绕线型异步电动机串电阻

课程设计名称：电子技术课程设计题目：绕线型异步电动机串电阻启动

学期：2013-2014学年第2学期

专业：电气技术

班级：电技12-2

姓名：周立君

学号：1205020229

指导教师：王巍

辽宁工程技术大学

课程设计成绩评定表

课程设计任务书

一、设计题目

绕线型三相异步电动机串电阻启动设计

二、设计任务

1、分析绕线型三相异步电动机的启动过程；

2、给出启动级数、各级启动电阻计算公式；

3、以实际例子说明启动级数和各级启动电阻的计算过程；

三、设计计划

电机与拖动课程设计共计1周内完成：

1、第1～2天查资料,熟悉题目；

2、第3～5天方案分析,具体按步骤进行设计及整理设计说明书；

3、第6天准备答辩；

4、第7天答辩。

四、设计要求

1、以实际例子说明启动级数和各级启动电阻的计算步骤；

2、对电枢串电阻启动进行优缺点分析；

指导教师：王巍

时间：年月日

摘要

三相异步电动机是交流电机的一种，主要用作电动机使用，因其结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工农业当中应用最普遍的电动机。但是启动电流大是所有电动机启动的共性，电动机启动过程要求启动电流不能超出允许范围而且启动转矩不能太小，启动电流过大可能导致绕组烧坏，启动转矩太小会导致电动机启动过程缓慢甚至不能启动。所以，研究一种可行而适用易操作的启动方案就变得十分必要了。本课题研究绕线型三相异步电动机的电枢串电阻启动，通过理论计算，给出启动级数、各级启动电阻等详细参数，以达到增加最初起动转矩，使电动机以最大转矩T起动，避免因直接起动产生较大电流而带来的危害，提高启动的平稳性的可观效果。

关键词：异步电动机；电枢串电阻；启动

目录

1 综述 (7)

2 异步电动机原理及结构 (8)

2.1异步电动机结构 (8)

2.2旋转磁场 (9)

2.3工作原理 (10)

3 电动机的启动指标 (11)

4 启动过程 (12)

5 启动级数未定的计算 (14)

6 启动级数已定时，启动电阻的计算 (17)

7 具体设计 (18)

结论 (19)

设计体会 (20)

参考文献 (22)

1 综述

根据我们在教材《电机与拖动》上学到的知识了解到绕线式三相异步电动机转子回路中可以外串三相对称电阻，以增大电动机的启动转矩，启动结束后可以切除外串电阻，电动机的效率不受影响。它可用在重载和频繁启动的生产机械上。这样做电路设计一方面可以减小起动电流，另一方面可以增加最初起动转矩，当串入某一合适电阻时，还能使电动机以它的最大转矩T起动。当然，所串联的电阻超过一定数值后，最初起动转矩反而会减小。由于绕线异步电动机的转子串联合适的电阻，不但可以减少起动电流，而且可以增大起动转矩，因而，要求起动的转矩大或起动频繁的生产机械常用绕线型异步电动机。

2 异步电动机原理及结构

2.1异步电动机结构

电机都是由固定不动的定子和可以转动的转子两大部分组成。

1）．定子

定子铁心是由定子铁心、定子绕组和机座三部分构成，铁心一般采用0.5mm厚的电工硅钢片叠压而成，硅钢片的两面还会涂有绝缘漆以减少涡流损耗，目的是为减少旋转磁场在铁心中引起的铁损耗。2）．气隙

气隙的大小对异步电动机的运行性能有很大影响。为了减少电机的励磁电流，提高功率因数，气隙应该尽可能的小。在中小型异步电动机中，气隙大约为0.2～1.5 mm。3）．转子

转子有转子铁心、转子绕组和转轴等组成。转子铁心所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300~400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。

转子绕组分为鼠笼式转子和绕线式转子。

4）．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。

图2-1 三相异步电动机结构

2.2旋转磁场

旋转电机都是利用电与磁的相互转化和相互作用制成的。在变压器中，交变电流通过集中的绕组产生交变的磁场，三相异步电动机则是利用三相电流通过三相绕组产生在空间旋转的磁场。因此，先要了解旋转磁场的问题。

1）．旋转磁场

旋转磁场是由三相电流通过三相绕组，或者多相电流通过多相绕组产生的。三个匝数相同，形状尺寸一样，轴线在空间互差120°的绕组称为三相绕组。

三相电流通过三相绕组时所产生的合成磁场是个旋转磁场。磁场旋转时会在每相绕组中产生感应电动势。

电角度=磁极对数×机械角度

2）．旋转磁场的转速

旋转磁场的转速称为同步转速，用n0表示。

n0=60ƒ1/p

式中，p为电机的极对数。旋转磁场的转向由三相电流流入三相绕组的相序决定。改变电流相序，旋转磁场的转向随之改变。

2.3工作原理

三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。如图1-2所示。

图1-2 三相异步电动机工