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注：考生属哪种类别请划“√”

(博士、√在校硕士、工程硕士、师资硕士、同等学力、研究生班)

辽宁工程技术大学

研 究 生 考 试 试 卷

考试时间： 2011年6月30日

考试科目： 现代电力电子学

考生姓名： 丁永峰

评 卷 人：

考试分数：

注 意 事 项

1、考前研究生将上述项目填写清楚

2、字迹要清楚，保持卷面清洁

3、试题、试卷一齐交监考老师

4、教师将试题、试卷、成绩单，一起送研究生学院；

专业课报所在院、系

三项异步电动机能耗制动分析及matlab仿真

1 三相异步电动机制动介绍

1.1制动的分类

一、再生回馈制动

再生回馈制动是在外加转矩的作用下，转子转速超过同步转速，电磁转矩改变方向成为制动转矩的运行状态。再生回馈制动与反接制动和能耗制动不同，再生回馈制动不能制动到停止状态。二、反接制动 反接制动是在电机定子三根电源线中的任意两根对调而使电机输出转矩反向产生制动，或者在转子电路上串接较大附加电阻使转速反向，而产生制动。三、能耗制动 电机在正常运行中，为了迅速停车，在电机定子线圈中接入直流电源，在定子线圈中通入直流电流，形成磁场，转子由于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。于惯性继续旋转切割磁场，而在转子中形成感应电势和电流，产生的转矩方向与电机的转速方向相反，产生制动作用，最终使电机停止。1.2能耗制动的原理

当电机停止按钮按下，电机断开三相电源做惯性运行，我们在定子绕组通入半波直流电源，使之产生固定磁场并与定子相切割，产生感应直流电。制动原理如图1.1所示，此直流电在磁场中受力与旋转方向相反，使之产生制动并停车。

图1.1 能耗制动原理图

如果三相异步电动机定子绕组断开三相电源后，则电机内无磁通势。从而电磁转矩 T＝0，电动机在负载转矩作用下，自然停车，这是自然制动过程。能耗制动的电路接线及保护接线图如图1.2所示，三相异步电动机定子绕组切断三相交流电源后(1K断开)，同时，在定子绕组任意两相上接入直流电流 I( I也称直流励磁电流)，即接通开关2K，从而在电机内形成一个不旋转的空间位置固定的磁通势 F,最大幅值为 F&。在三相交流电源切断后的瞬间，电动机转子由于机械惯性其转速 n不能突变，而继续维持原逆时针方向旋转。此时，直流电流 I产生的空间固定不转的磁通势 F&相对于旋转的转子是一个旋转磁通势；旋转方向为顺时针，转速大小为 n。这种相对运动导致了转子绕组有感应电动势 E，并产生电流 I和电磁转矩 T，根据左手定则可知,T的方向与磁通势 F相对于转子的旋转方向是一样的，但与转速 n的方向相反，电动机处于制动运行状态，电机转速迅速下降，直到转速 n=0时，磁通势 F与转子相对静止 E＝0, I=0, T=0,?减速过程结束，电动机将停转，实现了快速制动停车。如果负载是反抗性负载，则电机转速 n将停车。如果负载是位能性负载，则电机转速 n=0时必须立即用机械抱闸，将电机轴刹住停车。

图1.2 能耗制动控制接线图

由于制动过程，转轴的机械能转换成电能消耗在转子回路的电阻上，因此，称为能耗制动。

2.异步电动机能耗制动的特性分析

三相异步电动机能耗制动的机械特性的推导类似于三相异步电动机固有机械特性的推导。当异步电动机切断三相交流电源，接入直流电流 I时的等值电路如图2.1所示。它是转子绕组相数、匝数、绕组系数及转子电路的频率都折合到定子边界的结果。?

???

? 图2.1 能耗制动的等值电路???? ?图2.2 能耗制动的电流关系

图中 S为能耗制动转差率。当直流磁通势 F于转子之间相对转速(既转差)不变时，即 0-n=-n，且 F&的相对转子的转速即同步转速为，则

2-1

转子绕组频率为：

2-2

图中 I1为等值电流，它是通过三相异步电动机定子绕组接入直流电流?换算得到的。利用三相交流电流产生的旋转磁通势 F&效替代直流磁通势 F&推导出关系如下：

当电动机定子绕组为ㄚ形接法时，有

2-3

当电动机定子绕组为△形接法时，有