电机及拖动课程设计报告

评分日期 电机及拖动课程设计报告 课 程 名 称 电机及拖动 课 程 设 计 异步电动机综合设计（课题八） 指 导 老 师 黄祯祥 姓 名 谢春雷 学 号 20159200222 班级名称 电子信息科学与技术2班 学院名称 信息工程学院 交阅时间 2016年12月31日 目 录1、 课程设计背景12、 课程设计题目与要求23、 课程设计过程与结果3（一）、参数计算31、电机参数计算32、Y-换接起动时电机的参数计算4（二）、启动方式的选用与原理51、启动方式的选用与其相关参数计算52、启动方式的机械特性图6（三）、设计启动控制的控制电路71、启动控制方式的选用与设计72、控制电路的仿真分析8四、课程设计总结91、各类启动方式的优缺点分析 92、心得与体会 101、 课程设计背景笼形异步电动机是一种交流电机，也称作感应电机，主要作电动机使用。笼形异步电动机广泛的用于农业生产，家用电器以及航天、计算机等高科技领域。异步电动机还可以作为发电机使用，例如用于小水电站，风力发电等。笼形异步电机的基本结构包括定子、转子和气隙。定子由铁芯、定子绕组和机座三部分构成。转子由转子绕组、转子铁芯和转轴构成。转子通常分为笼型和绕线式。气隙存在于异步电机的定子和转子之间，通常很小。气隙的大小对于异步电机的性能影响很大。笼形异步电动机之所以得到广泛的应用，主要是因为它有结构简单运行可靠，制造容易，价格低廉，坚固耐用等优良特性，同时还有较高的效率和良好的工作特性。然而笼形异步电动机也存在着一些不足：启动电流较大，会使电源电压在电机启动时下降，使线路和电机内部产生损耗而引起发热；启动转矩较小；在大范围内实现平滑调速较为困难；必须从电网吸收滞后的无功功率等。其中笼形异步电机的启动一直是电机学的重要研究方向，过分析笼形异步机的运行原理，能够总结出两种启动方式：直接启动、降压启动。其中降压启动又可分为：定子串三相对称电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角型降压启动。 本课程设计通过分析和计算笼形异步电动机在Y-D型启动方式、直接启动下的相关参数的数值、获取相应的机械特性以及进行计算机模拟仿真，比较了不同启动方式的优缺点和适用场合，对今后的学习和研究能起到一定的启发作用。2、 课程设计题目与要求 一台三相笼型转子异步电动机的额定参数为：380V、50Hz、1455 r/min，定子联结，每相参数：，试求：1.在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数；2.应用Y-换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。3. 试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图；4.设计一个起动控制的控制线路，叙述其工作原理。三、课程设计过程与结果（一）、参数计算1、参数计算：在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数2、 Y-换接起动时电机的参数计算：应用Y-换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。（2） 、启动方式的选用与原理1、 启动方式的选用与其相关参数计算:试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图直接启动参数:定子漏电感 L1=xs/2f1=0.00064(H)转子漏电感 L2=x10/2f1=0.00064(H)励磁电感 Lm=xf/2f1=0.159(H)同步转速 n1=1500(r/min)额定转差率 sn =(n1 -nn)/n1=0.03额定转矩 Tn=(3npun2Rr./sn)/(2f1(Rs+Rr/sn）2+（xs+x10）2 )=1061.9（N.m）最大转矩 Tm=3npun2/4f1(xs+x10)=3447.3(N.m) 2、 启动方式的机械特性图：试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图机械特性曲线：降低定子电压的机械特性曲线定子回路串电阻的机械特性曲线（3） 、设计启动控制的控制电路1、 启动控制方式的选用与设计 Y降压起动也称为星形三角形降压起动，简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路,本题为正常运行时定子三角形连接的笼形异步电机故而满足。定子绕组接成Y降压起动的自动控制线路如图所示。2、 控制电路的仿真分析启动按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。停车按SB1 辅助电路断电，各接触器释放，电动机断电停车 线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路；此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。三相鼠笼式异步电动机采用Y降压起动的优点在于：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意，Y联接时要注意其旋转方向的一致性。4、 课程设计总结1、 各类启动方式的优缺点分析2、 心得与体会 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电机及拖动方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的