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三相异步电动机的调压调速

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前言

现在社会工业化越来越体现着它的强大。工业化运行的前提是能源的有

力支撑。调压调速是一种非常简单实用的调速方法。本论文对异步电机开环

控制调压调速系统及速度闭环控制调压调速系统的讨论和仿真，并探讨最经

济实用的调压电路。找出最合理的调速方法，实现电机平稳运行，平滑调速，

既能延长电机寿命，又可以有效节约能源。在现实社会具有相当高的研究价

值。

交流电动机的发明是由美国发明家特斯拉完成的，最早的交流电动机根

据电磁感应原理设计，结构比起直流电动机更为简单，同时也比起只能使用

在电车上的直流电动机用途更广泛，它的发明让电动机真正进入了家庭电器

领域。

交流电动机问世之后，同步电动机、串激电动机、交流换向器电动机等

也逐步被人们发明出来，并投入实际的生产，为人们的生活提供更多便利。

电动机的发明和应用对人类来说具有极大的意义，可以说它为人类生活带来

了翻天覆地的变化。

交流电动机，特别是鼠笼型异步电动机，结构简单，成本低，维护方便，

而且坚固耐用，惯量小，运行可靠，对环境要求不高，因此在工农业生产中

得到了极广泛的应用。其突出的优点是：电机制造成本低，结构简单，维护

容易，可以实现高压大功率及高速驱动，适宜在恶劣条件下工作，并能获得

和直流电机控制系统相媲美或更好的控制性能。因此，人们对交流电机的研

究也越来越深入。

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但是交流电机是一个复杂的、多变量、强耦合的非线性系统，在设计交

流调速系统时完全用解析法是相当复杂的也是行不通的。构造实验系统进行

分析研究是通常采用的办法，但由实验来分析研究，耗时长、投资大，且不

便于分析系统的各种性能。因此，利用计算机仿真技术去研究交流调速系统

是一个省时省力的好办法，计算机仿真作为研究交流电机的一种重要手段，

也越来越受到重视。。

MATLAB是目前最流行的科学计算语言之一。它是以复数矩阵作为基

本编程单元的高级程序设计语言，提供了矩阵的运算与操作，拥有强大的绘

图功能。同时还是高度集成的软件系统，解决工程计算、图形可视化、图像

处理、多媒体处理等问题。MATLAB语言在自动控制、航天工业、汽车工

业、生物医学工程、语言处理的方面都有涉及。MATLAB软件是一个非常

优秀的软件，具有强大的仿真能力。仿真结果直观。

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1三相异步电动机

1.1三相异步电动机基本工作原理

三相绕组接通三相电源产生的磁场在空间旋转，称为旋转磁场。转速的大

小由电动机极数和电源频率而定。旋转磁场的转速n1称为同步转速。它与

电网的频率f1及电机的磁极对数p的关系为：

n1=60f1∕p(1-1)

转子在磁场中相对定子有相对运动，切割磁场形成感应电动势。转子铜条有

电流，在磁场中受到力的作用，转子就会旋转起来。

综上所述可知，三相异步电动机转动的基本工作原理。

（1）三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场。

（2）转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流。

（3）转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，

驱使电动机转子转动。

异步电机的旋转方向始终与旋转磁场的旋转方向一致，而旋转磁场的

方向又取决于异