5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载 下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？
因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.
三相异步电动机的优缺点 1、三相异步电动机的优点 三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三 相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连 接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。 2、异步电动机存在的缺点 2.1笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。 （1）起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，这就造成严重的“大马拉小车”，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。第二种办法是增购液力偶合器，先让电动机空载起动，在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪费3%的电能，因而整个驱动装置的效率很低，同样浪费电量，更何况添加液力偶合器之后，机组的运行可靠性大大下降，显著增加维护困难，因此不是一个好办法。 （2）大转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行，既降低了产量又浪费电能。 （3）起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流，同样要增加添购降压装置的投资，并且使本来就不好的起动特性进一步恶化。 2.2 绕线型感应电动机 绕线性感应电动机正常运行时，三相绕组通过集电环短路。起动时，为减小起动电流，转子中可以串入起动电阻，转子串入适当的电阻，不仅可以减小起动电流，而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大，起动转矩也可增大。这种电动机还可通过改 变外串电阻调速。绕线型电动机虽起动特性和运行特性兼优，但仍存在下列缺点：）由于转子上有集电环和电刷，不仅增加制造成本，并且降低了起动和运行的可
交流调速专题报告二 学号082911xx 姓名张XX 班级电气08xx
异步电动机启动过程分析 张XX （北京交通大学电气工程学院，北京100044） 摘要：随着异步电动机作为重要的动力设备在社会各行各业的广泛应用，研究三相鼠笼式异步电动机在各种起动方式下的起动性能就显得尤为重要。为获得较好的起动效果，在对笼型异步电机进行深入分析的基础上，利用Matlab中的Simulink仿真工具对异步电动机的直接起动、降压起动、V/f比控制起动方式进行动态仿真。通过对起动过程中电机的定子电流、起动转矩和转子转速进行检测，得出各种起动方式下电流—时间、转矩—时间、转速—时间和转矩—转速的特性曲线，从而比较不同起动方式的起动性能优劣。异步电动机变频起动后，使起动电流大大减小，起动时对电网的冲击效应较小，并且使异步电动机起动转矩尽可能大，缩短了起动时间，从而克服了传统起动的弊端。 关键字：直接起动；降压启动；V/f比控制起动；笼型异步电机 Abstract: With the induction motor as an important power equipment widely used in all walks of life, research phase squirrel cage induction motor start-up mode in a variety of starting performance is particularly important. In order to obtain good starting results, in the cage induction motor in-depth analysis, based on the use of Matlab Simulink simulation tools for asynchronous motor direct starting, reduced voltage starting, V / f ratio control method for starting the dynamic simulation. Through the process of starting the motor stator current, starting torque and rotor speed testing, come under a variety of ways starting current - time, torque - time, speed - the time and torque - speed characteristic curves to compare the different starting way of starting performance of the pros and cons. After induction motor variable frequency start, so that greatly reduce the starting current, starting at a
交流异步电动机的技术总结 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 《交流异步电动机的技术总结》是一篇好的范文，好的范文应该跟大家分享。篇一：异步电动机总结提纲 异步电动机 1、电动机的起动性能要求：起动电流越小越好；起动转矩 足够大（适当电动机起动时，只有TS大于(～)倍的负载转矩才可顺利起动，一般异步电动机起动转矩倍数=～）；起动时间越短越好；起动设备越简单越好。 2、大型异步电动机直接起动时可能引起什么现象？该如 何解决？ 3、不同异步电动机（鼠笼机、绕线机）的各种起动方法（直 接起动、降压起动、转子回路串电
阻起动）及特点：一般电动机在启动时，电机定子从电网中取用的电流约为电机额定电流的5～7倍。小电机启动后经一两秒钟，随转子转速逐渐升高，电流迅速减小；而大电机要经十几秒，甚至几十秒后转子才能达到稳定转速。即要到启动结束，电流才降为额定值左右。异步电动机启动电流大，会对使用带来什么问题呢?如果这台电机使用时启动次数频繁，电机则会由于启动电流的影响而发热严重，会影响电机正常使用寿命。此外，如果所使用的电机启动次数虽然不频繁，当它的容量超过电源变压器容量的30%时，由于启动电流大，会造成变压器对外供电的输电线上的电压降过大，从而影响接在同一台变压器上的其他用电设备的工作。因而在启动时必须采取一定的措施，以限制启动电流不致过大。由于使用电机种类不同，生产情况不同，所以电机启动方法也不同。对于鼠笼式电动机，只要电网许可，并且启动次数不太频繁，应尽量采用直接启
动。即将定干绕组接好后，直接接入额定电压。采用直接启动最简单也最经济，不需要启动设备。如果鼠笼电动机容量相对较大，最全面的范文参考写作网站为限制它的启动电流，一般采用降压启动。降压启动是在电机启动时不给电机加上额定电压，而是加上一个较低的电压。这样可以大大降低启动电流。常用的降压方法为Y-△启动。这种方法可用于风机、水泵等启动负载较小的电机上。降压启动方法较多，但鼠笼电机采用Y-△启动，所用的设备简单，体积小，重量轻，易维修，价格低，所以最 常用。 绕线式电动机在启动时常带较重负载，为限制启动Y—Δ起动、过载能力电流，采用定子接额定电压而转子电路中串入电阻或频敏变阻器。这种方法既能减小启动电流，又可增大启动转矩。 4、异步电动机的起动方法核算：根据电动机参数及负载情 况选择起动方法。
异步电动机几种启动方式的介绍 电动机作为重要的动力装置,已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位,但由于本身结构原因,例如换向器的机械强度不高,电刷易于磨损等,远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。而交流电动机,特别是三相鼠笼式异步电动机,由于其结构简单、制造方便、价格低廉,而且坚固耐用,惯量小,运行可靠等优势,在工业生产中得到了极广泛的应用,也正在发挥着越来越重要的作用。 1 软启动的现状与各种启动方式的比较 交流电动机和直流电动机相比存在许多优点,但当异步电机在起动过程中又有许多弊病。所谓起动过程是在交流传动系统中,当异步电动机投入电网时,其转速由零开始上升,转速升到稳定转速的全过程。 如不采用任何起动装置的情况下,直接加额定电压到定子绕组起动电动机时,电机的起动电流可达额定电流的4倍～8倍,其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。同时三相感应电动机起动时的转矩冲击较大,一般可达额定转矩的2倍以上。起动时过高的电流一方面会造成严重的电网冲击,给电网造成过大的电压降落,降低电网电能质量并影响其他设备的正常运行。而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击,影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命。因此,通常总是力求在较小的起动电流下得到足够大的起动转矩,为此就要选择合适的起动方法。在选择起动方法时可以根据具体情况具体要求来选择。 对三相鼠笼式异步电动机的起动电流的限制,通常有定子串接电抗器起动、Y-△起动、自藕变压器降压起动、延边三角形起动。而对绕线式交流电动机,常采用转子串接频敏变阻器起动、定子串电阻分级起动。这些传统的起动方法都存在一些问题。 (1)定子串接电阻起动:由于外串了电阻,在电阻上有较大的有功损耗,特别对中型、大型异步电动机更不经济,因此在降低了起动电流的同时,却付出了较大的代价,即起动转矩降低得更多,一般只能用于空载和轻载。 (2)Y—△起动:Y—△起动方法虽然简单,只需一个Y—△转换开关。但是Y—△起动的电动机定子绕组六个出线端都要引出来,对于高电压的电动机有一定的困难,一般只用于380V电动机。 (3)自耦变压器降压起动:自耦变压器降压起动,与定子串接电抗器起动相比,当限定的起动电流相同时,起动转矩损失的较少;比起Y—△起动,有几种抽头供选用比较灵活,并可以拖动较大些的负载起动。但是自耦变压器体积大,价格高,也不能拖动重负载起动。
1、三相六极异步电动机的额定转差率 N s ＝0.04，则其额定转速N n 为______。 A ．200 r/min B ．380 r/min C ．540 r/min D ．960 r/min 2、鼠笼式异步电动机转子电流与转差率的关系是______。 A ．s 大时，电流大 B ．s 大时，电流小 C ．s 大时，电流不变 D ．以上答案均错 3、三相异步电动机的转差率计算公式是______。（ 0n ：旋转磁场的转速，n ：转 子转速） A ．00/)(n n n s -= B ．n n n s /)(0+= C ．)/(00n n n s -= D ．)/(0n n n s += 4、三相异步电动机的转速越高，则其转差率绝对值越______。 A ．小
B ．大 C ．不变 D ．不一定 5、三相异步电动机的同步转速与电源频率f 磁极对数p 的关系是______。 A ．p f n /600= B ．f p n /600= C ．60/0pf n = D ．f p n 60/0= 6、三相异步电动机处于电动机工作状态时，其转差率一定为______。 A ．s ＞1 B ．s = 0 C ．0＜s ＜1 D ．s ＜0 7、三相对称电流电加在三相异步电动机的定子端，将会产生______。 A ．静止磁场 B ．脉动磁场 C ．旋转圆形磁场 D ．旋转椭圆形磁场
8、异步电动机在起动瞬间的转差率s =______，空载运行时转差率s 接近______。 A ．1／0 B ．0／1 C ．1／1 D ．0／0 9、计算异步电动机转差率s 的公式是 00/)(n n n s -=，其中0n 表示______，n 表示 ______。 A ．同步转速，旋转磁场的转速， B ．转子空载转速，转子额定转速 C ．旋转磁场的转速，转子转速 D ．旋转磁场的转速，同步转速 10、一般三相异步电动机在起动瞬间的转差率______，在空载时的转差率______， 在额定负载时的转差率为______。 A ．≈0／≈1／0.02～0.06 B ．=1／≈0／0.002～0.006 C ．= 1／≈0／0.02～0.06 D ．=1／=1／≈0 11、异步电动机在______运行时转子感应电流的频率最低；异步电动机在______ 运行时转子感应电流频率最高。
10.3 节 一、填空题 1、异步电动机的电磁转矩是由和共同作用产生的。 2、三相异步电动机最大电磁转矩的大小与转子电阻r2 值关，起动转矩的大小与转子电阻r2 关。 （填有无关系） 3、一台线式异步电动机带恒转矩负载运行，若电源电压下降，则电动机的旋转磁场转速，转差率，转速，最大电磁转矩，过载能力，电磁转矩。 4、若三相异步电动机的电源电压降为额定电压的0.8 倍，则该电动机的起动转矩T st =?T stN 。 5、一台频率为f1= 60Hz 的三相异步电动机，接在频率为50Hz 的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的，起动转矩变为原来的。 6、若异步电动机的漏抗增大，则其起动转矩，其最大转矩。 7、绕线式异步电动机转子串入适当的电阻，会使起动电流，起动转矩。 二、选择题 1、设计在f1= 50Hz 电源上运行的三相异步电动机现改为在电压相同频率为60Hz 的电网上，其电动机的（）。 （A）T st 减小，T max 减小，I st 增大（B）T st 减小，T max 增大，I st 减小 （C）T st 减小，T max 减小，I st 减小（D）T st 增大，T max 增大，I st 增大 2、适当增加三相绕线式异步电动机转子电阻r2时，电动机的（）。 （A）I st 减少, T st 增加, T max 不变, s m 增加（B）I st 增加, T st 增加, T max 不变, s m 增加 （C）I st 减少, T st 增加, T max 增大, s m 增加（D）I st 增加, T st 减少, T max 不变, s m 增加 3、一台运行于额定负载的三相异步电动机，当电源电压下降10%，稳定运行后，电机的电磁转矩（）。（A）T em =T N （B）T em = 0.8T N （C）T em = 0.9T N （D）T em >T N 4、一台绕线式异步电动机，在恒定负载下，以转差率s 运行，当转子边串入电阻r = 2r2',测得转差率将为 （）（r 已折算到定子边）。 （A）等于原先的转差率s （B）三倍于原先的转差率s （C）两倍于原先的转差率s （D）无法确定 5、异步电动机的电磁转矩与( )。 （A）定子线电压的平方成正比；（B）定子线电压成正比； （C）定子相电压平方成反比；（D）定子相电压平方成正比。 6、一般电动机的最大转矩与额定转矩的比值叫过载系数，一般此值应( )。 （A）等于1 （B）小于1 （C）大于1 （D）等于0 三、问答题
三相异步电动机启动方法 降压启动就可以降低启动电流，减少线路压降。除直接启动外，降压启动一般有星-三角降压启动，自藕变压降压启动，变频启动、软启动等。 三相异步电动机接线图 三相异步电机接线图:三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。一头叫做首端，另一头叫末端。规定第一相绕组首端用D 1表示，末端用D 4表示；第二相绕组首端用D2表示，末端用D5表示；第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。这六个引出线头引入接线盒的接线柱上，接线柱相应地标出D1～D6的标记，见图(1)。三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组接成星形或三角形，星形接法是将三相绕组的末端并联起来，即将D4、D5、D6三个接线柱用铜片连结在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即将D1、D2、D3分别接入A、B、C相电源，如图(2)所示。而三角形接法则是将第一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D6相连接，再接入一相电源；第二相绕组的首端D2与第一相绕组的末端D4相连接，再接入第二相电源；第三相绕组的首端D3与第二相绕组的末端D5相连接，再接入第三相电源。即在接线板上将接线柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分别用铜片连接起来，再分别接入三相电源，如图(3)所示。一台电动机是接成星形还是接成三角形，应视厂家规定而进行，可以从电动机铭牌上查到。三相定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的，绝不可任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，例如将三相绕组的末端D4、D5、D6倒过来作为首端，而将D1、D2、D3作为末端，但绝不可单独将一相绕组的首末端颠倒，否则将产生接线错误。如果接线盒中发生接线错误，或者绕组首末端弄错，轻则电动机不能正常起动，长时间通电造成启动电流过大，电动机发热严重，影响寿命，重则烧毁电动机绕组，或造成电源短路。 1、三相电源绕组有几种接线方式？三相负载的连接方式有几种？ 答：三相发电机或三相变压器的二次侧都具有三相绕组，它们都是用星Ｙ形或三角△形的方式连接起来的。 三相负载的连接与发电机三相绕组的连接相似，也可接成形或三角形△。 2、什么叫三相三线制电路？什么叫三相四线制电路？ 答：将负载与发电机用三根火线连接起来。就是三相三线制电路。 用三根火线和一根中线把电源和负载起来，就是三相四线制电路。 3、什么叫三相电源和负载的星型连接？什么叫相、线电压和相、线电流？他们之间的关系如何? 答：将三相绕级的末端连接在一起，从首端分别引出导线，这就是星形连接。通常三相绕组的始端用Ａ、Ｂ、Ｃ表示，末端用Ｘ、Ｙ、Ｚ表示。绕组始端的引出线称为火线。三个绕组末端连接在一起的公共点“Ｏ”称为中性点，从中性点引出的一根导线称为零线（也称中线）。如果中性点接地，则零线也称做地线。 每相组两端间的电压（即每相绕组首端与中线之间的电压）uA、uB、uC叫做相电压。 两根火线之间（即两相之间）的电压uAB、uBC、uCA叫做线电压。 流过电源每相绕组或负载的电流，叫做相电流。火线中的电流iA、iB、iC，叫做线电流。在星形连接中，线电压的有效值是相电压有效值的倍，即U线＝U相。线电流等于相电流。 即I线＝I相。 4、三相四线制供电系统中，中性线（零线）的作用是什么？为什么零线不允许断路？答：中性线是三相电路的公共回线。中性线能保证三相负载成为三个互不影响的独立回路；
在异步电动机调速系统中，调速性能最好、应用最广的系统是变压变频调速系统。在这种系统中，要调节电动机的转速，须同时调节定子供电电源的电压和频率，可以使机械特性平滑地上下移动，并获得很高的运行效率。但是，这种系统需要一台专用的变压变频电源，增加了系统的成本。近来，由于交流调速日益普及，对变压变频器的需求量不断增长，加上市场竞争的因素，其售价逐渐走低，使得变压变频调速系统的应用与日俱增。下面首先叙述异步电动机的变压变频调速原理。 交流异步电动机变频调速原理： 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。 交-直部分 整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。（二）变频器元件作用 电容C1： 是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波， 变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。 压敏电阻： 有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要. 热敏电阻：过热保护 霍尔: 安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。 充电电阻： 作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。 储能电容： 又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择≥60uf/A 均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。
情况下的波形图 1、直接启动 （1）转子电流、定子电流、转速、转矩波形（2）异步电机直接启动时转速—转矩特性曲线 2、降压启动 1）转子电流、定子电流、转速、转矩波形 （1）升压时间为1s时的波形： （2）升压时间为2s时的波形： （3）升压时间为3s时的波形： （4）升压时间为4s时的波形： （5）升压时间为5s时的波形： （6）升压时间为6s时的波形：
2）异步电机降压启动时转速—转矩特性曲线 （1）升压时间为1s时的转速—转矩特性： （2）升压时间为2s时的转速—转矩特性： （3）升压时间为3s时的转速—转矩特性： （4）升压时间为4s时的转速—转矩特性： （5）升压时间为5s时的转速—转矩特性： （6）升压时间为6s时的转速—转矩特性： 说明： 异步电动机通过自耦变压器降压起动，可以减小变压器二次侧加在定子两端的机端电压，从而达到减小起动电流的目的。从定子电流波形可知，当转速接近正常运行转速时，接入全电压，比直接起动的定子电流小。但是在起动的过程中，由于自耦变压器的退出，电流波形出现了高电流峰值，存在2次大的冲击电流。 3、V/f比控制
1）加速（减速）斜率设置为200（-200）时（1）转子电流、定子电流、转速、转矩波形 （2）异步电机V/f比控制起动时转速—转矩特性曲线 2）加速（减速）斜率设置为100（-100）时 （1）转子电流、定子电流、转速、转矩波形 （2）异步电机V/f比控制起动时转速—转矩特性曲线 3）加速（减速）斜率设置为2（-2）时 （1）转子电流、定子电流、转速、转矩波形 （2）异步电机V/f比控制起动时转速—转矩特性曲线
第一节 交流异步电动机变频调速原理 根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为： )1(**60s p f n -= （2-1-1） 式中： n 一 电动机转速/分钟，单位：r/min ； p 一 电动机磁极对数； f 一 电源频率，单位：Hz ； s 一 转差率，10<
I 一 定子绕组的相电流； r 一 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和。 交流异步电动机的定子绕组的感应电动势是定于绕组切割旋转磁场磁力线的结果， 其 有效值计算如下： E = K * f * Φ （2-1-3） 式中：Ｋ 一 与电动机结构有关的常数； ｆ 一 电源频率； Φ 一 磁通量 。 由式（2-1-2）知，加在电机绕组端的电源电压Ｕ，一部分产生感应电动势Ｅ，另一部 分消耗在电阻 r （ 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和 ）上 。其中定 子绕组的相电流 I 由两部分构成： 21I I I += （2-1-4） 电机的定子电流有一小部分1I 用于建立磁场的主磁通，其余大部分2I 用于产生拖动负 载的电磁力。 由式 （2-1-1）知，调整电源频率f 时，可以调节速度n 。 当电源频率f 下降时，由 式 （2-1-3）知，感应电动势随之比例减小；在相电压U 保持不变的情况下，由式（2-1-2） 知，定子绕组的相电流I 相应增大。在很多情况下，电机的负载是基本恒定的，因此用于产 生电磁力的电流2I 是基本不变的，于是1I 将增大；1I 的增大将直接导致主磁通的增大。由 式 （2-1-3），主磁通的增大，将引起感应电动势Ｅ比例增大；由式（2-1-2），感应电动势 Ｅ的增大将使定子电流I 减小。不难理解，通过这样的负反馈，电机将最终稳定在一个新的 工作点。 这样的控制方法看起来似乎没有问题。但实际情况是主磁通容量上限与电机的铁芯有 关。电机的铁芯受制于重量、体积、成本等因素的考虑，不可能做的很大。对于电机设计来 说，设计目标之一就是：当电机处于额定工作状态下时，主磁通接近容量上限。上述的变频 调速方法工作在额定频率以下时，将会导致铁心磁饱和，引起电流波形畸变，有效力矩下降； 严重时，将导致电机发热过快，振动和噪音加大；工作在额定频率以上时，铁心处于弱磁状 态，电磁力矩不足，电机的机械特性变软（转差率s 变大），带载能力下降。 结论：通过只调节电源频率来调节速度的方法不可取。
包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书 题目：三相异步电动机的启动方式的设计 班级： 06五年制机电D 姓名：刘伟 指导老师：徐桂岩 完成日期： 2011.3.20 包头钢铁职业技术学院制 2011年3月
包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书成绩及评语表
摘要 三相异步电动机的起动电流高达额定电流的5～8倍，对电网造成较大干扰，尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备安全构成严重威胁。传统的降压起动方式，如星三角起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重、损耗大，要么起动力矩小、维修率高等等，都不尽人意。软启动技术不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑地起动电动机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数如限流值、起停时间等，以达到最佳的起停状态。 关键词异步电动机；软启动；设计
目录 `1前言 (1) 1.1 软启动的定义 (1) 1.2 软启动器的简单介绍 (1) 1.2.1 软启动器的保护功能 (1) 1.2.2 它与变频器有的区别 (1) 1.2.3 软启动的作用 (2) 1.3 电动机起动方式的选择 (2) 1.4 与传统启动的比较 (2) 1.4.1 软启动器的应用范围 (2) 1.4.2 软启动与传统减压起动方式的不同之处 (2) 2 软启动的基本原理 (4) 2.1 软启动器的优点 (4) 2.2 软启动器的控制接线 (5) 3 软启动电路 (6) 3.1 软启动器的控制原理图 (6) 3.2 硬件设计 (6) 3.3 电压同步信号检测电路 (7) 3.4 触发脉冲形成电路 (8) 4 总结 (10) 致谢 (11) 参考文献 (12)
1、三相异步电动机的点动控制 点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。所谓点动控制是指：按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转。 典型的三相异步电动机的点动控制电气原理图如图3-1(a所示。点动正转控制线路是由转换开关QS 、熔断器FU 、启动按钮SB 、接触器KM 及电动机M 组成。其中以转换开关QS 作电源隔离开关，熔断器FU 作短路保护，按钮SB 控制接触器KM 的线圈得电、失电，接触器KM 的主触头控制电动机M 的启动与停止。 点动控制原理：当电动机需要点动时，先合上转换开关QS ，此时电动机M 尚未接通电源。按下启动按钮SB ，接触器KM 的线圈得电，带动接触器KM 的三对主触头闭合，电动机M 便接通电源启动运转。当电动机需要停转时，只要松开启动按钮SB ，使接触器KM 的线圈失电，带动接触器KM 的三对主触头恢复断
开，电动机M 失电停转。在生产实际应用中，电动机的点动控制电路使用非常广泛，把启动按钮SB 换成压力接点、限位节点、水位接点等，就可以实现各种各样的自动控制电路，控制小型电动机的自动运行。 2. 三相异步电动机的自锁控制 三相异步电动机的自锁控制线路如图3-2所示，和点动控制的主电路大致相同，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1，在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM 的一对常开辅助触头。接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压保护作用。它主要由按钮开关SB （起停电动机使用）、交流接触器KM （用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。 欠压保护：“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。因为当线路电压下降时，电动机的转矩随之减小，电动机的转速也随之降低，从而使电动机的工作电流增大，影响电动机的正常运行，电压下降严重时还会引起“堵转”（即 电动机接通电源但不转动）的现象，以致损坏电动机。采用接触器自锁正转控制线路就可避免电动机欠压运行，这是因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时，接触器线圈两端的电压也同样下降到一定值，从而使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，带动主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到欠压保护的目的。
件：所带负载的转矩应为 TL
1、直接启动 直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。电动机直接启动的电流是正常运行的5倍左右，理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容量大于电动机容量的5倍以上的，都可以直接启动。这一要求对于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电动机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。对于大容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强大的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以大容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。 直接启动可以用胶木开关、铁壳开关、空气开关（断路器）等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可以用限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。 2、用自偶变压器降压启动 采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的42％，启动转矩为全压启动转矩的42%。 自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可以用交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。缺点是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱（自偶补偿器箱），自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。 3、Y－△降压启动 定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58％，启动电流为直接启动时的33％，启动转矩为直接启动时的33％。启动电流小，启动转矩小。 Y－△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺点是只能用于△连接的电动机，大型异步电机不能重载启动。 4、转子串电阻启动 绕线式三相异步电动机，转子绕组通过滑环与电阻连接。外部串接电阻相当于转子绕组的内阻增加了，减小了转子绕组的感应电流。从某个角度讲，电动机又像是一个变压器，二次电流小，相当于变压器一次绕组的电动机励磁绕组电流就相应减小。根据电动机的特性，转子串接电阻会降低电动机的转速，提高转动力矩，有更好的启动性能。 在这种启动方式中，由于电阻是常数，将启动电阻分为几级，在启动过程中逐级切除，可以获取较平滑的启动过程。 根据上述分析知：要想获得更加平稳的启动特性，必须增加启动级数，这就会使设备复杂化。采用了在转子上串频敏变阻器的启动方法，可以使启动更加平稳。 频敏变阻器启动原理是：电动机定子绕组接通电源电动机开始启动时，由于串接了频敏变阻器，电动机转子转速很低，启动电流很小，故转子频率较高， f2≈f1，频敏变阻器的铁损很大，随着转速的提升，转子电流频率逐渐降低，电
三相异步电动机的启动
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三相异步电动机的启动 异步电动机启动时的要求： 1、电动机有足够大的启动转矩。 2、一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好。 3、启动所需设备简单，操作方便。 4、启动过程中功率损耗越小越好。 一、鼠笼式异步电动机的启动 1、直接启动 即启动时加在电动机定子绕组上的电压为额定电压。三相异步电动机直接启动的条件（满足一条即可）
1、容量在7.5KW以下的电动机均可采用。 2、电动机在启动瞬间造成的电网电压降不大于电源电压正常值的10%，对于不常启动的电动机可放宽到15%。 3、可用经验公式粗估电动机是否可直接启动 优点：所需启动设备简单，启动时间短，启动方式简单、可靠，所需成本低。 缺点：对电动机及电网有一定冲击 2、降压启动 在电动机启动时降低定子绕组上的电压，启动结束时加额定电压的启动方式。降压启动能起到降低电动机启动电流目的，但由于转矩与电压的平方成正比，因此降压启动时电动机的转矩减小较多，故只适用于空载或轻载启动。 A、自耦变压器（亦称补偿器）降压启动
（1）接线：自耦变压器的高压边投入电网，低压边接至电动机，有几个不同电压比的分接头供选择。 （2）特点：设自耦变压器的变比为K，原边电压为U1，副边电压U2= U1/K，副边电流I2（即通过电动机定子绕组的线电流）也按正比减小，又因为I1= I2/K，则电源供给电动机的启动电流为直接启动时1/K2倍。因电压降低了1/K倍，转矩降为1/K2倍。 自耦变压器副边有2~3组抽头，如二次电压分别为原边电压的80 %、60%、40%。 优点：可按允许的启动电流和所需的启动转矩来选择自耦变压器的不同抽头实现降压启动，定子绕组采用Y或Δ。 缺点：设备体积大，投资较贵。 B、星—三角（Y—Δ ）降压启动 （1）接线：启动时先将定子接成星形，启动完再接成Δ。 （2）特点：启动电流、电源电流和启动转矩只有直接启动时1/3。
第七章单相交流异步电动机 内容提要 在前面了解了三相异步电动机的概貌，掌握了三相异步电动机的电磁过程、拖动性质的基础上，本章主要介绍单相异步电动机的结构及其应用、磁场及其力矩特点，结合其工作原理，最后介绍几种常用的单相交流异步电动机的起动方法和具体应用情况。 7.1 单相交流异步电动机的结构及应用 7.1.1 单相交流异步电动机的结构 1. 定子部分 单相异步电动机的定子包括机座、铁心、绕组三大部分。分别介绍如下： （1）机座采用铸铁、铸铝或钢板制成，其结构型式主要取决于电机的使用场合及冷却方式。单相异步电动机的机座型式一般有开启式、防护式、封闭式等几种。开启式结构的定子铁心和绕组外露，由周围空气流动自然冷却，多用于一些与整机装成一体的使用场合，如洗衣机等。防护式结构是在电机的通风路径上开有一些必要的通风孔道，而电机的铁心和绕组则被机座遮盖着。封闭式结构是整个电机采用密闭方式，电机的内部和外部隔绝，防止外界的浸蚀与污染，电机主要通过机座散热，当散热能力不足时，外部再加风扇冷却。 另外有些专用单相异步电动机，可以不用机座，直接把电机与整机装成一体，如电钻、电锤等手提电动工具等。 （2）铁心部分定子铁心多用铁损小、导磁性能好，厚度一般为0.35~0.5㎜的硅钢片冲槽叠压而成。定、转子冲片上都均匀冲槽。由于单相异步电动机定、转子之间气隙比较小，一般在0.2~0.4㎜。为减小开槽所引起的电磁噪声和齿谐波附加转矩等的影响，定子槽口多采用半闭口形状。转子槽为闭口或半闭口，并且常采用转子斜槽来降低定子齿谐波的影响。集中式绕组罩极单相电动机的定子铁心则采用凸极形状，也用硅钢片冲制叠压而成。 （3）绕组单相异步电动机的定子绕组，一般都采用两相绕组的形式，即主绕组和辅助绕组。主、辅绕组的轴线在空间相差90°电角度，两相绕组的槽数、槽形、匝数可以是相同的，也可以是不同的。一般主绕组占定子总槽数的2/3，辅助绕组占定子总槽数的1/3，具体应视各种电机的要求而定。 单相异步电动机中常用的定子绕组型式有单层同心式绕组、单层链式绕组、双层叠绕组和正弦绕组。罩极式电动机的定子多为集中式绕组，罩极极面的一部分上嵌放有短路铜环式的罩极线圈。 2. 转子部分 单相异步电动机的转子主要有转轴、铁心、绕组三部分，现分述如下： （1）转轴转轴用含碳轴钢车制而成，两端安置用于转动的轴承。单相异步电动机常用的轴承有滚动和滑动两种，一般小容量的电机都采用含油滑动轴承，其结构简单，噪声小。 （2）铁心转子铁心是先用与定子铁心相同的硅钢片冲制，将冲有齿槽的转子铁心叠装后压入转轴。 （3）绕组单相异步电动机的转子绕组一般有两种型式，即笼型和电枢型。笼型转子绕组是用铝或者铝合金一次铸造而成，它广泛应用于各种单相异步电动机。电枢型转子绕组则采用与直流电机相同的分布式绕组型式，按叠绕或波绕的接法将线圈的首、尾端经换相器连接成一个整体的电枢绕组，电枢式转子绕组主要用于单相异步串励电动机。 3. 起动装置 除电容运转式电动机和罩极式电动机外，一般单相异步电动机在起动结束后辅助绕组都必须脱离电源，以免烧坏。因此，为保证单相异步电动机的正常起动和安全运行，就需配有