三相异步电动机论文篇(1)

1.由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。

相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应作保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。

2.由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。

相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。

3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。

相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。

4.由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。

相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。

5.电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。二、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策

如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。

当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。

三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。

这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。

相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。

三相异步电动机论文篇(2)

关键词：异步电动机；工作原理；绕组展开图

异步电动机主要有单相异步电动机和三相异步电动机，它们在结构、工作原理等方面既有相同点又有不同点。

一、单相异步电动机和三相异步电动机的相同点

1、同为异步电动机其结构上大致相同的，分为定子和转子，定子即静止部分，不会转动的部分，其上有定子绕组，其主要作用是产生旋转磁场；转子上有闭合的导条，主要作用是产生感生电流和电磁力。

2、其结构上的相同点决定了相同的工作原理。定子绕组在符合一定条件下产生旋转磁场，旋转磁场所具有的转速即为同步转速，n=60f/p，f为电源频率，我国电源频率为50赫兹，p为磁极对数，而转子上有闭合导条，与旋转磁场有相对切割从而产生感生电流，闭合导条中有感生电流且仍然位于磁场中所以受到电磁力，电磁力推动转子以异步转速运行，异步转速略小于同步转速并和同步转速同方向。

3、定子绕组重绕后判断首尾端的方法相同（用一节干电池和一个检流计，一套绕组接（碰）干电池，另一套绕组接检流计，检流计正偏，则接电源正极的一端和接检流计的负极的一端是同名端；检流计反偏，则接电源正极的一端与接检流计正极的一端为同名端），一般用两种方法判断，以免失误。接线时按接线方法把首尾端标清楚，再用上述方法判断无误则正确。

二、单相异步电动机和三相异步电动机的不同点

1、产生旋转磁场的两个条件不同

三相异步电动机则要求对称的三相绕组中通入对称的三相电流，对称的三相绕组即结构完全相同且三相首互差120°电角度，三相尾互差120°电角度；而我们所用的三相电就是对称的三相电流（互差120°相位），所以对称的三相绕组进行星型接法或三角形接法后直接接三相电源即可。前者条件其实就是电机定子绕组重绕。

单相异步电动机则要求两套绕组首互差90°电角度，尾互差90°电角度；并在这两套绕组中通入相位互差90°相位的电流。前者条件在单相电机定子绕组重绕时实现；而第二个条件则一般是利用电容来实现，启动绕组串电容后与工作绕组并接到电源上。因为通过电容的电流超前电压90°相位。那么，启动绕组中的电流比工作绕组中的电流超前90°相位。

2、定子绕组不同

一般三相异步电动机的定子绕组有三套，其结构相同，线径、匝数、线圈个数、连接方式完全相同；而单相异步电动机的定子绕组有两套并不一定相同，如排风扇电机两套绕组不相同，而洗衣机电机的两套绕组则完全相同。

3、所接电源及接线方式的不同

三相异步电动机的定子绕组是星型接法或三角形接法，然后接三相电（三根火线）。

单相异步电动机则是启动绕组串电容后与工作绕组并接在单相电源（一根火线一根零线）上（以洗衣机电机为例）。如上图所示：

三、异步电动机的教学方法

针对以上单相异步电动机和三相异步电动机的异同点，在教学中可采取以下几种方法。

1、教学内容上，由简到繁

一般先补充讲解左右手定则，再讲解电机的结构，并让学生实习进行拆装电机完全理解电机的结构后，再讲解异步电机的工作原理（相同点）。一体化教学时先单相电机后三相电机，因为无论理论还是实习，单相电机相对要比三相电机难。在单相电机的实习时，先排风扇电机再洗衣机电机，因为前者绕组简单4极16槽单层链式绕组实习时较简单，而后者4极24槽单双层混合的同心绕组则比较难。在三相电机的实习时，类似的，先实习4极24槽单层链式绕组，再实习4极24槽同心绕组或交叉绕组。

2、模块化教学，以实习为主

单相电机、三相电机各为一个模块，且先进行单相电机模块再进行三相电机模块。模块化教学中，主要以实习为主，讲解理论内容为辅，因为技校学生基础差，底子薄，对理论知识不易接受，反而动手能力强，尽量在实践时融入理论，逐渐渗透。比如，实习三相电机的单层链式绕组，讲解理论最多6课时，而实习则须要二十个课时，绕线圈、裁槽契绝缘纸、嵌线圈、接线、首尾端测试、绝缘测试、捆绑整形、装入转子、再次首尾端测试和绝缘测试，最后都合格的情况下通电试运行。（为了拆绕组时方便，一般不再浸绝缘漆，那样再实习时不好拆卸绕组）。

3、理论与实习紧密相结合的一体化教学

单相电机模块，先讲结构后进行单相电机的拆装；讲电机的转动理论后实习单相电机的接线（接电源）、通电运行；讲解排风扇电机4极16槽单层链式绕组，要求学生会画图，能根据图分析出嵌线、接线规律并和其工作原理（旋转磁场的产生条件）相结合，然后进行实习，真正做到用所学的理论指导实习；同上再进行洗衣机电机的讲解和实习，由于该部分内容比较难，可以自愿原则选学，但对接受能力比较强的学生必须学。三相电机模块，也是先讲结构后再拆装实习；讲电机转动原理后实习其接线（接电源）、通电运行；讲解4极24槽单层链式绕组展开图，并结合图推导出嵌线规律、嵌线图和接线规律，要求学生掌握这些内容的基础上去实习，并在实习中熟练应用所讲理论知识，做到理论和实践融会贯通；同上再进行4极24槽单层同心或交叉绕组的讲解和实习，因该部分内容较难，可以自愿原则选学，但对接受能力较强的学生要求必须学。

4、灵活运用启发式教学

启发式教学是教学实践中一个古老而新颖的课题。在现代教学论中，启发式既是教学法原则，又是教学方法。教师如果能够正确应用它，就能充分调动学生学习的主动性、积极性、创造性，从而达到事半功倍的教学效果。教师在实习中可引导学生产生疑问或矛盾，积极动脑思考，鼓励学生积极思考多提问题，不但要知道怎么做，而且还要知道为什么这样做。比如电机绕组接线时，单相电机两套绕组首之间要相差90°电角度，是为什么？而三相电机的三套绕组的首之间却是相差120°电角度，又是为什么？嵌线圈时为什么绝缘纸不能破？漆包线不能损坏表面的绝缘漆？为什么嵌好一个线圈后要及时做对铁芯的绝缘测试？又如，单相电机和三相电机的正反转措施，理论难理解，但在实习时，学生亲自动手试验后，及时提出问题，老师再帮助学生解决问题，把实习和理论结合。所有的问题解决了，也就把理论和实习融汇一起基本掌握了，并让学生既明确掌握理论又掌握实践是最好的，这样才能真正做到“理论指导实践，实践验证理论”。

5、运用成就感来激发学生学习，变被动为主动

在实习中尽可能的让学生体会成就感，变被动学习为主动学习。例如在单相电机实习时，提供木板、钢据、铁锤、铁钉、钢尺、电钻等材料和工具，老师指导让学生自己动手做线模，钻孔，这样既加强了学生的动手能力又可以让学生有成就感从而增加学习兴趣，让学生变被动学习为主动学习。每一个课题实习完成后，每一小组的实习成果要在老师的指导下接电源通电试运行、正反转、测转速，学生自己所绕的电机能正常转动、正反转，那会让他们有很大的成就感，增强他们以后在学习和生活中的自信心。

参考文献

[1] 徐政. 电机与变压器[ M] . 北京： 中国劳动社会保障出版社， 2008.

[2] 肖建章. 自动控制技术[ M] . 北京： 中国劳动社会保障出版社，200 4 .

三相异步电动机论文篇(3)

摘 要：阐述异步电机的矢量控制原理，对三相异步交流电机矢量控制系统控制过程进行MATLAB仿真，根据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模思想，提出一种按“角速度-定子电流-转子磁通”为状态变量在动态坐标系下的动态结构图。利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型，进行仿真计算。仿真结果符合电机实际运行特性，证实采用该系统对三相异步电机进行控制，具有转矩波动小，转速响应快，超调量小等特点，运行性能良好,为实际系统的设计提供理论依据。

关键词：矢量控制；MATLAB；异步电机；仿真

中图分类号： TM346 文献标识码：A

Threephase AC Induction Motor Control System Simulation

WU Wei,HUANG Xuan,LIU Huihe

(School of Electronic and Information Engineering，Xianning University,Xianning 437100, China)

Abstract:This paper expounds the control principle of asynchronous motor vector ,shows the simulink process of threephase asynchronous motor vector control system with MATLAB, according to AC motor coordinate transformation and vector control theory, the paper puts forward induction motor in any synchronization reference frame into the simulation of structure modeling, and draw the dynamic structure uses as state variables in the coordinate. It is convenient to use the structure to build the motor of the simulation model and calculation.The results is coincident with the practice, demonstrate this system has the characters of small fluctuation of torque，quick response speed and smaller overshoot，the performance is favorable. It provides theory basis for the design of the actual system.

Key words:vector control; MATLAB; asynchronous motor; simulation

1 引 言随着生产能力与要求的不断提高，直流电机调速系统的局限性也越来越明显。高性能交流调速技术蓬勃发展，逐步取代直流调速系统已是不争的事实。异步电机具有结构简单、制造容易、维修工作量小等优点，然而普通调速异步电动机的调速性能难以满足现代精确场合的要求。近年来，将矢量控制理论应用到交流电机的调速控制中，可使交流系统的调速性能完全和直流系统相媲美［1］。于是，二者的优点达到了更高水平的技术融合。MATLAB拥有强大的数值分析功能，其在控制系统仿真上的运用具有极大的参考价值。其Simulink工具极大的提高了系统的仿真速度。本文通过建立仿真模型，分析研究其运行数据，并拟合了其精度曲线。

2 三相交流异步电机矢量控制理论

异步电动机的动态数学模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。磁链方程和转矩方程为代数方程，电压方程和运动方程为微分方程。这是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统［2］。

21 基本方程的建立

异步电动机每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其它绕组对它的互感磁链之和。

ψAψBψCψaψbψc=LAALABLACLAaLAbLAcLBALBBLBCLBaLBbLBcLCALCBLCCLCaLCbLCcLaALaBLaCLaaLabLacLbALbBLbCLbaLbbLbcLcALcBLcCLcaLcbLcciAiBiCiaibic (1)

其中：ψA、ψB、ψC、ψa、ψb、ψc表示各相绕组的全磁链；IA、IB、IC、Ia、Ib、Ic表示定子、转子相电流的瞬时值；

LAA=LBB=LCC=Lms+Lls表示定子各相自感；

Laa=Lbb=Lcc=Lms+Llr 表示转子各相自感；

三相绕组电压平衡方程写成矩阵形式：

uAuBuCuaubuc=Rs000000Rs000000Rs000000Rr000000Rr000000RriAiBiCiaibic+

ddtψAψBψCψaψbψc （2）

转矩方程为：

Te=－npLms(iAia+iBib+iCic)sin θ+

(iAib+iBic+iCia)sin (θ+120°)+(iAic+

iBia+iCib)sin (θ－120°)］ （3）

22 坐标变换理论基础

根据不同坐标系中电动机模型等效的原则，在不同坐标下绕组所产生的合成磁动势相等。在交流电动机三相对称的静止绕组A、B、C中，通以三相平衡的正弦电流，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速（即电流的角频率）顺着ABC的相序旋转。三相变量中只有两相为独立变量，完全可以也应该消去一相。所以，三相绕组可以用相互独立的两相正交对称绕组等效代替，两套绕组磁动势在αβ轴上的投影应相等。

按照变换前后总功率不变产生的合成磁动势相等，匝数比为N3N2=23，3/2变换矩阵为：

C3/2=231－12－12032－32 （4）

两相正交坐标系变换到三相坐标系：

C2/3=2310－1232－12－32（5）

考虑到：iA+iB+iC=0，有：

iαiβ=320122iAiB （6）

旋转正交变换为：

idiq=cos φsin φ－sin φcos φiαiβ=C2s/2riαiβ （7）

静止两相正交坐标系到旋转正交坐标系的变换阵为：C2s/2r=cos φsin φ－sin φcos φ （8）

因此也有：旋转正交坐标系到静止两相正交坐标系的变换阵为：

C2r/2s=cos φ－sin φsin φcos φ （9）23 状态方程及动态建模

2.3.1 状态方程的建立

旋转变换是用旋转的绕组代替原来静止的定子绕组，并使等效的转子绕组与等效的定子绕组重合，且保持严格同步，等效后定、转子绕组间不存在相对运动。旋转正交坐标系中的磁链方程和转矩方程与静止两相正交坐标系中相同，仅下标发生变化［3-4］。

以ω－is－ψr为状态变量，dq坐标系中的磁链方程如下［5］：

ψsdψsqψrdψrq=Ls0Lm00Ls0LmLm0Lr00Lm0Lrisdisqirdirq （10）

电压方程为：

usdusqurdurq=Rs0000Rs0000Rr0000Rrisdisqirdirq+

ddtψsdψsqψrdψrq+－ω1ψsqω1ψsd－(ω1－ω)ψrq(ω1－ω)ψrd （11）

笼型转子内部是短路，urd=urq=0［6］，也即是：

dψsddt=－Rsisd+ω1ψsq+usddψsqdt=－Rsisq－ω1ψsd+usqdψrddt=－Rrird+(ω1－ω)ψrqdψrqdt=－Rrirq－(ω1－ω)ψrd （12）

状态方程为：

dωdt=n2pLmJLr(isqψrd－isdψrq)－npJT

dψrddt=－1Trψrd+(ω1－ω)ψrq+LmTrisd

dψrqdt=－1Trψrq－(ω1－ω)ψrd+LmTrisq(13)

disddt=LmσLsLrTrψrd+LmσLsLrωψrq－

RsL2r+RrL2mσLsL2risd+ω1isq+usdσLs

disqdt=LmσLsLrTrψrq－LmσLsLrωψrd－

RsL2r+RrL2mσLsL2risq－ω1isd+usqσLs

输出方程为：

Y=ωψ2rd+ψ2rq（14）

子电磁时间常数为：

Tr=LrRr（15）

2.3.2 动态建模

当ω1=0时，有：

3 模型仿真

31 子系统的建立

32 参数设置（异步电动机工作在额定电压和额定频率）

Rs=1.85Ω，Rr=2.658Ω，Ls=0.2941H,

Lr=0.2898H,Lm=0.2838H，np=2，UN=380V,fN=50Hz。

33 运行仿真

由UA,UB,UC到Uα,Uβ波形的变换（图4）：

空载仿真运行情况（图5、图6）

4 仿真数据的分析与结论

41 理论计算：

额定转速nN=1400r/min，额定频率fN=50Hz，则电动机极对数np=2，额定转速w=np•wn=293.2rad/s。设三相正弦对称电流：

iA=imsin (2πfNt)=

9.758sin (100πt)

iB=imsin (2πfNt－23π)=

9.758sin (100πt－23π)

ic=imsin (2πfNt+23π)=

9.758sin (100πt+23π)

isαisβ=231－12－12032－32

imsin (2πfNt)imsin (2πfNt－23π)imsin (2πfNt+23π)=

11.951sin (100πt)－11.951cos (100πt)

转子电磁时间常数Tr=LrRr=0.28982.658=0.109s。

电动机稳定在额定工作状态时，

ψrα=Lmisα－ωTrψrβψrβ=Lmisβ+ωTrψrα

得到：

ψrα=Lmisα－ωTrψrβ1+ω2T2r=0.0033×

sin(100πt)+0.1060×cos(100πt)

ψrβ=Lmisβ+ωTrψrα1+ω2T2r=-0.0033×

cos(100πt)+0.1060×sin(100πt)

ψr=ψ2rα+ψ2rβ≈0.1061

42 仿真对比分析

向电机施加U=380V，f=50Hz的三相额定电压，电机空载起动，稳定后根据仿真图读出起动过程中的转矩、转速波形如图7所示。电机的稳态转速值为w=314rad/s，转矩Te=0.04752N•m。也就是说，没有外加负载引起电磁转矩脉动。在t=1s时加负载TL=10.0N•m，可以得到电机调整的参数为：n=304r/min与实际值偏差不大，而Te=10.03N•m，并维持在此稳定水平。同时空载电流由最初的低值稳定向负载时的稳定状态切换。从坐标变换出发，用MATLAB环境下的Simulink软件构造了异步电机的动态数学模型，以实际电机为例，对其进行了仿真研究，验证了该仿真模型的正确性。仿真模型结构简单，易仿真，动态性能和跟随性能好，精度高。可以在实际工程设计中应用。

参考文献

［1］ 马小亮.大功率交交变频调速及矢量控制技术［M］.北京:机械工业出版社,1999．

［2］ 胡崇岳.现代交流调速技术［M］.北京:机械出版社.2000

［3］ 孟庆春,杨建忠.基于Simulink仿真工具动机仿真模型研究［J］.基础自动化,2002.(1)：7-10.

［4］ 杨贵杰,孙力等.空间矢量脉宽调制方法的研究［J］.中国电机工程学报.2001.21(5):79-81

［5］ RAJESH KUMAR,R.A.GUPTA,RASJESH S.SURJUSE. A vector controlled induction motor drive with neural network based vector width modulator ［J］,Journal of Theoretical and Applied Information Technology,2008(2):25-30.

三相异步电动机论文篇(4)

关键词：项目教学 三相异步电动机 正反转控制 应用

一、项目教学法的含义和特点

“项目教学法”主要的特点体现在以完成项目为主线，学生作为项目的主体，教师只是在项目处理中起到辅导作用。主要体现在多重性的教学效果，学生可以通过项目教学法，培养学习的主动性，教师通过项目教学法，丰富了教学方法，对于学校，提升学校的办校宗旨和办学水平，完善教学体系；教学课时短，收效成果显著，让学生在最短的时间内，根据项目要求完成项目，激发学生的创作性思维能力。可控性好，学生以小组为单位进行主动操作完成，教师在整个过程中处于指导性作业。理论与实践的有机结合，把书本上的知识活用在操作实践中，加深了对知识的掌握和理解。

二、项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用

（一）根据教学内容确定项目任务

选定合适的项目任务是机电教学有效性的关键，同时也关系到了项目设计的质量问题。为此，教师可根据三相异步电动机正反转控制的设计思路，制定相应的教学项目，从而分析出三相异步电动机正反转控制线路的工作原理。设计主要分为三个任务，当按下正转按钮是，电动机起动并正转运行；当按下停止按钮时，电动机停止运行；再按下反转按钮是，电动机起动并反转。同时要合理设置任务项目的难易程度，不可过难，以免降低学生对电动机正反转控制项目教学的学习兴趣。

（二）完善项目教学中任务

第一小组根据项目教学中的任务设计出电动机正转电路图1，第二小组设计电动机反转电路图2，通过项目设计可以发现，控制电路按照要求需要实现正转、反转和停止功能，为此，在主电路必须要按照两个接触器用于切换，3个按钮，如果电动机运行过程中出现电动机过载和断相情况，就要在电动机上设计一个热继电器，其中装有熔断器可以有效的防止电路通电时，避免出现短路故障造成电路损坏，从而可以设计出有关三相异步电动机正反转控制的设计图3。

（三）教师引导学生进行项目自学

项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用，主要体现的是学生的主体作用，教师在教学过程中只是作为辅助引导的作用，要充分提高学生在学习过程中的主观能动性，培养学生的自主学习能力。为此，教师要合理安排课时，在每组学生完成电动机正反转控制时要进行故障分析，如当km1主触点发生熔焊故障是，电动还能否进行反转的问题。主要采取的方式教师要以学生为主体，引导同学进行相关故障方面的探讨，动画演示给大家参考，同时教师可在旁做以故障知识点的补充，总结出三相异步电动机正反转控制中，排除故障的方法主要是断开电源，更换接触器。这种以学生为主体，教师为辅助的教学方式，可以为学生顺利完成三相异步电动机正反转控制的设计任务做出良好的基础。

（四）完善项目考核和评价

三相异步电动机正反转控制的项目任务完成后，学生可以通过在项目教学的整个过程中潜移默化的把三相异步电动机正反转控制的原理内容进行深入理解和掌握，学生自身也会产生对学习三相异步电动机正反转控制的心得体会。为此，在项目任务结束后，教师应该以小组为单位进行对完成项目的考核评价。选出小组代表，总结出电动机正反转控制线路渐进完善的过程和工作原理，如图所示：

切实的培养了学生对所学知识的总结能力，使学生能够获得完成项目教学任务的成就感，给自我的充分肯定，树立学习三相异步电动机正反转控制线路应用的自信心。

结语：通过以上对项目教学在三相异步电动机正反转控制的应用实践的分析，可见项目教学法是职业技术学校教育教学改革的一大创新，主要在教育教学的过程中以学生为教育主体，机电教师正确引导学生培养学习的主动性。同时在项目教学中培养了学生的探索创新的意识，在参与教学中还能让学生认识到团队协作的重要作用，通过独立完成项目把理论与实践有机地结合起来，满足了现阶段社会对多元化、复合型人才的极大需求，提高了就业率。

参考文献：

[1]刘俊利；邢海龙；微型三相异步电动机设计分析[J]；微电机；2011；（07）：18-19

三相异步电动机论文篇(5)

论文摘要：本文集中探讨了功率因数对广大供电企业的影响以及提高功率因数所带来的经济效益和社会效益，介绍了影响功率因数的主要因素和提高功率因数的几种方法，还讨论了目前所通用的几种无功电源及其特点。这对供电企业是十分有益的。

0 引言

许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。在功率三角形中，有功功率P与视在功率S的比值，称为功率因数cosφ，其计算公式为：

cosφ=P/S=P/（P2+Q2）1/2

在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度，我们希望的是功率因数越大越好。这样电路中的无功功率可以降到最小，视在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率。

1影响功率因数的主要因素

1.1大量的电感性设备，如异步电动机、感应电炉、交流电焊机等设备是无功功率的主要消耗者。据有关的统计，在工矿企业所消耗的全部无功功率中，异步电动机的无功消耗占了60％～70％；而在异步电动机空载时所消耗的无功又占到电动机总无功消耗的60％～70％。所以要改善异步电动机的功率因数就要防止电动机的空载运行并尽可能提高负载率。

1.2变压器消耗的无功功率一般约为其额定容量的10％～15％，它的空载无功功率约为满载时的1/3。因而，为了改善电力系统和企业的功率因数，变压器不应空载运行或长期处于低负载运行状态。

3采取适当措施，设法提高系统自然功率因数

提高自然功率因数是不需要任何补偿设备投资，仅采取各种管理上或技术上的手段来减少各种用电设备所消耗的无功功率，这是一种最经济的提高功率因数的方法。

3.1合理使用电动机；

3.2 提高异步电动机的检修质量；

3.3采用同步电动机：同步电动机消耗的有功功率取决于电动机上所带机械负荷的大小，而无功功率取决于转子中的励磁电流大小，在欠励状态时，定子绕组向电网“吸取”无功，在过励状态时，定子绕组向电网“送出”无功。因此，对于恒速长期运行的大型机构设备可以采用同步电动机作为动力。异步电动机同步运行就是将异步电动机三相转子绕组适当连接并通入直流励磁电流，使其呈同步电动机运行，这就是“异步电动机同步化”。

3.4 合理选择配变容量，改善配变的运行方式：对负载率比较低的配变，一般采取“撤、换、并、停”等方法，使其负载率提高到最佳值，从而改善电网的自然功率因数。

4 无功电源

电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这4种装置又称为无功补偿装置。除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。

4.1 同步电机：同步电机中有发电机、电动机及调相机3种。 ①同步发电机：同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状态下运行时，可以发出无功功率：

Q=S×sinφ=P×tgφ

其中:Q、S、P、φ是相对应的无功功率、视在功率、有功功率和功率因数角。发电机正常运行时，以滞后功率因数运行为主，向系统提供无功，但必要时，也可以减小励磁电流，使功率因数超前，即所谓的“进相运行”，以吸收系统多余的无功。②同步调相机:同步调相机是空载运行的同步电机，它能在欠励或过励的情况下向系统吸收或供出无功，装有自励装置的同步电机能根据电压平滑地调节输入或输出的无功功率，这是其优点。但它的有功损耗大、运行维护复杂、响应速度慢，近来已逐渐退出电网运行。③并联电容器：并联电容器补偿是目前使用最广泛的一种无功电源，由于通过电容器的交变电流在相位上正好超前于电容器极板上的电压，相反于电感中的滞后，由此可视为向电网发quot；无功功率：Q=U2/Xc

其中：Q、U、Xc分别为无功功率、电压、电容器容抗。

并联电容器本身功耗很小，装设灵活，节省投资；由它向系统提供无功可以改善功率因数，减少由发电机提供的无功功率。④静止无功补偿器：静止无功补偿器是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，由于晶闸管对于控制信号反应极为迅速，而且通断次数也可以不受限制。当电压变化时静止补偿器能快速、平滑地调节，以满足动态无功补偿的需要，同时还能做到分相补偿；对于三相不平衡负荷及冲击负荷有较强的适应性；但由于晶闸管控制对电抗器的投切过程中会产生高次谐波，为此需加装专门的滤波器。

三相异步电动机论文篇(6)

Abstract： Mathematical model of the submersible pump system is given first， then MATLAB/Simulink is used to establish a system simulation model and simulation realization， and the corresponding simulation result is given and analyzed. Simulation method of this paper overcomes the shortcomings of the traditional programming languages simulation， such as， multifarious， high difficulty， long cycle， and so on， and makes the simulation of the dynamic system more easy， intuitive and fast.

关键词： MATLAB；三相潜水泵；仿真

Key words： MATLAB；three-phase submersible pump；simulation

中图分类号：TH6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）30-0119-02

1 概述

异步电机的动态模型是高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，在保证自身非线性、多变量特性的基础上，该模型的构造进一步简化。描述电机的仍是一组高阶、变系数的微分方程，传统仿真分析模式在实施过程中总有一定难度。有研究者运用MATLAB/SIMULINK仿真软件把两相静止坐标系下电机的数学模型进行了转换，得到了一种新型电机仿真模型[1]。为进一步简化该模型，使之简洁明了，又在此基础上再建立一种模型对实际7.5kW潜水泵进行了仿真。

2 三相异步电动机的数学模型

2.1 基本结构 三相异步电动机按其转子结构型式一般分为绕线型和笼型两种类型。绕线转子异步电动机的转子绕组与定子绕组一样，都是基于一定规律分布的三相对称绕组，具有可联结性，小容量电动机能联结成“”形，大、中容量电动机能联结成“Y”形。转子绕组的引线与滑环连接，然后通过电刷装置引出来，就能将外接电阻或电动势以串联的形式接通转子回路，在优化电机调速性能的同时满足能量回馈等运行要求。基本构造详见图1。

构建绕线转子异步电动机的数学模型。图2所示是一台绕线转子三相异步电动机的定、转子绕组分布示意图，用A、B、C表示定子三相绕组，用a、b、c表示转子三相绕组，定子A相绕组轴线与转子a相绕组轴线相交于θ角，转子以电角速度ω逆时针旋转，定子旋转磁场的同步角速度为ω1。

2.2 电压方程 下式为三相异步电动机各绕组的电压平衡方程：

在式（9）中，p0是电机极对数，θ是转子位置角，Ω表示转子机械角速度，J表示转动部分的转动惯量，RΩ表示机械阻尼系数。其区别仅在于电磁转矩Tem的不同计算。可见转子运动方程也是一个非线性的微分方程。

3 潜水泵仿真模块

本文结合MATLAB的动态仿真工具Simulink进行仿真。图3所示为三相潜水泵在软件建模，图4为不同坐标系下，对模型再仿真对比。

4 潜水泵仿真试验

给电机直接加入380V、50Hz额定电压，让其空载起动，并在0.4s时加入3N・m的负载转矩进行仿真。仿真实验参数详见表1。

图5所示为三相潜水泵前0.7秒定子电流仿真结果，图6所示为潜水泵通电开始计时，到0.7秒时它的转速的仿真结果。

仿真分析：

①在起动电流冲击起动过程，然后被稳定通过振动衰减。在0.4S增加负载时，电流会随之增大，再次形成稳定的正弦波。

②无负载的潜水泵，其速度与同步转速的1500r/m基本持平。当0.4S负载增加时，转速下降，然后达到稳定。

5 结论

潜水泵启动、速度及电流等模型利用异步电动机模型，该算法的状态方程求解定子电流、流量均有所提高，提高了模型的正确性。仿真结果证明了该模型的正确性，将求得状态量及算法的电流。

参考文献：

[1]顾德英，季正东，张平.基于SIMULINK的异步电机的建模与仿真[J].电力系统及其自动化学报，2003（02）：71-73.

三相异步电动机论文篇(7)

关键词：电机学；教学模式；内容规划；课程改革

作者简介：程江洲（1979-），男，湖北宜昌人，三峡大学电气与新能源学院，讲师；肖建修（1965-），男，湖南涟源人，三峡大学电气与新能源学院，讲师。（湖北?宜昌?443002）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）27-0074-02

“电机学”课程是电气工程及自动化类专业重要的专业基础课，在人才培养的知识结构和课程体系中具有重要地位和作用，由于本课程不仅涉及各种电机复杂的空间结构，还涉及电流和磁场在空间的分布，以及铁磁材料的非线性等问题，一直是一门典型的难教难学的课程，而且该课程对前期课程的要求高，对后续课程的影响大，所以它成为学生大学期间重要、艰难的一个学习关口。如何提高该课程教学质量和教学效果，值得我们从多方面入手研究和解决。[1]

一、“电机学”教学现状

目前“电机学”课程是三峡大学（以下简称“我校”）电气工程及自动化类专业一门非常重要的学位课程，占6个学分，总学时96学时，其中理论课84学时，实验12学时。授课内容包括磁路的基本概述、变压器、交流绕组的共同理论、同步电机、异步电机、直流电机，共6个部分的内容，学生需要在1个学期内学习变压器、同步电机、异步电机及直流电机4大类型的电机，而这4类电机又各自具备不同的结构和分析方法，同时我们的授课学时为每周6个学时，这些实际情况是学生理解和吸收电机学内容的最大障碍。初步统计了近几个学期电机学考试的成绩，2009年平均分为61.22分，2010年平均分为62.04分，2011年平均分为52.78分，虽然这几个学期我们经过了诸多努力，但本课程的教学效果仍然没有明显改善，因此“电机学”课程的改革迫在眉睫。

二、“电机学”课程改革措施

在参考了华北电力大学、华中科技大学等国内多个知名高校的“电机学”教学模式的基础上，我校“电机学”课程组提出了在总学时不变的情况下，将“电机学”课程安排在两个学期授课，同时对其内容、教学方式、教学手段等进行了规划和改革。

1.教学内容的规划与改革

根据我校的电气工程及自动化类专业的课程安排，电机学的学习需要先修“高等数学”、“大学物理”、“电路原理”、“电子技术基础”等课程，“高等数学”分两个学期授课，分别安排在第一、二学期；“大学物理”分两个学期授课，分别安排在第二、三学期；“电路原理”一个学期授课，安排在第二学期；“电子技术基础”课程也进行了改革，分在两个学期授课，分别安排在第三、四学期；针对以上的课程安排，“电机学”由原先第五学期授课改为第四学期和第五学期分别授课，“电子技术基础”课程在第三学期讲授模拟电子技术，到了第四学期讲授数字电子技术，这样“电机学”在第四学期讲授时，学生已经学过了“高等数学”、“大学物理”、“电路原理”及“模拟电子技术”，具备了相应的基础，不影响“电机学”的学习，此外由于“电机学”为专业基础课，后续专业课为“电力系统分析”，我们在课程群的改革中，对“电力系统分析”也进行了改革，分在第五、六两个学期授课，因此，根据课程群及专业课的要求，我们对“电机学”（上）和“电机学”（下）的授课课时和内容做了如下安排：

（1）“电机学”（上）的授课课时及内容：

1）绪论（4学时）。了解本课程的性质和任务；了解电机在国民经济中的地位、作用和国内外的发展概况；熟悉和巩固电机中常用的基本电磁定律和铁磁材料特性；掌握简单磁路的计算方法。

2）变压器（20学时）。了解变压器的基本结构及用途，熟练掌握变压器的基本电磁关系及分析方法；熟练掌握变压器的基本方程式、相量图和等效电路；掌握变压器的磁路特点、绕组连接方法和连接组；掌握变压器并联运行的条件，熟悉并联运行时的负载分配；掌握三相变压器不对称运行的分析方法；了解变压器过电流瞬变过程的物理概念；了解各类特殊变压器的用途和结构特点。

3）交流电机绕组的共同理论（10学时）。掌握旋转电机的基本工作原理；了解三相交流绕组的构成原则和连接方法，以三相双层绕组为主；掌握交流绕组电动势的分析和计算方法，理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法；掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法；分清脉振磁动势、圆形磁动势和椭圆形磁动势的区别及相互关系；了解谐波磁动势概念和漏磁通的基本概念。

4）同步电机（22学时）。了解汽轮发电机和水轮发电机的基本结构；熟练掌握同步电机的电枢反应，着重理解同步电机气隙磁场的形成、电枢反应与负载性质的关系及其对电机运行的影响；熟练掌握同步发电机的电压方程式和电势相量图；着重掌握同步电抗、绕组漏抗和短路比的物理概念和测定方法；掌握同步发电机的运行特性、电压变化率及额定励磁电流的磁势法分析计算方法；掌握同步发电机与大电网并列运行的条件和方法；熟练掌握同步电机的功角特性、V型曲线、并联运行时有功和无功功率的调节；了解静态稳定的物理概念；掌握同步电机各序阻抗的物理概念；学会运用对称分量法分析三相同步发电机的不对称运行；理解三相突然短路的瞬态过程，理解瞬变和超瞬变电抗及各种时间常数的意义。

5）实验教学内容（8学时）。包括单相变压器特性及参数测定、同步发电机的参数测定、同步发电机运行特性共三个实验。