電機拖動課程設計三相異步電動機啟動

1、 摘要電機的起動電流近似的與定子的電壓成正比，因此要采用降低定子電壓的辦法來限制起動電流，即為降壓起動。對于因直接起動沖擊電流過大而無法承受的場合，通常采用降壓起動，此時，起動轉(zhuǎn)矩下降，起動電流也下降，所以只適合必須減小起動電流，又對起動轉(zhuǎn)矩要求不高的場合。常見降壓起動方法：定子串電阻降壓起動、Y/起動控制線路、延邊三角起動、軟啟動及自耦變壓器降壓起動。 關(guān)鍵詞：三相異步電動機  降壓啟動 啟動方法III目錄摘要-I目錄-II第1章 緒論-2第2章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理-21 定子部分-32 轉(zhuǎn)子部分-33. 氣隙-54、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)-55、三相異步電動機的

2、工作原理-5第3章 異步電動機的優(yōu)缺點-73.1 三相異步電動機的優(yōu)點-73.2 異步電動機存在的缺點-7第4章 三相異步電動機起動方式-81、直接啟動-92、三相異步電動機的Y起動控制-103自耦變壓器降壓啟動-11 4、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串接電阻起動-12第5章 三相異步電動機常見故障問題及處理-16第6章 心得體會-17結(jié)論-17參考文獻-19三相異步電動機降壓啟動課程設計第1章 緒論三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而產(chǎn)生感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種

3、材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設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機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。三相異步電動機又稱為三相感應電動機，感應電動機是基于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中感應電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的一種交流電動機。由于轉(zhuǎn)子繞組電流是感應產(chǎn)生的，因此稱為感應電動機。感應電動機與其它電動機相比，具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠及重量輕成本低等優(yōu)點。此外感應電動

4、機還便于派生各防護型式以使用不同環(huán)境條件的需要，也有較高的效率和較好的工作特性。由于感應電動機具有上述許多優(yōu)點，它是電動機領(lǐng)域中應用最廣泛的一種電動機。例如:中小型軋鋼設備,礦山機械,機床,起重運輸機械,鼓風機,水泵,和農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等都大部分采用三相異步電動機來拖動。第2章 三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理 圖1 封閉式三相異步電動機的結(jié)構(gòu) 1端蓋 2軸承 3機座 4定子繞組 5轉(zhuǎn)子 6軸承 7端蓋 8風扇 9風罩 10接線盒異步電動機的結(jié)構(gòu)也可分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部分。定子就是電機中固定不動的部分，轉(zhuǎn)子是電機的旋轉(zhuǎn)部分。由于異步電動機的定子產(chǎn)生勵磁旋轉(zhuǎn)磁場，同時從電源吸收電能，并產(chǎn)生且通

5、過旋轉(zhuǎn)磁場把電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子上的機械能，所以與直流電機不同，交流電機定子是電樞。另外，定、轉(zhuǎn)子之間還必須有一定間隙(稱為空氣隙)，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動。異步電動機的空氣隙較其他類型的電動機氣隙要小，一般為0.2 mm2mm。 1. 定子部分定子部分由機座、定子鐵心、定子繞組及端蓋、軸承等部件組成。 (1) 機座。機座用來支承定子鐵心和固定端蓋。中、小型電動機機座一般用鑄鐵澆成，大型電動機多采用鋼板焊接而成。 (2) 定子鐵心。定子鐵心是電動機磁路的一部分。為了減小渦流和磁滯損耗，通常用0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓筒，硅鋼片表面的氧化層(大型電動機要求涂絕緣漆)作為片間絕緣，在鐵心的內(nèi)圓上均勻分布

6、有與軸平行的槽，用以嵌放定子繞組。 (3) 定子繞組。定子繞組是電動機的電路部分，也是最重要的部分，一般是由絕緣銅(或鋁)導線繞制的繞組聯(lián)接而成。它的作用就是利用通入的三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。通常，繞組是用高強度絕緣漆包線繞制成各種型式的繞組，按一定的排列方式嵌入定子槽內(nèi)。槽口用槽楔(一般為竹制)塞緊。槽內(nèi)繞組匝間、繞組與鐵心之間都要有良好的絕緣。如果是雙層繞組(就是一個槽內(nèi)分上下兩層嵌放兩條繞組邊)，還要加放層間絕緣。 (4) 軸承。軸承是電動機定、轉(zhuǎn)子銜接的部位，軸承有滾動軸承和滑動軸承兩類，滾動軸承又有滾珠軸承(也稱為球軸承)，目前多數(shù)電動機都采用滾動軸承。這種軸承的外部有貯存潤滑油的油

7、箱，軸承上還裝有油環(huán)，軸轉(zhuǎn)動時帶動油環(huán)轉(zhuǎn)動，把油箱中的潤滑油帶到軸與軸承的接觸面上。為使?jié)櫥湍芊植荚谡麄€接觸面上，軸承上緊貼軸的一面一般開有油槽。 2. 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動機中的旋轉(zhuǎn)部分，如圖1中的部件5一般由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、 風扇等組成。轉(zhuǎn)軸用碳綱制成，兩端軸頸與軸承相配合。出軸端銑有鍵槽，用以固定皮帶輪或聯(lián)軸器。轉(zhuǎn)軸是輸出轉(zhuǎn)矩、帶動負載的部件。轉(zhuǎn)子鐵心也是電動機磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓柱體，并緊固在轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的外表面有均勻分布的線槽，用以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。三相交流異步電動機按照轉(zhuǎn)子繞組形式的不同，一般可分為籠型異步電動機和繞線型異步電動機。 (1) 籠型

8、轉(zhuǎn)子線槽一般都是斜槽(線槽與軸線不平行)，目的是改善起動與調(diào)速性能。其外形如圖1中的第5部分；籠型繞組(也稱為導條)是在轉(zhuǎn)子鐵心的槽里嵌放裸銅條或鋁條，然后用兩個金屬環(huán)(稱為端環(huán))分別在裸金屬導條兩端把它們?nèi)拷油?短接)，即構(gòu)成了轉(zhuǎn)子繞組；小型籠型電動機一般用鑄鋁轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子是用熔化的鋁液澆在轉(zhuǎn)子鐵心上，導條、瑞環(huán)一次澆鑄出來。如果去掉鐵心，整個繞組形似鼠籠，所以得名籠型繞組，如圖2所示。 圖2(a)為籠型直條形式，圖2(b)為籠型斜條形式。(a) 直條形式 (b) 斜條形式圖2 籠型異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組形式(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組類似，由鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心槽中的三相繞組組成。繞組一般

9、采用星形連接，三相繞組繞組的尾端接在一起，首瑞分別接到轉(zhuǎn)軸上的3個銅滑環(huán)上，通過電刷把3根旋轉(zhuǎn)的線變成了固定線，與外部的變阻器連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)子的閉合回路，以便于控制，如圖3所示。有的電動機還裝有提刷短路裝置，當電動機起動后又不需要調(diào)速時，可提起電刷，同時使用3個滑環(huán)短路，以減少電刷摩損。 圖3 繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子 兩種轉(zhuǎn)子相比較，籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，并且運行可靠，因而應用十分廣泛。繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復雜，造價也高，但是它的起動性能較好，并能利用變阻器阻值的變化，使電動機能在一定范圍內(nèi)調(diào)速；在起動頻繁、需要較大起動轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機械(如起重機)中常常被采用。一般電動機轉(zhuǎn)子上還裝有風扇或風翼(

10、如圖1中部件8)，便于電動機運轉(zhuǎn)時通風散熱。鑄鋁轉(zhuǎn)子一般是將風翼和繞組(導條)一起澆鑄出來，如圖3(b)所示。 3. 氣隙所謂氣隙就是定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙。中小型異步電動機的氣隙一般為0.2mm1.5mm。氣隙的大小對電動機性能影響較大，氣隙大。磁阻也大，產(chǎn)生同樣大小的磁通，所需的勵磁電流Im也越大，電動機的功率因數(shù)也就越低。但氣隙過小，將給裝配造成困難，運行時定、轉(zhuǎn)子容易發(fā)生摩擦，使電動機運行不可靠。 4、三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 三相異步電動機在出廠時，機座上都固定著一塊銘牌，銘牌上標注著額定數(shù)據(jù)。主要的額定數(shù)據(jù)為：(1) 額定功率PN(kW)：指電動機額定工作狀態(tài)時，電動機軸上輸出的機械

11、功率。 (2) 額定電壓UN(v)：指電動機額定工作狀態(tài)時，電源加于定子繞組上的線電壓。 (3) 額定電流IN(A)：指電動機額定工作狀態(tài)時，電源供給定子繞組上的線電流。(4) 額定轉(zhuǎn)速門nN(r/min)：指電動機額定工作狀態(tài)時，轉(zhuǎn)軸上的每分轉(zhuǎn)速。 (5) 額定頻率fN(Hz)：指電動機所接交流電源的頻率。 (6) 額定工作制：指電動機在額定狀態(tài)下工作，可以持續(xù)運轉(zhuǎn)的時間和順序，可分為額定連續(xù)工作的定額S1、短時工作的定額S2、斷續(xù)工作的定額S3等3種。 此外，銘牌上還標明繞組的相數(shù)與接法(接成星形或三角形)、絕緣等級及溫升等。對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，還應標明轉(zhuǎn)子的額定電動勢及額定電流。 5、

12、三相異步電動機的工作原理 在圖4中，假設磁場的旋轉(zhuǎn)是逆時針的，這相當于金屬框相對于永久磁鐵，以順時針方向切割磁力線，金屬框中感生電流的方向，如圖中小圓圈里所標的方向。此時的金屬框已成為通電導體，于是它又會受到磁場作用的磁場力，力的方向可由左手定則判斷，即圖中小箭頭所指示的方向。金屬框的兩邊受到兩個反方向的力f，它們相對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 (磁力矩)，使圖4 閉合金屬框中受力 圖4示意圖金屬框發(fā)生轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)方向一致，但永久磁鐵旋轉(zhuǎn)的速度n1要比金屬框旋轉(zhuǎn)的速度n大。 從上述實驗中可以看到，在旋轉(zhuǎn)的磁場里，閉合導體會因發(fā)生電磁感應而成為通電導體，進而又受到電磁轉(zhuǎn)矩作用而順著磁場旋轉(zhuǎn)的方

13、向轉(zhuǎn)動；實際的電動機中不可能用手去搖動永久磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，而是通過其他方式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，如在交流電動機的定子繞組(按一定排列規(guī)律排列的繞組)通入對稱的交流電，便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；這個磁場雖然看不到，但是人們可以感受到它所產(chǎn)生的效果，與有形體旋轉(zhuǎn)磁場的效果一樣。通過這個實驗，可以清楚地看到，交流電動機的工作原理主要是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 為了更好的說明三相異步電動機的工作原理，用圖2進一步進行說明，從中可以很清楚地看到三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的現(xiàn)像。圖中所示的3個繞組在空間上相互間隔機械角度120°(實際的電動機中一般都是相差電角度120°)，3個繞組的尾端 (標有U2、V2、W2)

14、 連接在一起(3個繞組的這種連接稱為星形(Y)接法。常用接法還有三角形()接法，就是將3個繞組首尾相連，在3個接點上分別引出3根引線的接法。)，將對稱的三相交流電iU=Imsinw t、iV=Imsin(w t-120°)、iW=Imsin(w t-240°)從3個繞組的首端(標有U1、V1、W1)通入，放在繞組中心處的小磁針便迅速轉(zhuǎn)動起來，由此可知旋轉(zhuǎn)磁場的存在。圖5三相交流電動機定子 當向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導體將切割定

15、子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由于導子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導體中將產(chǎn)生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同的。第3章

16、異步電動機的優(yōu)缺點1、 三相異步電動機的優(yōu)點  7三相異步電動機降壓啟動課程設計    三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而產(chǎn)生感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設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

17、阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。2、異步電動機存在的缺點2.1籠型感應電動機存在下列三個主要缺點。（1）起動轉(zhuǎn)矩不大，難以滿足帶負載起動的需要。當前社會上解決該問題的多數(shù)辦法是提高電動機的功率容量（即增容）來提高其起動轉(zhuǎn)矩，這就造成嚴重的“大馬拉小車”，既增加購買設備的投資，又在長期的應用中因處于低負荷運行而浪費大量電量，很不經(jīng)濟。第二種辦法是增購液力偶合器，先讓電動機空載起動，在由液力偶合器驅(qū)動負載。這種辦法同樣要增加添購設備的投資，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪費3%的電能，因而整個驅(qū)動裝置的效率很低，同樣浪費電量，更何況添加液力偶合器之后，機組的運行可靠性大大下

18、降，顯著增加維護困難，因此不是一個好辦法。（2）大轉(zhuǎn)矩不大，用于驅(qū)動經(jīng)常出現(xiàn)短時過負荷的負載，如礦山所用破碎機等時，往往停轉(zhuǎn)而燒壞電動機。以致只能在輕載狀況下運行，既降低了產(chǎn)量又浪費電能。（3）起動電流很大，增加了所需供電變壓器的容量，從而增加大量投資。另一辦法是采用降壓起動來降低起動電流，同樣要增加添購降壓裝置的投資，并且使本來就不好的起動特性進一步惡化。2.2 繞線型感應電動機繞線性感應電動機正常運行時，三相繞組通過集電環(huán)短路。起動時，為減小起動電流，轉(zhuǎn)子中可以串入起動電阻，轉(zhuǎn)子串入適當?shù)碾娮?，不僅可以減小起動電流，而且由于轉(zhuǎn)子功率因數(shù)和轉(zhuǎn)子電流有功分量增大，起動轉(zhuǎn)矩也可增大。這種電動機還

19、可通過改變外串電阻調(diào)速。繞線型電動機雖起動特性和運行特性兼優(yōu)，但仍存在下列缺點：（1）由于轉(zhuǎn)子上有集電環(huán)和電刷，不僅增加制造成本，并且降低了起動和運行的可靠性，集電環(huán)和電刷之間的滑動接觸，是這種電動機發(fā)生故障的主要原因。特別是集電環(huán)與電刷之間會產(chǎn)生火花，使傳統(tǒng)繞線型電動機在礦山、井下、石油、華工等防爆要求的場所，對于灰土、粉塵濃度很高的地方，也不敢使用，這就限制了其應用范圍。（2）當前的傳統(tǒng)繞線型電動機為了提高可靠性，多數(shù)不提刷，因此運行時存在下列電能浪費：集電環(huán)和電刷間的摩擦損耗和接觸電阻上的電損耗，電刷至控制柜短路開關(guān)間三根電纜的電損耗，若電動機與控制柜之間距離很長，則該損耗將非常嚴重。并

20、且由于集電環(huán)與電刷產(chǎn)生碳粉、電火花和噪聲，長期污染周圍環(huán)境，損害管理人員和周圍居民健康。（3）傳統(tǒng)繞線型電動機的起動轉(zhuǎn)矩比籠型電動機的有所提高，但仍往往不能滿足滿載起動的需要，以至仍然需要增容而形成“大馬拉小車”。上述傳統(tǒng)感應電動機存在的嚴重缺點的根本原因在于“起動”、“運行”和“可靠性”三者之間存在難以調(diào)和的矛盾，因此勢必顧此失彼，不可兼優(yōu)。第4章 三相異步電動機起動方式三相交流異步電動機直接起動，雖然控制線路結(jié)構(gòu)簡單、使用維護方便，但起動電流很大（約為正常工作電流的47倍），如果電源容量不比電動機容量大許多倍，則起動電流可能會明顯地影響同一電網(wǎng)中其它電氣設備的正常運行。因此，對于鼠籠型異步

21、電動機可采用：定子串電阻（電抗）降壓起動、定子串自耦變壓器降壓起動、星形三角形降壓起動等方式；而對于繞線型異步電動機，還可采用轉(zhuǎn)子串電阻起動或轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動等方式以限制起動電流。1、直接啟動定義：直接啟動就是用閘刀開關(guān)或接觸器把電機的定子繞組直接接在交流電源上，電機在額定電壓下直接啟動。優(yōu)點：在變壓器容量允許的情況下，鼠籠式異步電動機應該盡可能采用全電壓直接起動，控制線路簡單，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。缺點：直接啟動的啟動電流一般可達額定電流的47倍，過大的啟動電流會降低電動機壽命，使變壓器二次電壓大幅度下降，減小電動機本身的啟動轉(zhuǎn)矩，甚至時電動機無法啟動，

22、過大的電流還會引起電源電壓波動，影響同一供電網(wǎng)中其他設備的正常工作。一般異步電機的功率小于7.5千瓦時允許直接啟動，對于更大容量的電機能否使用要視配電變壓器的容量和各地電網(wǎng)部門而定。應用：電動機單向起動控制線路常用于只需要單方向運轉(zhuǎn)的小功率電動機的控制。例如小型通風機、水泵以及皮帶運輸機等機械設備。圖6是電動機單向起動控制線路的電氣原理圖。這是一種最常用、最簡單的控制線路，能實現(xiàn)對電動機的起動、停止的自動控制、遠距離控制、頻繁操作等。 圖6電動機單向起動控制線路的電氣原理圖2、三相異步電動機的Y起動控制對于正常運行時電動機額定電壓等于電源線電壓，定子繞組為三角形連接方式的三相交流異步

23、電動機，可以采用星形三角形降壓起動。它是指起動時，將電動機定子繞組接成星形，待電動機的轉(zhuǎn)速上升到一定值后，再換成三角形連接。這樣，電動機起動時每相繞組的工作電壓為正常時繞組電壓的1/，起動電流為三角形直接起動時的1/3，因而起動電流特性好，線路較簡單，投資少。缺點是起動轉(zhuǎn)矩也下降為三角形接法的1/3，轉(zhuǎn)矩特性差。本線路適用于輕載或空載起動的場合，應當強調(diào)指出，Y連接時要注意其旋轉(zhuǎn)方向的一致性。圖7 三相異步電動機Y降壓啟動控制線路圖控制原理：按下啟動按鈕SB2。（1） 接觸器KM1線圈得電，電動機M接入電源。（2） 接觸器KM3線圈的電，其常開觸點閉合，Y形啟動，輔助觸點斷開，保證了接觸器KM

24、2不得電。（3） 時間繼電器KT線圈得電，經(jīng)過一定時間延時，常閉觸點斷開，切斷KM3線圈電源。（4） KM3主觸點斷開，KM3常閉輔助觸點閉合，KT常開觸點斷開，接觸器KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，使電動機M由Y形啟動切換為運行。按下停止按鈕SB1，切斷控制線路電源，電動機M停止運轉(zhuǎn)。3自耦變壓器降壓啟動對于容量較大且正常運行時定子繞組接成星形的籠型異步電動機，可采用自耦變壓器降壓起動。它是指起動時，將自耦變壓器接入電動機的定子回路，待電動機的轉(zhuǎn)速上升到一定值后，再切除自耦變壓器，使電動機定子繞組獲正常工作電壓。這樣，起動時電動機每相繞組電壓為正常工作電壓的1 / K 倍（K 自耦變壓器的

25、匝數(shù)比。K = N1 / N2 ），起動電流也為全壓起動電流的1 / K2倍。 圖8 電動機自耦降壓起動接線圖    圖8是交流電動機自耦降壓啟動自動切換控制接線圖，自動切換靠時間繼電器完成，用時間繼電器切換能可靠地完成由啟動到運行的轉(zhuǎn)換過程，不會造成啟動時間的長短不一的情況，也不會因啟動時間長造成燒毀自耦變壓器事故    控制過程如下：    a、合上空氣開關(guān)QF接通三相電源。    b、按啟動按鈕SB2交流接觸器KM1線圈通電吸合并自鎖，其主觸頭閉合，將自耦變壓器線圈接成

26、星形，與此同時由于KM1輔助常開觸點閉合，使得接觸器KM2線圈通電吸合，KM2的主觸頭閉合由自耦變壓器的低壓低壓抽頭（例如65）將三相電壓的65接入電動。    c、KM1輔助常開觸點閉合，使時間繼電器KT線圈通電，并按已整定好的時間開始計時，當時間到達后，KT的延時常開觸點閉合，使中間繼電器KA線圈通電吸合并自鎖。    d、由于KA線圈通電，其常閉觸點斷開使KM1線圈斷電，KM1常開觸點全部釋放，主觸頭斷開，使自耦變壓器線圈封星端打開；同時 KM2線圈斷電，其主觸頭斷開，切斷自耦變壓器電源。KA的常閉觸點閉合，通過KM1已經(jīng)復位的

27、常閉觸點，使KM3線圈得電吸合，KM3主觸頭接通電動機在全壓下運行。    e、KM1的常開觸點斷開也使時間繼電器KT線圈斷電，其延時閉合觸點釋放，也保證了在電動機啟動任務完成后，使時間繼電器KT可處于斷電狀態(tài)。    f、欲停車時，可按SB1則控制回路全部斷電，電動機切除電源而停轉(zhuǎn)。g、 電動機的過載保護由熱繼電器FR完成。4、繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串接電阻起動由于大型電動機容量大，起動電流對電網(wǎng)的沖擊較大，又因帶負載，負載要求電動機提供較大的起動電流時，繞線式異步電動機就顯示出明顯優(yōu)勢，只有轉(zhuǎn)子回路串的電阻合適，就既可減少起動電流又

28、可增加起動轉(zhuǎn)矩，因而電動機容量大、重載這兩個要求可同時滿足。由于電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式：Tst=CMmI2cos2cos2= R2+R（R2+R）2+ X22因為串電阻R 使得I2 減小，但cos2值的增大，使得轉(zhuǎn)子有功電流I2 cos2 反而增大了，從而增大堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩值。當然，過分增大所串電阻R，雖然cos2會增大，其極限值為1，因轉(zhuǎn)子電流減小使堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩也跟著減小。如果正確選取電阻器的電阻值，使轉(zhuǎn)子回路的總電阻值R2=X20，此時Sm=1，即最大轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生在電動機啟動瞬間，從而縮短起動時間，達到減小啟動電流增大啟動轉(zhuǎn)矩的目的。隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高，可變電阻逐級減小。啟動完畢后，可變電阻減小到零，轉(zhuǎn)

29、子繞組被直接短接，電動機便在額定狀態(tài)下運行。圖9（a）是繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子串電阻的示意圖，為了簡單，也有采用圖9（b）不對稱電阻19圖10 轉(zhuǎn)子串電阻啟動控制圖線路工作原理如下：合上閘開關(guān)QS，按啟動按鈕SB2，運行如下（1） 接觸器KM線圈得電，其主觸點閉合，將電動機轉(zhuǎn)子串入全部電阻進行啟動，KM輔助觸點閉合自鎖。（2） 時間繼電器KT1得電，時間繼電器KT1的常開觸點經(jīng)一定延時后閉合，使接觸器KM1線圈得電吸合，切除第一級啟動電阻1RQ。同時，時間繼電器KT2得電。（3） 時間繼電器KT2的常開觸點經(jīng)一定延時后閉合，使接觸器KM2得電吸合并自鎖，短接第二級啟動電阻2RQ。同時，時間繼電器

30、KT3得電。（4） 時間繼電器KT3的常開觸點經(jīng)一定延時后閉合，使接觸器KM3得電吸合并自鎖，短接第三極啟動電阻3RQ，啟動過程全部結(jié)束。（5） 接觸器KM3得電，KM3常閉觸點斷開，切斷時間繼電器KT1線圈電源，使KT1、KM1、KT2、KM2、KT3依次釋放。當電動機進入正常運行時，只有KM3和KM保持得電吸合狀態(tài)，其他電器全部復合。按下停止按鈕SB1，KM線圈失電切斷電動機電源，電動機停轉(zhuǎn)。第五章 三相異步電動機常見故障問題及處理一、通電后電動機不能轉(zhuǎn)動，但無異響，也無異味和冒煙1.故障原因電源未通（至少兩相未通）；熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；過流繼電器調(diào)得過?。豢刂圃O備接線錯誤。2.故障

31、排除檢查電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點，修復；檢查熔絲型號、熔斷原因，換新熔絲；調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動機配合；改正接線。 二、通電后電動機不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷1.故障原因缺一相電源，或定干線圈一相反接；定子繞組相間短路；定子繞組接地；定子繞組接線錯誤；熔絲截面過??；電源線短路或接地。2.故障排除檢查刀閘是否有一相未合好，可電源回路有一相斷線；消除反接故障；查出短路點，予以修復；消除接地；查出誤接，予以更正；更換熔絲；消除接地點。 三、通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲 l.故障原因定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反；電源回路接點松動

32、，接觸電阻大；電動機負載過大或轉(zhuǎn)子卡??；電源電壓過低；小型電動機裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬；軸承卡住。2.故障排除查明斷點予以修復；檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復；減載或查出并消除機械故障，檢查是還把規(guī)定的面接法誤接為Y；是否由于電源導線過細使壓降過大，予以糾正，重新裝配使之靈活；更換合格油脂；修復軸承。 四、電動機起動困難，額定負載時，電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多1.故障原因電源電壓過低；面接法電機誤接為Y；籠型轉(zhuǎn)子開焊或斷裂；定轉(zhuǎn)子局部線圈錯接、接反；修復電機繞組時增加匝數(shù)過多；電機過載。2.故障排除測量電源電壓，設法改善

33、；糾正接法；檢查開焊和斷點并修復；查出誤接處，予以改正；恢復正確匝數(shù)；減載。 五、電動機空載電流不平衡，三相相差大1.故障原因重繞時，定子三相繞組匝數(shù)不相等；繞組首尾端接錯；電源電壓不平衡；繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。2.故障排除重新繞制定子繞組；檢查并糾正；測量電源電壓，設法消除不平衡；峭除繞組故障。 六、電動機空載，過負載時，電流表指針不穩(wěn)，擺動 1.故障原因籠型轉(zhuǎn)子導條開焊或斷條；繞線型轉(zhuǎn)子故障（一相斷路）或電刷、集電環(huán)短路裝置接觸不良。 2.故障排除查出斷條予以修復或更換轉(zhuǎn)子；檢查繞轉(zhuǎn)子回路并加以修復。 七、電動機運行時響聲不正常

34、，有異響 1.故障原因轉(zhuǎn)子與定子絕緣紙或槽楔相擦；軸承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物；定轉(zhuǎn)子鐵芯松動；軸承缺油；風道填塞或風扇擦風罩，定轉(zhuǎn)子鐵芯相擦；電源電壓過高或不平衡；定子繞組錯接或短路。 2.故障排除修剪絕緣，削低槽楔；更換軸承或清洗軸承；檢修定、轉(zhuǎn)子鐵芯；加油；清理風道；重新安裝置；消除擦痕，必要時車內(nèi)小轉(zhuǎn)子；檢查并調(diào)整電源電壓；消除定子繞組故障。第6章 心得體會經(jīng)過一個星期的努力，我終于將電托課程設計做完了。這次設計過程曲折可謂一語難盡，一次又一次的設計方案修改，暴漏出了我前期在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。在這次設計中遇到了很多實際性的問題，在實際設計中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論

35、性的東西與在實際運用中的還有一定的出入，所以有些問題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯誤思維。一切問題必須要靠自己一點一滴的解決，而在解決的過程中你會發(fā)現(xiàn)自己在飛速提升。同時，我也深感自己對電腦知識的欠缺，在大量的打字排版過程中真的很頭痛。這次的課程設計使我受益匪淺，通過這次設計，我懂得了學習的重要性，了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義，學會了堅持，耐心和努力，這將為自己今后的學習和工作做出最好的榜樣 結(jié)論異步電動機的起動問題是它在運行中的一個特殊問題。常用的方法有自耦變壓器降壓起動、Y-起動、轉(zhuǎn)子串電阻降壓起動等。在電網(wǎng)和負載兩方面都允許全壓直接起動的情況下，鼠籠式異步電動機仍以直接起動為宜，因為操縱