三相异步电动机起动与调速论文Word文件下载.docx

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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。

关键词：

三相异步电动机；

基本结构；

起动；

工作原理；

调速

Abstract:

Makemotorrunningofthree-phaseasynchronousmotorrotorspeedislowerthanthespeedoftherotatingmagneticfield,turnsonwindingwiththemagneticfieldexistsbetweenrelativethree-phaseasynchronousmotorandtheinducedelectromotiveforceandcurrent,electromagnetictorqueandinteractwithmagneticfield,therealizationofenergytransformation.Comparedwithsinglephaseasynchronousmotor,three-phaseasynchronousmotoroperationperformanceisgood,andallkindsofmaterialscanbesaved.Accordingtothedifferentrotorstructure,thethreephaseasynchronousmotorcanbedividedintothecageandwindingtypetwokinds.

Keywords:

three-phaseasynchronousmotor;

Thebasicstructure;

Starting;

Workingprinciple;

Speedcontrol.

第一章概述................................................2

1.1引言................................................2

第二章三相异步电动机启动方案...............................3

2.1三相异步电动机直接启动...............................3

2.2星-三角启动..........................................4

第三章三相异步电动机调速系统...............................6

3.1概述.................................................6

3.2异步电动机调速系统的组成.............................6

第四章三相异步电动机调压调速系统的工作原理.................12

结论......................................................13

参考文献....................................................14

第一章概述

1.1引言

在实际应用中，电动机作为把电能转换为机械能的主要设备，一是要具有较高的机电能量转换效率；

二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度。

因此,调速技术一直是研究的热点。

长期以来,直流电动机由于调速性能优越而掩盖了结构复杂等缺点广泛的应用于工程过程中。

直流电动机在额定转速以下运行时,保持励磁电流恒定,可用改变电枢电压的方法实现恒定转矩调速;

在额定转速以上运行时,保持电枢电压恒定,可用改变励磁的方法实现恒功率调速。

因此,20世纪80年代以前,在变速传动领域中,直流调速一直占据主导地位。

近几年来,科学技术的迅速发展为交流调速技术的发展创造了极为有利的技术条件和物质基础。

交流电动机的调速系统不但性能同直流电动机的性能一样,而且成本和维护费用比直流电动机系统更低,可靠性更高。

目前,国外先进的工业国家生产直流传动的装置基本呈下降趋势,而交流变频调速装置的生产大幅度上升。

以日本为例,1975年在调速领域,直流占80%,交流占20%;

1985年交流占80%,直流占20%。

到目前为止,日本除了个别的地方还继续采用直流电机驱动外,几乎所有的调速系统都采用交流变频装置。

当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用目前，交流调压器一般用三对晶闸管反并联或三个双向晶闸管分别串接在三相电路中，主电路接法有多种方案，用相位控制改变输出电压。

调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。

总之，随着现代新技术的发展，电气传动控制技术的发展极为迅速，控制手段不断更新，控制方式日趋优化，其控制技术和装置已成为现代生活的组成部分。

全新的数控技术已经使调速技术更加完善，更加以人为本，使控制技术更加先进合理，这种整体的组合将会带来很大的经济效益和社会效益。

一、三相异步电动机的基本介绍

三相异步电动机的起动是指电动机接通电源后，从静止状态加速到某一稳定转速的过程。

电动机在起动瞬间，因为转子转速n=0，转差率s=1，所以在转子导体上产生的感应电动势和感应电流是最大的，定子电流也最大，可达到额定值的4到7倍。

异步电动机起动时，过大的起动电流将产生不良影响，主要有两个方面：

1）产生较大的线路降压使电网电压波动过大，影响电网上其他设备的正常运行；

2）对那些惯性较大、起动时间较长或较繁琐的电动机来说，过大的起动电流会使电动机绕组绝缘过热而老化，缩短电动机的使用寿命。

因此，对异步电动机的起动性能有如下要求：

1）具有足够大的起动转矩，以保证生产机械能够正常的起动；

2）在保证一定大小的起动转矩的前提下，电动机的起动电流越小越好；

3）起动设备力求结构简单，运行可靠，操作方便；

4）起动过程的能量损耗越小越好，起动时间越短越好。

以上起动性能中最主要的要求是在起动电流比较小的情况下得到较大的起动转矩，因为起动转矩小会延长起动时间。

二、三相异步电动机的基本结构

1、定子（静止部分）

（1）定子铁心

作用：

电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

构造：

定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢 

片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：

半闭口型槽，半开口型槽，开口型槽。

（2）定子绕组

是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

由三个在空间互隔120°

电角度、队称排列的结构完全相同绕 

组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

（3）机座作用：

固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

2、转子（旋转部分）

（1）三相异步电动机的转子铁心：

作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。

（2）三相异步电动机的转子绕组:

切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转 

矩而使电动机旋转。

分为鼠笼式转子和绕线式转子。

3、三相异步电动机的其它附件

端盖：

支撑作用。

轴承：

连接转动部分与不动部分。

轴承端盖：

保护轴承。

风扇：

冷却电动机。

第二章三相异步电动机启动方案

2.1三相异步电动机直接启动

三相异步电动机直接启动是指电动机直接加额定电压定子回路不串任何电器元件时的启动。

特点：

电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。

三相异步电动机的启动要满足生产机械对异步电动机启动性能的要求启动转矩要大以保证生产机械的正常启动。

缩短启动时间启动电流要小。

以减小对电网的冲击。

由三相异步电动机机械特性的物理表达式知道在额定电压下直接起动三相异步电动机。

即转差率S=1，主磁通≈额定磁通的1/2，功率因数cos很小，造成了起动电流相当大而起动转矩并不大的结果。

例如，对于普通鼠笼式异步电动机起动电流=（4——7）IN（起动电流倍数）起动转矩=TN（0.9——1.3）对于绕线式三相异步电动机的起动转矩TS<

TN。

起动电流过大对电网冲击大。

使电网电压降低，对电机前端供电变压器影响大。

使得变压器输入电压幅度下降超过了额定值的允许偏差△=±

10%或更严重。

这样,一方面影响了异步电机本身,由于Tst与电压U的平方成正比,导致Tst下降更多,当重载时电机将不能起动。

另一方面,影响由同一台供电变压器供电的其它负载,如电灯会变暗,用电设备失常,重载的异步电机可能停转等。

下面两种情况不能直接启动。

变压器与电机容量之比不足够大。

启动转矩不能满足要求。

综上所述,三相异步电机直接起动的情况只适应于供电变压器容量较大,电动机容量小于7.5kw的小容量鼠笼式异步电机。

对于大容量鼠笼式异步电机和绕线式异步电动机可采用如下方法：

（1）降低定子电压；

（2）加大定子端电阻或电抗；

（3）对于绕线式异步电机还可以采用加大转子端电阻或电抗的方法。

对于鼠笼式异步电机，可以结构上采取措施，如增大转子导条的电阻，改进转子槽形。

总结：

直接起动即全压起动。

直接启动的条件：

由于直接启动的启动电流很大，因此在什么情况下采用直接启动，有关供电、动力部门都有规定，主要取决于电动机的功率与供电变压器的容量之比值。

一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下：

1：

若电动机启动频繁时,电动机功率小于变压器容量的20%时允许直接启动；

2:

若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也允许直接启动。

如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。

全压起动条件：

（1）异步电动机功率低于7.5KW

（2）kf小于或等于1/4乘以3加电源总容量/启动电动机容量

直接起动时的影响：

（1）起动电流较大，可达额定电流的4——7倍，甚至达到8——12倍。

（2）过大的起动电流造成电机过热，影响电动机的寿命。

（3）过大的起动电流使电动机受到电动力的冲击，绕组变形可能造成短路而烧毁电动机。

（4）过大的起动电流会使电网线路电压降增大，对同一线路中的其他电器设备造成影响。

2.2星-三角启动

凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y-△降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y-△降压启动。

属于电动机降压启动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。

定子绕组星形接法时，启动电压为直接启动采用三角形接法的1/3，动电流为三角形接法的1/3因而启动电流特性好，线路比较简单，投资少，其中启动转矩特性差，所以该线路适应用于轻载或空载启动场合。

线