机电传动与控制课程设计报告书

指导教师评定成绩：

《机电传动与控制》课程设计设计题目：直流电机调速控制系统设计

院、部：机械工程学院

学生姓名：刘鹏

学号：1310740131

班级：机电1301班

指导教师：王雪芳

设计时间： 2016 年 6 月

目 录

1设计任务书与设计要求 (1)

2异步电动机工作原理 (1)

2.1旋转磁场 (3)

2.2异步电动机结构 (3)

2.3定子和转子 (3)

3电动机的起动指标 (5)

3.1起动转矩 (5)

3.2起动电流 (5)

4 起动过程 (6)

4.1串联起动电阻st1R 和2st R 起动 (6)

4.2切除起动电阻R (7)

4.3切除起动电阻1st R (7)

5起动级数未定时起动电阻所计算 (8)

5.1选择起动转矩st T 和切换转矩2s T (8)

5.2求出起动转矩比β和动级数M (8)

5.3重新计算β，校验2T ,是否在规定范围内 (9)

5.4求出转子每相绕组的电阻2R (10)

5.5计算各级总电阻和各级启动电阻 (10)

6线路保护环节 (8)

6.1短路保护 (8)

6.2过载保护 (8)

6.3欠压和失压保护 (9)

7绕线式异步电动机串电阻起动的优点 (13)

8结论 .................................................................................................................................................... 13 参考文献 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。

1.机电传动与控制课程设计任务书

课程机电传动与控制

题目三相绕线式异步电动机串电阻起动设计

主要内容：

通常，为了使整个起动尽量保持较大的起动转矩，在转子回路接入可以逐级切除的起动变阻器，起动变阻器切换使起动转矩保持在所设定的起动转矩最大和最小之间。起动转矩一般取0.85T左右。

Y 161 L—4三项绕线转自异步电动机，用其拖动技术数据参数如下：

P N =15kW

n N= 1460r/min.

αMT = 2.5

U2N=380V

I2N=55A.

基本要求：

绕线式异步电动机转子回路串接电阻，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之后，最初起动转矩反而会减小。由于绕线异步电动机的转子串连合适的电阻，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。

参考资料：

[1]彭鸿才.电机原理及拖动[M].北京：机械工业出版社，1994

[2]李岚等.电力拖动与控制[M].北京：机械工业出版社，2003

[3]唐介.控制微电机[M].北京：高等教育出版社，1987

[4]杨长能.电力拖动基础[M].重庆：重庆大学出版社，1989

[5]李发海.电机学[M].北京：科学出版社，1991

完成期限2016.6.2至2016.6.12

指导教师王雪芳

2016年6 月

设计要求

三相绕线式异步电动机的启动空机系统设计，学习和掌握三相异步电动机的气动特性，起动是指电动机从静止状态开始转动起来，直至最后达到稳定运行。对于任何一台电动机，在起动时，都有下列两个基本的指标要求：

（1） 起动转矩要足够大

堵转状态时电动机刚接通电源，转自尚未转动时的工作状态，工作点在特性曲

线上的S 点。这是的转差s=1，转速n=0，对应的电磁转矩st T 称为起动转矩。

堵转状态说明了电动机的直接起动能了。以为只有在〈〉t st T T 一般要求

t st T T )2.1~1.1(〉，电动机才能起动起来。st T 大，电动机才能重载启动；st T 小，电动机只能轻载，甚至空载起动。所以只有t st T T 〉是，电动机才能改变原来的静止状态，拖动生产机械运转。一般要求t st T T )2.1~1.1(〉。st T 越大于L T ，起动过程所需要的时间就越短。

（2）设计必须根据进度计划按期完成；

2异步电动机工作原理

当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的

三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。转子和旋转磁场之间转速差的存在是异步电动机转动的必要条件，转速差以转差率s 衡量的000100⨯=n S 。在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正转和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。

该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转：

反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。