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三相异步电动机的启动及调速系统设计与应用摘要文章从理论上研究了三相异步电动机的启动方法与调速系统的设计，给出了三相异步电动机在工作时采用了电动机拖动生产机械，有足够大的启动转矩，保证了生产机械正常启动。启动平滑，设备安全可靠，结构简单，操作方便等特点。有许多启动方法，如：直接启动，鼠笼式异步电动机降压启动，三相鼠笼式异步电动机Y-△启动绕线式三相异步电动机的启动及各种运行状态。调速就是在一定的负载下，根据生产的需要人为的改变电动机的转速，这是生产机械经常向电动机提出的要求。调速性能的好坏往往影响到生产机械的工作效率和产品质量。变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。关键词：三相异步电动机，电机转速，功率因数安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）2ABSTRACTArticletheoreticallystudiedthree-phaseasynchronousmotorstartupmethodandspeedcontrolsystemdesign,andgivesthethree-phaseasynchronousmotorworkwhenusingthemotordragmachinery,arelargeenoughtostarttorque,ensuretheproductionmachinerybootingnormally.Startingsmoothness,equipment,safeandreliable,simplestructure,convenientoperation,etc.Therearemanystart-upmethods,suchas:directstart,arattraptypethree-phaseasynchronousmotorstep-downstart,arattraptypeasynchronousmotorY-trainstartwindingtypethree-phaseasynchronousmotorstart-upandvariousoperatingstatus.Speedisincertainload,accordingtotheneedsoftheproductionoftheartificialchangetheturningspeedofthemotor,thisisoftenmanufacturingmachinerytomotoroftherequest.Speedtheperformanceoftenaffectproductionmachineryworkefficiencyandproductquality.Variable-frequencyregulatingspeedtechnologyisbasedonthebasicprincipleofthemotorspeedandworkpowerinputfrequencyisproportionaltotherelationship,bychangingthemotorworkpowerfrequencytochangethemotorspeedpurpose.安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）3目录摘要...............................................1ABSTRACT...........................................2第一章绪论..........................................4第二章三相异步电动机启动方案............................52.1三相异步电动机直接启动......................................................................................................52.2.1定子串电抗器启动............................................................................................................62.2.2星-三角启动........................................................................................................................72.2.3自耦减压启动.....................................................................................................................92.3绕线式三相异步电动机的启动..........................................................................................112.3.2转子串频敏变阻器起动...............................................................................................12第三章三相异步电动机的调速.............................143．1调速简介...................................................................................................................................143．2调速方法...................................................................................................................................163．3笼型异步电动机的变频调速............................18f1fN...................................................................................................................................................18f1fN...................................................................................................................................................193．4变频调速的主要性能.............................................................................................................203．5具体设计.....................................20结论.............................................22致谢..............................................23参考文献...........................................24安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）4第一章绪论目前，工业中原动力主要由电动机提供，电动机可分为直流和交流电机。由于直流电机和交流电机的特点又决定了机械设备的动力大多由交流异步电机提供，尤其以鼠笼式电机居多。根据统计，在电网的总负载中，动力负载约占59%，而异步电机则占总动力负载中的85%，由此可见异步电动机在工农业中的重要性，异步电机的应用范围是非常广的，容量从几十瓦一直到几千瓦，应用在各种行业，例如，在工业方面，中小型的轧钢设备都采用异步电机，它也被广泛地用在各种机床上和在各种轻工业中作为一般的动力装备。在矿山上，它常用来拖动卷扬机和鼓风机等。在农业方面，它被用来拖动水泵和其它副产品加工机械。此外，它在人民日常生活中也越来越占重要地位，例如电扇，冷冻机，和各种医疗机械钟也都采用异步电机。总之，异步电动机应用范围广，需要量大，而且随着电气化自动化的发展，它在工农业生产和人民生活中的重要性也将逐步增大。与直流电机相比，交流电机有结构简单、成本低、可靠性高等一系列优点，但是相对欠缺的是其启动性能和调速性能。作为调速性能，随着变频技术的发展，已经得到了很好的解决，所以一直处于弱势的是其启动性能。因为在该阶段，由于启动过程中措施不到位导致电流过大有可能会出现烧毁电机和引发电网故障的现象，所以在工程界比较重视电机的启动问题。随着我国现代化工业进程不断加快，能源消耗越来越大，能源紧张问题日益突出，作为能源消耗大户之一的电机在节能方面大有潜力可挖。对于带周期性负载和长期轻载运行的电机，在不采取节能措施情况下用电效率低，功率因数低[1，2，3]。通过对电动机进行节能控制，可明显提高用电效率和提高功率因数，达到节能降耗的目的[4-8]。因此，电动机经济运行的理论研究和节能技术研究近年来备受关注。三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。例如，在工业应用中，它可以拖动风机，泵，压缩机，中小型轧钢设备，各种金属切削机床，轻工机械，矿山机械等。在农业中，可以拖动水泵，脱粒机，粉碎机以及其他农副产品的加工机械等。在民用电器中，电扇，洗衣机，电冰箱，空调机等都有单相异步电动机拖动。总之，异步电动机应用范围广，需要量大，是实现电气化不可缺少的动力设备。异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的关系，在转子绕组中产生电动势，电流，从而产生电磁转矩。所以，异步电机又叫感应电机。安徽工贸职业技术学院毕业设计（论文）5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（为起动电流倍数）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