北京交通大学电力牵引传动课程设计实验报告.docx

1、北京交通大学电力牵引传动课程设计实验报告电力牵引传动课程设计实验报告三相异步电机的VVVF控制实验报告一、实验目的 通过实验将学习到的理论知识与实际相结合，进一步加深对三相异步电机VVVF调速控制的理解，深入了解VVVF控制的基本原理以及基本控制方法。二、实验原理1、变频调速基本控制方法一台电机如若希望获得良好的运行性能、力能指标，必须保持其磁路工作点稳定不变，即保持每极磁通量额定不变。 异步电机定子每相电势有效值公式： 其中：定子供电频率（HZ）；定子每相串联匝数；基波绕组系数；每极气隙磁通（Wb）。 / 不易控制。频率只要不很低，定子阻抗远远小于励磁阻抗，此时定子压降可忽略不计，近似等于。

2、而很容易控制。只要控制/恒定，即实现恒压频比，即可使气隙磁通维持在额定值。 （1）基频以下调速机械特性： 最大转速降为恒定值。低频时定子电阻不能忽略, 因此不能认为近似等于。如果还是控制/恒定，并不能保证/恒定，气隙磁通就不能维持在额定值，而是小于额定值，电机没有得到充分利用，带载能力下降，致使最大转矩减小。低频时对定子电压进行相应补偿，才能保证恒定，如要求调速过程中电机的过载能力不变，即过载倍数KT不变，而电机容许输出转矩（额定转矩）TN=Tm/KT,如前所述，Tm为恒定值，所以TN也为恒定值。可见基频以下调速可实现恒转矩输出。基频以下，磁通恒定时转矩也恒定，属于“恒转矩调速”（2）基频以上

3、调速 机械特性： 控制方式：电机输出功率P2=3U1I1cos1，容许输出功率P2N = 3U1NI1Ncos1,如定子功率因数cos1和效率都恒定，则PN亦为恒定值。可实现恒功率输出。容许输出转矩TN =9550PN/n 1/n 。基频以上，转速升高时转矩降低，属于“恒功率调速”。2、异步电机变压变频（VVVF）控制系统通用变频器硬件电路框图：控制框图（软件实现）：电机启动时不能突然将给定频率的电压加到电机上，否则会过流。要利用加减速控制模块调节启动和停止时的输出频率。三实验步骤（1）检查线路是否有短路断路情况，根据相关参数等将示波器接头接在适当位置并选择适合的档位；（2）确保开关置于封脉侧

4、，尽可能保证电位器位于频率最小值。打开电源，并缓慢调节三相调压器使其电压值至350V左右；（3）检查程序并在确认程序无误后，运行软件；(4）将开关置于开脉状态，并通过调节电位器缓慢调整电机频率；(5)调整频率，观察记录示波器波形的变化，并记录波形；(6)所有波形记录完毕后，减小电机频率，待基本稳定后，将开关置于封脉状态；(7)观测电机停止运转后，关闭软件，将调压器归零，关闭电源。四、实验波形记录及分析1、开环VVVF控制波形放大后的波形：波形分析：从波形可以看出，电压与电流波形均满足正弦波的基本特性，且两者基本同相位。电流波形放大后能够看到有清晰的锯齿波震荡。2、闭环VVVF控制波形波形分析：

5、电机转速向着一个设定转速值慢慢靠近，同时控制转速的定子频率也有同样的变化轨迹，转速达到设定的转速值之后关闭开关，转速与频率一同下降直至电机停止转动。五、实验心得与体会 虽然这次实验我们小组被安排在了最后一组，但是我们实验的准备却并不是很充分，刚开始对学长的提问不能很清楚的回答，随着学长的认真讲解和实验的深入，我们小组对实验原理有了一个基本的认识。虽然之前在很多课程里都学过这方面的知识，但是课本里的知识始终没能应用在实际里，也就没能进一步了解，对于VVVF一知半解。这次实验是一个很好的机会，给了我们讲理论知识应用于实际的平台。实验中，我们积极配合学长进行实验，积极提问，和学长一起讨论自己的困惑，从这一过程中我们学到了很多很多。