繞線異步電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)設(shè)計(jì).docx

1、繞線異步電動(dòng)機(jī)串電阻啟動(dòng)設(shè)計(jì)R22=B2R20次R”假設(shè)是ni級(jí)起動(dòng)，則R2ffl=PmR2o二B%式中RtRz+Rm+R."+股伽因此由前面的分析還可以得到s方/sm廣sb/sMaS/S力普假設(shè)是m級(jí)起動(dòng)，則s,=R2/R2m此外，在固有特性c上工作時(shí)IWSnS=S工%Tn將這些關(guān)系帶入B公式，可得B=兩邊取對(duì)數(shù)，便得到了起動(dòng)級(jí)數(shù)m的計(jì)算公式切Wl就假設(shè)m不是整數(shù)可取相近整數(shù)重新計(jì)算B,校驗(yàn)T2,是否在規(guī)定范圍內(nèi)。假設(shè)m是取相似整數(shù)，則需要重新計(jì)算8,并求出T“，校驗(yàn)T技是否在式所規(guī)定的范圍之內(nèi)。假設(shè)不在規(guī)定范圍內(nèi)，需加大啟動(dòng)級(jí)數(shù)m,重新計(jì)算（3和T“，直到T“滿足要求為止。求出轉(zhuǎn)

2、子每相繞組的電阻R2轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻可以通過實(shí)測(cè)或者通過名牌上提供的轉(zhuǎn)子繞組額定線電壓U/和轉(zhuǎn)子繞組的額定線電流I2'進(jìn)行計(jì)算。由于轉(zhuǎn)子繞組為星形連接，相電流等于線電流，因此，在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)由于S,v很小，可以忽略不計(jì)，則t_SnU2N因此求得&的計(jì)算公式為sNU2NR廣號(hào)計(jì)算各級(jí)總電阻由前面的分析知道R20二R?R/叫r22=pr1=p2r2Rm二咨2求出各級(jí)起動(dòng)的電阻R.vfl=R21-R2R"2=R22一R21具體設(shè)計(jì)如下： 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩L切換轉(zhuǎn)矩T2T廠60=60x30x103=502加n2兀x740Tn=2.3*150=345T.0.9)T,m=(0.

3、8-0.9)*345=(276-310T2=(l.1-1.2)T1=(1.1-1.2)*100取T,=280,T2 求出起切轉(zhuǎn)矩比B3=T,/T2B=求出起動(dòng)級(jí)數(shù)m(n0-nN)/n0也互曠二ZL150'().()13x*6lg2.3取m=4. 重新計(jì)算B,檢驗(yàn)丁2是否在規(guī)定范圍內(nèi)=2.5=2.5T2=T,/BL基本在規(guī)定范圍之內(nèi).由于L匕，所以所選m和8合適. 求出轉(zhuǎn)子每相繞組電阻R?=0.0453。n_0.013x380a/372a'V3x63 計(jì)算各級(jí)總電阻R2l=0R245r22=sr21R23二BR22二QR24=PR23求出各級(jí)起動(dòng)電阻Rm=R2«-R2Q

4、R$'2=R22*21=(113)QRsR23-R22=)=0.424QRs/4次24-日23Q5結(jié)論繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻，一方面可以減小起動(dòng)電流，另一方面可以增加最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，當(dāng)串入某一合適電阻時(shí)，還能使電動(dòng)機(jī)以它的最大轉(zhuǎn)矩T起動(dòng)。當(dāng)然,所串聯(lián)的電阻超過一定數(shù)值后，最初起動(dòng)轉(zhuǎn)矩反而會(huì)減小。由于繞線異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串聯(lián)合適的電阻，不但可以減少起動(dòng)電流，而且可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而，要求起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩大或起動(dòng)頻繁的生產(chǎn)機(jī)械常用繞線型異專電動(dòng)機(jī)。通常，為了使整個(gè)起動(dòng)盡量保持較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在轉(zhuǎn)子回路接入可以逐級(jí)切除的三相啟動(dòng)變阻器，啟動(dòng)變阻器切換使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在所設(shè)定的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最

5、大和最小值之間。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般取0.85T左右?？傊?，轉(zhuǎn)子回路串三相對(duì)稱可變電阻起動(dòng)，這種方法既可限制起動(dòng)電流，乂可增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，申接電阻值取得適當(dāng)，還可使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩接近最大轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，適當(dāng)增大串接電阻的功率，使起動(dòng)電阻兼作調(diào)速電阻，一物兩用，適用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，并有調(diào)速要求的負(fù)載。缺點(diǎn)：多級(jí)調(diào)速控制電路較復(fù)雜，電阻耗能大。6心得及體會(huì)通過這段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，我明白真正的設(shè)計(jì)不能有一點(diǎn)馬虎，每一步都要細(xì)心認(rèn)真無(wú)論是知識(shí)的運(yùn)用還是論文的格式都要按要求認(rèn)真對(duì)待。設(shè)計(jì)過程中，我查閱了大量的有關(guān)資料，并與同學(xué)交流，學(xué)到了不少知識(shí)，在設(shè)計(jì)中培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心。我的獨(dú)立思考能力

6、得到了相應(yīng)的提高，在設(shè)計(jì)過程中，我不僅學(xué)到了知識(shí)，也體會(huì)到知識(shí)的力量，發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的欠缺，以后要積極的改正，為自己以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐打基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)了平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)面太過狹窄，以后要多看一些相關(guān)書籍來(lái)充實(shí)自己，讓自己在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中能比他人更有競(jìng)爭(zhēng)力。參考文獻(xiàn)唐介，控制微電機(jī)，北京：高等教育出版社，1987年王東主編，電機(jī)學(xué)，杭州：浙江大學(xué)出版社，1990年李發(fā)海等編，電機(jī)學(xué)，北京：科學(xué)出版社，1991年謝桂林，劉允編，電力拖動(dòng)與控制，徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1997年楊長(zhǎng)能主編，電機(jī)學(xué)，重慶：重慶大學(xué)出版社，1994年鄭朝科等編，電力拖動(dòng)基礎(chǔ)，北京：北京理工大學(xué)出版社，2000年李海發(fā)主編，

7、電機(jī)學(xué)，北京：科學(xué)出版社，2001年秦曾發(fā)，電工實(shí)用手冊(cè)，北京：中國(guó)電力出版社，1990年日期:摘要由于三相異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流很大容易造成電機(jī)和設(shè)備的損壞，因此我小組對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)做了研究，目的是保證電動(dòng)機(jī)安全啟動(dòng)。本文針對(duì)繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻做了闡述，根據(jù)啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求設(shè)計(jì)合適的電阻與啟動(dòng)級(jí)數(shù)來(lái)保證電動(dòng)機(jī)安全平穩(wěn)的啟動(dòng)。關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；串電阻；啟動(dòng)目錄1電動(dòng)機(jī)概述333332電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)指標(biāo)443啟動(dòng)過程串聯(lián)起動(dòng)電阻Rs和R妲起動(dòng)5切除起動(dòng)電阻R5切除起動(dòng)電阻Rm54起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻所計(jì)算選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T'和切換轉(zhuǎn)矩28求出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

8、比B8求出起動(dòng)級(jí)數(shù)m8重新計(jì)算B,校驗(yàn)TJ是否在規(guī)定范圍內(nèi)。8求出轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻R28計(jì)算各級(jí)總電阻9求出各級(jí)起動(dòng)的電阻95結(jié)論126心得體會(huì)137參考文獻(xiàn)141.1旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定子三相對(duì)稱繞組中通以頻率為fl的三相對(duì)稱電流便會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速由下式確定P式中：P為電機(jī)的極對(duì)數(shù)。n°又稱為同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向由三相電流通入三相繞組的相序決定。改變電流相序，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向隨之改變。異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)Y形的電阻，或直接通過短路端環(huán)短三相異步電動(dòng)機(jī)主要由靜止的和轉(zhuǎn)動(dòng)的兩部分構(gòu)成，其靜止部分稱為定子。定子是用硅鋼片疊成的圓筒形鐵心，其內(nèi)圓周有槽用來(lái)安放三相對(duì)稱繞組：三相對(duì)稱繞組每相

9、在空間互差120°,可聯(lián)接成Y形或形。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的部分稱為轉(zhuǎn)子，是用硅鋼片疊成的圓柱形鐵心，與定子鐵心共同形成磁路。轉(zhuǎn)子外圓周有槽用以安放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和線繞式兩種。鼠籠式：將銅條撲入槽內(nèi)，兩端用銅環(huán)短接，或直接用熔鋁澆鑄成短路繞組。線繞式：安放三相對(duì)稱繞組，其一端接在一起形成Y形，另一端引出連接三個(gè)己被接成路。異步電動(dòng)機(jī)工作原理轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，并在短路的轉(zhuǎn)子繞組中形成轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使轉(zhuǎn)子隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)機(jī)械負(fù)載。轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間轉(zhuǎn)速差的存在是異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的必要條件，轉(zhuǎn)速差以轉(zhuǎn)差率s

10、衡量s=yio。定子定子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放定子三相繞組：硅鋼片沖制涂漆疊壓而成；內(nèi)圓均勻開槽；槽形有半閉口；半開口和開口槽三種：適用于不同的電機(jī)定子繞組：電路；絕緣導(dǎo)線繞制線圈；由假設(shè)干線圈按一定規(guī)律連接成三相對(duì)稱繞組交流電機(jī)的定子繞組稱為電樞繞組機(jī)座：支撐和固定作用；鑄鐵或鋼板焊接轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放轉(zhuǎn)子繞組；硅鋼片；外圓開槽轉(zhuǎn)子繞組：分為籠型和繞線型兩種籠型繞組：電路；鑄鋁或銅條優(yōu)缺點(diǎn)繞線型繞組：對(duì)稱三相繞組：星接；集電環(huán)優(yōu)缺點(diǎn)氣隙：氣隙大小的影響：中小型電機(jī)的氣隙為2頗起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開始轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，直至最后到達(dá)穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)時(shí)，都有以下兩個(gè)基本的要求。起動(dòng)

11、轉(zhuǎn)矩要足夠大堵轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)剛接通電源，轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的工作狀態(tài)，工作點(diǎn)在特性曲線上的S點(diǎn)。這時(shí)的轉(zhuǎn)差s=l,轉(zhuǎn)速n=0,對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩L,稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。堵轉(zhuǎn)狀態(tài)說(shuō)明了電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能力。因?yàn)橹挥性赥“>T,<一般要求TiZ>(1.11.2)Tl,電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)起來(lái)。T”大，電動(dòng)機(jī)才能重載起動(dòng)；T/J、，電動(dòng)機(jī)只能輕載，甚至空載起動(dòng)。所以只有時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能改變?cè)瓉?lái)的靜止?fàn)顟B(tài)，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。一般要求TQ(1.11.2)TLo七越大于起動(dòng)過程所需要的時(shí)間就越短。起動(dòng)電流不要超過允許范圍對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于起動(dòng)瞬間s=l,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)于轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度很大，轉(zhuǎn)子電路的

12、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流都很大，所以起動(dòng)電流遠(yuǎn)大于額定電流。在電源容量與電動(dòng)機(jī)的額定功率相比不是足夠大時(shí)，會(huì)引起輸電線路上電壓的增加，造成供電電壓的明顯下降，不僅影響了同一供電系統(tǒng)中其他負(fù)載的工作，而且會(huì)延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)本身的起動(dòng)時(shí)間。此外在起動(dòng)過于頻繁時(shí)，還會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過熱。在這兩種情況下，就必須設(shè)法減小起動(dòng)電流。繞線型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串聯(lián)合適的電阻不但可以減小起動(dòng)電流，而且還可以增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因而，要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大或起動(dòng)頻繁的生產(chǎn)機(jī)械常采用繞線型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。容量較小的三相繞線型異步電動(dòng)機(jī)可采用轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)起動(dòng)變阻器的方法起動(dòng)。起動(dòng)變阻器通過手柄接成星形。起動(dòng)先把起動(dòng)變阻器調(diào)到最大值，再合上電源開關(guān)S,

13、電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸減小起動(dòng)變阻器的電阻，直到全部切除，使轉(zhuǎn)子繞組短接。容量較大的繞線型異步電動(dòng)機(jī)一般采用分級(jí)起動(dòng)的方法以保證起動(dòng)過程中都有較大的起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩和較小的起動(dòng)電流。現(xiàn)以兩級(jí)起動(dòng)為例介紹其起動(dòng)步驟和起動(dòng)過。原理電路和機(jī)械特性如圖1所示。圖中機(jī)械特性只畫出了每條特性的n/I段，并近似用直線代替。起動(dòng)步驟如下：Rst2和Rst2起動(dòng)起動(dòng)前開關(guān)£和S：斷開，使得轉(zhuǎn)子每相串入電阻R”和R',加上轉(zhuǎn)子每相繞組自身的電阻12,轉(zhuǎn)子電路每相總電阻為R22=R?+R"+R'然后合上電源開關(guān)S,這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為圖中的特性，由于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T”遠(yuǎn)大于負(fù)

14、載轉(zhuǎn)矩L，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械開始起動(dòng)，工作點(diǎn)沿特性a由b點(diǎn)向c點(diǎn)移動(dòng)。(a)電路圖(b)機(jī)械特性圖電動(dòng)機(jī)的電路圖和機(jī)械特性圖切除起動(dòng)電阻R當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，即電磁轉(zhuǎn)矩T等于切換轉(zhuǎn)矩T.2時(shí)，合上開關(guān)S切除起動(dòng)電阻1駕2轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻變?yōu)椋篟zlL+Kh這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)樘匦詃。由于切除1駕2的瞬間，轉(zhuǎn)速來(lái)不及改變，故作點(diǎn)由特性a上的c,&平移到特性d±e點(diǎn)，使這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩仍等于T"電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿特性由e點(diǎn)向f點(diǎn)移動(dòng)切除起動(dòng)電阻Rm當(dāng)工作點(diǎn)到達(dá)f點(diǎn)，即電磁轉(zhuǎn)矩T等于切換轉(zhuǎn)矩T”時(shí)，合上開關(guān)饑切除起動(dòng)電阻Re。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路短接，轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻變?yōu)椋篟20=R2機(jī)械特性變?yōu)楣逃刑匦詆,工作點(diǎn)由f點(diǎn)評(píng)至h點(diǎn)，使得這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩T仍正好等于Tsi，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)加速，工作點(diǎn)沿特性g由h向i移動(dòng)，經(jīng)過i點(diǎn)，最后穩(wěn)定運(yùn)行在P點(diǎn).整個(gè)起動(dòng)過程結(jié)束。4.起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻所計(jì)算和切換轉(zhuǎn)矩2一般選擇T"9)%Tj21.2)Ta求出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比6片T”/%求出起動(dòng)級(jí)數(shù)m利用圖所示起動(dòng)過程中的機(jī)械特性，根據(jù)集合關(guān)系推導(dǎo)起動(dòng)級(jí)數(shù)H1所計(jì)算公式如下：由特性2與水平虛線構(gòu)成的直三角形求得。烏/4二S/S.戚T$2/Tm=(ni-nh)/(nr)-nMg)=S/S