电机与拖动课程设计

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宜春学院

课程设计

课程名称:电机与拖动

题目名称:三相绕线型异步电动机转子电路

串电阻有级起动设计

学生院系:物理科学与工程技术学院

专业班级:16自动化2班

学号:16100501222

学生姓名:吴舟帆

目录

一.三相异步电动机的综述 (3)

二.三相异步电动机的起动方法、调速方法、制动方法 (4)

三.三相绕线型异步电动机转子电路串电阻有级起动电路图、具体过程 (5)

四.心得体会 (10)

五.参考文献 (10)

一.三相异步电动机的综述

三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是感应电动机的一种,是靠同时接入380V三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转,存在转差率,所以叫三相异步电动机。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。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。

二.三相异步电动机的起动方法、调速方法、制动方法 1. 起动方法:有级起动

容量较大的三相异步电动机一般采用有级起动,以保证起动过程中有较大的起动转矩和较小的起动电流。它的起动电阻R ST 由若干级起动电阻串联,即R ST =R ST1+R ST2+…+R STm 。起动瞬间转子串入最大起动电阻R ST ,使起动转矩为要求值T 1,随着转速n 的增加,每当转矩T 降至希望值T 2时,切除一段起动电阻,使T 又等于T 1,T 2称为切换转矩。因而在启动过程中转矩始终在起动转矩T 1与切换转矩T 2之间变化,直到全部起动电阻被切除。

2.调速方法:串级调速

在转子电路中串入一个与2s .

E 频率相等,而相位相同或相反的附加电动势ad .

E ,既可节能,又可将这部分功率回馈到电网中去。 3.制动方法:

①能耗制动:能耗制动的特点是制动时将电动机与三相电源断开,而与直流电源接通,电动机像发电机一样,将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中,故名能耗制动。

②反接制动:反接制动的特点是制动时旋转磁场的转向与转子的转向相反,转差率s>1,所谓“反接”意即在此。从而使电磁转矩的方向与转子转向相反,成为制动转矩

③回馈制动:回馈制动的特点时转子转速大于同步转速,转差率s<0,电机处于发电机状态,将系统的动能转换成电能送回电网,故名回馈制动,又称再生制动。

三.三相绕线型异步电动机转子电路串电阻有级起动电路图、具体过程

1

T 1=(0.8—0.9)T M =(0.8—0.9)αMT T N

=(0.8—0.9)×1.92×π260×π

2260000

=(2578.7—2900.3)N ·M 取T 1=2700N ·M ②求起切转矩比β

起动级数初步定为六 由

0-0n n n S N

N

=

与P

f N 1

060=

得 0.013

15001480

-1500==

N S

91.12700

013.0n 26066

1=⨯⋅

==N

N

N N P T S T πβ ③求出切换转矩T 2

L T M N T T 1.11413.61.912700

1

2>⋅==

=

β

所以m 和β合适 ④求出转子每相绕组电阻

Ω⨯=⨯⨯=⋅⋅=

3-2N 22105.40481

33460.013I 3N N U S R ⑤求各级起动电阻

Ω⨯==-321104.9141-R R ST )(β Ω⨯==-3222109.39-R R ST )(ββ

Ω==0.0179-2233R R ST )(ββ Ω==0.0342-2344R R ST )(ββ Ω==0.0654-2455R R ST )(ββ Ω==125.0-2566R R ST )(ββ

起动步骤如下:

①串联起动电阻R ST1,R ST2,R ST3,R ST4,R ST5和R ST6 起动

起动前开关Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6断开,使得转子每相绕组串入电阻R ST1,

R ST2,R ST3,R ST4,R ST5和R ST6,加上转子每相绕组自身的电阻R2,转子电路的总电阻为

R66=R2+R ST1+R ST2+R ST3+R ST4+R ST5+R ST6

然后合上电源开关Q,这时电动机的机械特性如上图中的特性n0M a。由于起动转矩T1远大于负载转矩T L,电动机拖动生产机械开始起动,工作特性由a1点向a2点移动。

②切除起动电阻R ST6

当工作点到达a2点,即电磁转矩T等于切换转矩T2时,合上开关Q6切除起动电阻R ST6,转子每相电路的总电阻变为

R65=R2+R ST1+R ST2+R ST3+R ST4+R ST5

这时电动机的机械特性变为特性n0M b。由于切除R ST6的瞬间,转速来不及变化,故工作点由特性n0M b上的a2点平移到特性n0M b上的b1点,使这时的电磁转矩仍等于T1,电动机继续加速,工作点沿特性n0M b由b1点向b2点移动。

③切除起动电阻R ST5

当工作点到达b2点,即电磁转矩T等于切换转矩T2时,合上开关Q5切除起动电阻R ST5,转子每相电路的总电阻变为

R64=R2+R ST1+R ST2+R ST3+R ST4

这时电动机的机械特性变为特性n0M c。由于切除R ST5的瞬间,转速来不及变化,故工作点由特性n0M b上的b2点平移到特性n0M c上的c1点,使这时的电磁转矩仍等于T1,电动机继续加速,工作点沿特性n0M c由c1点向c2点移动。

④切除起动电阻R ST4

当工作点到达c2点,即电磁转矩T等于切换转矩T2时,合上开关Q4切除起动电阻R ST4,转子每相电路的总电阻变为

R63=R2+R ST1+R ST2+R ST3

这时电动机的机械特性变为特性n0M d。由于切除R ST4的瞬间,转速来不及变化,故工作点由特性n0M c上的c2点平移到特性n0M d上的d1点,使这时的电磁转矩仍等于T1,电动机继续加速,工作点沿特性n0M d由d1点向d2点移动。

⑤切除起动电阻R ST3

当工作点到达d2点,即电磁转矩T等于切换转矩T2时,合上开关Q3切除起动电阻R ST3,转子每相电路的总电阻变为

R62=R2+R ST1+R ST2

这时电动机的机械特性变为特性n0M e。由于切除R ST3的瞬间,转速来不及变化,故工作点由特性n0M d上的d2点平移到特性n0M e上的e1点,使这时的电磁转矩仍等于T1,电动机继续加速,工作点沿特性n0M e由e1点向e2点移动。

⑥切除起动电阻R ST2

当工作点到达e2点,即电磁转矩T等于切换转矩T2时,合上开关Q2切除起动电阻R ST2,转子每相电路的总电阻变为