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　眾所周知，東歷（廈門）電機(jī)變頻調(diào)速具有良好的調(diào)速性能，己得到越來越廣泛的應(yīng)用。用于變頻調(diào)速系統(tǒng)的感應(yīng)電動機(jī)（以下簡稱為變頻三相東歷（廈門）電機(jī)）由變頻器供電，工作在―定的頻率、電壓范圍之內(nèi)，通過改變電源頻率，從而達(dá)到改變東歷（廈門）電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的目的。由于在實(shí)際工作中變頻器的輸出電壓或電流往往為非正弦波形，也就是說變頻器在―頻率下的輸出信號中含有不同程度的多次時(shí)間諧波，因此變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的設(shè)計(jì)與普通工頻供電的三相感應(yīng)東歷（廈門）電機(jī)的設(shè)計(jì)存在―定的差別，普通的三相感應(yīng)電動機(jī)CAD系統(tǒng)難以直接用于變頻三相東歷（廈門）電機(jī)的分析與設(shè)計(jì)為推廣感應(yīng)電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用，本文從諧波分析角度出發(fā)，提出了變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方法，E點(diǎn)對變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的損耗和效率進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了相應(yīng)的變頻三相感應(yīng)電動機(jī)CAD系統(tǒng)，并成功地運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)中，表現(xiàn)出較好的實(shí)用性。

　　1、變頻三相感應(yīng)東歷（廈門）電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)筲通工頻供電的三相感應(yīng)電動機(jī)是按頻率為某―給定值設(shè)計(jì)的，它耍求在實(shí)際使用中電機(jī)供電電源的頻率在很小范11內(nèi)變動，一般為±丨?/.，否則將引起電機(jī)性能發(fā)生很大的變化lu.而變頻三相感應(yīng)電動機(jī)工作的特點(diǎn)是屯機(jī)工作時(shí)隨著電源的頻率變化電機(jī)均能給出滿足使用耍求的輸出特性。由三相感應(yīng)東歷（廈門）電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式12丨由上式可以看出東歷（廈門）電機(jī)不同的負(fù)載性質(zhì)。變頻三相東歷（廈門）電機(jī)的設(shè)計(jì)往往是不同的。對于要求恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的負(fù)載。變頻東歷（廈門）電機(jī)在基頻以下保持壓頻比U//，不變；而對于耍求恒功率調(diào)速的負(fù)載，則應(yīng)保持電壓不變。在基頻以上改變頻率/，然而盡管變頻三相感應(yīng)電動機(jī)在實(shí)際工作時(shí)頻率是變化的，但在某一工作點(diǎn)上可以認(rèn)為其頻率是恒定的，因此在考慮變頻器產(chǎn)生高次時(shí)間諧波對電機(jī)設(shè)計(jì)的影響外，可以參照普通工頻供電的三相感應(yīng)電動機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方法對變頻三相感應(yīng)電動機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)。

　　1.1高次時(shí)間諧波對東歷（廈門）電機(jī)電磁設(shè)計(jì)的影響由以上分析可知，東歷（廈門）電機(jī)在變頻條件下運(yùn)行時(shí)，通常保持氣隙磁通不變或減弱磁場，因而可以忽略東歷（廈門）電機(jī)磁路飽和程度的變化，應(yīng)用疊加原理將端電壓的各次時(shí)間諧波對電機(jī)影響分別進(jìn)行分析然后對各次諧波的影響相疊加，得出總的電機(jī)性能?？紤]到效率和擠流效應(yīng)的影響，參照的時(shí)間諧波等效電路，可得到電路中各參數(shù)的計(jì)算式：定子諧波電阻：=及，定子諧波漏抗：xlt轉(zhuǎn)子諧波電阻：列的各參數(shù)則是基頻'卜的電機(jī)參數(shù)而高次時(shí)間諧波引起損耗的增加則主要表現(xiàn)在定子銅耗、轉(zhuǎn)子銅耗、鐵耗以及附加損耗。

　　定轉(zhuǎn)子銅耗計(jì)算不計(jì)定子電阻擠流效應(yīng)的影響，由諧波等效電路可求得各次諧波電流7認(rèn)=5，7，n，13，），則總的定子諧波銅耗為：而籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的擠流效應(yīng)必須考慮，總的轉(zhuǎn)子諧波銅耗為：變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的總銅耗為：鐵耗計(jì)算關(guān)于時(shí)間諧波電壓對鐵耗的影響，一些中提出了不同的計(jì)算方法認(rèn)為電源電壓中一系列諧波電壓將引起磁路飽和程度的變化，用時(shí)間諧波系數(shù)計(jì)算相應(yīng)飽和程度的等效電壓：而為基礎(chǔ)，得到免次時(shí)間諧波雜散損耗的近計(jì)算式由以上分析，變頻三相感應(yīng)電動機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的總損耗為：其中為機(jī)械損耗。它一般不受高次諧波的影咱，可按工廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。

　　2、變頻三相東歷（廈門）電機(jī)CAD系統(tǒng)簡介參照上海電器科學(xué)研究所編制的“三相異步電動機(jī)電磁設(shè)計(jì)程序”，結(jié)合變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)和電磁設(shè)計(jì)方法，本文利用面向?qū)ο蟮腣isualBasic6.0開發(fā)語言，研制開發(fā)了面向用戶對象的變頻三相感應(yīng)電動機(jī)CAD系統(tǒng)軟件該軟件不僅可以對不同電壓和頻率的電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行特性的計(jì)算，而且還可以在不同頻率下作恒磁通和恒轉(zhuǎn)矩的校核計(jì)算該系統(tǒng)輸入菜單主要包括輸入基本設(shè)計(jì)參數(shù)、輸入定轉(zhuǎn)子榴形尺寸和變頻器控制參數(shù)表，輸出菜單中包括基頻下的主要設(shè)計(jì)參和詳細(xì)計(jì)算清單以及不同頻率下電氣性能指標(biāo)的比較等，附件菜單中還包括硅鋼片的數(shù)據(jù)庫管理等等，其中部分菜單是該CAD系統(tǒng)所特有的。

　　2.1變頻器控制參數(shù)表變頻東歷（廈門）電機(jī)工作在一定頻東歷（廈門）電機(jī)頻率下工作電壓有變頻器的壓頻曲線給定，由于變頻器輸出信號中不可避免地含有時(shí)間諧波分量，使得變頻三相感應(yīng)電動機(jī)氣隙空間基波磁動勢中既有基波分量又有時(shí)間諧波分量，同樣合成氣隙空間基波磁密中將同時(shí)存在基波分量和時(shí)間諧波分量。而且對于不同逆變方式的變頻器的輸出電壓波形中時(shí)間諧波成分是不同的，有可能某一個(gè)或幾個(gè)次數(shù)較高的時(shí)間諧波電壓幅值很大。基于上述原因，在設(shè)計(jì)變頻三相感應(yīng)電動機(jī)時(shí)需要計(jì)算東歷（廈門）電機(jī)在每一工作頻率、電壓時(shí)的，而每一工作頻率和電壓時(shí)的電機(jī)性能計(jì)算又須進(jìn)行基波磁場和時(shí)間諧波磁場的磁路計(jì)算、電路計(jì)算以及損耗計(jì)算等等。因此在變頻三相感應(yīng)電動機(jī)CAD系統(tǒng)軟件中增加了變頻器控制參數(shù)表的輸入，其輸入界面如所示。

　　在該界面中時(shí)間諧波次數(shù)可以考慮到19次之多（更高次諧波的幅值較小，其對電機(jī)的影響足以忽略不計(jì)）。

　　2.2不同頻率下電氣性能指標(biāo)的比較釀。iU園咖bookmark5從變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的設(shè)計(jì)分析可知，變頻三相感應(yīng)電動機(jī)的工作特點(diǎn)是當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)能根據(jù)用戶需要，在不同電壓和頻率下均能給出滿足使用要求的輸出特性。因此它的電磁設(shè)計(jì)往往不能只在單一的電壓和頻率下進(jìn)行一次計(jì)算，而需要對至少3到4個(gè)電壓和頻率時(shí)的工作點(diǎn)進(jìn)行校核計(jì)算，這就要求設(shè)計(jì)人員在輸入相應(yīng)的變頻器控制參數(shù)后，計(jì)算機(jī)能自動計(jì)算不同頻率下的電機(jī)性能指標(biāo)，在變頻三相感應(yīng)東歷（廈門）電機(jī)CAD系統(tǒng)軟件中也相應(yīng)的增加了不同頻率下電氣性能指標(biāo)的比較。其輸出界面如所示，并且點(diǎn)擊左邊相應(yīng)的按鈕，還可以看與之對應(yīng)頻率和電壓下的詳細(xì)計(jì)算清單。

　　2.3系統(tǒng)特點(diǎn)1、系統(tǒng)通用性強(qiáng)。對用戶在變頻器控制數(shù)表中給定的電動機(jī)任意用電源，該CAD系統(tǒng)均能進(jìn)行相應(yīng)的電磁校核計(jì)算當(dāng)給定的變頻器參數(shù)為工頻電網(wǎng)時(shí)，該軟件可進(jìn)行普通三相感應(yīng)電動機(jī)的電磁設(shè)計(jì)2、界面友好，操作簡單該CAD系統(tǒng)操作簡單、易學(xué)，用戶可以充分發(fā)揮其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，有利于調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)計(jì)方案，加速電機(jī)的設(shè)計(jì)過程。

　　3、菜單結(jié)構(gòu)合理，使用靈活、方便。該CAD系統(tǒng)的菜單設(shè)置充分考慮了用戶的各種需要，只要用掌握變頻器的輸出情況和電機(jī)硅鋼片的性能曲線，用戶可以根據(jù)需要進(jìn)行任―頻率和任―電壓下的各種性能計(jì)算。

　　4、設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)用本CAD系統(tǒng)對型號為YYPSR350-2，基頻為200Hz的變頻三相感應(yīng)電動機(jī)進(jìn)行電磁設(shè)計(jì)，其不同頻率下電機(jī)的電氣性能指標(biāo)比較如下表所示。

　　運(yùn)行頻率fl額定電壓U1壓頻比Ul/fl額定功率P2同步轉(zhuǎn)速nl氣隙磁密Bg定子繞組電密Al/轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電密A2/定子線負(fù)荷Al/定子熱負(fù)荷A1A1起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tst起動電流倍數(shù)丨St最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)Tm電機(jī)效率n從表中可以看出，當(dāng)電機(jī)的頻率、輸入電壓成比例變化時(shí)，電機(jī)的線負(fù)荷基本保持不變，電機(jī)的電負(fù)荷以及性能指標(biāo)略有變化這就說明在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下，只要保持電源電壓與頻率的變化為恒定比例，變頻三相感應(yīng)電動機(jī)可以輸出滿足使用要求的特性由于設(shè)計(jì)中只考慮了五、七次時(shí)間諧波，其設(shè)計(jì)結(jié)果還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

　　5、結(jié)論東歷（廈門）電機(jī)應(yīng)用日益廣泛，對其設(shè)計(jì)也提出了更高更快的要求本文從諧波分析角度出發(fā)，充分考慮高次時(shí)間諧波對電機(jī)的影響，提出了變頻三相東歷（廈門）電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)方法，并研制開發(fā)了相應(yīng)的CAD系統(tǒng)軟件通過設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行試算，表明東歷（廈門）電機(jī)設(shè)計(jì)方法的可行性以及該CAD系統(tǒng)軟件的實(shí)用性。