电机拖动课程设计三相异步电动机启动范本.doc
《电机拖动课程设计三相异步电动机启动范本.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电机拖动课程设计三相异步电动机启动范本.doc(34页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、电机拖动课程设计三相异步电动机启动302020年4月19日文档仅供参考 摘要电机的起动电流近似的与定子的电压成正比,因此要采用降低定子电压的办法来限制起动电流,即为降压起动。对于因直接起动冲击电流过大而无法承受的场合,一般采用降压起动,此时,起动转矩下降,起动电流也下降,因此只适合必须减小起动电流,又对起动转矩要求不高的场合。常见降压起动方法:定子串电阻降压起动、Y/起动控制线路、延边三角起动、软启动及自耦变压器降压起动。 关键词:三相异步电动机 降压启动 启动方法目录摘要-I目录-II第1章 绪论-2第2章 三相异步电动机的基本结构及工作原理-21 定子部分-32 转子部分-33. 气隙-5
2、4、三相异步电动机的铭牌数据-55、三相异步电动机的工作原理-5第3章 异步电动机的优缺点-73.1 三相异步电动机的优点-73.2 异步电动机存在的缺点-7第4章 三相异步电动机起动方式-81、直接启动-92、三相异步电动机的Y起动控制-103自耦变压器降压启动-11 4、绕线式异步电动机转子串接电阻起动-12第5章 三相异步电动机常见故障问题及处理-16第6章 心得体会-17结论-17参考文献-19第1章 绪论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感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运
3、行性能好,并可节省各种材料。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。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并经过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻能够改进电动机的起动性能和调节电动机的转速。三相异步电动机又称为三相感应电动机,感应电动机是基于气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩,从而实现能量转换的一种交流电动机。由于转子绕组电流是感应产生的,因此称为感应电动机。感应电动机与其它电动机相比,具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠及重量轻成本
4、低等优点。另外感应电动机还便于派生各防护型式以使用不同环境条件的需要,也有较高的效率和较好的工作特性。由于感应电动机具有上述许多优点,它是电动机领域中应用最广泛的一种电动机。例如:中小型轧钢设备,矿山机械,机床,起重运输机械,鼓风机,水泵,和农副产品加工机械等都大部分采用三相异步电动机来拖动。第2章 三相异步电动机的基本结构及工作原理 图1 封闭式三相异步电动机的结构 1端盖 2轴承 3机座 4定子绕组 5转子 6轴承 7端盖 8风扇 9风罩 10接线盒异步电动机的结构也可分为定子、转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分,转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场,同时从电
5、源吸收电能,并产生且经过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能,因此与直流电机不同,交流电机定子是电枢。另外,定、转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙),以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其它类型的电动机气隙要小,一般为0.2 mm2mm。 1. 定子部分定子部分由机座、定子铁心、定子绕组及端盖、轴承等部件组成。 (1) 机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中、小型电动机机座一般用铸铁浇成,大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2) 定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗,一般见0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒,硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘,
6、在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽,用以嵌放定子绕组。 (3) 定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分,也是最重要的部分,一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。一般,绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组,按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间、绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边),还要加放层间绝缘。 (4) 轴承。轴承是电动机定、转子衔接的部位,轴承有滚动轴承和滑动轴承两类,滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承),当前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承
7、的外部有贮存润滑油的油箱,轴承上还装有油环,轴转动时带动油环转动,把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上,轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2. 转子部分转子是电动机中的旋转部分,如图1中的部件5一般由转轴、转子铁心、转子绕组、 风扇等组成。转轴用碳纲制成,两端轴颈与轴承相配合。出轴端铣有键槽,用以固定皮带轮或联轴器。转轴是输出转矩、带动负载的部件。转子铁心也是电动机磁路的一部分。由0.5mm厚的硅钢片叠压成圆柱体,并紧固在转子轴上。转子铁心的外表面有均匀分布的线槽,用以嵌放转子绕组。三相交流异步电动机按照转子绕组形式的不同,一般可分为笼型异步电动机和绕线型异步
8、电动机。 (1) 笼型转子线槽一般都是斜槽(线槽与轴线不平行),目的是改进起动与调速性能。其外形如图1中的第5部分;笼型绕组(也称为导条)是在转子铁心的槽里嵌放裸铜条或铝条,然后用两个金属环(称为端环)分别在裸金属导条两端把它们全部接通(短接),即构成了转子绕组;小型笼型电动机一般用铸铝转子,这种转子是用熔化的铝液浇在转子铁心上,导条、瑞环一次浇铸出来。如果去掉铁心,整个绕组形似鼠笼,因此得名笼型绕组,如图2所示。 图2(a)为笼型直条形式,图2(b)为笼型斜条形式。(a) 直条形式 (b) 斜条形式图2 笼型异步电动机的转子绕组形式(2) 绕线型转子绕组与定子绕组类似,由镶嵌在转子铁心槽中的
9、三相绕组组成。绕组一般采用星形连接,三相绕组绕组的尾端接在一起,首瑞分别接到转轴上的3个铜滑环上,经过电刷把3根旋转的线变成了固定线,与外部的变阻器连接,构成转子的闭合回路,以便于控制,如图3所示。有的电动机还装有提刷短路装置,当电动机起动后又不需要调速时,可提起电刷,同时使用3个滑环短路,以减少电刷摩损。 图3 绕线式异步电动机的转子 两种转子相比较,笼型转子结构简单,造价低廉,而且运行可靠,因而应用十分广泛。绕线型转子结构较复杂,造价也高,可是它的起动性能较好,并能利用变阻器阻值的变化,使电动机能在一定范围内调速;在起动频繁、需要较大起动转矩的生产机械(如起重机)中常常被采用。一般电动机转
10、子上还装有风扇或风翼(如图1中部件8),便于电动机运转时通风散热。铸铝转子一般是将风翼和绕组(导条)一起浇铸出来,如图3(b)所示。 3. 气隙所谓气隙就是定子与转子之间的空隙。中小型异步电动机的气隙一般为0.2mm1.5mm。气隙的大小对电动机性能影响较大,气隙大。磁阻也大,产生同样大小的磁通,所需的励磁电流Im也越大,电动机的功率因数也就越低。但气隙过小,将给装配造成困难,运行时定、转子容易发生摩擦,使电动机运行不可靠。 4、三相异步电动机的铭牌数据 三相异步电动机在出厂时,机座上都固定着一块铭牌,铭牌上标注着额定数据。主要的额定数据为:(1) 额定功率PN(kW):指电动机额定工作状态时
11、,电动机轴上输出的机械功率。 (2) 额定电压UN(v):指电动机额定工作状态时,电源加于定子绕组上的线电压。 (3) 额定电流IN(A):指电动机额定工作状态时,电源供给定子绕组上的线电流。(4) 额定转速门nN(r/min):指电动机额定工作状态时,转轴上的每分转速。 (5) 额定频率fN(Hz):指电动机所接交流电源的频率。 (6) 额定工作制:指电动机在额定状态下工作,能够持续运转的时间和顺序,可分为额定连续工作的定额S1、短时工作的定额S2、断续工作的定额S3等3种。 另外,铭牌上还标明绕组的相数与接法(接成星形或三角形)、绝缘等级及温升等。对绕线转子异步电动机,还应标明转子的额定电
12、动势及额定电流。 5、三相异步电动机的工作原理 在图4中,假设磁场的旋转是逆时针的,这相当于金属框相对于永久磁铁,以顺时针方向切割磁力线,金属框中感生电流的方向,如图中小圆圈里所标的方向。此时的金属框已成为通电导体,于是它又会受到磁场作用的磁场力,力的方向可由左手定则判断,即图中小箭头所指示的方向。金属框的两边受到两个反方向的力f,它们相对转轴产生电磁转矩 (磁力矩),使图4 闭合金属框中受力 图4示意图金属框发生转动,转动方向与磁场旋转方向一致,但永久磁铁旋转的速度n1要比金属框旋转的速度n大。 从上述实验中能够看到,在旋转的磁场里,闭合导体会因发生电磁感应而成为通电导体,进而又受到电磁转矩
13、作用而顺着磁场旋转的方向转动;实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁场,而是经过其它方式产生旋转磁场,如在交流电动机的定子绕组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电,便产生旋转磁场;这个磁场虽然看不到,可是人们能够感受到它所产生的效果,与有形体旋转磁场的效果一样。经过这个实验,能够清楚地看到,交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。 为了更好的说明三相异步电动机的工作原理,用图2进一步进行说明,从中能够很清楚地看到三相交流电产生旋转磁场的现像。图中所示的3个绕组在空间上相互间隔机械角度120(实际的电动机中一般都是相差电角度120),3个绕组的尾端 (标有U2、V2、W2)
14、连接在一起(3个绕组的这种连接称为星形(Y)接法。常见接法还有三角形()接法,就是将3个绕组首尾相连,在3个接点上分别引出3根引线的接法。),将对称的三相交流电iU=Imsinw t、iV=Imsin(w t-120)、iW=Imsin(w t-240)从3个绕组的首端(标有U1、V1、W1)通入,放在绕组中心处的小磁针便迅速转动起来,由此可知旋转磁场的存在。图5三相交流电动机定子 当向三相定子绕组中经过入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势
15、(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,而且电机旋转方向与旋转磁场方向相同的。第3章 异步电动机的优缺点1、 三
16、相异步电动机的优点 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感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。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。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并经过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻能够改进电动机的起动性能和调节电动机的转速。2、异步电动机存在的缺点2.1笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。(1)
17、起动转矩不大,难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量(即增容)来提高其起动转矩,这就造成严重的“大马拉小车”,既增加购买设备的投资,又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量,很不经济。第二种办法是增购液力偶合器,先让电动机空载起动,在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资,并因液力偶合器的效率低于97%,因此至少浪费3%的电能,因而整个驱动装置的效率很低,同样浪费电量,更何况添加液力偶合器之后,机组的运行可靠性大大下降,显著增加维护困难,因此不是一个好办法。(2)大转矩不大,用于驱动经常出现短时过负荷的负载,如矿山所用破碎机等时,往
18、往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行,既降低了产量又浪费电能。(3)起动电流很大,增加了所需供电变压器的容量,从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流,同样要增加添购降压装置的投资,而且使原来就不好的起动特性进一步恶化。2.2 绕线型感应电动机绕线性感应电动机正常运行时,三相绕组经过集电环短路。起动时,为减小起动电流,转子中能够串入起动电阻,转子串入适当的电阻,不但能够减小起动电流,而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大,起动转矩也可增大。这种电动机还可经过改变外串电阻调速。绕线型电动机虽起动特性和运行特性兼优,但仍存在下列缺点:(1)由于转子上有集电环和电刷,不但增
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电机 拖动 课程设计 三相 异步电动机 启动 范本
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【精****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【精****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。