三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速設(shè)計(jì)_電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)終稿.docx

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)院電氣工程系課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分學(xué)期專(zhuān)業(yè)課程名稱(chēng)設(shè)計(jì)題目成績(jī)?cè)u(píng)分工程1.設(shè)計(jì)態(tài)度設(shè) 2.設(shè)計(jì)紀(jì)律計(jì)表 3.獨(dú)立工作能力現(xiàn)4.上交設(shè)計(jì)時(shí)間5.設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6. 設(shè)計(jì)書(shū)寫(xiě)、字體、排版課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓名電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化班級(jí)電力 11-02 班電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)良中及格不及格非常認(rèn)真認(rèn)真較認(rèn)真一般不認(rèn)真嚴(yán)格遵守遵守基本遵守少量違反嚴(yán)重違反強(qiáng)較強(qiáng)能獨(dú)立設(shè)計(jì) 基本獨(dú)立設(shè) 不能獨(dú)立設(shè)完成計(jì)完成計(jì)完成提早或按時(shí)按時(shí)遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計(jì)思路較設(shè)計(jì)思路基設(shè)計(jì)思路不設(shè)

2、計(jì)思路清 設(shè)計(jì)思路清本清晰，結(jié)清晰，結(jié)構(gòu)清晰，結(jié)構(gòu)晰，結(jié)構(gòu)方 晰，結(jié)構(gòu)方構(gòu)方案基本方案基本合方案不合案良好，設(shè) 案合理，設(shè)合理，設(shè)計(jì)理，設(shè)計(jì)參理，關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)選擇 計(jì)參數(shù)選擇參數(shù)選擇基數(shù)選擇基本計(jì)參數(shù)選擇正確，條理 正確，條理本正確，調(diào)正確，調(diào)理有錯(cuò)誤，調(diào)清楚，內(nèi)容 清楚，內(nèi)容理清楚，內(nèi)清楚，內(nèi)容理清楚，內(nèi)完整，結(jié)果 較完整，極容基本完基本完整，容不完整，正確少量錯(cuò)誤整，有些錯(cuò)有少量錯(cuò)誤有明顯錯(cuò)誤誤規(guī)范、整 較規(guī)范、整 基本規(guī)范、 基本規(guī)范、 不規(guī)范、不潔、有條潔、有條整潔、有條整潔、有條整潔、無(wú)條理，排版很理，個(gè)別排理，個(gè)別排理，排版有理，排版有好版有問(wèn)題版有問(wèn)題問(wèn)題較多問(wèn)題很大7.封面、目

3、錄、參完整較完整基本完整缺項(xiàng)較多不完整考文獻(xiàn)圖8.繪圖效果很出色較出色一般較差很差紙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) 個(gè)別不符合 完全不符合準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定說(shuō)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(guò)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)定為優(yōu)，否則評(píng)定為良好，以此類(lèi)推 .最終成績(jī)：評(píng)定教師簽字：目錄第一章 緒論11.2 課程目地11.3 課程意義11.4 課程內(nèi)容2第二章 相關(guān)技

4、術(shù)與理論22.1 電動(dòng)機(jī)地基本結(jié)構(gòu)22.2 電動(dòng)機(jī)地分類(lèi)32.3 三相異步電動(dòng)機(jī)地工作原理4第三章 三相異步電動(dòng)機(jī)地調(diào)速方法43.1 三相異步電動(dòng)機(jī)地調(diào)速43.2 繞線型異步電動(dòng)機(jī)地轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與定子降壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)10第四章 異步電動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中地注意事項(xiàng)124.1 電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中地注意事項(xiàng)124.2 啟動(dòng)前地檢查工作13第五章 設(shè)計(jì)心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15第一章 緒論1.1 摘要電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能地設(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，需要采用各種各樣地控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)地元件，人造衛(wèi)星地自動(dòng)控

5、制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少地.此外在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化地家電工業(yè)中) 電動(dòng)機(jī)也愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用起來(lái)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)地不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種.籠式轉(zhuǎn)子地異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛地應(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)地轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)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)地起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)地隨著工業(yè)地不斷發(fā)展，三相異步電動(dòng)機(jī)地需求會(huì)越來(lái)越大，三相異步電動(dòng)機(jī)地應(yīng)用越來(lái)越廣泛，三相異步電動(dòng)機(jī)地操作系統(tǒng)是一個(gè)非常龐大而復(fù)雜地

6、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)，使人們地生活質(zhì)量有了大幅度地提高，擺脫了人力勞作地模式.而三相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)地自動(dòng)化操作中是三相異步電動(dòng)機(jī)地主要應(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)頻變速方法地應(yīng)用過(guò)程可能用到地各種技術(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 課程目地籠式三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛地應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難 .正由于此，通過(guò)此課程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)三相異步電動(dòng)機(jī)地調(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?cè)?/p>

7、學(xué)校學(xué)地理論知識(shí)用到實(shí)踐中，使我們?cè)趯W(xué)習(xí)中起到主導(dǎo)地位，是我們?cè)趯?shí)踐中掌握相關(guān)知識(shí)，能夠培養(yǎng)我們地職業(yè)技能，課程設(shè)計(jì)是以任務(wù)引領(lǐng)，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，以活動(dòng)為載體，給我們提供了一個(gè)真實(shí)地過(guò)程，通過(guò)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)地電機(jī)方面地知識(shí)，同時(shí)也提高了我們地動(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)地結(jié)構(gòu)和工作原理2. 了解異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速地意義、方法及其在工程上地應(yīng)用，重點(diǎn)掌握繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)地串電阻調(diào)速方法，掌握繞線式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速地原理和方法3. 三相異步電動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中地注意事項(xiàng)及故障處理4. 心得體會(huì)第二章 相關(guān)技術(shù)與

8、理論2.1 電動(dòng)機(jī)地基本結(jié)構(gòu)2.1.1 定子部分1、定子鐵心作用：電機(jī)磁路地一部分，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)地效率和功率因數(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(kāi)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(guò)絕緣處理后再放入槽內(nèi).開(kāi)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)地電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng).構(gòu)造：由三個(gè)在空間互隔120電角度、隊(duì)稱(chēng)排列地結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組地各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi).定子繞組地主要絕緣

9、工程有以下三種：（保證繞組地各導(dǎo)電部分與鐵心間地可靠絕緣以及繞組本身間地可靠絕緣）.（ 1）對(duì)地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間地絕緣. （ 2）相間絕緣：各相定子繞組間地絕緣 .（ 3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間地絕緣. 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)地機(jī)座采用鑄鋁件.封閉式電機(jī)地機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)地機(jī)座兩端端蓋開(kāi)有通風(fēng)孔，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)外地空氣可直接對(duì)流，以利于散熱2.1.2 轉(zhuǎn)子部分1、三相異步電動(dòng)機(jī)地轉(zhuǎn)子鐵心：作用：作為電機(jī)磁路地一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)

10、子繞組.構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5 毫 M 厚地硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布地孔，用來(lái)安置轉(zhuǎn)子繞組.通常用定子鐵心沖落后地硅鋼片內(nèi)圓來(lái)沖制轉(zhuǎn)子鐵心一般小型異步電動(dòng)機(jī)地轉(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 M 以上）地轉(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)地轉(zhuǎn)子.繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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)子槽中地多根導(dǎo)條和兩個(gè)環(huán)行地環(huán)組成 .若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組地外形像一個(gè)鼠籠，故稱(chēng)籠型繞組.小型籠型電動(dòng)機(jī)采用

11、鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對(duì)于100KW 以上地電動(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(chēng)地三相繞組，一般接成星形，三個(gè)出線頭接到轉(zhuǎn)軸地三個(gè)集流環(huán)上，再通過(guò)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(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī) .三相異步電動(dòng)機(jī)地定子與轉(zhuǎn)子之間地空氣隙，一般僅為0.2mm 1.5mm.氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)地功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差2.2 電動(dòng)機(jī)地分類(lèi)三相異步電動(dòng)一般為系列產(chǎn)品，

12、其系列、品種、規(guī)格繁多，因而分類(lèi)也較繁多.1 按電動(dòng)機(jī)尺寸大小分類(lèi)大型電動(dòng)機(jī)：定子鐵心外徑D 1000mm 或機(jī)座中心高H 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(lèi)3 按電動(dòng)機(jī)冷方式分類(lèi)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(jiàn)國(guó)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)地安裝形式分類(lèi)IMB3 ：臥式，機(jī)座帶底腳，端蓋上無(wú)凸緣.IMB5 ：臥式，機(jī)座不帶底腳，端蓋上有凸緣.IMB35 ：臥式，機(jī)座帶底腳，端蓋上有凸緣.5 按電動(dòng)機(jī)運(yùn)行工作制分類(lèi)

13、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(lèi)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)地工作原理電動(dòng)機(jī)地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)上地 .當(dāng)磁極沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，磁極地磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì).電動(dòng)勢(shì)地方向由右手定則來(lái)確定.因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)地，假如磁極不動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來(lái).在電動(dòng)勢(shì)地作用下，閉合地導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流.該電流與旋轉(zhuǎn)磁極地磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F，電磁力地方向可用左手定則確定 .由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)第三章

14、 三相異步電動(dòng)機(jī)地調(diào)速方法3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)地調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)比起直流電動(dòng)機(jī)來(lái),省去了換向器,使得結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)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)快地特點(diǎn).過(guò)去由于對(duì)它缺少相應(yīng)地控制手段 ,實(shí)現(xiàn)速度地調(diào)節(jié)比較困難,所以在 20世紀(jì)地大部分年代里,交流電動(dòng)機(jī)主要在不調(diào)速地場(chǎng)合應(yīng)用 .近年來(lái) ,由于電力電子和微電子技術(shù)地飛速發(fā)展,新器件和新地控制系統(tǒng)地不斷推出,使交流電氣傳動(dòng)也具有與直流電氣傳動(dòng)同樣優(yōu)良地調(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)地轉(zhuǎn)速公式為60 f1(1 s) ，其中nn ns (1 s)s 為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)地速p度， n 為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁

15、場(chǎng)地頻率，s 為轉(zhuǎn)差率 .所以異步電動(dòng)機(jī)地調(diào)速可由三個(gè)方面入手；一是改變定子繞組地極對(duì)數(shù)；二是改變電源頻率；三是改變電動(dòng)機(jī)地轉(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地接線方式來(lái)改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目地.變極調(diào)速地異步電動(dòng)機(jī)一般采用鼠籠式轉(zhuǎn)子,因?yàn)槭蠡\式轉(zhuǎn)子地極對(duì)數(shù)能自動(dòng)地隨著定子極對(duì)數(shù)地改變而改變,使定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)地極對(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地極對(duì)數(shù), 很不方便 .特點(diǎn)如下 : 具有較硬地機(jī)械特性 ,穩(wěn)定性良好。無(wú)轉(zhuǎn)差損耗 ,效率高。 接線簡(jiǎn)單、

16、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)速 .本方法適用于自動(dòng)化程度要求不高,不需要無(wú)級(jí)調(diào)速地生產(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)子回路地參數(shù)為恒定時(shí),在一定地轉(zhuǎn)差率下,電動(dòng)機(jī)地電磁轉(zhuǎn)矩與加在其定子繞組上電壓地平方成正比,因此 ,改變電動(dòng)機(jī)地定子電壓就可改變其機(jī)械特性地函數(shù)關(guān)系 ,從而改變電動(dòng)機(jī)在一定輸出轉(zhuǎn)矩下地轉(zhuǎn)速.由于電動(dòng)機(jī)地轉(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)

17、子電阻值大地籠型電動(dòng)機(jī),如專(zhuān)供調(diào)壓調(diào)速用地力矩電動(dòng)機(jī),或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻.調(diào)壓調(diào)速地主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化地電源,目前常用地調(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)速地特點(diǎn)是: 調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。調(diào)壓過(guò)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以下地生產(chǎn)機(jī)械.目前 ,已成功地大量使用在電梯、卷?yè)P(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)地Te-s 曲線將發(fā)生變化，若此時(shí)電機(jī)地負(fù)載轉(zhuǎn)

18、矩和空載轉(zhuǎn)矩Tl+當(dāng) T0 保持不變，轉(zhuǎn)子地轉(zhuǎn)差率改變，則轉(zhuǎn)速改變 .這種方法地優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)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、小容量地感應(yīng)電機(jī)，例如橋式起重機(jī)所用地電機(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)差頻率地功率變換裝置，把這部分功率送回電網(wǎng)，即達(dá)到調(diào)速地目地，又獲得較高地效率 .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.此變頻器地頻率、幅值、相位和相序均可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)差率地傳遞方向也可以改變.這種

19、定、轉(zhuǎn)子兩邊均由交流電源供電地電機(jī)，稱(chēng)為雙饋電機(jī).當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時(shí)，雙饋電機(jī)地工作情況與普通感應(yīng)電機(jī)相似，此時(shí)轉(zhuǎn)子地轉(zhuǎn)差率由變頻器回饋給電源，調(diào)節(jié)變頻器地輸出功率，電動(dòng)機(jī)地轉(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)定子邊地功率因數(shù). 當(dāng)變頻器地頻率調(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)子地轉(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(chēng)工作輪，放在密封殼體中 .殼中充

20、入一定量地工作液體，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中地液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，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).液力耦合器地動(dòng)力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對(duì)充液量地大小是一致地.在工作過(guò)程中，改變充液率就可以改變耦合器地渦輪轉(zhuǎn)速，作到無(wú)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)千千瓦不同功率地需要；2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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)、水泵地調(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

21、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)機(jī)地選型裕度.一般都會(huì)選擇額定功率為220 KW 地電動(dòng)機(jī)來(lái)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(cè)，選用額定功率為160KW地電動(dòng)機(jī)即可 .由上例可見(jiàn)，選用YOX 限矩型液力偶合器傳動(dòng)后，應(yīng)該選擇220KW 地電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)工作機(jī)地，現(xiàn)只用160KW 地電動(dòng)機(jī)就可以達(dá)到要求

22、.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，在電氣上分析，會(huì)帶來(lái)多方面地好處如下：1) 提高了功率因數(shù)，減少了電源容量和導(dǎo)線截面積，降低線路上地電壓損失和電壓波動(dòng)，降低成本，提高供電質(zhì)量.220KW地電動(dòng)機(jī)選擇地導(dǎo)線截面積為BVR120, 160 KW地電動(dòng)機(jī)選擇地導(dǎo)線截面積為BVR95. 電動(dòng)機(jī)地啟動(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)地正常運(yùn)行電流 .220KW 地電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流約為 440A ， 160KW地電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流約為320A.3) 降低了電動(dòng)機(jī)地空載損耗， 160KW 電動(dòng)機(jī)地總損耗要比

23、 200KW 電動(dòng)機(jī)地總損耗平均下降 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)地直接負(fù)載是工作機(jī)，而加裝限矩型液力偶合器后，電動(dòng)機(jī)地直接負(fù)載是偶合器泵輪.由于偶合器力矩與其轉(zhuǎn)速地平方成正比，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(wú)轉(zhuǎn)速而無(wú)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(wèn)題，所以可以用廉價(jià)地異步電動(dòng)機(jī)替代價(jià)格昂貴地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(guò)載保護(hù)節(jié)能 .當(dāng)加裝限矩型液力偶合器后，隔

24、離了工作機(jī)地強(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)不受損壞，降低設(shè)備故障率，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命.對(duì)節(jié)電3.1.5變頻調(diào)速改變電源頻率時(shí)，電動(dòng)機(jī)地同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨之變化 .如果電源地頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)，則電動(dòng)機(jī)地轉(zhuǎn)速就可以連續(xù)、平滑地調(diào)節(jié) .下面分為從額定頻率上調(diào)和下調(diào)良種情況來(lái)說(shuō)（ 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)地主磁通m 保持不變，這樣磁路地飽和程度、激磁電流和電動(dòng)機(jī)地功率因數(shù)保持不變.由于忽略定子地漏阻抗壓降時(shí)，U 1E14.44 f1N1K w1 m ，故要保持m 保持不變，應(yīng)該使定子

25、端電壓與頻率成比例地調(diào)節(jié) .即使U 1常數(shù) ，電壓-頻率比保持不變地調(diào)頻方式，稱(chēng)為恒磁通控制方式.額定頻率從f1額定值 f n 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)地最大轉(zhuǎn)矩近似為m1U 12U 12Tmaxs X1X 2k2f 21smR2 k 1式 中 地 km1 p 。 kR2 X 2f12L1 L2 ,如果使X182L1 L2U1常數(shù) ，則最大轉(zhuǎn)矩將保持不變.下圖曲線表示頻率f1 從 fn 下調(diào)，在恒磁通控制下f1地電動(dòng)機(jī)地機(jī)械特性.其中f1Nf11f12f13額定狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)地電磁轉(zhuǎn)矩TeN為 TeNCT m I 2Ncos2 N, 在恒磁通條件下，m 保持不變；若不計(jì)轉(zhuǎn)速下

26、降時(shí)轉(zhuǎn)子通風(fēng)和發(fā)熱情況地變化，認(rèn)為轉(zhuǎn)子地額定電流I 2N仍然保持不變，轉(zhuǎn)子地功率因數(shù)cos2 N0.9 0.95 ,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)地額定電磁轉(zhuǎn)矩TeN近似保持不變.又由于最大電磁轉(zhuǎn)矩Tm ax和額定電磁轉(zhuǎn)矩 TeN 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U 1為常數(shù)，則定子電壓將超過(guò)額定值，這是不f1允許地，此時(shí)只能保持 U 1 U 1N，而把定子頻率單獨(dú)上調(diào).于是隨著f1 地上調(diào)，主磁通k 12m1 pU 12m 將逐步下降 .由于 U 1 保持不變 Tmax，其中 k ,而 sm 表達(dá)式f18 2L1L2與上相同，

27、可見(jiàn)頻率越高，最大轉(zhuǎn)矩Tm ax 越小， sm 也越小，其機(jī)械特性如下圖所示f1Nf11f12 f13由于頻率上調(diào)時(shí)，主磁通1；另一方面，在轉(zhuǎn)速升高地情況下，認(rèn)為轉(zhuǎn)子mf1地額定電流 I 2 N 仍然保持不變，內(nèi)功率因數(shù)cos 2N 也基本不變，則調(diào)頻時(shí)電動(dòng)機(jī)地額定電磁轉(zhuǎn)矩1 1其中TeNCT m I 2Nc osCT k I2 Nc o2N s CT，2 Nf1f1CTCT k I 2N c o2Ns,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)地額定轉(zhuǎn)矩將下降，電動(dòng)機(jī)地額定電磁功率為2f1 1 2f1PeNTeN S TeNpCT f1pC p , 其中C p2CT 為一常數(shù)，上式表

28、示，頻率上調(diào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)地額定電磁功率將保持不變，所p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)地轉(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)地負(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 Rst ，通過(guò)調(diào)節(jié) Rst 觀察轉(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)地轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特性，轉(zhuǎn)子回路電阻撤去通過(guò)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)地變電壓調(diào)速特性.接好線路后，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，逐漸增大輸出電壓至電動(dòng)機(jī)地額定電壓380

29、V ，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I LF0.6A 并保持不變，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻使得IS6A ，并始終保持不變，開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，之后調(diào)節(jié)R，并st隨時(shí)調(diào)整 RL 使得 I S 6A ， ILF0.6A 不變記錄對(duì)應(yīng)地 Rst 和轉(zhuǎn)速 n，測(cè)得數(shù)據(jù)如下Rst （）03691215n144613341235115210801013（ r）min改變電源電壓調(diào)速實(shí)驗(yàn)：上實(shí)驗(yàn)完成后，不停機(jī)，將轉(zhuǎn)子回路電阻Rst 回零，保持U1=380V ，保持 I LF0.6A, I S5A 不變，開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)（U 1 ， n）

30、，然后調(diào)整U1,記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)入下表 .U 1380350320290260230n rminI B(A)1455144614371424140413882.772.702.772.953,.153.30第四章 異步電動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中地注意事項(xiàng)4.1 電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中地注意事項(xiàng)1電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，表面應(yīng)保持常清潔，進(jìn)風(fēng)口不斃塵土纖維地阻礙.2 電源頻 率與額定頻率偏差不得超 過(guò) l ；電源 電壓與額定 電壓偏差不 超過(guò) 5 .3電動(dòng)機(jī)地電 流不允許超過(guò)額定 電流10.4連續(xù)工作地 電動(dòng)機(jī)不允許長(zhǎng)期 過(guò)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)或異常地聲音或振動(dòng).6當(dāng)電動(dòng)機(jī)地?zé)岜Ｗo(hù)裝置和短路保護(hù)

31、裝置連續(xù)發(fā)生動(dòng)作時(shí)應(yīng)檢查故障原因(是來(lái)自電動(dòng)機(jī)還是來(lái)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(guò)程中，用溫度計(jì)測(cè)量機(jī)殼地溫升，一般不超過(guò)75.8應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)軸承運(yùn)行過(guò)程中地良好潤(rùn)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(rùn)滑指 (封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤(rùn)滑脂).如果發(fā)現(xiàn)軸承過(guò)熱( 一般軸承溫升應(yīng)不超過(guò) 95 )或潤(rùn)滑脂變質(zhì)，應(yīng)及時(shí)更換潤(rùn)滑脂，更換時(shí)應(yīng)先清除舊地潤(rùn)滑脂，再用汽油洗凈軸承及軸承蓋地油脂，然后將ZI 一 3鋰基潤(rùn)滑脂填充軸承內(nèi)外圈之間空腔地l 2(2極 ) 或 2 3(4、 6 、 8極 ).9 當(dāng) 軸 承 游 隙 達(dá) 到 下 列 極 限

32、 磨 損 游 隙 數(shù) 值 時(shí) ， 即 應(yīng) 及 時(shí) 更 換 軸 承 .mm 軸承內(nèi)徑20 30 35 50 5580 85 120 極限磨損游隙 01 015 0203 10.停機(jī)處理當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)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)前地檢查工作啟動(dòng)前應(yīng)特別注意如下幾點(diǎn)1 新安裝或停用三個(gè)月以上地電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前應(yīng)檢查絕緣電阻，測(cè)得絕緣電阻值不小于1MQ.2檢查電動(dòng)機(jī)地緊固螺釘是否擰緊，軸承是否缺油，電動(dòng)機(jī)地接線是否符合要求，外殼是否可靠接地或接零.3 檢查聯(lián)軸器地螺釘和銷(xiāo)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(wú)卡位，竄動(dòng)和不正常地聲音等.檢查熔斷器地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)備地金屬處殼是否可靠接地或接零5檢查三相電源電