三相异步电动机串电阻降压起动设计

-1-xx大学电机系统综合设计题目:三相异步电动机的串电阻降压起动控制线路设计学生姓名xx专业_电气工程及其自动化学号xxxxxxxxxxxxxxx年级班级2014级x班x指导教师xxxxxx成绩_xxxx学院201年月-2-目录目录.............................................................................................................................................-2-摘要.............................................................................................................................................-3-正文.............................................................................................................................................-3-一、三相异步电动机的分类及优缺点..............................................................................-3-1.三相异步电动机串电阻降压起动控制......................................................................-4-1)定子串电阻降压起动控制原理图........................................................................-4-2)实物连接图............................................................................................................-5-3)调试结果...............................................................................................................-5-2.Simulink仿真..............................................................................................................-5-1)仿真连接图............................................................................................................-5-2)仿真结果...............................................................................................................-6-二、结论.............................................................................................................................-7-三、致谢.............................................................................................................................-7-四、参考文献.....................................................................................................................-8--3-摘要基于三相异步电动机原理，启动方式随着不同控制线路而不同。小型三相电动机常常采用直接起动方式其控制线路较简单。为满足较大负荷的需要，常常使用星型三角形起动方式、自耦变压器降压起动。为了使电机起动平稳，异步电动机转子串入合适的三相对称电阻，此时，起动转矩下降，起动电流也下降，所以只适合必须减小起动电流，又对起动转矩要求不高的场合。另外就是采用变频器起动电动机效果最好，但是变频器投资较大。正文三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。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。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。一、三相异步电动机的分类及优缺点三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用。三相异步电动机存在的缺点：1.起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。2.转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。3.起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流。三相交流异步电动机直接起动，虽然控制线路结构简单、使用维护方便，但起动电流很大（约为正常工作电流的4~7倍），如果电源容量不比电动机容量大许多倍，则起动电流可能会明显地影响同一电网中其它电气设备的正常运行。因此，对于鼠笼型异步电动机可采用：定子串电阻（电抗）降压起动、定子串自耦变压器降压起动、星形—三角形降压起动等方式。本设计采用串电阻降压启动电阻减压启动一般用于轻载启动的笼型电动机，且由于其缺点明显而很少采用。定子回路接入对称电阻，这种启动方式的启动电流较大而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的65％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%,且启动过程中消耗的电能较大。串联电阻启动是电动机硬启动的一种，电机在启动的那一刻，就是一个纯电阻电路，霎时电流会非常的大，这种大电流的冲击对电机和电网都是具有破坏性的，所以在启动时串入一个电阻，就降低了电机的起动电流近似的与定子的电压成正比，因此要采用降低定子电压的办法来限制起动电流，即为降压起动。对于因直接起动冲击电流过大而无法承受的场合，通常采用减压起动，此时，起动转矩下降，起动电流也下降，只适合必须减小起动电流，又对起动转矩要求不高的场合冲击电流，-4-正常运转后，再将串入得电阻切出去，以提高用电效率；另外还有几种启动方式，像星三角启动、降压启动、软启动等等的、目的都是相同的；串电阻起动是最简单，最经济的一种方式。1.三相异步电动机串电阻降压起动控制1)定子串电阻降压起动控制原理图图1定子串电阻降压起动原理图定子串电阻降压起动元器件选用及介绍代号名称型号规格数量QS低压断路器DZ108-20脱扣器整定电流0.63-1A1只FU螺旋式熔断器RL1-15配熔体8A3只M三相笼型异步电动机Y801-20．04KW1台KM交流接触器LC1-D06线圈AC380V2台FR热继电器JRS1D-251整定电流0.63-1A1只SB按钮开关LAY16一常开一常闭自动复位3只R三相可调电阻ZX三相可调0-300,22A1台-5-2)实物连接图3)调试结果时间t/s123456789101112`1314151617181920定子电流I1/A00.70.70.70.70.70.50.20.20.20.20.20.20.20.40.30.250.20.20.2负载电流I2/A01111123333333333333转速n/r·min-1310400500630710900145015001500150015001500150015001500150015001500150015002.Simulink仿真1)仿真连接图直接启动仿真连接图-6-串电阻降压启动仿真连接图2)仿真结果直接启动仿真结果串电阻降压启动仿真结果-7-二、结论异步电动机的起动问题是它在运行中的一个特殊问题。。通过比较直接启动和串电阻降压启动的结果，可以看出，直接起动固然起动转矩较大，对于重型负载有利，但对一般的轻型负载来说,就有可能发生机械冲击，从而导致传动皮带被撕裂、齿轮被打坏等事故。尽管直接起动方法简单，起动设备也简单，价格便宜，但为了限制电压和机械的冲击，以及保证电网的供电质量，在某种场合，就得采取降压起动方式。常用的方法有自耦变压器降压起动、Y-Δ起动、软起动、定子串电阻降压起动等。由于串电阻降压启动接线简单经济，本设计采用串电阻降压启动。三、致谢在此论文的写作期间，得到课题设计指导老师悉心的指导和精心的帮助，并在实习时也得到实习老师的帮助，在此向老师表示深深的感谢。同时我也得到良师的大力支持以及各位队友的团结合作。通过课程设计我也学到了不少新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习。只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。另外本文参考了多篇论文，在此表示感谢！-8-四、参考文献[1]任艳君，《电机与拖动》，机械工业出版社，北京：2010.11[2]张海根，《机电传动控制》，高等教育出版社，北京2001.1[3]李福明，《电工基础》，人民邮电出版社，北京：2010.9[4]王智忠，《电工学》,中国电力出版社，北京：2009.11-9-指导教师评语：成绩评定：指导教师：年月日