断线时，三相异步电动机能否启动？而三相异步电动机启动后，电源出现断线、电机的状态是什么？通过实验使学生掌握变压器、异步机、同步机和直流机这四类常用电机的实验方法，对课堂理论知识进行验证；同时通过实验去分析现象、加深理解；最后以实验报告的形式对实验进行总结，完成现象的分析和对理论的提升。
六、结论
《电机学》是电气专业的一门重要的基础课程，但随着迅速发展的电气技术又赋予其许多新的内容。《电机学》课程改革是一项系统工程，不是一朝一夕能完成的，它需要我们深入地进行现场调研，并在教学中要随时加入新技术和现场实用内容。作为该课程教师，应该不断加强学习，深入研究课程的前沿和课堂教学艺术，更好地扩展学生的知识面和培养他们的实际分析问题、解决问题的能力。
参考文献：
[1]孙雨萍.“电机学”特色教学体系研究[J].电气电子教学学报，2010：242-245.
[2]杨文芳，布挺.关于“电机学”课程教学的思考和实践[J].中国电力教育，2009，（8）：28-29.
三相异步电动机论文范文第11篇
关键词：项目教学 三相异步电动机 正反转控制 应用
一、项目教学法的含义和特点
“项目教学法”主要的特点体现在以完成项目为主线，学生作为项目的主体，教师只是在项目处理中起到辅导作用。主要体现在多重性的教学效果，学生可以通过项目教学法，培养学习的主动性，教师通过项目教学法，丰富了教学方法，对于学校，提升学校的办校宗旨和办学水平，完善教学体系；教学课时短，收效成果显著，让学生在最短的时间内，根据项目要求完成项目，激发学生的创作性思维能力。可控性好，学生以小组为单位进行主动操作完成，教师在整个过程中处于指导性作业。理论与实践的有机结合，把书本上的知识活用在操作实践中，加深了对知识的掌握和理解。
二、项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用
（一）根据教学内容确定项目任务
选定合适的项目任务是机电教学有效性的关键，同时也关系到了项目设计的质量问题。为此，教师可根据三相异步电动机正反转控制的设计思路，制定相应的教学项目，从而分析出三相异步电动机正反转控制线路的工作原理。设计主要分为三个任务，当按下正转按钮是，电动机起动并正转运行；当按下停止按钮时，电动机停止运行；再按下反转按钮是，电动机起动并反转。同时要合理设置任务项目的难易程度，不可过难，以免降低学生对电动机正反转控制项目教学的学习兴趣。
（二）完善项目教学中任务
第一小组根据项目教学中的任务设计出电动机正转电路图1，第二小组设计电动机反转电路图2，通过项目设计可以发现，控制电路按照要求需要实现正转、反转和停止功能，为此，在主电路必须要按照两个接触器用于切换，3个按钮，如果电动机运行过程中出现电动机过载和断相情况，就要在电动机上设计一个热继电器，其中装有熔断器可以有效的防止电路通电时，避免出现短路故障造成电路损坏，从而可以设计出有关三相异步电动机正反转控制的设计图3。
（三）教师引导学生进行项目自学
项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用，主要体现的是学生的主体作用，教师在教学过程中只是作为辅助引导的作用，要充分提高学生在学习过程中的主观能动性，培养学生的自主学习能力。为此，教师要合理安排课时，在每组学生完成电动机正反转控制时要进行故障分析，如当km1主触点发生熔焊故障是，电动还能否进行反转的问题。主要采取的方式教师要以学生为主体，引导同学进行相关故障方面的探讨，动画演示给大家参考，同时教师可在旁做以故障知识点的补充，总结出三相异步电动机正反转控制中，排除故障的方法主要是断开电源，更换接触器。这种以学生为主体，教师为辅助的教学方式，可以为学生顺利完成三相异步电动机正反转控制的设计任务做出良好的基础。
（四）完善项目考核和评价
三相异步电动机正反转控制的项目任务完成后，学生可以通过在项目教学的整个过程中潜移默化的把三相异步电动机正反转控制的原理内容进行深入理解和掌握，学生自身也会产生对学习三相异步电动机正反转控制的心得体会。为此，在项目任务结束后，教师应该以小组为单位进行对完成项目的考核评价。选出小组代表，总结出电动机正反转控制线路渐进完善的过程和工作原理，如图所示：
切实的培养了学生对所学知识的总结能力，使学生能够获得完成项目教学任务的成就感，给自我的充分肯定，树立学习三相异步电动机正反转控制线路应用的自信心。
结语：通过以上对项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用实践的分析，可见项目教学法是职业技术学校教育教学改革的一大创新，主要在教育教学的过程中以学生为教育主体，机电教师正确引导学生培养学习的主动性。同时在项目教学中培养了学生的探索创新的意识，在参与教学中还能让学生认识到团队协作的重要作用，通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来，满足了现阶段社会对多元化、复合型人才的极大需求，提高了就业率。
参考文献：
[1]刘俊利；邢海龙；微型三相异步电动机设计分析[J]；微电机；2011；（07）：18-19
三相异步电动机论文范文第12篇
关键词：职业学校；《电气控制技术》；“做、学、教”；认识发展观
1、引言
《电气控制技术基础》是职业院校电气类，机械类专业学生必修的一门专业基础课程。课程内容涵盖电机、变压器、特种电机以及常用的电气控制线路等，主要任务是通过对常用的机电设备和电气控制电路的学习，培养学生的分析设计能力，动手实践能力以及创新能力。该课程的特点是：内容丰富、知识抽象、理论性与实践性都很强。结合笔者的教学经验发现，在教学的过程中，存在学生学起来难度大，同时教师也觉得难教的窘境。另外，职业院校院校的大部分学生基础差、底子薄、动手能力差、自觉性差、学习没有兴趣、创新力更加不足。所以，对于这样一门复杂并有深度的专业基础课程，如果我们教师仍旧一味地采用传统的“课堂讲授”的教学方法，是很难提高教学效果的，因此，必须更新观念，逐渐建立一种边做边学边教的教学模式，这种集“做、学、教”为一体的三边教学模式需要相应的教学环境和实训设备，然后根据不同的专业和不同的职业岗位要求来设置一套由浅到深、由低到高、由单一到综合的教学装备。
结合本专业课程特点，笔者将上课地点安排电力拖动在实训室，本实训室用到的配套设备为XK—DT1型电力拖动实训台，并配套有全套测量工具以及接线工具。确定该教学模式理念为“学生自己动手做—教师理论讲授—学生自己动手做”，充分调动教师和学生双方的积极性，最终达到期盼的教学效果。笔者本着这样一个理念，提出了以下改革措施。
2、教学内容的改革
教学内容应侧重能力培养和实际应用。通过本课程的学习要求学生掌握电机与电气控制技术方面的基本知识，有较强的实践操作能力及分析问题解决问题的能力。由于该课程内容多且理论性强，所以在理论教学过程中，笔者本着“必需、够用”的原则，对教学内容进行优化，以应用为目的，降低理论难度，力求深入浅出、通俗易懂，如三相异步电动机重点介绍工作原理、机械特性、工作特性，磁通及电磁关系理论简单介绍，删去一些繁琐的理论推导，如删去三相异步电动机旋转磁场的数学推导公式，并采用直观的图解讲解代替，这样做的好处是只要求学生具备最基本分的电磁感应定律知识，就可以掌握旋转磁场的理论。实践证明，通过精选教学内容，增加实践教学环节，合理安排教学时间，分配好理论教学与实践教学的课时比例等改革，是能够取得良好的教学效果的。
3、教学方法的改革
传统的《电气控制技术基础》课程的教学是所谓的“填鸭式”和“灌输式”两种，教师不顾学生的接受能力，从上课开始一直讲到课堂结束，而学生则是拼命的忙于记笔记，学习起来非常被动。职业教育以就业为导向，以能力培养为根本，以提高学生综合素质为目标。整合后的《电气控制技术基础》课程的教学要求也在不断提高，这就迫使我们在教学过程中改变传统的“填鸭式”教学方式，逐渐采用集“做、学、教”为一体的教学模式。并且沿着“学生自己动手做—教师理论讲授—学生自己动手做”的理念展开教学。
3.1 学生自己动手做
让学生自己先动手去做，即让他们在教师上课前先去观察、感受学习对象，去发现疑惑的地方。这样做的目的是让学生对学习的对象首先形成一个最初的感性认识，虽然在这个过程中学生会有很多不懂得地方，并且每个学生对同一个学习对象形成的最初感性认识也不尽相同，甚至往往是错误的，但并不能因此就否认这一过程的重要性。马克思的辩证唯物主义认为，认识过程是一个在实践基础上从感性认识上升到理性认识、又从理性认识回归到实践的过程。就如同我们同一个陌生人第一次打交道一样，首先得到的是关于他的身材容貌、穿戴打扮、举止神态、说话声调等印象，这些都是感性认识。以后我们同他接触多了，了解他的工作、学习、生活等方面的情况，这种印象也就越积越多，经过头脑思考，就会从感性认识发展到理性认识，对这个人的思想素质、知识才能、生活作风等产生看法。所以感性认识是认识发展的第一步，那么如何获得感性认识呢，也就是说学生对于要学习的客体对象的感性认识来源在哪？答案很简单，实践，教师为学生提供及展示相关设备后，先让学生自己动手做。
笔者以“三相异步电动机的基本操作”实验为例，该实验的具体任务就是让异步电动机旋转，然后再切断电源，改变电源相序，让电动机反转。上课开始的时候，将学生分组，每四到五人一组到电力拖动实训台进行实验，并在实验开始前明确告诉他们的具体任务：使三相异步电动机旋转。实验开始后，学生会遇到很多问题如什么是三相异步电动机？它的结构是怎样的？电动机上面的标签上写的是什么？它的工作原理和以前学的直流电动机有什么区别呢？怎么接线才能让它转起来呢？通常，若学生能够产生这些问题，那就代表教师用这种教学方法是正确的，教师应该为学生能够产生问题而高兴，并且应该及时表扬发现问题的学生。尽管最后能完成任务的学生不多，但最起码学生对三相异步电动机有了一个感性认识：三相异步电动机有一个转轴，罩壳，接线盒，并且接线盒里面有六个接线口，上面分别标有U1、U2、V1、V2、W1、W2，电动机转起来需要三相电源。学生不知道电动机内部结构是怎样的，也不知道它是靠什么原理转起来的，更不知道想要让电动机转起来，需要通过电动机的接线盒把电动机钉子绕组接成星形或者三角形。不过没有关系，学生在该过程中获得的基本感性认识是学生认识三相异步电动机的第一步，有了这些基本的认识之后，再进入第二步“教师理论讲授”，就能够顺理成章的解决学生在该过程中发现的问题。
三相异步电动机论文范文第13篇
关键词:异步电机变频调速模糊控制
中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00
1 交流调速系统的概况
1.1 交流调速相关技术的发展现状
交流变频调速技术发展和许多技术的发展密切相关,涉及到电动机制造、电力电子器件、变换器电路、电子信号处理技术、古典和现代控制理论、计算机辅助设计等众多学科领域;交流高性能调速的实现有赖于电力电子技术、PWM变频技术、电机控制等核心技术的突破。
1.2 变频调速系统的类型
按变频原理分:(1)交―交变频(2)交―直―交变频
按拖动电机的类型分:(1)异步电动机变频调速系统(2)同步电动机变频调速系统
2 智能控制简介
2.1 智能控制概念
在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。
2.2 智能控制的主要技术方法
智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。
3 三相交流异步电动机
3.1 结构组成
三相交流异步电动机由于其结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用以及运行可靠等优点,因此在工农业生产中应用最为广泛。虽然三相异步电动机的种类很多,但究其基本结构而言是一致的,主要由定子与转子两部分组成。
3.2 数学模型简析
异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型是一个多变量、高阶、非线性、强祸合的复杂系统。坐标变换的目的就是要简化数学模型,将交流电机的物理模型等效地变换成类似直流电机的模型,分析和控制问题就可以大为简化。
4 基于模糊控制的转速调节器研究
4.1 模糊控制简介
4.1.1 由来与概念
模糊技术的由来应追溯到1965年,美国控制论专家L•A扎德提出了模糊集合理论,它为模糊技术的产生奠定了理论基础.1974年英国学者E.H马达尼首先在试验室里实现了对蒸汽发动机的模糊控制,从而出现了一种崭新的控制技术――模糊控制,简称模糊技术。
模糊逻辑控制(Fuzzy Logic Control)简称模糊控制(Fuzzy Control),是以模糊集合论、模糊语言变量和模糊逻辑推理为基础的一种计算机数字控制技术。
4.1.2 系统组成
模糊控制系统的建立是基于知识库、推理机制、模糊化和反模糊化。要实现语言控制的模糊控制器,首先把实际输入值转化为模糊集合的隶属函数,这一步称为模糊化。然后根据有经验操作者或专家经验制定模糊控制规则,并进行模糊推理,以得到模糊输出集合即一个新的隶属函数,这一步称为模糊控制规则形成与推理。最后根据模糊推理得到的输出模糊隶属函数,用不同的方法找到一个具有代表性的精确的真实输出值,这一步称为反模糊化。这三个步骤称为模糊推理过程。
4.2 模糊控制器的结构设计
对一个常规三维模糊控制器,输入为误差e、误差积累∑e、误差变化率ec,输出为u,如下图所示,h1、h2、h3、h4分别为比例因子。
一个完善的控制规则是模糊控制具有良好控制效果的关键。然而因为模糊规则是人们对过程或对象模糊信息的归纳,对高阶、非线性、大时滞、时变参数以及随机干扰严重的复杂控制过程,人们的认识往往比较贫乏或难以总结完整的经验,这就使得单纯的模糊控制在某些情况下很粗糙,难以适应不同的运行状态,影响了控制效果。
模糊控制器设计的基本方法和主要步骤大致包括:
(1)选定模糊控制器的输入变量与输出变量,并进行量程转换。输入量的维数最高一般不超过三维。维数增加,控制规则按几何级数增加。
(2)进行模糊化,即确定各变量的模糊语言取值及相应的隶属函数。模糊语言值通常选取3、5或7个。
(3)建立模糊控制规则或控制算法。这是指规则的归纳和规则库的建立,是从实际控制经验过渡到模糊控制器的中心环节,控制律通常由一组if-then结构的模糊条件语句构成。
(4)确定模糊推理和解模糊化方法。常见的模糊推理方法有最大―最小推理法和最大―乘积推理法两种,可视具体情况选择其一;解模糊化方法有最大隶属度法,中位数法,加权平均,重心法,求和法或估值法等,针对系统要求或运行情况的不同而选取相适应的方法,从而将模糊量转化为精确量,用以实施最后的控制策略。
4.3 模糊控制算法及实现
假设一个二维模糊控制器,输入偏差e的论域为[-x ,x ],偏差变化率ec的论域为[-x ,x ],输出控制量u的论域为[-y ,y ],模糊控制算法可概括为四个步骤:
(1)根据本次采样得到的系统输出值,计算所选择的系统输入变量。考虑到系统突加给定时,有可能使实际输入超出设计输入论域,可补充映射
e(k)= x ,当e(k)≥x 时e(k)=- x ,当e(k)≤- x 时
ec(k)= x ,当ec(k)≥x ,时 ec(k)=- x ,当ec(k)≤- x ,时
u(k)= y ,当u(k)≥y 时u(k)=- y ,当u(k)≤- y 时
(2)将输入变量的精确值转换为模糊量;
(3)根据输入变量及模糊规则,按模糊推理合成规则计算输出控制量
(4)将输入变量的精确值转换为模糊量;
(5)根据输入变量及模糊规则,按模糊推理合成规则计算输出控制量;
(6)由上述模糊控制量经解模糊计算得到精确的控制量。
5 结语
模糊控制与PID控制相比,能够有效地克服系统非线性因素对调速性能的影响,模糊控制特别适用于对电机加减速实行最优速度控制。对稳态精度要求不是特别高的系统,采用模糊控制可以提高系统的鲁棒性。
参考文献
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[2] 胡崇岳.现代交流调速技术[M].北京:机械工业出版社.1998.
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[4] 张曾科编著.模糊数学在自动化技术中的应用.北京:清华大学出版社,1997.
三相异步电动机论文范文第14篇
关键词 DSP 调速系统 电路 仿真
中图分类号：TM3 文献标识码：A
1电机调速系统简介
1.1电机生产中的分类
机械生产中广泛使用了两种技术：第一种是不改变同步转速的方法，其中又分为了转子串电阻调速、斩波调速、串级调速、应用电磁砖差离合器（又如液力偶合器、油膜离合器）等调速方式。第二种是改变同步转速的方法，改变定子极对数的多速电动机，其中又分为改变定子电压、频率的变频调速。
1.2电机方式的分类
从调速的方式来看电机调速分为调压调速、变极调速、变频调速、电磁调速。
（1）调压调速顾名思义，就是变动电动机的定子电压实现调速的目的。调压调速时对于单相电动机来说电压是在0-220V之间的电压值；对于三相电动机来说电压是在0-380V之间变化的。调压调速方式的优点在于调速过程中产生的转差能量再次循环利用使得这种方式效率高，缺点在于功率因素较低，并且有谐波干扰、运行时没有制动转矩一般用于单象限运行的负载。
（2）变极调速的定义是改变电动机定子绕组的接线方式来变动电动机磁极的对数，进而逐步有级的变化同步转速来实现电动机转速有级地调速。变极调速的电动机产品比较定型，例如单绕组多速电动机。变速调速电动机的优点在于没有附加的差基损耗、效率高，并且控制电路很简单、便于维修、制作成本低，还可以与定子调压或者电磁转差离合器组合使得效率提高。
（3）变频调速，就是用改变异步电动机定子端输入电源的频率使之连续可调来改变它的同步转速，实现电动机调速的方法。变频电机是最节能高效的电机，其优点在于无附加转差损耗，效率高，调速范围广。在低负载运行的时间较长，或者起停运行较频繁的场合可以有节电保护电机的作用。缺点是技术相对复杂，成本较高。
（4）电磁调速就是通过电磁转差离合器来实现调速的目的。电磁调速异步电动机俗称滑差电动机，是一种比较简单可靠的交流无极调速设备。这种电动机采用组合式结构，由拖动电动机、电磁转差离合器和测速发电机等组成，测速发电机是作为转速反馈信号源供控作用。这种电动机的无极调速是通过电磁转差离合器来实现的。其优点在于结构较简单，控制装置容量小，成本便宜，并且运行可靠维修简单，没有谐波干扰。缺点在于速度损失较大，效率比较低。
2三相交流电机
2.1 三相同步电机
直流电机中，用换向器绕组代替转子绕组，可以使定子磁场与转子磁场相对静止，产生恒定的电磁转矩，从中我们想到，将电机定子绕组改造成三相对称绕组A-X、B-Y、C-Z，在这个系统中三相对称绕组中通入三相对称正弦电流，就会产生幅值恒定的旋转磁场，其转速等于相电流的角频率。将转子绕组嵌入转子槽中，做成分布绕组，将此分布绕组作为励磁绕组，通入励磁电流，这时在气隙中就会产生正弦分布且幅值恒定的励磁磁场，之后它随着转子一起旋转。
定子磁场和转子磁场相互作用，之后形成电磁转矩。定子旋转磁场速度ws和转子速度wr的大小决定了这两个磁场轴线间的电角度，当ws=wr，时，这个电角度为常数，两个磁场的相对位置不变，产生恒定的电磁转矩。三相同步电机稳态工作时，定子旋转磁场幅值恒定，在励磁绕组中不会产生电动势。但转子磁场在定子绕组中却会产生电动势。
同步电机中转子线圈与定子线圈的等效励磁电感相等，用Lm来表示，再用Is表示定子电流，用If表示分布绕组中的励磁电流，用 表示定子旋转磁场在d-q坐标系中的空间相位，则电磁转矩te可由下面公式计算得到：
te= - IsIfLmsin （1）
式（1）中的负号表示电磁转矩的方向应使 减小。用 f表示励磁绕组磁链，其大小为：
f=LmIf （2）于是，式子（1）又可以改为：
te= fIssin （3）
2.2 三相异步电机
2.2.1 三相异步电机的历史
在说三相异步电动机之前，我们先说电动机的历史。直流电机和交流电机相继诞生于19世纪，拿直流电动机和交流电动机想对比的话，直流电机的转矩更加容易控制，并且直流调速系统具有起、制动性能较好，调速范围广，静差小及稳定性能好等优点，因此作为调速系统的首选机型。随着工业的发展，由于直流电动机内部采用的是机械式换向器，所以大功率高速度的直流电动机设计起来极其复杂，而复杂的设计又造成了价格方面的昂贵以及维护方面的麻烦，在特大功率，超高速度的场合中直流电动机甚至根本无法设计使用使得人们技术突破造成了瓶颈。
随着现代控制理论的发展，电力电子技术的突破以及微机控制的出现，交流电机的速度控制在理论上得到验证，在实际应用中得到了技术上的支持，控制技术越来越成熟，调速性能已经能和直流电机相媲美，应用范围甚至超过了直流电机，并且伴随着交流电动机的先天优势：结构比较简单、制造成本比较低、维护起来也较为经济，交流调速系统的客观发展趋势已经说明总有一天直流电机会完全被交流电机取代。
三相异步电机是当今应用最广泛的交流电机之一，因此对它的控制策略与如何节约能源相结合的研究对基础工业自动化而言具有举足轻重的意义。
2.2.2 三相异步电机的试验内容
这次主要的研究课题就是基于TMS320LF2407A电机数字控制DSP芯片的空间矢量模糊调速系统的研究。本次研究我们运用了磁场定向技术、矢量控制理论、SVPWM算法以及模糊控制理论，并由Simulink的仿真来证实该系统动、静态性能好，稳定性高、鲁棒性强、抗干扰能力强等等特点。
（1）矢量控制技术简介
为了使非线性，强耦合的三相异步电机获得较高的动态调速性能，研究人员于上世纪70年代提出了基于转子磁场定向技术的矢量变换方法，即利用坐标变换的方法把三相静止坐标系下的定子电流、电压和主磁链，变换到以转子磁场定向的两相旋转坐标系下，这样，定子电流就被分解成了励磁电流和转矩电流两个分量，矢量控制的基本思想就是通过对这两个电流分量的相位和幅值分别进行控制来实现对电机转矩的控制。实质上而言，矢量控制技术所包含的主要内容是电机等效电路，磁链方程，转矩方程以及坐标变换。
（2）SVPWM算法
空间矢量脉宽调 （Space Vector Pulse Width Modulation）简称为SVPWM，它是基于如何使三相异步电机获得幅值恒定的圆形旋转磁场为思路而产生的电机控制算法。SVPWM的总体构想是在一个控制系统中把逆变器和电机当做一个整体来考虑，因此对按照这种设想来建立的数学模型进行分析比较简单，实时控制起来也比较方便，实际系统中输出电压和电流中产生的谐波少，并且从节能方面来考虑，相比起传统的SPWM算法而言，SVPWM算法的电压利用率也要高出15%。
（3）模糊控制理论
模糊控制理论最早是在1965年就由美国学者L.A.zadeh首先提出，经过多年研究之后在1973年他又给出了模糊逻辑的定义和相关定理。到了1974年，英国学者E.H.Mamdani首先尝试利用模糊控制语句构造模糊控制器，并将它用在锅炉和蒸汽机的控制上，这一次尝试不仅取得了成功，而且这一历史性的创举标志着模糊控制理论的诞生以及运用。模糊自动控制是以模糊集合论，模糊语言变量及模糊逻辑推理为基础的一种计算机或者微机数字控制，在实质上它是一种非线性控制，从属于智能控制理论的范畴，并且具有系统化的理论基础，同时还具有大量的实际应用。模糊控制理论发展至今已经40多年了，不管是在理论上还是在技术上都有了飞速发展，因此它成为了自动控制领域最有成果的分支之一。
2.2.3 三相异步电机的DSP结构
用霍尔器件测量逆变器输出的定子电流iA、iB经过DSP的A/D转换器变化为数字量的，并且利用式子ic=-（iA+iB）来算ic，再通过Clarke和Park变换把电流由iA、iB、ic变换成旋转坐标系中的各个直流分量作为电流环的负反馈量。由于异步电动机的转子机械转速与转子磁链转速不同步，所以用电流一磁链位置转换模块求出转子磁链位置，用于参与Park变换和逆变换的计算。给定转速n`与转速反馈量n的偏差经过速度PI调节器，其输出作为用于转矩控制的电流T轴参考分量iT`。iT*和iM* （等于零）与电流反馈量iT、iM的偏差经过电流PI调节器，分别输出M、T旋转坐标系的相电压分量V M*和V T*。V M*和V T*再通过Park逆变换转换成 、 直角坐标系的定子相电压矢量的分量V *和V *。当定子相电压矢量的分量V *、V *和其所在的扇区数已知时，就可以利用电压空问矢量SVPWM技术，产生PWM控制信号来控制逆变器。以上操作完全可以全部采用软件来完成，从而实现三相异步电动机全数字实时控制。
2.2.4 三相异步电动机的软件设计
我们用TM320LF240DSP实现转子磁场定向的矢量控制算法来设计，这个系统是包括系统主程序和中断服务子程序构成的。主程序主要完成DSP芯片的控制系统初始化部分，可以用C语言进行编程来提高程序的可读性；中断服务程序时完成矢量控制算法的主要部分，其采用了DSP的汇编语言编程来满足系统对实时性的要求。
2.2.5 系统的仿真
转速阶跃给定为1500r/min，直接启动电机，在2s、4s、6s、8s负载为：20N・m、15N・m、25N・m、20N・m。仿真表明，系统的动态响应快、超调量小及抗干扰能力强。
综上所述，以上结果可以看到该电机速度控制系统中电机的转速响应快，转矩的波动小，超调量小，动态性能和静态性稳定。该仿真是对该调速系统设计思路的验证，结果证明设计思路是可行的，在实际系统设计中可以以该仿真为依据，进行硬件电路的搭建和控制程序的流程设计。
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三相异步电动机论文范文第15篇
论文摘要：本文集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种方法，还讨论了目前所通用的几种无功电源及其特点。这对供电企业是十分有益的。
0 引言
许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：
cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2
在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。
1影响功率因数的主要因素
1.1大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。
1.2变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。
3采取适当措施，设法提高系统自然功率因数
提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。
3.1合理使用电动机；
3.2 提高异步电动机的检修质量；
3.3采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过励状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。
3.4 合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。
4 无功电源
电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。
4.1 同步电机：同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。 ①同步发电机：同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：
Q=S×sinφ=P×tgφ
其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。发电机正常运行时，以滞后功率因数运行为主，向系统提供无功，但必要时，也可以减小励磁电流，使功率因数超前，即所谓的“进相运行”，以吸收系统多余的无功。②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器：并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网发quot；无功功率：Q=U2/Xc
其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。
并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。④静止无功补偿器：静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。
