基于稳态模型的异步电动机调速系统

基于稳态模型的异步电动机调速系统1异步电动机稳态数学模型和调速方法异步电动机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。稳态等值电路描述了在一定的转差率下电动机的稳态电气特性。机械特性则表征了转矩与转差率（或转速）的稳态关系。1.1异步电动机稳态数学模型转差率与转速的关系11nnns同步转速pnfn1160其中f1为供电电源频率，np为电动机极对数1.1.1异步电动机稳态等效电路假定条件：①忽略空间和时间谐波，②忽略磁饱和，③忽略铁损图1异步电动机T型等效电路转子相电流（折合到定子侧）2'1212'1'lrlsrssrLCLsRCRUI式中忽略励磁电流图2异步电动机简化等效电路简化等效电路的相电流1.1.2异步电动机的机械特性异步电动机传递的电磁功率机械同步角速度异步电动机的电磁转矩（机械特性方程式）对s求导，并令则得到最大转矩，又称临界转矩mlsmlssLLLjLjRC111112'212''lrlsrssrsLLsRRUIIsRIPrrm'2'3pmn112'2122'1'22'212'1'2'2'113/33lrlsrsrsplrlsrsrsprrpmmeLLsRsRsRUnLLsRRsRUnsRInPT0dsdTe2'21212)(23lrlsssspemLLRRUnT临界转差率：对应最大转矩的转差率将机械特性方程式分母展开当s很小时，忽略分母中含s各项由此可见转矩近似与s成正比，机械特性近似为直线。当s较大时，忽略分母中s的一次项和零次项由此可见转矩近似与s成反比，机械特性是一段双曲线。异步电动机由额定电压、额定频率供电，且无外加电阻和电抗时的机械特性方程式，称作固有特性或自然特性。图3异步电动机的机械特性2'212')(lrlssrmLLRRs2'222'2'22'112'22'222''2113232psresrsrlslrpsrlslrssrrnURsTsRRsRRsLLnURsLLsRssRRR2'13psernUsTsR2'222'1131psreslslrnURTssRLL1.2异步电动机的调速方法与气隙磁通1.2.1异步电动机的调速方法所谓调速，就是人为地改变机械特性的参数，使电动机的稳定工作点偏离固有特性，工作在人为机械特性上，以达到调速的目的。由异步电动机的机械特性方程式可知，能够改变的参数可分为3类：电动机参数、电源电压和电源频率（或角频率）。2'22'22'113psresrlslrnURsTsRRsLL