電機拖動課程設(shè)計終稿

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué) 電機與拖動課程設(shè)計 設(shè) 計 題 目： 三相異步電動機調(diào)速設(shè)計 院（系、部）： 電氣與控制工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級： 電力11-03班 姓 名： 田軍凱 學(xué) 號： 1109130216 指 導(dǎo) 教 師： 王繼強 日 期： 2013-6-28 電氣工程系課程設(shè)計標準評分課程設(shè)計成績評定表學(xué)期2012/2013第2學(xué)期姓名 張連強專業(yè)電力系統(tǒng)及其自動化班級電力11-02班課程名稱 電機與拖動課程設(shè)計設(shè)計題目 三相異步電動機啟動系統(tǒng)設(shè)計 成績 評分項目優(yōu)良中及格不及格設(shè)計表現(xiàn)1.設(shè)計態(tài)度非常認真認真較認真一般不認真2.設(shè)計紀律嚴格遵守遵守基本遵守少量違反嚴重違反3.獨立工作能力強較強

2、能獨立設(shè)計完成基本獨立設(shè)計完成不能獨立設(shè)計完成4.上交設(shè)計時間提早或按時按時遲交半天遲交一天遲交一天以上設(shè)計說明書5.設(shè)計內(nèi)容設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案良好，設(shè)計參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容完整，結(jié)果正確設(shè)計思路清晰，結(jié)構(gòu)方案合理，設(shè)計參數(shù)選擇正確，條理清楚，內(nèi)容較完整，極少量錯誤設(shè)計思路較清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有少量錯誤設(shè)計思路基本清晰，結(jié)構(gòu)方案基本合理，設(shè)計參數(shù)選擇基本正確，調(diào)理清楚，內(nèi)容基本完整，有些錯誤設(shè)計思路不清晰，結(jié)構(gòu)方案不合理，關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)選擇有錯誤，調(diào)理清楚，內(nèi)容不完整，有明顯錯誤6.設(shè)計書寫、字體、排版規(guī)范、整潔、有條理，排版很好較

3、規(guī)范、整潔、有條理，個別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，個別排版有問題基本規(guī)范、整潔、有條理，排版有問題較多不規(guī)范、不整潔、無條理，排版有問題很大7.封面、目錄、參考文獻完整較完整基本完整缺項較多不完整圖紙8.繪圖效果很出色較出色一般較差很差9.布局合理、美觀較合理基本合理有些混亂布局混亂10.繪圖工程標準符合標準較符合標準基本符合標準個別不符合標準完全不符合標準評定說明：不及格標準：設(shè)計內(nèi)容一項否決制，即5為不及格，整個設(shè)計不及格，其他4項否決；優(yōu)、良、中、及格標準：以設(shè)計內(nèi)容為主體，其他項超過三分之一為評定標準，否則評定為下一等級；如優(yōu)秀評定，設(shè)計內(nèi)容要符合5，其余九項要有4項符合才能評

4、定為優(yōu)，否則評定為良好，以此類推。最終成績： 評定教師簽字：目錄第一章 緒論31.2課程目的41.3課程意義41.4課程內(nèi)容4第二章 相關(guān)技術(shù)與理論42.1電動機的基本結(jié)構(gòu)42.2電動機的分類62.3三相異步電動機的工作原理7第三章 三相異步電動機的調(diào)速方法73.1三相異步電動機的調(diào)速73.2繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與定子降壓調(diào)速實驗13第四章 異步電動機使用過程中的注意事項154.1電機運行過程中的注意事項164.2啟動前的檢查工作16第五章 設(shè)計心得體會17參考文獻18第一章 緒論 1.1摘要 電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備。在機械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其

5、他各種工業(yè)中，電動機被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動機也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來 與單相電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的

6、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，三相異步電動機的需求會越來越大，三相異步電動機的應(yīng)用越來越廣泛，三相異步電動機的操作系統(tǒng)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化工業(yè)、家庭生活和辦公自動化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺，而且能提供多種應(yīng)用服務(wù)，使人們的生活質(zhì)量有了大幅度的提高，擺脫了人力勞作的模式。而三相異步電動機主要應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的自動化操作中是三相異步電動機的主要應(yīng)用之一，因此本課程設(shè)計課題將主要以在工業(yè)中三相交流異步電動機調(diào)頻變速方法的應(yīng)用過程可能用到的各種技術(shù)及實施方案為設(shè)計方向，為工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。1.2課程目的 籠式三相異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)

7、用，其主要缺點是調(diào)速困難。正由于此，通過此課程設(shè)計，實現(xiàn)三相異步電動機的調(diào)速控制與應(yīng)用。1.3課程意義 這次課程設(shè)計可以使我們在學(xué)校學(xué)的理論知識用到實踐中，使我們在學(xué)習(xí)中起到主導(dǎo)地位，是我們在實踐中掌握相關(guān)知識，能夠培養(yǎng)我們的職業(yè)技能，課程設(shè)計是以任務(wù)引領(lǐng)，以工作過程為導(dǎo)向，以活動為載體，給我們提供了一個真實的過程，通過設(shè)計和運行，反復(fù)調(diào)試、訓(xùn)練、便于我們掌握規(guī)范系統(tǒng)的電機方面的知識，同時也提高了我們的動手能力1.4課程內(nèi)容 在這次課程設(shè)計任務(wù)中，主要工作在于1. 了解三相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理2. 了解異步電動機調(diào)速的意義、方法及其在工程上的應(yīng)用，重點掌握繞線式三相異步電動機的串電阻調(diào)速

8、方法，掌握繞線式異步電動機調(diào)壓調(diào)速的原理和方法3. 三相異步電動機使用過程中的注意事項及故障處理4. 心得體會第二章 相關(guān)技術(shù)與理論2.1電動機的基本結(jié)構(gòu)2.1.1定子部分 1、定子鐵心 作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。定子鐵心槽型有以下幾種：半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。2、定子繞組作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。構(gòu)造：由三個在空

9、間互隔120電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。（1）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。（2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。（3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。3、機座作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。構(gòu)造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對

10、流，以利于散熱2.1.2轉(zhuǎn)子部分1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心：作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而電動機旋轉(zhuǎn)。構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。（1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個

11、環(huán)行的環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100kw以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。（2）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。2.1.3電動機其他附件其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動機。三相異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動機運行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁場增強，從而使附加

12、損耗增加以及使啟動性能變差2.2電動機的分類三相異步電動一般為系列產(chǎn)品，其系列、品種、規(guī)格繁多，因而分類也較繁多。1按電動機尺寸大小分類大型電動機：定子鐵心外徑d1000mm或機座中心高h630mm。中型電動機：d=5001000mm或h=355630mm。大型電動機：d=120500mm或h=80315mm。2按電動機外殼防護結(jié)構(gòu)分類3按電動機冷方式分類電動機按冷卻方式可分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式等?？蓞⒁妵覙藴蔳b/t1993-93旋轉(zhuǎn)電機冷卻方式。4按電動機的安裝形式分類imb3：臥式，機座帶底腳，端蓋上無凸緣。imb5：臥式，機座不帶底腳，端蓋上有凸緣。imb35：臥式，機座帶底

13、腳，端蓋上有凸緣。5按電動機運行工作制分類s1；連續(xù)工作制s2：短時工作制s3s8：周期性工作制6按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分類三相籠型異步電動機三相繞線型異步電動機2.3三相異步電動機的工作原理 電動機的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。當磁極沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，磁極的磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動勢。電動勢的方向由右手定則來確定。因為運動是相對的，假如磁極不動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動勢來。在電動勢的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力f，電磁力的方向可用左手定則確定。由電磁力進

14、而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動起來第三章 三相異步電動機的調(diào)速方法3.1三相異步電動機的調(diào)速 異步電動機比起直流電動機來,省去了換向器,使得結(jié)構(gòu)更簡單、結(jié)實、緊湊,它具有維修工作量小、運行效率高、轉(zhuǎn)動慣量小、動態(tài)響應(yīng)快的特點。過去由于對它缺少相應(yīng)的控制手段,實現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)比較困難,所以在20世紀的大部分年代里,交流電動機主要在不調(diào)速的場合應(yīng)用。近年來,由于電力電子和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,新器件和新的控制系統(tǒng)的不斷推出,使交流電氣傳動也具有與直流電氣傳動同樣優(yōu)良的調(diào)速性能,從而使交流調(diào)速得到了迅速發(fā)展。三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為，其中為旋轉(zhuǎn)磁場的速度，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為旋轉(zhuǎn)磁場的頻率，s為轉(zhuǎn)差率。所以異

15、步電動機的調(diào)速可由三個方面入手；一是改變定子繞組的極對數(shù)；二是改變電源頻率；三是改變電動機的轉(zhuǎn)差率。此外還有改變定子電壓調(diào)速法。3.1.1變極對數(shù)調(diào)速法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調(diào)速目的。變極調(diào)速的異步電動機一般采用鼠籠式轉(zhuǎn)子,因為鼠籠式轉(zhuǎn)子的極對數(shù)能自動地隨著定子極對數(shù)的改變而改變,使定、轉(zhuǎn)子磁場的極對數(shù)總是相等而產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩。若為繞線型轉(zhuǎn)子,則定子極對數(shù)改變時,轉(zhuǎn)子繞組必須相應(yīng)地改變接法以得到與定子相同的極對數(shù),很不方便。特點如下:具有較硬的機械特性,穩(wěn)定性良好;無轉(zhuǎn)差損耗,效率高;接線簡單、控制方便、價格低;有級調(diào)速,級差較大,不能獲得平滑調(diào)

16、速。本方法適用于自動化程度要求不高,不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械,如金屬切削機床、升降機、起重設(shè)備、風(fēng)機、水泵等。如下圖所示接法，則形成兩級繞組若改為下圖接法，則形成四級繞組3.1.2改變定子電壓調(diào)速法 當異步電動機定子與轉(zhuǎn)子回路的參數(shù)為恒定時,在一定的轉(zhuǎn)差率下,電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與加在其定子繞組上電壓的平方成正比,因此,改變電動機的定子電壓就可改變其機械特性的函數(shù)關(guān)系,從而改變電動機在一定輸出轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速。由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比,因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多,其調(diào)速范圍較小,使一般籠型電動機難以應(yīng)用。為了擴大調(diào)速范圍,調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機,如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機,或者在繞

17、線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源,目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點是:調(diào)壓調(diào)速線路簡單,易實現(xiàn)自動控制;調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中,效率較低。調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)一般適用于100kw以下的生產(chǎn)機械。目前,已成功地大量使用在電梯、卷揚機械與化纖機械等工業(yè)裝置3.1.3改變轉(zhuǎn)差調(diào)速1. 轉(zhuǎn)子外加電阻調(diào)速法，這種方法只適用于繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子回路中串入調(diào)速電阻時，電動機的te-s曲線將發(fā)生變化，若此時電機的負載轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩tl+當t0保持不變，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率改變，則轉(zhuǎn)速改變。這種

18、方法的優(yōu)點是方法簡單、調(diào)速范圍廣，缺點是調(diào)速電阻需要消耗一定功率，此方法主要應(yīng)用于中、小容量的感應(yīng)電機，例如橋式起重機所用的電機。2串級調(diào)速 轉(zhuǎn)子回路串入調(diào)速電阻，損耗較大。為了利用這部分電功率，可以在轉(zhuǎn)子回路中接入一個轉(zhuǎn)差頻率的功率變換裝置，把這部分功率送回電網(wǎng)，即達到調(diào)速的目的，又獲得較高的效率。3雙饋電機 如圖所示，為一雙饋電機結(jié)構(gòu)，定子由三相交流電源供電，轉(zhuǎn)子由三相交流電源經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)交-交變頻器把工頻變?yōu)檗D(zhuǎn)差頻率，然后接至轉(zhuǎn)子。此變頻器的頻率、幅值、相位和相序均可調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)差率的傳遞方向也可以改變。這種定、轉(zhuǎn)子兩邊均由交流電源供電的電機，稱為雙饋電機。 當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速時，

19、雙饋電機的工作情況與普通感應(yīng)電機相似，此時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率由變頻器回饋給電源，調(diào)節(jié)變頻器的輸出功率，電動機的轉(zhuǎn)速會改變；調(diào)節(jié)變頻器輸出電壓和相位，就可以調(diào)節(jié)電動機定子邊的功率因數(shù)。當變頻器的頻率調(diào)到0時，變頻器將向轉(zhuǎn)子輸出直流，此時電動機將在同步轉(zhuǎn)速下運行。改變變頻器輸出電壓相序，并將頻率由零上調(diào)，此時轉(zhuǎn)差功率反向，從電網(wǎng)經(jīng)變頻器輸入到繞線轉(zhuǎn)子，于是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)差率將變成負值，電動機將在超同步轉(zhuǎn)速下運行。 3.1.4液力偶合器調(diào)速方法 液力耦合器是一種液力傳動裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體，當泵輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時，處于其中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn)

20、，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進入渦輪時，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。液力耦合器的動力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對充液量的大小是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無級調(diào)速，其特點為： 1、功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要； 2、結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用及維修方便，且造價低； 3、尺寸小，能容大； 4、控制調(diào)節(jié)方便，容易實現(xiàn)自動控制。 5、本方法適用于風(fēng)機、水泵的調(diào)速。 例如，某工廠一臺球磨機，主軸功率為145kw，在設(shè)計選型之前時，工作機主軸與電動機選用直接傳動時，為了要保護電動機和工作機在超載時不受到損壞，必須要有意加大電動

21、機的選型裕度。一般都會選擇額定功率為220kw的電動機來驅(qū)動。當在設(shè)計時，選用yox限矩型液力偶合器裝于電動機軸與工作機主軸之間，根據(jù)液力偶合器選型公式：pz：pb：pd=1：1.05：1.1（pz:工作機軸功率，pb:偶合器額定功率，pd:電動機額定功率）pd:電動機額定功率=1.1xpz=1.1x145=159.5kw,查電工手冊，選用額定功率為160kw的電動機即可。由上例可見，選用yox限矩型液力偶合器傳動后，應(yīng)該選擇220kw的電動機來拖動工作機的，現(xiàn)只用160kw的電動機就可以達到要求。降低了一個交流異步電動機機座號，降低裝機容量15%20%。電動機機座號降低后，其節(jié)能效果顯著，在

22、電氣上分析，會帶來多方面的好處如下：1)提高了功率因數(shù)，減少了電源容量和導(dǎo)線截面積，降低線路上的電壓損失和電壓波動，降低成本，提高供電質(zhì)量。220kw的電動機選擇的導(dǎo)線截面積為bvr120,160kw的電動機選擇的導(dǎo)線截面積為bvr95。電動機的啟動接觸器，斷路器，等裝機容量也要相應(yīng)降低一個等級。2)降低了電機的正常運行電流。220kw的電動機正常運行電流約為440a，160kw的電動機正常運行電流約為320a。3)降低了電動機的空載損耗，160kw電動機的總損耗要比200kw電動機的總損耗平均下降4.8%。4)具有輕載啟動節(jié)電功能。不裝限矩型液力偶合器時，電動機的直接負載是工作機，而加裝限矩

23、型液力偶合器后，電動機的直接負載是偶合器泵輪。由于偶合器力矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，且轉(zhuǎn)動慣量與工作機相比小得多，所以在啟動瞬間泵輪因無轉(zhuǎn)速而無阻力，電動機所受阻力矩很小，近似等于帶偶合器泵輪空載啟動，故啟動時間短，啟動電流小，對電網(wǎng)沖擊小，節(jié)能。5)可用廉價電動機替代高性能電動機。由于解決了電動機啟動困難問題，所以可以用廉價的異步電動機替代價格昂貴的高性能繞線式等電動機，節(jié)約電動機投資和配電設(shè)施費用。6)具有過載保護節(jié)能。當加裝限矩型液力偶合器后，隔離了工作機的強烈沖擊載荷和振動。使電動機運行電流平穩(wěn)，避免了尖峰負荷電流沖擊，平均運行電流降低。對節(jié)電有利。同時，保護了電動機和工作機在超載時不受

24、損壞，降低設(shè)備故障率，延長設(shè)備使用壽命。3.1.5變頻調(diào)速 改變電源頻率時，電動機的同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將隨之變化。如果電源的頻率可連續(xù)調(diào)節(jié)，則電動機的轉(zhuǎn)速就可以連續(xù)、平滑的調(diào)節(jié)。下面分為從額定頻率上調(diào)和下調(diào)良種情況來說 （1）頻率從額定頻率下調(diào)時 變頻調(diào)速時，希望電動機的主磁通保持不變，這樣磁路的飽和程度、激磁電流和電動機的功率因數(shù)保持不變。由于忽略定子的漏阻抗壓降時，故要保持保持不變，應(yīng)該使定子端電壓與頻率成比例地調(diào)節(jié)。即使，電壓-頻率比保持不變的調(diào)頻方式，稱為恒磁通控制方式。額定頻率從額定值下調(diào)時通常采用這種方式。不計定子電阻時，電機的最大轉(zhuǎn)矩近似為式中的;,如果使，則最大轉(zhuǎn)矩將保持不變。

25、下圖曲線表示頻率從下調(diào)，在恒磁通控制下的電動機的機械特性。其中 額定狀態(tài)下電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為,在恒磁通條件下，保持不變；若不計轉(zhuǎn)速下降時轉(zhuǎn)子通風(fēng)和發(fā)熱情況的變化，認為轉(zhuǎn)子的額定電流仍然保持不變，轉(zhuǎn)子的功率因數(shù),由于變化范圍很小，也可認為近似不變；則調(diào)速時電動機的額定電磁轉(zhuǎn)矩近似保持不變。又由于最大電磁轉(zhuǎn)矩和額定電磁轉(zhuǎn)矩近似保持不變，所以這種情況屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。 (2)頻率從額定頻率上調(diào)時，若要保持為常數(shù)，則定子電壓將超過額定值，這是不允許的，此時只能保持，而把定子頻率單獨上調(diào)。于是隨著的上調(diào)，主磁通將逐步下降。由于保持不變，其中,而表達式與上相同，可見頻率越高，最大轉(zhuǎn)矩越小，也越小，其機械特性

26、如下圖所示 由于頻率上調(diào)時，主磁通；另一方面，在轉(zhuǎn)速升高的情況下，認為轉(zhuǎn)子的額定電流仍然保持不變，內(nèi)功率因數(shù)也基本不變，則調(diào)頻時電動機的額定電磁轉(zhuǎn)矩，其中,由上述兩式可以看出，頻率上調(diào)時，主磁通下降，電動機的額定轉(zhuǎn)矩將下降，電動機的額定電磁功率為,其中為一常數(shù)，上式表示，頻率上調(diào)時，電動機的額定電磁功率將保持不變，所以這種調(diào)速屬于恒功率調(diào)速。3.2繞線型異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速與定子降壓調(diào)速實驗1.實驗接線2. 實驗內(nèi)容 本次實驗以他勵直流發(fā)電機作為三相異步電動機的負載，實驗中，保持他勵直流發(fā)電機勵磁不變。實驗中，由三相交流電源為三相異步電動機供電，異步電動機轉(zhuǎn)子回路串入啟動電阻，通過調(diào)節(jié)觀

27、察轉(zhuǎn)速變化并繪出相應(yīng)曲線可以得出三相繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特性，轉(zhuǎn)子回路電阻撤去通過改變定子電壓并觀察轉(zhuǎn)速變化繪出相應(yīng)曲線可以驗證繞線式三相異步電動機的變電壓調(diào)速特性。 接好線路后，啟動試驗臺電源，逐漸增大輸出電壓至電動機的額定電壓380v，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子回路電阻rst=0，使電機穩(wěn)定運行，電機完成啟動。 啟動后，保持電壓為380v,調(diào)節(jié)發(fā)電機（負載）勵磁電流并保持不變，調(diào)節(jié)直流發(fā)電機負載電阻使得，并始終保持不變，開始記錄數(shù)據(jù)，之后調(diào)節(jié)，并隨時調(diào)整使得，不變記錄對應(yīng)的和轉(zhuǎn)速n，測得數(shù)據(jù)如下（）03691215n（）144613341235115210801013 改變電源電壓調(diào)速實驗：上實

28、驗完成后，不停機，將轉(zhuǎn)子回路電阻回零，保持u1=380v，保持不變，開始記錄數(shù)據(jù)（，n），然后調(diào)整,記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)入下表。3803503202902602301455144614371424140413882.772.702.772.953,.153.30第四章 異步電動機使用過程中的注意事項4.1電機運行過程中的注意事項 1電動機在運行過程中，表面應(yīng)保持常清潔，進風(fēng)口不斃塵土纖維的阻礙。 2電源頻率與額定頻率偏差不得超過l；電源電壓與額定電壓偏差不超過5。 3電動機的電流不允許超過額定電流10。 4連續(xù)工作的電動機不允許長期過載運行。 5電動機空載或負載運行時不應(yīng)有斷續(xù)或異常的聲音或振動。 6

29、當電動機的熱保護裝置和短路保護裝置連續(xù)發(fā)生動作時應(yīng)檢查故障原因(是來自電動機還是來自超負荷或是因為保護裝置整定值太低)，待消除故障后方可投入運行。 7運行過程中，用溫度計測量機殼的溫升，一般不超過75。 8應(yīng)保證電動機軸承運行過程中的良好潤滑，一般電動機運行2()00h左右，即應(yīng)補充或更換潤滑指(封閉軸承在使用壽命期內(nèi)不必更換潤滑脂)。如果發(fā)現(xiàn)軸承過熱(一般軸承溫升應(yīng)不超過95)或潤滑脂變質(zhì)，應(yīng)及時更換潤滑脂，更換時應(yīng)先清除舊的潤滑脂，再用汽油洗凈軸承及軸承蓋的油脂，然后將zi一3鋰基潤滑脂填充軸承內(nèi)外圈之間空腔的l2(2極)或23(4、6、8極)。 9當軸承游隙達到下列極限磨損游隙數(shù)值時，即

30、應(yīng)及時更換軸承。 mm 軸承內(nèi)徑 2030 3550 5580 85120 極限磨損游隙 01 015 02 03 10.停機處理 當電動機運行過程中發(fā)現(xiàn)以下情況時，應(yīng)立即停機處理 (1)發(fā)生人身觸電事故。 (2)電動機或起動裝置上冒煙起火。 (3)電動機劇烈振動。 (4)軸承劇烈發(fā)熱。 (5)電動機發(fā)生竄軸、掃膛、轉(zhuǎn)速突然下降、溫度迅速上升。4.2啟動前的檢查工作啟動前應(yīng)特別注意如下幾點 1 新安裝或停用三個月以上的電動機起動前應(yīng)檢查絕緣電阻，測得絕緣電阻值不小于1mq。 2檢查電動機的緊固螺釘是否擰緊，軸承是否缺油， 電動機的接線是否符合要求，外殼是否可靠接地或接零。 3 檢查聯(lián)軸器的螺釘和銷釘是否緊固，皮帶聯(lián)接處是否良好，松緊是否合適，機組轉(zhuǎn)動是否靈活，有無卡位，竄 動和不正常的聲音等。 檢查熔斷器的額定電流是否符合要求，安裝是否牢固可靠。 4檢查起動設(shè)備接線是否正確，起動裝置是否靈活，觸點接觸是否良好，起動設(shè)備的金屬處殼是否可靠接地或接零。 5檢查三相電源電壓是否正常，電壓是否過高過低或三相電壓不對稱等。 上述任何一項有問題，都必須徹底解決，在確認準備工作無誤時方可起動。 4. 3起動時的注