异步电动机能耗制动（课程设计）.doc

电机与拖动课程 设计报告 课程名称： 电机与拖动课程设计 设计题目： 异步电动机制动仿真 院 系： 电气工程系 班 级： 设 计 者： 学 号： 同 组 人： 指导教师： 蔡 设计时间： 2014年11月 课程设计（论文）任务书 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 生 指导教师 题 目 电机与拖动课程设计 子 题 异步电动机制动仿真 设计时间 2014年 11月 日 至 2014年 11月 28日 共 1 周 设计要求 一台绕线式异步电动机，Y/y连接，已知数据为：额定功率PN = 100kW，f = 50 Hz，2p =4，Un = 380 V，nN = 1440r/min，R1 =0.02Ω，R2 ‘=0.04 Ω，x1σ = x2σ’=0.06Ω，xm = 3.6Ω，ki = ke = 0.02，λm=2.4，忽略铁耗。试求： 设计内容： 转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速由额定转速下降到0r/min ,采用能耗制动方式。计算其参数并做出机械特性图，分析能量的传递。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。 2、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速由额定转速下降到0r/min ，采用反接制动方式,计算其参数并做出机械特性图,分析能量的传递。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。 一、设计目的 1. 通过课程设计，掌握异步电动机能耗制动的分析方法与设计过程 2. 掌握异步电动机反接制动的分析方法与设计过程 3. 熟练掌握MATLAB仿真软件，用SIMULINK画仿真电路图。 4. 培养自己科学严谨的治学态度。 二、设计要求 一台绕线式异步电动机，Y/y连接，已知数据为：额定功率PN = 100kW，f = 50 Hz，2p =4，Un = 380 V，nN = 1440r/min，R1 =0.02Ω，R2 ‘=0.04 Ω，x1σ = x2σ’=0.06Ω，xm = 3.6Ω，ki = ke = 0.02，λm=2.4，忽略铁耗。试求： 设计内容： 1、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速由额定转速下降到0r/min ,采用能耗制动方式。计算其参数并做出机械特性图，分析能量的传递。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。 2、转轴上的负载转矩为额定转矩，使转速由额定转速下降到0r/min ，采用反接制动方式,计算其参数并做出机械特性图,分析能量的传递。用SIMULK设计制动仿真模型，测出定/转子电流、转矩和转速的变化。 双闭环调速系统设计任务与分析 所谓能耗制动是指，当三相异步电动机与交流电源断开后，立即在定子绕组内通入直流电源，这时电机的磁场不在随时间变化，是一个恒定磁通，电机的转子由于惯性而在原方向上继续转动，转子绕组切割恒定磁通后，产生感应电动势及电流，转子电流与磁通互相作用产生电磁转矩，这个转矩组织转子转动，起到制动的作用。 所谓反接制动是指，为了快速停机，可将运行着的电机与电源相连的三根电源线中的任意两根对调，这时电机产生的旋转磁场方向改变从而使电机的电磁转矩方向随之改变。这样，作用于转子上的电磁转矩与电机转动方向相反，成为制动转矩，起到制动作用。当电机转速接近零时，要及时断开电源防止电机反转。反接制动较为简单，制动效果好，但必须有制动控制装置控制电机，在转速接近于零是将电源与电机断开。 异步电动机参数计算 绕线式异步电动机T形等效电路如下图所示。 转子电感 =0.H 定子电感 =0.H 额定电感 =0.0115H 额定负载转矩 =663.48N·m 同步转速 =1500r/min 额定转差率 =0.04 电磁转矩 =876.3N·m 机械特性图 下面用MATLAB分别画出能耗制动方式下的机械特性图和反接制动下的机械特性图。 1. 能耗制动下的机械特性图 程序如下： n=-1500:0.01:1500; p=2;m1=3; u=380/sqrt(3); f=50; R1=0.02; R2=0.04; X1=0.06; X2=0.06; Xm=3.6; I=250; Tem=p.*m1.*u.^2.*R2./(1-n./1500)./2./pi./f./((R1+R2./(1-n./1500)).^2+(X1+X2).^2); plot(Tem,n); ho