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1、电机及拖动课程设计报告 评分 日期 电机及拖动课程设计报告 课程名称电机及拖动 课程设计异步电动机综合设计（课题八） 指导老师黄祯祥 姓名谢春雷 学号20229202222 班级名称电子信息科学与技术2班 学院名称信息工程学院 交阅时间2022年12月31日 目录 一、课程设计背景 (1) 二、课程设计题目与要求 (2) 三、课程设计过程与结果 (3) （一）、参数计算 (3) 1、电机参数计算 (3) 2、Y-换接起动时电机的参数计算 (4) （二）、启动方式的选用与原理 (5) 1、启动方式的选用与其相关参数计算 (5) 2、启动方式的机械特性图 (6) （三）、设计启动控制的控制电路 (
2、7) 1、启动控制方式的选用与设计 (7) 2、控制电路的仿真分析 (8) 四、课程设计总结 (9) 1、各类启动方式的优缺点分析 (9) 2、心得与体会 (10) 一、课程设计背景 笼形异步电动机是一种交流电机，也称作感应电机，主要作电动机使用。笼形异步电动机广泛的用于农业生产，家用电器以及航天、计算机等高科技领域。异步电动机还可以作为发电机使用，例如用于小水电站，风力发电等。 笼形异步电机的基本结构包括定子、转子和气隙。定子由铁芯、定子绕组和机座三部分构成。转子由转子绕组、转子铁芯和转轴构成。转子通常分为笼型和绕线式。气隙存在于异步电机的定子和转子之间，通常很小。气隙的大小对于异步电机的性
3、能影响很大。 笼形异步电动机之所以得到广泛的应用，主要是因为它有结构简单运行可靠，制造容易，价格低廉，坚固耐用等优良特性，同时还有较高的效率和良好的工作特性。 然而笼形异步电动机也存在着一些不足：启动电流较大，会使电源电压在电机启动时下降，使线路和电机内部产生损耗而引起发热；启动转矩较小；在大范围内实现平滑调速较为困难；必须从电网吸收滞后的无功功率等。其中笼形异步电机的启动一直是电机学的重要研究方向，过分析笼形异步机的运行原理，能够总结出两种启动方式：直接启动、降压启动。其中降压启动又可分为：定子串三相对称电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角型降压启动。 本课程设计
4、通过分析和计算笼形异步电动机在Y-D型启动方式、直接启动下的相关参数的数值、获取相应的机械特性以及进行计算机模拟仿真，比较了不同启动方式的优缺点和适用场合，对今后的学习和研究能起到一定的启发作用。 二、课程设计题目与要求 一台三相笼型转子异步电动机的额定参数为：380V 、50Hz 、1455 r/min ，定子 联结，每相参数： s r 0.072R R =，s r00.2X X =，f 0.7R =，f 5X =，试求： 1.在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数； 2.应用Y-换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。 3.试计算其中一种起动方式的参数并做出
5、机械特性图； 4.设计一个起动控制的控制线路，叙述其工作原理。 三、课程设计过程与结果 （一）、参数计算 1、参数计算： 在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数 2、Y-换接起动时电机的参数计算： 应用Y-换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。 （二）、启动方式的选用与原理 1、启动方式的选用与其相关参数计算: 试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图 直接启动参数: 定子漏电感 L1=xs/2f1=0.00064(H) 转子漏电感 L2=x10/2f1=0.00064(H) 励磁电感 Lm=xf/2f1=0.159(H) 同步转速 n1=1500(r/m
6、in) 额定转差率 sn =(n1 -nn)/n1=0.03 额定转矩 Tn=(3npun2Rr./sn)/(2f1(Rs+Rr/sn）2+（xs+x10）2 )=1061.9（N.m）最大转矩 Tm=3npun2/4f1(xs+x10)=3447.3(N.m) 2、启动方式的机械特性图： 试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图机械特性曲线： 降低定子电压的机械特性曲线 定子回路串电阻的机械特性曲线 （三）、设计启动控制的控制电路 1、启动控制方式的选用与设计 Y降压起动也称为星形三角形降压起动，简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动
7、机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路,本题为正常运行时定子三角形连接的笼形异步电机故而满足。 定子绕组接成Y降压起动的自动控制线路如图所示。 2、控制电路的仿真分析 启动 按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。 接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2
8、的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。 停车 按SB1 辅助电路断电，各接触器释放，电动机断电停车 线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路；此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。三相鼠笼式异步电动机采用Y降压起动的优点在于：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意，Y联接时要注意其旋转方向的一致性。 四、课程设计总结 1、各类启动方式的优缺点分析