异步电动机连接正弦电压的特性研究

异步电动机连接正弦电压的特性研究 异步电动机是通过一种旋转磁场与这种旋转磁场借助于感应作用在转子绕组内所感生的电流的相互作用，以产生电磁转矩来实现拖动的电动机。异步电动机由正弦电压直接供电是最常见的工作方式，通过仿真可以对异步电动机有更深的了解。

本文通过仿真研究交流电动机在正弦电压下的工作特性，首先介绍笼型交流异步电动机的电机模型，工作原理，观测波形，以了解交流电动机特性。

关键词：笼型交流异步电动机 正弦电压 工作特性 正弦电压直接供电的异步电动机模型如图1-1所示。 uc ub

ua

t s peed C ontinuous pow e rgui phis q

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ira

XY Graph Te

TL

m ir_abc phir_qd is_abc

phis_qd wm Te -K-

Gain Clock Tm m A B C As ynchronous Machine

SI Units

图1-1异步电动机特性研究模型

模型中的三相电动机模型（Asychronous Machine ）连接三相正弦电压源（ua,ub,uc ）,电动机负载由常数模块TL 设定，电动机参数通过电动机测量模块（Machines Measurement Demux ）测量,通过示波器测电动机定子三相电流（isa,isb,iac ）、转子三相电流（ira,irb,irc ）、转速和转矩Te ，并且由XY 图示仪（XY Graph ）观测电动机的机械特性（Te-n 特性）。模型参数见表1-1。

表1-1 异步电动机特性研究模型参数

电动机在额定电压下空载起动时的波形如图1-2所示，从波形图7-2d中可以看出，起动时电动机转速迅速上升，在0.2s后达到稳定

转速1500r/min，若0.5s时给电动机加上负载132N·m，电动机转速下降转差变大，在1.45s转速下降为0，因为该负载远大于电动机的额定负载40 N·m，1.45s后电动机转速变为负值，这时相当于电动机的带位能负载，负载过大引起电动机反转的工作情况。在电动机起动到空载运行和过载过程中，电动机的定子电流和转子电流波形如图1-2a和图1-2b所示，在起动中随着转速上升定子电流减小，在0.5s 加载后定子电流迅速增大，定子电流为50Hz的正弦波。转子电流的变化与定子电流相同，但是从转子电流波形可以看到，转子电流的频率随电动机转差而变化在起动过程中随转速上升转差变小，转子电流频率下降，当电动机达到理想空载转速1500r/min时，转子电流的大小和频率都为0，加载后随转速的下降和反向后转差变大转子的电流频率又增加。图1-2c是电动机的转矩响应，起动中交流电动机的转矩是有波动的，在严重过载引起电动机反转时，电动机产生的转矩很小（1.4s后）。图1-2e是电动机的动态机械特性，其中A点是电动机空载转速达到同步转速时的工作点，加载后，工作点从A移向B，B 点对应电动机最大转矩，是机械特性的转折点，之后转速继续下降，特性进入不稳定区。