機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)

1、指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)： 機(jī)電傳動(dòng)與控制機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院 、 部： 機(jī)械工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 劉鵬 學(xué) 號(hào)： 1310740131 班 級(jí)： 機(jī)電 1301 班 指導(dǎo)教師： 王雪芳 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2016 年 6 月目錄1 設(shè)計(jì)任務(wù)書與設(shè)計(jì)要求.12 異步電動(dòng)機(jī)工作原理.12.1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng).32.2 異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu).32.3 定子和轉(zhuǎn)子.33 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指標(biāo).43.1 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩.43.2 起動(dòng)電流.44 起動(dòng)過程.44.1 串聯(lián)起動(dòng)電阻st1R和2stR起動(dòng).54.2 切除起動(dòng)電阻 R.54.3 切除起動(dòng)電阻1stR.65 起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻所計(jì)

2、算.75.1 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩stT和切換轉(zhuǎn)矩2sT .75.2 求出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比和動(dòng)級(jí)數(shù) M.75.3 重新計(jì)算，校驗(yàn)2T,是否在規(guī)定范圍內(nèi).95.4 求出轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻2R.95.5 計(jì)算各級(jí)總電阻和各級(jí)啟動(dòng)電阻.96 線路保護(hù)環(huán)節(jié).76.1 短路保護(hù).76.2 過載保護(hù).76.3 欠壓和失壓保護(hù).97 繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn).118 結(jié)論.11參考文獻(xiàn).121.機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 機(jī)電傳動(dòng)與控制 題目 三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容：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)切除的起動(dòng)變阻器，起動(dòng)變阻器切換使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩保持在所設(shè)定

3、的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩最大和最小之間。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩一般取 0.85T 左右。Y 161 L4 三項(xiàng)繞線轉(zhuǎn)自異步電動(dòng)機(jī)，用其拖動(dòng)技術(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)如下：PN =15kWnN= 1460r/min. MT = 2.5U2N=380VI2N=55A.基本要求：繞線式異步電動(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)值之后，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)子串連合適的電阻，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)械常用繞線型異步電動(dòng)機(jī)。參考資料：1

4、彭鴻才.電機(jī)原理及拖動(dòng)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19942李嵐等.電力拖動(dòng)與控制M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20033唐介.控制微電機(jī)M.北京：高等教育出版社，19874楊長(zhǎng)能.電力拖動(dòng)基礎(chǔ)M.重慶：重慶大學(xué)出版社，19895李發(fā)海.電機(jī)學(xué)M.北京：科學(xué)出版社，1991完成期限 2016.6.2 至 2016.6.12 指導(dǎo)教師 王雪芳 2016 年 6 月 機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)空機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)和掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)特性，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，直至最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)時(shí)，都有下列兩個(gè)基本的指標(biāo)要求：（1） 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

5、要足夠大堵轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)剛接通電源，轉(zhuǎn)自尚未轉(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)。這是的轉(zhuǎn)差 s=1，轉(zhuǎn)速 n=0，對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩稱為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。stT堵轉(zhuǎn)狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能了。以為只有在一般要求tstTT，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)起來。大，電動(dòng)機(jī)才能重載啟動(dòng)；小，電tstTT)2 . 11 . 1 ( stTstT動(dòng)機(jī)只能輕載，甚至空載起動(dòng)。所以只有是，電動(dòng)機(jī)才能改變?cè)瓉淼撵o止?fàn)顃stTT 態(tài)，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。一般要求。越大于，起動(dòng)過程所需tstTT)2 . 11 . 1 ( stTLT要的時(shí)間就越短。（2）設(shè)計(jì)必須根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃按期完成；2 異步電動(dòng)機(jī)工作原理當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相

6、交流電源時(shí)，三相定子繞組流過三相對(duì)稱電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)（定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)）并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí)，便向外輸出機(jī)械能。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 衡量的。在交流000100 nS電機(jī)中，當(dāng)定子繞組通過交流電流時(shí)，建立了電樞磁動(dòng)勢(shì)，它對(duì)電機(jī)能量轉(zhuǎn)換和運(yùn)行性能都有很大影響。所以單相交流繞組通入單相交流產(chǎn)生脈振磁動(dòng)勢(shì)，該磁動(dòng)勢(shì)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相反的旋轉(zhuǎn)磁

7、動(dòng)勢(shì)和，從而在氣隙中建立正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和。這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，并分別在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。該電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生正、反電磁轉(zhuǎn)矩。正向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)：反向電磁轉(zhuǎn)矩企圖使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。這兩個(gè)轉(zhuǎn)矩疊加起來就是推動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的合成轉(zhuǎn)矩。機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)不論是正轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還是反轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，他們的大小與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系和三相異步電動(dòng)機(jī)的情況是一樣的。電容分相式起動(dòng)工作原理：起動(dòng)是開關(guān) K 閉合，使兩繞組電流 L1，L2 相位差約為，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電機(jī)轉(zhuǎn)起來；轉(zhuǎn)動(dòng)正常以后離心開關(guān)被甩開，起動(dòng)繞90組被切斷。定子鐵心槽型分為三種：半閉口型槽：電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和

8、絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機(jī)中。 半開口型槽：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)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機(jī)中。定子繞組的作用是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 它的構(gòu)造是由三個(gè)在空間互隔 120電角度、隊(duì)稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個(gè)線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。定子繞組的主要絕緣項(xiàng)目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣） （1）對(duì)地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。 （2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。 （3）

9、匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。 電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)的接線：電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個(gè)線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為 1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個(gè)接線樁自左至右排列的編號(hào)為 6（W2）、4（U2）、5（V2），.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時(shí)均應(yīng)按這個(gè)序號(hào)排列。機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)對(duì)稱三相繞組，通入對(duì)稱三相電流轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中三相交流電能轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生 e 和 i旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)能量）電磁轉(zhuǎn)矩機(jī)械負(fù)荷 旋轉(zhuǎn)起來磁感線切割 轉(zhuǎn)子繞組圖 1 異步電動(dòng)機(jī)工作原理2.1 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)設(shè)將定子三相繞組聯(lián)成星形接法

10、，三相繞組的首端 u1、v1、w1 分別與三相交流電的相線 a、b、c 相連接。為了討論方便，選定交流電在正半周時(shí)，電流從繞組的首端流入，從末端流出；反之，在負(fù)半周時(shí)，電流流向相反。定子繞組在三相交流電不同相位時(shí)合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。定子三相對(duì)稱繞組中通以頻率為 f 的三相對(duì)稱電流便1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n =0pf160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0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。2.2 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

11、硅鋼片疊成的圓筒形鐵心，其內(nèi)圓周有槽用來安放三相對(duì)稱繞組：三相對(duì)稱繞組每相在空間互差 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：將銅條扦入槽內(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，另一端引出連接三機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)個(gè)已被接成路。2.3 定子和轉(zhuǎn)子定子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放定子三相繞組：0.5mm 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

12、：電路；絕緣導(dǎo)線繞制線圈；由若干線圈按一定規(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)子鐵芯：導(dǎo)磁和嵌放轉(zhuǎn)子繞組；0.5mm 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 0.2mm2mm機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)3 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)指標(biāo)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，直至最后達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于任何一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)時(shí)，都有下列兩個(gè)基本的要求。3.1 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩起動(dòng)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

13、作點(diǎn)在特性曲線上的 S 點(diǎn)。這時(shí)的轉(zhuǎn)差 s=1,轉(zhuǎn)速 n=0,對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 T 稱st為起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。堵轉(zhuǎn)狀態(tài)說明了電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能力。一般要求 T （1.11.2）T ，電stLTL動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)起來。大，電動(dòng)機(jī)才能重載起動(dòng)；小，電動(dòng)機(jī)只能輕載，甚至stTstT空載起動(dòng)。所以只有時(shí)，電動(dòng)機(jī)才能改變?cè)瓉淼撵o止?fàn)顟B(tài)，拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械stTLT運(yùn)轉(zhuǎn)。一般要求（1.11.2） 。越大于，起動(dòng)過程所需要的時(shí)間就越短。stTLTstTLT3.2 起動(dòng)電流對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)來說，由于起動(dòng)瞬間 s=1，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

14、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。4 起動(dòng)過程三相繞線型異步電動(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，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

15、的電阻，直到全部切除，使轉(zhuǎn)子繞組短接。機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)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 M 段，并近1似用直線代替。4.1 串聯(lián)起動(dòng)電阻和起動(dòng)st1R2stR起動(dòng)前開關(guān) S 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12自身的電阻 R ，轉(zhuǎn)子電路每相總電阻為2RR 222RR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)載轉(zhuǎn)矩 T ，電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械開始起動(dòng)

16、，工作點(diǎn)沿特性 a 由 b 點(diǎn)向 cstL點(diǎn)移動(dòng)。N12IFG1CTWATS1Ts2TL0SMR1R 2S1S23TDP 圖 2 電動(dòng)機(jī)特性圖 圖 3 電動(dòng)機(jī)特性圖4.2 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時(shí)，合上開關(guān) S 切除起動(dòng)2s1電阻 R轉(zhuǎn)子每相電路的總電阻變?yōu)椋?st機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)1221stRRR這時(shí)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變?yōu)樘匦?d。由于切除 R的瞬間，轉(zhuǎn)速來不及改變，2st故工作點(diǎn)由特性 a 上的 c 點(diǎn)平移到特性 d 上 e 點(diǎn)，使這時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩仍等于 T，電1s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)。4.3 切除起動(dòng)電阻1s

17、tR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) S 切除起動(dòng)2s1電阻 R。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=R 。機(jī)械特性1st202變?yōu)楣逃刑匦?g，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 T,1S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。5 起動(dòng)級(jí)數(shù)未定時(shí)起動(dòng)電阻所計(jì)算5.1 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和切換轉(zhuǎn)矩stT2sT一般選擇 （5-1）MSTT9 . 08 . 01 （5-2）LSTT2 . 11 . 125.2 求出起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比 （5-3）21ssTT5.2

18、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) m 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。 （5-4）SSnnnnTThMghss/)/()(/1121 （5-5）MgMgiMsSSnnnnTT/)/ )(111/2式中和是工作在 h 點(diǎn)和 i 點(diǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)速，是與特性 g 交點(diǎn)在的轉(zhuǎn)速（即臨hninMgnMT界轉(zhuǎn)速） 。，和是與之對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率。同理可以求得：hSiSMgS （5-6）MghMkMabMsSSSSeSSTT/1機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì) （5-7）MgiMgfMaCMSSSSSSSTT2由于，對(duì)應(yīng)兩式相除，可得ceSS （5-8）21222

19、212222/)/()/(/RRXRXRSSTTMdMassi由于 fhSS （5-9）20212222022121/RRXRXRXRSSTTMgMdSS （5-10）2122RR （5-11）2021RR所以 222R2120RR若是 m 級(jí)起動(dòng)，則 （5-12）220202RRRRmmmm式中 stmststmRRRRR.2122因此 （5-13） 22RRmm由前面的分析還可以得到 （5-14）MabMghSSSS/ （5-15） MaMcbcSSSS1若是 m 級(jí)起動(dòng)，則 （5-16）mgRRS22/此外，在固有特性 c 上工作時(shí) （5-17）NgNsSSTT/1 （5-18） NNg

20、TTSS1將這些關(guān)系帶入公式，可得 （5-19）mnNTsT1機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)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 （5-20）lglg1TsTMNN若 m 不是整數(shù)可取相近整數(shù)5.3 重新計(jì)算，校驗(yàn),是否在規(guī)定范圍內(nèi)2T若 m 是取相似整數(shù)，則需要重新計(jì)算，并求出，校驗(yàn) T是否在式所規(guī)定2sT2s的范圍之內(nèi)。若不在規(guī)定范圍內(nèi)，需加大啟動(dòng)級(jí)數(shù) m,重新計(jì)算和,直到滿足要求為2sT2sT止。5.4 求出轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻 2R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)子繞組額定線電壓和轉(zhuǎn)子繞組的額定線電流 I進(jìn)行計(jì)算。NU2N2由于轉(zhuǎn)子繞組為星形連接，相電流等于線電流，因

21、此，在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)由于 S很小，SX 可以忽略不計(jì)，則NN2 （5-21）3222RUsINNN因此求得 R2的計(jì)算公式為 （5-22）NNNIUsR22235.5 計(jì)算各級(jí)總電阻由前面的分析知道 220RR 221RR 22122RRR （5-23）22RRmm5.5 求出各級(jí)起動(dòng)的電阻R2211RRRst機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì) 21222RRRst （5-24）)1(22mmstmRRR具體設(shè)計(jì)如下： 選擇起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T1切換轉(zhuǎn)矩 T2 （5-25）mNPTNNN.195146021030602603 （5-26）mNmNTaTNmtm.449.1953 . 2 （5-27） mNTTm

22、4043594499 . 08 . 09 . 08 . 01 （5-28）1002 . 11 . 12 . 11 . 112TT取 ， （5-29）mNT 3001mNT1202求出起切轉(zhuǎn)矩比 5 . 212028021TT28. 21mNNTST求出起動(dòng)級(jí)數(shù) m014. 014401460000nnn=1.6/0.36=4.32lglg1TsTmNN3 . 2lg280013. 0150lg取 m=4重新計(jì)算,檢驗(yàn)是否在規(guī)定范圍內(nèi)2T=mNNTsT15 . 2280013. 015041255 . 228012TT基本在規(guī)定范圍之內(nèi)。2T由于,所以所選 m 和合適。LTT1 . 12機(jī)電傳動(dòng)

23、與控制課程設(shè)計(jì)求出轉(zhuǎn)子每相繞組電阻2R=2RNNNIUs2230461. 0633380014. 0計(jì)算各級(jí)總電阻115. 0046. 05 . 2221RR285. 0114. 05 . 22122RR709. 0283. 05 . 22223RR7725. 1709. 05 . 22324RR求出各級(jí)起動(dòng)電阻0679. 00461. 0114. 02211RRRst18. 0113. 0283. 021222RRRst 058. 1709. 0768. 123243RRRst6 線路保護(hù)環(huán)節(jié) 6.1 短路保護(hù) 短路時(shí)通過熔斷器 FU 的熔體熔斷切開主電路。 6.2 過載保護(hù) 通過熱繼電器

24、FR 實(shí)現(xiàn)。由于熱繼電器的熱慣性比較大，即使熱元件上流過幾倍額定電流的電流，熱繼電器也不會(huì)立即動(dòng)作。因此在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間不太長(zhǎng)的情況下，熱繼電器經(jīng)得起電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的沖擊而不會(huì)動(dòng)作。只有在電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載下 FR 才動(dòng)作，斷開控制電路，接觸器 KM 失電，切斷電動(dòng)機(jī)主電路，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 6.3 欠壓和失壓保護(hù) 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行時(shí)，如果電源電壓由于某種原因消失，那么在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)就將自行起動(dòng)，這就可能造成生產(chǎn)設(shè)備的損壞，甚至造成人身事故。對(duì)電網(wǎng)來說，同時(shí)有許多電動(dòng)機(jī)及其他用電設(shè)備自行起動(dòng)也會(huì)引起不允許的過電流及機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。為了防止電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)

25、自行起動(dòng)的保護(hù)叫失壓保護(hù)或零壓保護(hù)。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電源電壓過分地降低將引起一些電器釋放，造成控制線路不正常工作，可能產(chǎn)生事故；電源電壓過分地降低也會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降甚至停轉(zhuǎn)。因此需要在電源電壓降到一定允許值以下時(shí)將電源切斷，這就是欠電壓保護(hù)。欠壓和失壓保護(hù)是通過接觸器 KM 的自鎖觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行中，由于某種原因使電網(wǎng)電壓消失或降低，當(dāng)電壓低于接觸器線圈的釋放電壓時(shí)，接觸器釋放，自鎖觸點(diǎn)斷開，同時(shí)主觸點(diǎn)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果電源電壓恢復(fù)正常，由于自鎖解除，電動(dòng)機(jī)不會(huì)自行起動(dòng)，避免了意外事故發(fā)生。只有操作人員再次按下 SB2 后，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)?？刂凭€路具

26、備了欠壓和失壓的保護(hù)能力以后，有如下三個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：防止電壓嚴(yán)重下降時(shí)電動(dòng)機(jī)在重負(fù)載情況下的低壓運(yùn)行；避免電動(dòng)機(jī)同時(shí)起動(dòng)而造成電壓的嚴(yán)重下降；防止電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)突然起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，造成設(shè)備和人身事故。7 繞線式異步電動(dòng)機(jī)串電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)串聯(lián)電阻啟動(dòng)是電動(dòng)機(jī)硬啟動(dòng)的一種，電機(jī)在啟動(dòng)的那一刻，就是一個(gè)純電阻電路，霎時(shí)電流會(huì)非常的大，這種大電流的沖擊對(duì)電機(jī)和電網(wǎng)都是具有破壞性的，所以在啟動(dòng)時(shí)串入一個(gè)電阻，就降低了沖擊電流，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，再將串入得電阻切出去，以提高用電效率；另外還有幾種啟動(dòng)方式，像星三角啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)等等的、目的都是相同的；串電阻起動(dòng)是最簡(jiǎn)單，最經(jīng)濟(jì)的一種方式。三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，堅(jiān)固耐用，價(jià)格便宜，維修方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。與同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)還具有體積小，重量輕，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的特點(diǎn)。因此，在工礦企業(yè)中異步電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。三相異步電動(dòng)機(jī)的控制線路大多由接觸器、繼電器、閘刀開關(guān)、按鈕等有觸點(diǎn)電器組合而成。三相異步電動(dòng)機(jī)分為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)，二者的構(gòu)造不同，啟動(dòng)方法也不同，其啟動(dòng)控制線路差別很大。8