電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)終稿

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 題 目： 三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì) 院（系、部）： 電氣與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí)： 電力11-03班 姓 名： 田軍凱 學(xué) 號(hào)： 1109130216 指 導(dǎo) 教 師： 王繼強(qiáng) 日 期： 2013-6-28 電氣工程系課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分課程設(shè)計(jì)成績評(píng)定表學(xué)期2012/2013第2學(xué)期姓名 張連強(qiáng)專業(yè)電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化班級(jí)電力11-02班課程名稱 電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目 三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 成績 評(píng)分項(xiàng)目優(yōu)良中及格不及格設(shè)計(jì)表現(xiàn)1.設(shè)計(jì)態(tài)度非常認(rèn)真認(rèn)真較認(rèn)真一般不認(rèn)真2.設(shè)計(jì)紀(jì)律嚴(yán)格遵守遵守基本遵守少量違反嚴(yán)重違反3.獨(dú)立工作能力強(qiáng)較強(qiáng)

2、能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成基本獨(dú)立設(shè)計(jì)完成不能獨(dú)立設(shè)計(jì)完成4.上交設(shè)計(jì)時(shí)間提早或按時(shí)按時(shí)遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計(jì)說明書5.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)方案合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有少量錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計(jì)參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有些錯(cuò)誤設(shè)計(jì)思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)選擇有錯(cuò)誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯(cuò)誤6.設(shè)計(jì)書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版很好較

3、規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，個(gè)別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，排版有問題較多不規(guī)范、不整潔、無條理，排版有問題很大7.封面、目錄、參考文獻(xiàn)完整較完整基本完整缺項(xiàng)較多不完整圖紙8.繪圖效果很出色較出色一般較差很差9.布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10.繪圖工程標(biāo)準(zhǔn)符合標(biāo)準(zhǔn)較符合標(biāo)準(zhǔn)基本符合標(biāo)準(zhǔn)個(gè)別不符合標(biāo)準(zhǔn)完全不符合標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定說明：不及格標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計(jì)內(nèi)容一項(xiàng)否決制，即5為不及格，整個(gè)設(shè)計(jì)不及格，其他4項(xiàng)否決；優(yōu)、良、中、及格標(biāo)準(zhǔn)：以設(shè)計(jì)內(nèi)容為主體，其他項(xiàng)超過三分之一為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，否則評(píng)定為下一等級(jí)；如優(yōu)秀評(píng)定，設(shè)計(jì)內(nèi)容要符合5，其余九項(xiàng)要有4項(xiàng)符合才能評(píng)

4、定為優(yōu)，否則評(píng)定為良好，以此類推。最終成績： 評(píng)定教師簽字：目錄第一章 緒論31.2課程目的41.3課程意義41.4課程內(nèi)容4第二章 相關(guān)技術(shù)與理論42.1電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)42.2電動(dòng)機(jī)的分類62.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理7第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法73.1三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速73.2繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與定子降壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)13第四章 異步電動(dòng)機(jī)使用過程中的注意事項(xiàng)154.1電機(jī)運(yùn)行過程中的注意事項(xiàng)164.2啟動(dòng)前的檢查工作16第五章 設(shè)計(jì)心得體會(huì)17參考文獻(xiàn)18第一章 緒論 1.1摘要 電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其

5、他各種工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動(dòng)機(jī)也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來 與單相電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的

6、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，三相異步電動(dòng)機(jī)的需求會(huì)越來越大，三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，三相異步電動(dòng)機(jī)的操作系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化工業(yè)、家庭生活和辦公自動(dòng)化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺(tái)，而且能提供多種應(yīng)用服務(wù)，使人們的生活質(zhì)量有了大幅度的提高，擺脫了人力勞作的模式。而三相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化操作中是三相異步電動(dòng)機(jī)的主要應(yīng)用之一，因此本課程設(shè)計(jì)課題將主要以在工業(yè)中三相交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)頻變速方法的應(yīng)用過程可能用到的各種技術(shù)及實(shí)施方案為設(shè)計(jì)方向，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。1.2課程目的 籠式三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)

7、用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。正由于此，通過此課程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制與應(yīng)用。1.3課程意義 這次課程設(shè)計(jì)可以使我們在學(xué)校學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)踐中，使我們在學(xué)習(xí)中起到主導(dǎo)地位，是我們在實(shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí)，能夠培養(yǎng)我們的職業(yè)技能，課程設(shè)計(jì)是以任務(wù)引領(lǐng)，以工作過程為導(dǎo)向，以活動(dòng)為載體，給我們提供了一個(gè)真實(shí)的過程，通過設(shè)計(jì)和運(yùn)行，反復(fù)調(diào)試、訓(xùn)練、便于我們掌握規(guī)范系統(tǒng)的電機(jī)方面的知識(shí)，同時(shí)也提高了我們的動(dòng)手能力1.4課程內(nèi)容 在這次課程設(shè)計(jì)任務(wù)中，主要工作在于1. 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2. 了解異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的意義、方法及其在工程上的應(yīng)用，重點(diǎn)掌握繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的串電阻調(diào)速

8、方法，掌握繞線式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速的原理和方法3. 三相異步電動(dòng)機(jī)使用過程中的注意事項(xiàng)及故障處理4. 心得體會(huì)第二章 相關(guān)技術(shù)與理論2.1電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)2.1.1定子部分 1、定子鐵心 作用：電機(jī)磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵心槽型有以下幾種：半閉口型槽：電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機(jī)中。半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機(jī)。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機(jī)中。2、定子繞組作用：是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。構(gòu)造：由三個(gè)在空

9、間互隔120電角度、隊(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。（1）對(duì)地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。（2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。（3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。3、機(jī)座作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。構(gòu)造：機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，微型電動(dòng)機(jī)的機(jī)座采用鑄鋁件。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對(duì)

10、流，以利于散熱2.1.2轉(zhuǎn)子部分1、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心：作用：作為電機(jī)磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動(dòng)機(jī)（轉(zhuǎn)子直徑在300400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。2、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個(gè)

11、環(huán)行的環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形像一個(gè)鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動(dòng)機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)于100kw以上的電動(dòng)機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個(gè)對(duì)稱的三相繞組，一般接成星形，三個(gè)出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個(gè)集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。2.1.3電動(dòng)機(jī)其他附件其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場增強(qiáng)，從而使附加

12、損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差2.2電動(dòng)機(jī)的分類三相異步電動(dòng)一般為系列產(chǎn)品，其系列、品種、規(guī)格繁多，因而分類也較繁多。1按電動(dòng)機(jī)尺寸大小分類大型電動(dòng)機(jī)：定子鐵心外徑d1000mm或機(jī)座中心高h(yuǎn)630mm。中型電動(dòng)機(jī)：d=5001000mm或h=355630mm。大型電動(dòng)機(jī)：d=120500mm或h=80315mm。2按電動(dòng)機(jī)外殼防護(hù)結(jié)構(gòu)分類3按電動(dòng)機(jī)冷方式分類電動(dòng)機(jī)按冷卻方式可分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式等。可參見國家標(biāo)準(zhǔn)gb/t1993-93旋轉(zhuǎn)電機(jī)冷卻方式。4按電動(dòng)機(jī)的安裝形式分類imb3：臥式，機(jī)座帶底腳，端蓋上無凸緣。imb5：臥式，機(jī)座不帶底腳，端蓋上有凸緣。imb35：臥式，機(jī)座帶底

13、腳，端蓋上有凸緣。5按電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工作制分類s1；連續(xù)工作制s2：短時(shí)工作制s3s8：周期性工作制6按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分類三相籠型異步電動(dòng)機(jī)三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。當(dāng)磁極沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢。電動(dòng)勢的方向由右手定則來確定。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，假如磁極不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢來。在電動(dòng)勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力f，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進(jìn)

14、而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速 異步電動(dòng)機(jī)比起直流電動(dòng)機(jī)來,省去了換向器,使得結(jié)構(gòu)更簡單、結(jié)實(shí)、緊湊,它具有維修工作量小、運(yùn)行效率高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的特點(diǎn)。過去由于對(duì)它缺少相應(yīng)的控制手段,實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)比較困難,所以在20世紀(jì)的大部分年代里,交流電動(dòng)機(jī)主要在不調(diào)速的場合應(yīng)用。近年來,由于電力電子和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,新器件和新的控制系統(tǒng)的不斷推出,使交流電氣傳動(dòng)也具有與直流電氣傳動(dòng)同樣優(yōu)良的調(diào)速性能,從而使交流調(diào)速得到了迅速發(fā)展。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為，其中為旋轉(zhuǎn)磁場的速度，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁場的頻率，s為轉(zhuǎn)差率。所以異

15、步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速可由三個(gè)方面入手；一是改變定子繞組的極對(duì)數(shù)；二是改變電源頻率；三是改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率。此外還有改變定子電壓調(diào)速法。3.1.1變極對(duì)數(shù)調(diào)速法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的。變極調(diào)速的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鼠籠式轉(zhuǎn)子,因?yàn)槭蠡\式轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)能自動(dòng)地隨著定子極對(duì)數(shù)的改變而改變,使定、轉(zhuǎn)子磁場的極對(duì)數(shù)總是相等而產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩。若為繞線型轉(zhuǎn)子,則定子極對(duì)數(shù)改變時(shí),轉(zhuǎn)子繞組必須相應(yīng)地改變接法以得到與定子相同的極對(duì)數(shù),很不方便。特點(diǎn)如下:具有較硬的機(jī)械特性,穩(wěn)定性良好;無轉(zhuǎn)差損耗,效率高;接線簡單、控制方便、價(jià)格低;有級(jí)調(diào)速,級(jí)差較大,不能獲得平滑調(diào)

16、速。本方法適用于自動(dòng)化程度要求不高,不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械,如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。如下圖所示接法，則形成兩級(jí)繞組若改為下圖接法，則形成四級(jí)繞組3.1.2改變定子電壓調(diào)速法 當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)定子與轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)為恒定時(shí),在一定的轉(zhuǎn)差率下,電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與加在其定子繞組上電壓的平方成正比,因此,改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓就可改變其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系,從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多,其調(diào)速范圍較小,使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍,調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī),如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī),或者在繞

17、線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源,目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)是:調(diào)壓調(diào)速線路簡單,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制;調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中,效率較低。調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)一般適用于100kw以下的生產(chǎn)機(jī)械。目前,已成功地大量使用在電梯、卷揚(yáng)機(jī)械與化纖機(jī)械等工業(yè)裝置3.1.3改變轉(zhuǎn)差調(diào)速1. 轉(zhuǎn)子外加電阻調(diào)速法，這種方法只適用于繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入調(diào)速電阻時(shí)，電動(dòng)機(jī)的te-s曲線將發(fā)生變化，若此時(shí)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩tl+當(dāng)t0保持不變，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率改變，則轉(zhuǎn)速改變。這種

18、方法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡單、調(diào)速范圍廣，缺點(diǎn)是調(diào)速電阻需要消耗一定功率，此方法主要應(yīng)用于中、小容量的感應(yīng)電機(jī)，例如橋式起重機(jī)所用的電機(jī)。2串級(jí)調(diào)速 轉(zhuǎn)子回路串入調(diào)速電阻，損耗較大。為了利用這部分電功率，可以在轉(zhuǎn)子回路中接入一個(gè)轉(zhuǎn)差頻率的功率變換裝置，把這部分功率送回電網(wǎng)，即達(dá)到調(diào)速的目的，又獲得較高的效率。3雙饋電機(jī) 如圖所示，為一雙饋電機(jī)結(jié)構(gòu)，定子由三相交流電源供電，轉(zhuǎn)子由三相交流電源經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)交-交變頻器把工頻變?yōu)檗D(zhuǎn)差頻率，然后接至轉(zhuǎn)子。此變頻器的頻率、幅值、相位和相序均可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)差率的傳遞方向也可以改變。這種定、轉(zhuǎn)子兩邊均由交流電源供電的電機(jī)，稱為雙饋電機(jī)。 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，

19、雙饋電機(jī)的工作情況與普通感應(yīng)電機(jī)相似，此時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率由變頻器回饋給電源，調(diào)節(jié)變頻器的輸出功率，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)改變；調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓和相位，就可以調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)定子邊的功率因數(shù)。當(dāng)變頻器的頻率調(diào)到0時(shí)，變頻器將向轉(zhuǎn)子輸出直流，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將在同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。改變變頻器輸出電壓相序，并將頻率由零上調(diào)，此時(shí)轉(zhuǎn)差功率反向，從電網(wǎng)經(jīng)變頻器輸入到繞線轉(zhuǎn)子，于是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率將變成負(fù)值，電動(dòng)機(jī)將在超同步轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。 3.1.4液力偶合器調(diào)速方法 液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)

20、，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。液力耦合器的動(dòng)力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對(duì)充液量的大小是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為： 1、功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要； 2、結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用及維修方便，且造價(jià)低； 3、尺寸小，能容大； 4、控制調(diào)節(jié)方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 5、本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速。 例如，某工廠一臺(tái)球磨機(jī)，主軸功率為145kw，在設(shè)計(jì)選型之前時(shí)，工作機(jī)主軸與電動(dòng)機(jī)選用直接傳動(dòng)時(shí)，為了要保護(hù)電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)在超載時(shí)不受到損壞，必須要有意加大電動(dòng)

21、機(jī)的選型裕度。一般都會(huì)選擇額定功率為220kw的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。當(dāng)在設(shè)計(jì)時(shí)，選用yox限矩型液力偶合器裝于電動(dòng)機(jī)軸與工作機(jī)主軸之間，根據(jù)液力偶合器選型公式：pz：pb：pd=1：1.05：1.1（pz:工作機(jī)軸功率，pb:偶合器額定功率，pd:電動(dòng)機(jī)額定功率）pd:電動(dòng)機(jī)額定功率=1.1xpz=1.1x145=159.5kw,查電工手冊，選用額定功率為160kw的電動(dòng)機(jī)即可。由上例可見，選用yox限矩型液力偶合器傳動(dòng)后，應(yīng)該選擇220kw的電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)工作機(jī)的，現(xiàn)只用160kw的電動(dòng)機(jī)就可以達(dá)到要求。降低了一個(gè)交流異步電動(dòng)機(jī)機(jī)座號(hào)，降低裝機(jī)容量15%20%。電動(dòng)機(jī)機(jī)座號(hào)降低后，其節(jié)能效果顯著，在

22、電氣上分析，會(huì)帶來多方面的好處如下：1)提高了功率因數(shù)，減少了電源容量和導(dǎo)線截面積，降低線路上的電壓損失和電壓波動(dòng)，降低成本，提高供電質(zhì)量。220kw的電動(dòng)機(jī)選擇的導(dǎo)線截面積為bvr120,160kw的電動(dòng)機(jī)選擇的導(dǎo)線截面積為bvr95。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)接觸器，斷路器，等裝機(jī)容量也要相應(yīng)降低一個(gè)等級(jí)。2)降低了電機(jī)的正常運(yùn)行電流。220kw的電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流約為440a，160kw的電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流約為320a。3)降低了電動(dòng)機(jī)的空載損耗，160kw電動(dòng)機(jī)的總損耗要比200kw電動(dòng)機(jī)的總損耗平均下降4.8%。4)具有輕載啟動(dòng)節(jié)電功能。不裝限矩型液力偶合器時(shí)，電動(dòng)機(jī)的直接負(fù)載是工作機(jī)，而加裝限矩

23、型液力偶合器后，電動(dòng)機(jī)的直接負(fù)載是偶合器泵輪。由于偶合器力矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，且轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與工作機(jī)相比小得多，所以在啟動(dòng)瞬間泵輪因無轉(zhuǎn)速而無阻力，電動(dòng)機(jī)所受阻力矩很小，近似等于帶偶合器泵輪空載啟動(dòng)，故啟動(dòng)時(shí)間短，啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，節(jié)能。5)可用廉價(jià)電動(dòng)機(jī)替代高性能電動(dòng)機(jī)。由于解決了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難問題，所以可以用廉價(jià)的異步電動(dòng)機(jī)替代價(jià)格昂貴的高性能繞線式等電動(dòng)機(jī)，節(jié)約電動(dòng)機(jī)投資和配電設(shè)施費(fèi)用。6)具有過載保護(hù)節(jié)能。當(dāng)加裝限矩型液力偶合器后，隔離了工作機(jī)的強(qiáng)烈沖擊載荷和振動(dòng)。使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流平穩(wěn)，避免了尖峰負(fù)荷電流沖擊，平均運(yùn)行電流降低。對(duì)節(jié)電有利。同時(shí)，保護(hù)了電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)在超載時(shí)不受

24、損壞，降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備使用壽命。3.1.5變頻調(diào)速 改變電源頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨之變化。如果電源的頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以連續(xù)、平滑的調(diào)節(jié)。下面分為從額定頻率上調(diào)和下調(diào)良種情況來說 （1）頻率從額定頻率下調(diào)時(shí) 變頻調(diào)速時(shí)，希望電動(dòng)機(jī)的主磁通保持不變，這樣磁路的飽和程度、激磁電流和電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)保持不變。由于忽略定子的漏阻抗壓降時(shí)，故要保持保持不變，應(yīng)該使定子端電壓與頻率成比例地調(diào)節(jié)。即使，電壓-頻率比保持不變的調(diào)頻方式，稱為恒磁通控制方式。額定頻率從額定值下調(diào)時(shí)通常采用這種方式。不計(jì)定子電阻時(shí)，電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩近似為式中的;,如果使，則最大轉(zhuǎn)矩將保持不變。

25、下圖曲線表示頻率從下調(diào)，在恒磁通控制下的電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。其中 額定狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為,在恒磁通條件下，保持不變；若不計(jì)轉(zhuǎn)速下降時(shí)轉(zhuǎn)子通風(fēng)和發(fā)熱情況的變化，認(rèn)為轉(zhuǎn)子的額定電流仍然保持不變，轉(zhuǎn)子的功率因數(shù),由于變化范圍很小，也可認(rèn)為近似不變；則調(diào)速時(shí)電動(dòng)機(jī)的額定電磁轉(zhuǎn)矩近似保持不變。又由于最大電磁轉(zhuǎn)矩和額定電磁轉(zhuǎn)矩近似保持不變，所以這種情況屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (2)頻率從額定頻率上調(diào)時(shí)，若要保持為常數(shù)，則定子電壓將超過額定值，這是不允許的，此時(shí)只能保持，而把定子頻率單獨(dú)上調(diào)。于是隨著的上調(diào)，主磁通將逐步下降。由于保持不變，其中,而表達(dá)式與上相同，可見頻率越高，最大轉(zhuǎn)矩越小，也越小，其機(jī)械特性

26、如下圖所示 由于頻率上調(diào)時(shí)，主磁通；另一方面，在轉(zhuǎn)速升高的情況下，認(rèn)為轉(zhuǎn)子的額定電流仍然保持不變，內(nèi)功率因數(shù)也基本不變，則調(diào)頻時(shí)電動(dòng)機(jī)的額定電磁轉(zhuǎn)矩，其中,由上述兩式可以看出，頻率上調(diào)時(shí)，主磁通下降，電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩將下降，電動(dòng)機(jī)的額定電磁功率為,其中為一常數(shù)，上式表示，頻率上調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的額定電磁功率將保持不變，所以這種調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。3.2繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與定子降壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)接線2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 本次實(shí)驗(yàn)以他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)作為三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，實(shí)驗(yàn)中，保持他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁不變。實(shí)驗(yàn)中，由三相交流電源為三相異步電動(dòng)機(jī)供電，異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入啟動(dòng)電阻，通過調(diào)節(jié)觀

27、察轉(zhuǎn)速變化并繪出相應(yīng)曲線可以得出三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特性，轉(zhuǎn)子回路電阻撤去通過改變定子電壓并觀察轉(zhuǎn)速變化繪出相應(yīng)曲線可以驗(yàn)證繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的變電壓調(diào)速特性。 接好線路后，啟動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)電源，逐漸增大輸出電壓至電動(dòng)機(jī)的額定電壓380v，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路電阻rst=0，使電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，電機(jī)完成啟動(dòng)。 啟動(dòng)后，保持電壓為380v,調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)（負(fù)載）勵(lì)磁電流并保持不變，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻使得，并始終保持不變，開始記錄數(shù)據(jù)，之后調(diào)節(jié)，并隨時(shí)調(diào)整使得，不變記錄對(duì)應(yīng)的和轉(zhuǎn)速n，測得數(shù)據(jù)如下（）03691215n（）144613341235115210801013 改變電源電壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)：上實(shí)

28、驗(yàn)完成后，不停機(jī)，將轉(zhuǎn)子回路電阻回零，保持u1=380v，保持不變，開始記錄數(shù)據(jù)（，n），然后調(diào)整,記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)入下表。3803503202902602301455144614371424140413882.772.702.772.953,.153.30第四章 異步電動(dòng)機(jī)使用過程中的注意事項(xiàng)4.1電機(jī)運(yùn)行過程中的注意事項(xiàng) 1電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，表面應(yīng)保持常清潔，進(jìn)風(fēng)口不斃塵土纖維的阻礙。 2電源頻率與額定頻率偏差不得超過l；電源電壓與額定電壓偏差不超過5。 3電動(dòng)機(jī)的電流不允許超過額定電流10。 4連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)不允許長期過載運(yùn)行。 5電動(dòng)機(jī)空載或負(fù)載運(yùn)行時(shí)不應(yīng)有斷續(xù)或異常的聲音或振動(dòng)。 6

29、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)裝置和短路保護(hù)裝置連續(xù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)應(yīng)檢查故障原因(是來自電動(dòng)機(jī)還是來自超負(fù)荷或是因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置整定值太低)，待消除故障后方可投入運(yùn)行。 7運(yùn)行過程中，用溫度計(jì)測量機(jī)殼的溫升，一般不超過75。 8應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行過程中的良好潤滑，一般電動(dòng)機(jī)運(yùn)行2()00h左右，即應(yīng)補(bǔ)充或更換潤滑指(封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤滑脂)。如果發(fā)現(xiàn)軸承過熱(一般軸承溫升應(yīng)不超過95)或潤滑脂變質(zhì)，應(yīng)及時(shí)更換潤滑脂，更換時(shí)應(yīng)先清除舊的潤滑脂，再用汽油洗凈軸承及軸承蓋的油脂，然后將zi一3鋰基潤滑脂填充軸承內(nèi)外圈之間空腔的l2(2極)或23(4、6、8極)。 9當(dāng)軸承游隙達(dá)到下列極限磨損游隙數(shù)值時(shí)，即

30、應(yīng)及時(shí)更換軸承。 mm 軸承內(nèi)徑 2030 3550 5580 85120 極限磨損游隙 01 015 02 03 10.停機(jī)處理 當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)以下情況時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)處理 (1)發(fā)生人身觸電事故。 (2)電動(dòng)機(jī)或起動(dòng)裝置上冒煙起火。 (3)電動(dòng)機(jī)劇烈振動(dòng)。 (4)軸承劇烈發(fā)熱。 (5)電動(dòng)機(jī)發(fā)生竄軸、掃膛、轉(zhuǎn)速突然下降、溫度迅速上升。4.2啟動(dòng)前的檢查工作啟動(dòng)前應(yīng)特別注意如下幾點(diǎn) 1 新安裝或停用三個(gè)月以上的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前應(yīng)檢查絕緣電阻，測得絕緣電阻值不小于1mq。 2檢查電動(dòng)機(jī)的緊固螺釘是否擰緊，軸承是否缺油， 電動(dòng)機(jī)的接線是否符合要求，外殼是否可靠接地或接零。 3 檢查聯(lián)軸器的螺釘和銷釘是否緊固，皮帶聯(lián)接處是否良好，松緊是否合適，機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，有無卡位，竄 動(dòng)和不正常的聲音等。 檢查熔斷器的額定電流是否符合要求，安裝是否牢固可靠。 4檢查起動(dòng)設(shè)備接線是否正確，起動(dòng)裝置是否靈活，觸點(diǎn)接觸是否良好，起動(dòng)設(shè)備的金屬處殼是否可靠接地或接零。 5檢查三相電源電壓是否正常，電壓是否過高過低或三相電壓不對(duì)稱等。 上述任何一項(xiàng)有問題，都必須徹底解決，在確認(rèn)準(zhǔn)備工作無誤時(shí)方可起動(dòng)。 4. 3起動(dòng)時(shí)的注