下载文档原格式
三相异步电动机星三角形起动及带能耗制动控制线路的设计及调试一、引言异步电动机广泛应用于工业领域中。
在启动和制动阶段，设计和调试一个可靠且高效的控制线路是至关重要的。
本文将详细探讨三相异步电动机的星三角形起动和带能耗制动控制的设计和调试方法。
二、三相异步电动机的基本原理异步电动机是一种常用的电动机类型，它通过电磁感应原理将电能转换为机械能。
其中，三相异步电动机是最常见的一种类型。
其基本原理是根据三相电源的旋转磁场，感应转子上的电流，产生电磁转矩，从而驱动机械负载。
三、星三角形起动控制线路的设计3.1 控制线路的基本原理星三角形起动是一种常用的起动方法，其基本原理是在起动阶段降低起动电流，减小对电网的冲击。
具体而言，起动时，电动机的定子绕组接成星形，电动机启动后，通过切换线圈的连接方式，将定子绕组切换为三角形形式，实现正常运行。
3.2 控制线路的设计步骤1.计算电动机的额定电压和额定电流。
2.根据额定电流选择适当的起动器件和控制元件，如继电器和接触器。
3.设计控制电路，包括输入电源、控制按钮和起动器件的连接方式。
4.绘制电路图并进行仿真验证。
5.制作实际电路并进行调试。
3.3 实际控制线路的调试方法1.首先，检查电路连接是否正确，并确保所有的接线牢固可靠。
2.使用万用表等仪器测量电路的电压和电流，确保与设计参数一致。
3.通过模拟控制按钮的按下和松开来模拟实际的起动和停止过程，观察电动机的运行情况。
4.如果电动机无法正常启动，检查电路中的每个元件的工作状态，并逐个排除可能的故障。
5.调整起动器件的参数，如继电器的释放电压和接触器的触点压力，以达到最佳的起动效果。
四、带能耗制动控制线路的设计与调试4.1 控制线路的基本原理能耗制动是一种通过将电动机的转子回路接入到外部负载电阻来实现制动的方法。
根据负载电阻的大小和电动机的惯性，可以实现较快的制动过程，并将制动能量耗散掉。
4.2 控制线路的设计步骤1.根据电动机的参数计算制动电阻的阻值。
三相异步电动机的起动与调速实验报告实验报告：三相异步电动机的起动与调速一、实验目的1.学会使用三相异步电动机进行起动和调速实验；2.理解三相异步电动机的工作原理和特性；3.掌握控制电源频率和电压对电动机起动和调速的影响。
二、实验原理1.三相异步电动机的起动三相异步电动机的起动可以分为直接起动、通过降压启动器起动和通过自耦变压器起动等几种方式。
实验中我们采用的是直接起动方式。
直接起动是将三相电源直接接到电动机的定子绕组上，通过电源的三相电流激励定子绕组产生磁场，使得电动机启动转矩产生，从而实现电机的起动。
2.三相异步电动机的调速三、实验装置和仪器1.三相异步电动机：用于实现起动和调速实验。
2.控制电源：用于提供三相交流电源，调整电源频率和电压。
3.电压表和电流表：用于测量电源电压和电流。
4.转速计：用于测量电动机转速。
5.手动控制开关。
四、实验步骤1.连接实验电路：将三相异步电动机与控制电源、电压表和转速计连接起来，根据电路图正确接线。
2.起动实验：将控制电源调至合适的频率和电压，打开电源开关，记录电动机的起动时间，并观察电动机的起动转矩和转速情况。
3.调速实验：保持电动机运行状态，通过改变控制电源的频率和电压，逐渐增大或减小转速，同时记录相应的电源频率和电压。
五、实验结果与分析1.起动实验结果：记录电动机的起动时间，并观察电动机的起动转矩和转速情况。
2.调速实验结果：通过改变控制电源的频率和电压，记录相应的转速和电源频率和电压，并绘制转速和电源频率、电压的关系图。
六、实验结论通过实验我们可以得到以下结论：1.三相异步电动机可以通过改变电源频率和电压来实现起动和调速；2.电源频率和电压对电动机起动和调速有直接的影响；3.控制电源的频率和电压可以调整电动机的转速；七、实验总结通过本次实验，我深入了解了三相异步电动机的起动和调速原理和特性。
在实验中，我掌握了使用三相异步电动机进行起动和调速的操作方法，并学会了通过改变电源频率和电压来调整电动机的转速。
关于三相异步电动机的启动与制动问题的分析摘要现阶段，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。
本文就三相异步电动机的启动、制动等技术问题进行分析。
关键词三相异步电动机；启动；制动；分析1 三相异步电动机的启动电动机接上电源，转速由零开始增大，直至稳定运转状态的过程，称为启动过程。
对电动机启动的要求是：启动电流小，启动转矩大，启动时间短。
当异步电动机刚接上电源，转子尚未旋转瞬间（n=0），定子旋转磁场对静止的转子相对速度最大，于是转子绕组感应电动势和电流也最大，则定子的感应电流也最大，它往往可达额定电流的5-7倍。
笼型异步电动机的启动方法有直接启动（全压启动）和降压启动两种。
1.1 直接启动直接启动也称全压启动。
启动时，电动机定子绕组直接接入额定电压的电网上。
这是一种最简单的启动方法，不需要复杂的启动设备，但是，它的启动性能恰好与所要求的相反，即：1）启动电流I大。
对于普通笼型异步电动机，启动电流是额定电流的4—7倍。
启动电流大的原因是：启动时n＝0，s＝1，转子电动势很大，所以转子电流很大，根据磁通势平衡关系，定子电流也必然很大。
2）启动转矩TST不大。
对于普通笼型异步电动机，启动转矩倍数KST＝1-2。
由上可见，笼型异步电动机直接启动时，启动电流大，而启动转矩不大，这样的启动性能是不理想的。
过大的启动电流对电网电压的波动及电动机本身均会带来不利影响，因此，直接启动一般只在小容量电动机中使用，如：7.5kW以下的电动机可采用直接启动。
如果电网容量很大，就可允许容量较大的电动机直接启动。
若电动机的启动电流倍数K1、容量与电网容量满足下列经验公式：则电动机便可直接启动，否则应采用下面介绍的降压启动方法。
1.2 降压启动降压启动的目的是为了限制启动电流，但问题是在限制启动电流的同时，启动转矩也受限制，因此它只适用于在空载或轻载情况下启动。
启动时，通过启动设备使加到电动机上的电压小于额定电压，待电动机转速上升到一定数值时，再使电动机承受额定电压，保证电动机在额定电压下稳定工作。
三相异步电动机的启动原理
具体而言，三相异步电动机启动过程可以分为起动转矩产生、加速、对齐和同步转矩提供四个阶段。
1.起动转矩产生阶段：
在三相异步电动机启动时，通常会采用星角转子或星角绕组方法。
旋转磁场与转子磁场作用，产生转子运动起始力矩，使转子开始转动。
在这个阶段，电动机通常会受到较大的电流冲击，因此需要配置较大的起动转矩。
2.加速阶段：
在起动转矩产生后，电动机开始加速。
当电动机转速较低时，通过启动电路提供较大的电流，加快转子转速的提高。
随着转子转速的增加，电动机的转矩逐渐减小，启动电路逐渐停止供电。
3.对齐阶段：
当电动机转速接近同步速度时，由于旋转磁场的作用，转子始终保持在旋转磁场的磁通线方向上，形成一个稳定的运动状态。
此时，电动机与旋转磁场的转速差称为滑差。
4.同步转矩提供阶段：
在对齐后，电动机与旋转磁场的转速差逐渐减小，直至完全消失。
此时，电动机达到同步速度，与旋转磁场同频运行。
在此状态下，电动机可以提供额定转矩，并将旋转磁场的功率传递到负载上，实现正常的工作。
要保障三相异步电动机的启动过程顺利进行，通常需要采取一些辅助
启动装置，如电阻起动、星角转子起动等。
这些装置能够提供额外的起动
转矩，并在启动过程中控制电动机的各项参数，使其达到理想的工作状态。
总之，三相异步电动机的启动原理是利用交流电的旋转磁场与定子线
圈的磁场相互作用，从而产生转动力矩，使电动机逐渐加速并达到与旋转
磁场同频运行的状态。
而在启动过程中，通过适当的起动装置来确保电动
机的启动过程平稳和可靠。
三相异步电动机的起动与调速一、实验目的通过实验掌握异步电动机的起动和调速的方法。
二、预习要点1、异步电动机有哪些起动方法和起动技术指标。
2、异步电动机的调速方法。
三、实验项目1、直接起动2、三相鼠笼异步电动机调压调速。
3、三相鼠笼异步电动机变频调速。
四、实验方法1、实验设备THHDZ-3型电机技术实验装置机组一三相鼠笼式异步电动机+直流发电机数字转速表2、三相鼠笼式异步电机直接起动试验图1 异步电动机直接起动（1）按图1接线。
电机绕组为Y接法。
异步电动机直接与测速发电机同轴联接，电流、电压表用仪表主面板上的任一只数模双显真有效值交流电流、电压表（按下模拟档）。
（2）把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“启动”按钮，接通三相交流电源。
（3）调节调压器，使输出电压慢慢地升至220伏，使电机起动旋转，记录正常运转电流于表1(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“停止”按钮，切断三相交流电源)。
（4）再按下“停止”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“启动”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值记录电流于表1中)。
表1220V正常运转电流220V直接启动电流3、自耦调压器调压调速（1）按图1接线。
自耦调压器用控制屏上的三相自耦调压输出，电机绕组为Y接法。
三相调压器退到零位。
（2）合上电源开关，调节调压器使输出电压达1.1倍电机额定电压（380V），然后降低输出电压至0，在此过程中读取对应电压下的电机转速、电流8-9组。
测完数据后按下“停止”按钮。
（3）额定电压380V点必测，将数据记录于表2中。
表2序列 1 2 3 4 5 6 7 8 9UnI4、变频调速图2 三相鼠笼式异步电动机变频调速（1）启动控制屏，调节三相交流电源调节旋钮，使三相交流输出为380V，按下“停止”按钮。
（2）按图2正确接线，确认无误后，合上电源，准备设置变频器各参数。
三相异步电动机的起动与调速实验原理三相异步电动机是工业和家庭使用中最普遍的电动机。
其结构简单、性能稳定、故障率低、使用寿命长、维护成本低等优点，使得其被广泛应用于各种机械设备、压缩机、水泵、风扇等领域。
起动和调速是三相异步电动机运行的两个重要参数。
起动是指当电动机停止工作后重新启动的过程，调速是指根据工况需要改变电动机转速的过程。
本实验旨在探究三相异步电动机的起动和调速原理，并提供相关实验过程和数据分析。
一、起动实验原理三相异步电动机旋转时，电机产生的磁通量与旋转的同步速度不同。
当电动机停止后，转子上的磁通量与定子绕组中的磁通量存在差异。
这种差异会产生感应电动势，从而产生电流，这个过程被称为转子电动势或者诱导电动势。
在起动过程中，需要通过外部直流电源加上励磁电流，与转子电动势产生作用，使转子开始旋转。
起动时，电源的直流电压加到电动机定子绕组上，电动机的转子开始旋转，开始产生诱导电动势。
当转子旋转速度接近同步速度时，电动机称为同步运行。
在起动期间，由于初始转矩低，转子转速较慢，同步速度不易达到。
这时候，为了防止电动机过载，需要启动电动机保护器，保护器中的热继电器会自动切断电源，从而保护电动机。
二、实验过程1. 实验设备准备：三相异步电动机、电源电缆、电池、保护器、电流表、万用表、转速表、电阻箱等。
2. 接线并设定电流值：将电动机与电源电缆接入，接线过程中需要注意接线正确。
设定适当的电流值，并开始记录数据。
3. 启动电动机：通过保护器开关启动电动机，等待电动机开始旋转。
4. 记录数据：记录电动机转速、电流和电压值，同时获得电动机启动时间和转矩。
5. 重复实验：重复上述步骤，多次进行实验并记录数据，以便进行平均数计算和结果验证。
三、数据分析在起动实验中，需要记录的数据包括电动机启动时间、电流、电压和转速值。
在多次实验后，根据数据计算出平均值，并进行结果分析。
启动时间：启动时间是电动机开始运转到转子开始旋转的时间间隔。
第三单元 三相异步电动机的启动与反转三、课堂探析 （一）探析问题【问题一】 三相异步电动机启动与负载转矩有哪些关系？是否负载越大，启动电流越大？【解题思路】：（1）根据启动转子电流的公式22022202Xr E I st +=可知，转子启动电流与负载大小无关，它只与E 20、r 2和X 20这几个量有关，E 20的大小决定于电源电压、r 2和X 20决定于电动机本身参数。
（2）根据电动机磁动势平衡方程式102211N I N I N I ∙∙∙=+可以得到I 1st ，从而得到电动机启动电流的大小是由电机本身参数、电源电压大小决定而与负载大小无关。
【解题过程】：启动电流是指n =0时的定子电流，它与电机本身参数、电源电压大小有关，与负载大小无关。
负载大小对启动的影响表现在如负载转矩大于电机的启动转矩，电机将无法启动，此时n =0，定转子长时间承受很大的启动电流，很快烧坏电机； 如果电机带重负载启动，虽然电机启动转矩比负载转矩大一些，但电机加速过程慢，启动时间长，会引起电机过热。
【归纳总结】：（1）启动电流不是转子启动电流而是定子启动电流；（2）定子启动电流的分析必须要通过先分析转子启动电流，再通过电动机磁动势平衡方程式才能得到。
【问题二】 三相异步电动机在轻载启动和重载启动时，启动转矩是否相等？为什么？【解题思路】：根据电动机的机械特性曲线，可以看出起动转矩的大小与负载的大小无关，启动转矩只于电源电压、电动机的结构、转子的起动电流和转子启动瞬间的功率因数有关。
【解题过程】：启动转矩相等。
在启动瞬间转子启动电流和转子绕组的功率因数是相等的，由起动转矩公式st st m T st I C T 22cos ϕφ=可知启动转矩也是相等的，起动转矩与负载大小无关。
【归纳总结】：既可以用机械特性解题，也可以用转矩公式来解题，两种方法何以相互验证。
【问题三】 若三相异步电动机在额定电压下启动，其启动电流是额定电流的6倍，问启动时的电磁转矩是否也为额定电磁转矩的6倍？为什么？【解题思路】：起动转矩与启动电流不成正比关系。
三相异步电动机启动方法1.直接启动法直接启动法是最简单的一种启动方法，直接将电动机连接到电源上，通过启动按钮将电源连接到电动机的定子上。
该方法的优点是结构简单，投资低，但启动电流大，对电网负荷大，容易造成电网压降，同时对电动机和负载有一定冲击。
2.自耦变压器启动法自耦变压器启动法是利用变压器来降低启动电动机的电流和电压的一种方法。
该方法先将电动机连接到较低电压绕组上，通过启动开关在低电压状态下启动电动机。
启动后，将电源切换到较高电压绕组上，使电动机正常运行。
该方法能够有效降低启动电流，减少电网压降，但需要额外的变压器设备，投资较高。
3.带电阻启动法带电阻启动法是通过在电动机的转子电路中串联电阻来限制启动电流的一种方法。
启动时，电动机的转子电路中串联电阻，通过启动按钮将电源连接到电动机的定子上。
待电动机达到一定转速后，电阻逐渐减少，直至完全断开，电动机进入正常工作状态。
该方法能够有效降低启动电流，减少对电网的冲击，但需要额外的电阻设备，且需要手动控制电阻的切换。
4.星-三角起动法星-三角起动法是通过改变电动机的连接方式来降低启动电流的一种方法。
首先将电动机的定子绕组连接成星形，通过启动按钮将电源连接到电动机的定子上，实现星形启动。
待电动机达到一定转速后，切换为三角形连接，电动机进入正常工作状态。
该方法适用于小容量的电动机，能够有效降低启动电流，减少对电网的冲击。
5.频率变换法频率变换法是通过变频器将电源频率变换为适合电动机启动的频率的一种方法。
变频器通过改变输入电源的频率和电压，使电动机能够在较低频率下启动，并逐渐提高频率到额定频率。
该方法能够实现启动电流平滑调整，减少对电网的冲击，但设备投资较高。
以上是一些常见的三相异步电动机启动方法，每种方法都有其适用的情况和优劣势。
在选择启动方法时，需要根据电动机的容量、负载特性和电网条件等因素进行综合考虑，选择最合适的启动方法。
