电机拖动课程设计报告书.docx

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电机拖动课程设计报告书

（电机拖动课程设计）

课程设计报告

系（部）：

信息科学与电气工程学院

班级：

自动化101

学生姓名：

王洪松

学号：

100810518

指导教师：

潘为刚

时间：

11月26日至12月2日共1周

课程设计任务书

题目电机拖动课程设计

系（部）信息科学与电气工程学院

专业自动化

班级自动化101

学生姓名王洪松

学号100810518

11月26日至12月2日共1周

指导教师（签字）

院长（签字）

年月日

一、设计内容及要求

认识电动机（U、V、W三相绕组测量分组、每相绕组的首尾端判别）认识、讲解各种元器件，尤其是时间继电器，插座接线；实现三相异步电动机的点动控制，连续控制，正反转控制（正停反、自动），Y-△降压起动（手动）。

二、设计原始资料

电机与拖动基础杨文焕2008年7月

三、设计完成后提交的文件和图表

1．课程设计报告

1）三相异步电动机原理：

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，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。

感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。

我们让闭合线圈ABCD在磁场B内围绕轴xy旋转。

如果沿顺时针方向转动磁场，闭合线圈经受可变磁通量，产生感应电动势，该电动势会产生感应电流（法拉第定律）。

根据楞次定律，电流的方向为:

感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。

因此，每个导体承受相对于感应磁场的运动方向相反的洛仑兹力F。

确定侮个导体力F方向的一个简单的方法是采用右手三手指定则（磁场对电

流作用将拇指置于感应磁场的方向，食指为力的方向。

将中指置于感应电流的方向。

这样一来，闭合线圈承受一定的转矩，从而沿与感应子磁场相同方向旋转，该磁场称为旋转磁场。

闭合线圈旋转所产生的电动转矩平衡了负载转矩。

旋转磁场的产生:

三组绕组问彼此相差120度，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电.

绕组与具有相同电相位移的交流电流相互交叉，每组产生一个交流正弦波磁场。

此磁场总是沿相同的轴，当绕组的电流位于峰值时，磁场也位于峰值。

每组绕组产生的磁场是两个磁场以相反方向旋转的结果，这两个磁场值都是恒定的，相当于峰值磁场的一半。

此磁场.在供电期内完成旋转。

其速度取决于电源频率（f）和磁极对数（P）。

这称作“同步转速”

转差率

只有当闭合线圈有感应电流时，才存在驱动转矩。

转矩由闭合线圈的电流确定，且只有当环内的磁通量发生变化时才存在。

因此，闭合线圈和旋转磁场之间必须有速度差。

因而，遵照上述原理工作的电机被称作“异步电机”。

同步转速（ns）和闭合线圈速度（n）之问的差值称作“转差”，用同步转

速的百分比表示。

s=[（ns-n）/ ns] x 100%   （s为下标）

运行过程中，转子电流频率为电源频率乘以转差率。

当电动机起动时，转

子电流频率处于最大值，等于定子电流频率。

转子电流频率随着电机转速的增加而逐步降低。

处于恒稳态的转差率与电机负载有关系。

它受电源电压的影响，如果负载较低，则转差率较小，如果电机供电电压低于额定值，则转差率增大。

同步转速 三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与定子的对数成反比。

例如:

ns=60 f/p

式中ns—同步转速，单位为r/lmin f-频率，单位为Hz, P磁极对数

 给出了在50Hz, 60Hz以及100Hz工业频率下，对应于不同磁极数

的旋转磁场转速或同步转速。

实际上，即使电压.正确无误，如果供电频率高于异步电机的额定频率，一也未必能够提高电机转速。

必须首先确定其机械和电气容量。

由于存在转差率，带负载的异步电机的转速稍稍低于表格中给出的同步转速。

改变电动机的旋转方向,改变电源的相序即可实现,即交换通入到电机的三相电压接到电机端子中任意两相就行.

2）电机控制电路原理图

点动控制与连续控制原理图

顺序控制原理图

正反转控制原理图

Y与delta转换控制

2．电机控制电路实物照片

点动控制与连续控制

顺序控制

正反转控制

Y与delta转换控制

四．实验中遇到的问题及其解决方法

由于维修等原因，可能6个端子不是图１中所示的标准布局，这时需要应用本文第五部分的方式测出三相绕组及其首端，再用本文第一部分的正确连接方法接线。

判别错误或接线错误都会引起电动机的不正常运行或损坏。

常见的几种错误的接线方式以及所引起的故障现象分析如下。

（1）Ｙ接法时，两相的首端和一相的１尾端接至电源。

如图３所示，此接法启动时，由于三相电流不对称，则电机产生的不是圆形旋转磁场，从而产生不均匀的电磁转矩，引起电机运行时的振动和异常噪音，使三相电流不平衡，可能使熔断器产生过流保护动作，使电机停转。

（2）△接法时，使每一相绕组的首２尾两端接同一相电源。

如图４所示，当ＡＫＭ的主触头闭合时，ｕ相绕组的首尾端Ｕ１和ｕ使２接ｕ相电源，使Ｖ和ｗ相绕组的首尾端分别接Ｖ和ｗ相电源，使三相绕组中无电流，所以，Ｙ启动时正常，△运行时停转。

（3）△接法时，使电机中一相的首尾两端接同一相电源。

如图５示，△ＫＭ触头闭合时，使所ｕ相绕组的首尾端Ｕ１和ｕ２接ｕ相电源，在Ｖ和ｗ相绕组上加线电压Ｕｖｗ，使电机绕组通单相交流电流，即单相运行。

单相运行的结果是电流增大，保护机构很快动作，使电机停转。

（4）△接法运行时，电机反转Ｙ启动后转换成△运行时，电机转速下降至停转，然后反向启动。

此种错误的接线方式比较复杂，平时很少见。

引起这种现象的原因就是在转换成△运行啦同时，电机的三相绕组的电流相序改变了。

此时会出现直接启动时的很大启动电流和电网电压将暂时下降的现象，同时保护机构很快动作，使电机停转。

每一个小的疏忽都可能造成错误，接线也不例外。

改正接线错误时应注意，如果错误线路很明显，调换一下接线即可解决。

如果不知调换哪根线可改正接线错误或无从下手，那么应将线全部拆掉再重新接上，避免改接线后变成另一种错误的接线方式。

判别三相异步电动机定子绕组首尾端的常用方法如下

1、感应法：

首先用万用表判别出三１相绕组的６个端头中属于一相的两个端头，然后把这两个端头经开关接到１５或３．ＶＶ电池上（关不许闭合）开，再用万用表判别出另一相的两个端头，然后把这两个端头接到直流毫伏表（或微安表）正、负两个或端钮上。

当突然合上开关时，若指针反偏，则连接电池正端和连接毫伏表正端的两线端的两线端同为首端（或同为尾端）若指或；针正偏，则连接电池正端和连接毫伏表负端的两线端同为首端（或同为尾端）而相应的其它两端也同为尾端（同为首端），用同样的方法可测定另外一相的首尾端。

如图６所示。

2、短路星形法：

把三相绕组接成短路２星形电路（条并联支路）。

再并联接一灵敏度高的毫伏表。

用手突然转动转子，观察指针，若有指示，则说明连在一起的三个线端不全是首端（或尾端）。

然后对调一相的线头，重复操作。

当指针不动时，接在一起的三个头全为首端（或尾端）。

其原理是利用剩磁感应电势。

因此若剩磁太小，这种方法就不太灵敏了。

3、试启动法：

对小型异步电动机，任意将三相绕组接成铭牌要求的Ｙ型或△型，投入电源启动。

若能平稳正常起动，说明首尾端接线正确。

若电机发出不正常的声音和振动，不能正常起动，则有～相连接错误。

这时，可将其任意两个对调，如果还不能启动，则需将其中一相复原，再改接另一相即可正常起动。

这样最多三次即可判明首尾端。

应注意，每次投入电源时，若不能起动，应迅速切断电源，以免时间过长损坏电机。

五、进程安排

教学内容学时地点

点动控制，连续控制1天电工实训室

正反转控制2天电工实训室

Y-△降压起动1天电工实训室

顺序控制1天电工实训室

六、主要参考资料

《PLC原理及应用》张国德，李红编机械工业出版社2010年2月

《船舶电力拖动》刘明伟编 人民交通出版社2006年8月

指导老师成绩

答辩小组成绩

总成绩