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1、 外文資料(中文) 普通交流異步電動機變頻調(diào)速的性能研究 在普通交流異步電動機的各種調(diào)速方式中，變頻調(diào)速因其突出的性能，應(yīng)用最為廣泛，同時也是交流電動機調(diào)速技術(shù)最為活躍的研究領(lǐng)域。隨著電力電子技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展和完善，變頻調(diào)速技術(shù)的性能還在不斷提升，變頻調(diào)速技術(shù)已成為我國企業(yè)節(jié)約能源、提高生產(chǎn)過程自動化、提高產(chǎn)品質(zhì)量和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的主要技術(shù)手段之一。 變頻調(diào)速是通過改變異步電動機定子的電源頻率，以改變其同步轉(zhuǎn)速，從而達到調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的目的。但是，當(dāng)電源頻率改變時，會對交流異步電動機產(chǎn)生一系列的影響:損耗增加，效率下降:在工頻以下，以恒轉(zhuǎn)矩方式調(diào)速時，

2、電動機的過載能力將會下降;在低頻時電動機的散熱能力變壞，電動機溫度會過高等。由于電動機本身就是一個非線性、強禍合、多變量的對象，且更為嚴重的是，由于工作頻率、溫度和飽和效應(yīng)的影響，定轉(zhuǎn)子電阻、電感等參數(shù)在不同工況下變化明顯。因而其動態(tài)建模非常困難，要從理論上準確的計算出電動機在不同頻率和負載下的效率、溫升、功率因數(shù)和臨界轉(zhuǎn)矩是十分困難的。所以，長期以來，在設(shè)計變頻調(diào)速系統(tǒng)時，人們只是憑借經(jīng)驗來確定普通交流異步電動機變頻調(diào)速的調(diào)速范圍，而沒有充分的理論依據(jù)。 本文以普通交流異步電動機和變頻器組成的調(diào)速系統(tǒng)為研究測試對象，以普通交流異步電動機T形等效電路為基礎(chǔ)，計算分析在基頻以下及恒壓頻比方式供

3、電下頻率改變時普通交流異步電動機的啟動電流、轉(zhuǎn)矩和其運行性能的變化情況，并重點研究了電動機在不同頻率下的運行性能，通過電動機測試平臺，定量的測試出電動機在頻率改變時的各項性能數(shù)據(jù)，并與理論計算的結(jié)果進行比較分析，在此基礎(chǔ)上提出普通交流異步電動機變頻調(diào)速的最佳調(diào)速范圍，使電動機高效、長壽命運行，并為交流異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計提供確定參數(shù)的依據(jù)。 一、普通交流異步電動機變頻調(diào)速的啟動性能 利用變頻器實現(xiàn)軟啟動是變頻器的優(yōu)點之一，但是，有時會因為啟動頻率選擇不當(dāng)而導(dǎo)致啟動轉(zhuǎn)矩過小，或者啟動電流過大，從而導(dǎo)致啟動失敗，因此，合理的選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)的啟動頻率，尋找合適的啟動頻率范圍，從而改善系

4、統(tǒng)的啟動特性，是十分重要的。為此，我們分析計算了在不同頻率和轉(zhuǎn)矩提升電壓下，電動機啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流的變化規(guī)律，進而提出了確定能滿足電動機啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流要求的啟動頻率的方法。 1. 1變頻調(diào)速時啟動轉(zhuǎn)矩的變化規(guī)律 當(dāng)轉(zhuǎn)矩提升電壓時，根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩方程，可求出， 　　　?。ǎ保保? 令＝０，有： 　　　　　　　　 其中R－定轉(zhuǎn)子電阻之和，X－定轉(zhuǎn)子電抗之和，－電源頻率 所以當(dāng)時，,當(dāng)時，,。從而可知，當(dāng)且時，為的增函數(shù)，而在時，為的減函數(shù)，而在時，取得最大值，不僅與有關(guān)，同時與和有關(guān)。下面我們以Yl00Ll-

5、4如圖(1-1)電動機為例，分析在不同轉(zhuǎn)矩提升電壓時，啟動轉(zhuǎn)矩的變化情況。如圖(1-1)所示: 從圖中可以看出，當(dāng)且比較小時，啟動轉(zhuǎn)矩相對于啟動頻率的變化趨勢是:當(dāng)頻率接近于零時，在理論上啟動轉(zhuǎn)矩非常高，啟動轉(zhuǎn)矩是啟動頻率的減函數(shù)，并達到一個極小值，這時對應(yīng)的頻率為在頻率時，啟動轉(zhuǎn)矩為啟動頻率的增函數(shù)，一直上升到最大啟動轉(zhuǎn)矩，這時對應(yīng)的頻率為當(dāng)啟動頻率大于且小于50HZ時，啟動轉(zhuǎn)矩為啟動頻率的減函數(shù)。 當(dāng)逐漸增大時，在理論上，當(dāng)頻率接近零時，啟動轉(zhuǎn)矩非常大?？傮w上，啟動頻率的變化趨勢與較小時的情形大體相似，但是也有不同之處，其特點是，最小啟動轉(zhuǎn)矩快速上升，而且相應(yīng)的啟動頻

6、率變大，同時最大啟動轉(zhuǎn)矩也緩慢上升，而且相應(yīng)的啟動頻率減小。當(dāng)達到一定值(對Yl00Ll-4,當(dāng)=30V)最小啟動轉(zhuǎn)矩上升已經(jīng)超過了最大啟動轉(zhuǎn)矩，整個啟動轉(zhuǎn)矩為啟動頻率的單調(diào)遞減函數(shù)，這時工頻下的啟動轉(zhuǎn)矩最小。 .2變頻調(diào)速時啟動電流的變化規(guī)律 對啟動電流求偏導(dǎo)數(shù)，有 （1-2） 從式（1-2）可知，分母;;固只要有 （其中，為電動機額定電壓）則從而可以分析出，在,,并且電動機的參數(shù)滿足的條件下，函數(shù)ｙ的值將始終大于零，所以也將大于零，這說明在該條件下，在零頻至工頻范圍內(nèi)，啟動電流為啟動頻率的增函數(shù)。 現(xiàn)在將Y100L1-4電動機參數(shù)代入，可得其啟動電流的變化規(guī)律。 1

7、.3交流異步電動機起動頻率范圍的確定 根據(jù)啟動轉(zhuǎn)矩與啟動電流相對于轉(zhuǎn)矩提升電壓和啟動頻率的變化規(guī)律，啟動頻率范圍應(yīng)為同時滿足電動機啟動轉(zhuǎn)矩要求和變頻器對啟動電流要求的啟動頻率范圍。即: (1) 從啟動轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩的比值對于啟動頻率的曲線中找出數(shù)值大于1.2的頻率范圍。 (2) 從啟動電流與額定電流之比值對應(yīng)于啟動頻率的曲線中畫出數(shù)值小于5的頻率范圍。 （3）求出以上兩部分的公共部分，既是所求的啟動頻率范圍。 現(xiàn)以Yl00Ll-4, = 0時為例，來說明如何確定啟動頻率范圍。若在特定工況下Yl00Ll-4電動機的啟動負載為4 (n. m)，則啟動轉(zhuǎn)矩應(yīng)該大于4×1. 2=4

8、. 8 (n. m), Y100L1-4電動機的額定電流為5. 0 (A)，其啟動電流應(yīng)該小于1. 5× 5=7. 5 (A).則從電動機的啟動轉(zhuǎn)矩特性曲線和啟動電流特性曲線中可以找出啟動轉(zhuǎn)矩大于4. 8 (n. m)和啟動電流小于7. 5 (A)的頻率范圍，兩者的交集即為啟動頻率的范圍。如圖(3-6)所示，從圖中可以看出，電動機的最佳啟動頻率范圍為7~10 （HZ）。 圖（1-3）注：1-啟動電流曲線 2-啟動轉(zhuǎn)距曲線 The research of performance of Common induction motor workingwith variable frequency mode