绕线异步电动机串电阻启动
转子串电阻启动控制线路
绕线式异步电动机转子串电阻分级起动综述
绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的最大区别是转子 绕组为三相对称绕组。转子回路串入可调电阻或频敏变阻器之 后，可以减小起动电流，同时增大起动转矩，因而起动性能比 鼠笼式异步电动机好。
起动时转子绕组与外 电路接通，起动完毕 后，在不需调速的情 况下，将外部电阻全 部短接。
1、转子回路串电阻分级起动
绕线式异步电动机转子回路串电阻起动的特点： 优点：可以抑制起动电流并获得较大的起动转矩，选择适 当电阻可使起动转矩达到最大值，故可以允许电动机在重载下 起动。 缺点：在分级切除电阻的起动中，电磁转矩突然增加，会 产生较大的机械冲击；并且该起动方法起动设备较复杂、笨重， 运行维护工作量较大。
三相绕线式异步电动机的启动控制
三相绕线式异步电动机的启动控制绕线式异步电动机R与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。
一、绕线式异步电动机转子串电阻启动1.方法启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时S m=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。
随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。
启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。
这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。
其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。
2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。
利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。
图2-70绕线式异步电动机转子串电阻控制线路线路工作原理分析：与启动按钮SBl串接的接触器KMl、KM2、和KM3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。
如果接触器KMl、KM2、和KM3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。
把KMl、KM2和KM3的常闭触头与SBl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。
停止时按下SB2即可。
二、转子回路串接频敏变阻器启动控制绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法：若想获得良好的启动特性，一般需要较多的启动级数，所用电器多，控制线路复杂，设备投资大，维修不便，同时由于逐级切除电阻，会产生一定的机械冲击力。
绕线式电动机转子回路串频敏变阻器启动电路原理图
此主题相关图片如下：1.jpg绕线式电动机转子回路串频敏变阻器启动电路原理图一、频敏变阻器的工作原理：频敏变阻器实际上是一个特殊的三相铁芯电抗器，它有一个三柱铁芯，每个柱上有一个绕组，三相绕组一般接成星形。
频敏变阻器的阻抗随着电流频率的变化而有明显的变化电流频率高时，阻抗值也高，电流频率低时，阻抗值也低。
频敏变阻器的这一频率特性非常适合于控制异步电动机的启动过程。
启动时，转子电流频率fz 最大。
Rf 与Xd 最大,电动机可以获得较大起动转矩。
启动后，随着转速的提高转子电流频率逐渐降低，Rf 和Xf 都自动减小，所以电动机可以近似地得到恒转矩特性，实现了电动机的无级启动。
启动完毕后，频敏变阻器应短路切除。
二、启动电路原理：启动过程可分为自动控制和手动控制。
由转换开关SA完成。
1、自动控制㈠合上空气开关QF接通三相电源。
㈡将SA板向自动位置，按SB2交流接触器KM1线圈得电并自锁，主触头闭合，动机定子接入三相电源开始启动。
（此时频敏变阻器串入转子回路）。
㈢此时时间继电器KT也通电并开始计时，达到整定时间后KT的延时闭合的常开接点闭合，接通了中间继电器KA 线圈回路，KA其常开接点闭合，使接触器KM2 线圈回路得电，KM2的常开触点闭合，将频敏变阻器短路切除，启动过程结束。
㈣线路过载保护的热继电器接在电流互感器二次侧，这是因为电动机容量大。
为了提高热继电器的灵敏的度和可靠性，故接入电流互感器的二次侧。
㈤另外在启动期间，中间继电器KA的常闭接点将继电器的热元件短接，是为了防止启动电流大引起热元件误动作。
在进入运行期间KA常闭触点断开，热元件接入电流互感器二次回路进行过载保护，2、手动控制㈠合上空气开关QF接通三相电源㈡将SA搬至手动位置㈢按下启动按钮SB2, 接触器KM1线圈得电，吸合并自锁，主触头闭合电动机带频敏变阻器启动。
㈣待转速接近额定转速或观察电流表接近额定电流时，按下按钮SB3中间继电器KA线圈得电吸合并自锁，KA的常开触点闭合接通KM2线圈回路，KM2的常开触点闭合将频敏变阻器短路切除。
绕线电动机的转子串频敏变阻器起动的动作原理
绕线电动机的转子串频敏变阻器起动
的动作原理
绕线型异步电动机转子串电阻的起动方法中，转子电阻是逐级切除的，转子电流及转矩会突然变化，产生机械冲击，使运行不平稳。
频敏变阻器的阻抗能够随着电动机转速的上升、转子电流频率的下降而自动减小，它是绕线型异步电动机较为理想的一种起动装置。
（1）频敏变阻器
频敏变阻器就是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。
它的铁心由较厚的钢板叠成，三个绕组接成星形串联在转子电路中，电动机转速增高时，转子和旋转磁场的相对转速减小，转子电流频率降低，频敏变阻器的磁滞损耗减小，阻抗减小，电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路如图1所示。
图1 电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路
（2）电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路的工作过程
合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KMl线圈通电自锁，电动机接通三相交流电源转子串频敏变阻器起动，同时时间继电器KT线圈通电延时开始。
延时结束时，KT 的延时闭合触点闭合，K线圈通电并自锁，K的动断触点断开热继电器FR的旁路触点加入电路作过载保护，K的一个常开触点接通KM2线圈，KM2动合触点闭合切除频敏变阻器。
（3）频敏变阻器的使用和调整
使用中当频敏变阻器的起动特性不太理想时，就需要结合现场情况作某些调整，来满足生产的需要。
主要包括如下两点：
①改线圈匝数：频敏变阻器绕组有三个抽头，分别为100％（起动电流过大时用）、85％（出厂）、71％匝数（起动电流过小时用）。
②磁路调整：刚起动和切除频敏变阻器时，防止冲击电流，加大上轭板与铁芯气隙。
一、转子绕组串接电阻启动控制线路
绕线转子异步电动机的控制线路
绕线转子三相异步电动机，可以通过滑环在 转子绕组中串接电阻来改善电动机的机械特性， 从而达到减小启动电流、增大启动转矩以及调节 转速的目的。
YR系列
符号
一、转子绕组串接电阻启动控制线路
1.转子串接三相电阻启动原理 启动时，在转子回路串入作Y形连接、分级切换 的三相启动电阻器，以减小启动电流、增加启动转矩。 随着电动机转速的升高，逐级减小可变电阻。启动完 毕后，切除可变电阻器，转子绕组被直接短接，电动 机便在额定状态下运行。
SB1 KM KM 3 KH
M
3～
KA1 KM KA2
KA动合触头 闭合 因启动电流 大,KA1,KA2. R3 KA3的动断触 头断开,继续串 R2 联全部电阻启 R1 动
KM1 KM2
KM3 KM3 KA3 KM2 KA2 KM1 KA1
KA3
KM
KA
KM1
KM2 KM3
QS L1 L2 L3 FU1
KM3
QS L1 L2 L3
FU2
KH SB5
FU1 KM
KM 3 KH M 3～ KM3 R3 KM2 R2 KM1 R1 KM KM1 KM2 SB1 KM1 SB2 KM2 SB3 SB4 KM3
松开SB4
电动机继续运 行
KM3
3.时间继电器自动控制线路
L1 L2 L3
QS
FU2 KH FU1 KM 3 SB2 KM
KA3
KM
KA
KM1
KM2 KM3
QS L1 L2 L3 FU1
FU2
KH SB2
KA
SB1 KM KM 3 KH
M
3～
《电机与拖动》课程设计——绕线型异步电动机转子串电阻起动设计
摘要进一少巩固和加深“电机与拖动”课程的基本知识，了解绕线型异步电动机转子串电阻起动设计知识在工程实际中的应用。
综合运用“电机与拖动”课程和等候课程的理论及生产实际知识去分析和解决直流电动机调速设计中的一些问题，进行电机设计的训练。
通过计算和绘图，学会运用标准、规范的手册、图册和查阅有关资料等，培养电机设计的基本技能。
掌握绕线型异步电动机转子串电阻起动的原理与步骤；培养独立的思维和动手能力。
一、绕线型异步电动机转子串电阻起动设计原理本次课程设计的主要内容为绕线型异步电动机转子串电阻起动。
为了理解这一课程设计的主要内容，首先必须了解一些与之相关的内容。
三相异步电动机的定义：旋转电机都是利用电与磁的互相转化和互相作用制成的。
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。
三相异步电动机的工作原理：为了能形象的说明问题，将定子三相绕组通入三相电流后产生的旋转磁场用一对旋转的磁极来表示，它以同步转速n0顺时针方向旋转。
于是，转子绕组切割磁感线而产生感应电动势，它的方向可用右手定则来确定。
在N极下，穿出纸面，在S极下，进入纸面。
由于转子绕组是闭合的，在交变的感应电动势作用下，其中就有交变的感应电流流动。
各导体中的感应电流的有功分量和感应电动势同相，两者的方向一致。
根据安培定律，导体中电流的有功分量和旋转磁场互相作用而产生电磁力F，它们的方向按照左手定则来决定。
电磁力将对转子产生电磁转矩，推动转子沿着旋转磁场的旋转方向转动。
至于转子导体中电流的无功分量，因滞后感应电动势90°，根据左手定则，这时电磁力F的作用彼此抵消，不会构成电磁转矩。
由于转子与旋转磁场之间有相对运动时，转子绕组才会切割磁感线而产生感应电动势和感应电流，才能产生电磁转矩，所以转子的转速总是小于同步转速，两者不可能相等，故称为异步电动机，又称感应电动机。
二、异步电动机的结构1．定子（静止部分）1）定子铁心作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
绕线型三相异步电机转子电路串电阻启动
引言三相异步电动机是目前应用最为广泛的电动机。
要想讨论电力拖动中经常遇到的绕线型异步电动机转子串电阻启动问题，首先我们要先了解三相异步电动机，这是讨论问题的基础。
异步电动机是交流电动机的一种。
由于异步电动机在性能上有缺陷，所以异步电动机主要作电动机使用。
异步电动机按供电电源相数的不同，有三相、两相和单相之分。
三相异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工业农业生产中应用最普通的电动机；单相异步电动机容量较小，性能较差，在实验室和家用电器中应用较多；两相异步电动机通常用作控制电机。
一、异步电动机的原理三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁变生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。
二、异步电动机的结构组成（一）定子异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
1．定子铁心定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。
为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。
对于容量较大(10kW以上)的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。
定子铁心上的槽形通常有三种半闭口槽，半开口槽及开口槽。
从提高电动机的效率和功率因数来看，半闭口槽最好。
2，定子绕组定子绕组是异步电机定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律联接面成。
能分散嵌入半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成，放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包扁沿线或扁铜线，或用玻璃丝包扁铜线绕成。
开口槽也放入成型线圈，其绝缘通常采用云母带，线圈放入槽内必须与槽壁之间隔有“槽绝缘”，以免电机在运行时绕组对铁心出现击穿或短路故障。
串频敏变阻器启动
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接触器
时间继电器
工作原理
合上电源开关 QS 。按 SB1 ， KM1 自锁触头闭合自锁， KM1 常开闭合，KM1主触头闭合，电机得电串频敏变阻器起动，同 时 KT 时间继电器由 KM2 闭合得电吸合， KT 整定时间，时间到 后KT延时常开闭合。KM2线圈得电，KM2接触吸合，KM2自锁 触头闭合，KM2自锁。KM2主触头闭合频敏变阻器被短路切除。 此时 KM2 常闭断开时间继电器 KT 线圈失电 KT 延时常开触头断 开，起动结束。停止时按下SB2即可。
四、转子绕组串接频敏变阻器启动电路控制线路
频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化、静止的无 触点电磁元件。它实质上是一个铁心损耗非常大的三相 电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕 组中，启动完毕短接切除频敏变阻器。
QS L1 L2 L3 FU1 KM1
FU2 KH SB2
KM1 3
M
3～
优点
缺点
频敏变阻器具有一定的电抗，使功率因数降低，在 同样的启动电流下，启动转矩要减小一些。
四、转子绕组串接频敏变阻器启动电路控制线路
L1 L2 L3 QS FR SB2 SB1 KM2 KM2 RF KM1 KT KM2 KM1 KM2 KT
FU2 FU1 KM1 FR
KM
主电路
控制电路
此控制电路的起动方式
电动机全速运行
QS L1 L2 L3 FU1 KM1
FU2 KH SB2
KT线圈失电
触头复位
KM1 3
M
3～
KH
SB1 KM2
KM2
KT
KT延时闭合 电动机继续
KM2 RF KM1 KT KM2
论述绕线式异步电机转子回路串电阻调速
论述绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理兰州理工大学操纵理论与操纵工程谯自健 1220811010150 引言绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速是传统调速方式之一，其结构简单，易于实现。
本文通过对绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速的原理、效率和缺点方面作出分析。
1 绕线式交流异步电动机转子回路串电阻调速原理转子串电阻调速的线路图和机械特性如图（a)和（b）所示，拖动恒转矩负载时，能够取得几级不同的速度。
图（a）转子回路串电阻调速线路图图（b）机械特性曲线依照电机学原理知：60-S f n p =极对数（1） 其中n 为电动机转速，f 为电源频率，S 为转差率(1)Pm S Pe =-（2） *Pa S Pe = （3）其中Pe 为异步电动机电磁功率，Pm 为异步电动机机械功率，Pa 为转子铜耗即转差功率因此得::1:(1):Pe Pm Pa S S =- 由式（4）能够看出SPm 减小，相反转差功率Pa 在增大，而转速n 随S 的增大而减小。
因此所绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的实质是通过改变转差功率或转差率的大小来调剂转速n 的。
当串入的电阻阻值越大那么转差功率增大，随之转差率S 变大，从而使转速n 下降。
2 绕线式异步交流电动机转子回路串电阻调速的优缺点 绕线式转子异步电动机，通过转子回路串入不同数值的电阻R ，改变转差率S 调速的传统方式，能够取得不同斜率的机械特性，从而实现速度的调剂。
这种调速方式简单方便，但存在如下缺点：（1）调速是有级的，不滑腻。
（2）在深度调速机会械特性很软，致使负载有较小转变，即可引发转速的专门大的波动，降低了静态调速精度。
（3）转差功率Pa 消耗在电阻发烧上，效率低。
由于是通过增大转子回路的电阻值来降低电动机转速的，当拖动恒转矩负载时，转速n 越低，转差率S 就越大，从而使得转差功率也愈大，电能消耗大，效率更低。
当转差功率S=0.5时，效率η<0.5。
电机串电阻启动原理及优缺点
绕线式三相异步电动机串频敏变阻器启动绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。
一、绕线式异步电动机转子串电阻启动启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时Sm=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。
随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。
启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。
这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。
其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。
2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。
利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。
线路工作原理分析：与启动按钮SBl串接的接触器KMl、K M2、和K M3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。
如果接触器KMl、K M2、和K M3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。
把KMl、KM2和KM3的常闭触头与S Bl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。
绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响。
1.引言1.1 概述绕线式异步电动机是一种常见的电动机类型，它通过电磁感应原理将电能转化为机械能，常用于工业生产和家庭电器等领域。
该电机由定子和转子两部分组成，其中转子绕组串入电阻是一种常见的改善电机性能的技术手段。
本文旨在研究转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响。
转子绕组串入电阻是指在转子绕组中串联添加一定电阻，改变电机转子回路的阻抗特性。
通过改变电路的参数，电机的性能特点和工作条件可以得到调节和优化。
转子绕组串入电阻的引入可以改变电机的转矩特性，从而影响电机的运行稳定性、起动性能和负载适应能力等方面。
在本文中，我们将通过实验方法来研究转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响。
首先，我们将概述绕线式异步电动机的工作原理，介绍其基本结构和工作原理。
然后，我们将重点探讨转子绕组串入电阻对电机转速的影响机理和影响因素。
通过调节电阻值和其他参数，我们将分析不同工况下电机转速的变化规律。
通过本文的研究，我们希望能够深入理解转子绕组串入电阻对绕线式异步电动机转速的影响机制，并为电机的优化设计和应用提供一定的参考依据。
同时，通过实验结果的分析和总结，我们也将进一步探讨电机的性能特点和工作条件的优化方法，促进电机技术的发展和应用领域的拓展。
1.2文章结构1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
下面将对每个部分的内容进行详细介绍。
1. 引言部分主要包含了概述、文章结构和目的三个方面的内容。
1.1 概述：本部分将介绍绕线式异步电动机的基本原理以及现实生活中对电动机转速的控制需求。
同时，还将引出转子绕组串入电阻对电机转速的影响这一主题。
1.2 文章结构：本部分即本小节，将详细介绍文章的结构安排，包括各个章节的主要内容和目标。
这将帮助读者更好地理解全文内容的组织和逻辑。
1.3 目的：本部分将明确本文的写作目的。
通过研究绕线式异步电动机转子绕组串入电阻对电机转速的影响，旨在提供有关电机控制和调速的技术参考，为电机设计和应用提供理论基础。
实验六三相异步电动机的起动、反转与调速
实验六三相异步电动机的起动、反转与调速一、实验目的掌握三相异步电动机起动、反转和调速的方法。
二、实验项目1、三相绕线式异步电动机直接起动2、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻起动3、三相绕线式异步电动机转子绕组串电阻调速4、三相异步电动机转向改变5、星形（Y）——三角形(Δ)换接起动三、实验设备该实验是在DDSZ-1型电机及电气技术实验装置上完成的。
本次实验使用设备包括：1、DD01电源控制屏2、D33挂件3、D32挂件4、D51挂件5、DJ17－3绕线式异步电动机转子专用箱6、DD03测试台和三相绕线式异步电动机本次实验使用DD01电源控制屏上方的交流电源。
D33挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电压表，本次实验选用其中的一块电压表。
D32挂件，共有三个完全相同的多量程指针式交流电流表，本次实验选用其中的一块电流表。
D51挂件，由波形测试部分和开关S1、S2、S3组成，本次实验只使用开关S1 。
DJ17－3转子专用箱的电阻值是可调的，分0Ω、20Ω、40Ω、60Ω、∞五档，实验中作为异步电动机转子绕组的串接电阻。
DD03测试台包括导轨、测速发电机和指针式转速表三相绕线式异步电动机，定子三相绕组有六个接线端，转子三相绕组有四个接线端。
四、实验内容及方法接线之前：开启电源总开关，按下绿色“启动”按钮，将电源控制屏上方的交流“电压指示切换”开关切换到“三相调压输出”位置，旋转控制屏左侧的三相调压器旋钮，将其输出电压调到220V后，按下红色“停止”按钮。
1、三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图图6-1 三相绕线式异步电动机起动、调速、改变转向实验接线图三相绕线式异步电动机定子绕组接线：定子绕组按星形接法从“三相调压输出”U端接到交流电流表“2.5A”黄色端，从电流表黑色“*”端接到异步电动机定子绕组A端，分别从“三相调压输出”V、W端接到定子绕组的B端和C端，将电动机定子绕组的另外三个接线端X、Y、Z用导线连接。
三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真
三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真一、实验目的：设计三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的MATLAB仿真模型，通过仿真观察三相绕线式异步电动机转子串电阻起动时电机有关参数的变化情况，进一步理解三相绕线式异步电动机转子起动过程。
二、仿真模型：创建三相绕线式异步电动机转子串电阻起动的仿真模型如图所示。
仿真模型中主要使用的模块（MATLAB7.10版本）：AC Voltage Source：理想交流电压源模块；Breaker：断路器模块；Asynchronous Machine:异步电机模块；Machine Measurement Demux:电机测量信号分解模块；Selector：选路器模块；Gain：增益模块；Constant：负载常数模块；Series RLC Branch：单相串联RLC支路元件Scope：示波器模块Powergui:电力系统分析工具箱三、模型描述：电路连线结构如图L1、L2、L3接三相交流电源；QF为断路器；M为三相绕线式异步电动机；R为电机起动时串联的电阻。
四、模块参数计算及设置：Ua、Ub、Uc交流电压源参数：“Peak amplitude”置为380，“Phase”初相角分别置为0、-120、120，“Frequency”频率置为60Hz。
断路器Breaker A、B、C参数设置断路器Breaker a、b、c参数设置异步电动机测试信号分配器参数设置选路器参数设置单相串联RLC支路元件参数设置增益模块参数设置鼠笼式异步电动机参数设置其余参数均采用默认值。
五、仿真参数选择及设置：对于所建模型，首先在主菜单【Simulation】下【Configuration Parameters】设置模型参数里，选择算法Oder45,设置仿真开始时间为0，停止时间为0.5s其他设置取默认值。
程序调试过程中遇到的问题和解决办法：（1）仿真模型不能正确运行，解决办法：添加powergui模块使仿真能够运行；（2）仿真时间太长，仿真不能完全运行；解决办法：修改仿真时间使仿真能够合理运行；（3）仿真波形不正确解决办法：修改仿真参数，得到正确的仿真波形。
三相异步电动机的6种启动方法选择与比较
三相异步电动机的6种启动方法选择与比较1、直接启动直接启动的优点是所需设备少，启动方式简单，成本低。
电动机直接启动的电流理论上来说，只要向电动机提供电源的线路和变压器容是正常运行的 5 倍左右，量年夜于电动机容量的 5 倍以上的，都可以直接启动。
这一要求关于小容量的电动机容易实现，所以小容量的电机绝大部分都是直接启动的，不需要降压启动。
关于年夜容量的电动机来说，一方面是提供电源的线路和变压器容量很难满足电动机直接启动的条件，另一方面强年夜的启动电流冲击电网和电动机，影响电动机的使用寿命，对电网不利，所以年夜容量的电动机和不能直接启动的电动机都要采用降压启动。
直接启动可掖棵胶木开关、铁壳开关、空气开关(断路器)等实现电动机的近距离操作、点动控制，速度控制、正反转控制等，也可掖棵限位开关、交流接触器、时间继电器等实现电动机的远距离操作、点动控制、速度控制、正反转控制、自动控制等。
2、用自偶变压器降压启动采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转。
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42%，启动转矩为全压启动转矩的42%。
自耦变压器降压启动的优点是可以直接人工操作控制，也可掖棵交流接触器自动控制，经久耐用，维护成本低，适合所有的空载、轻载启动异步电动机使用，在生产实践中得到广泛应用。
缺陷是人工操作要配置比较贵的自偶变压器箱(自偶补偿器箱)，自动控制要配置自偶变压器、交流接触器等启动设备和元件。
3、Y-△降压启动定子绕组为△连接的电动机，启动时接成Y，速度接近额定转速时转为△运行，采用这种方式启动时，每相定子绕组降低到电源电压的58%，启动电流为直接启动时的33%，启动转矩为直接启动时的33%。
启动电流小，启动转矩小。
Y-△降压启动的优点是不需要添置启动设备，有启动开关或交流接触器等控制设备就可以实现，缺陷是只能用于△连接的电动机，x大型异步电机不能重载启动。
绕线异步电动机串电阻起动
3.2切除起动电阻R…………………………………………………………4
3.3切除起动电阻R …………………………………………………………4
4.起动级数未定时起动电阻的计算…………………………………5
4.1选择起动转矩T 和切换转矩T ………………………………………5
1.2.2转子 …………………………………………………………1
1.3异步电动机工作原理 …………………………………………1
2.异步电机启动方法……………………………………2
2.1绕线式异步电动机转子串电阻启动……………………………2
2.2转子回路串接频敏变阻器启动控制…………………………………2
3.异步电机起动过…………………………………………………………3
3. 异步电机起动过程
绕线型异步电动机的转子串联合适的电阻不但可以减小起动电流，而且还可以增大起动转矩，因而，要求起动转矩大或起动频繁的生产机械常采用绕线型异步电动机拖动。
容量较小的三相绕线型异步电动机可采用转子电路串联起动变阻器的方法起动。起动变阻器通过手柄接成星形。起动先把起动变阻器调到最大值，再合上电源开关S，电动机开始起动。随着转速的升高，逐渐减小起动变阻器的电阻，直到全部切除，使转子绕组短接。
4.2求出起动转矩比β…………………………………………………………5
4.3求出起动级数m…………………………………………………………5
4.4重新计算β，校验T ,是否在规定范围内……………………………6
4.5求出转子每相绕组的电阻R …………………………………………6
4.6计算各级总电阻…………………………………………………………8
电气工程课程设计-绕线式异步电动机串电阻起动设计
电气工程课程设计-绕线式异步电动机串电阻起动设计东北石油大学课程设计2012年7 月18 日东北石油大学课程设计任务书课程电气工程课程设计题目绕线式异步电动机串电阻起动设计专业电气工程及其自动化姓名学号主要内容：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 132 M—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=720r/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2012.7.10至2012.7.18指导教师专业负责人2012年7 月9 日目 录1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)3电动机的起动指标 (4)3.1起动转矩 (4)3.2起动电流 (4)4 起动过程 (4)4.1串联起动电阻st1R 和2st R 起动 (5)4.2切除起动电阻R (6)4.3切除起动电阻1st R (6)5起动级数未定时起动电阻所计算 (7)5.1选择起动转矩st T 和切换转矩2s T (7)5.2求出起动转矩比β (7)5.3求出起动级数M (7)5.4重新计算β，校验2T ,是否在规定范围内 (9)5.5求出转子每相绕组的电阻2R (9)5.6计算各级总电阻 (9)5.7求出各级起动的电阻 (10)6绕线式异步电动机串电阻起动的优点 (11)7结论 (12)参考文献 (12)1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。
异步电机串电阻启动
一绕线式异步电动机的结构及原理（一）电动机的结构：1. 定子（1）.定子铁心由彼此绝缘、厚为0.5mm的硅钢片叠成圆筒形，内壁开有许多均匀分布的槽，用以叠放定子绕组。
：转轴:支撑转子转子铁心：0.5mm硅钢片叠压而成,磁路一部分转子绕组：笼型绕组铸铝铜条绕线式绕组: 电线绕制而成,Y接,滑环引出,外接电阻（1）转子铁心：是电动机磁路的一部分，它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。
铁心固定在转轴或转子支架上，整个转子的外表呈圆柱形。
（2）转子绕组：分为笼型和绕线型两类1）笼型转子：笼型绕组是一个自己短路的绕组。
在转子的每个槽里放上一根导体，在铁心的两端用端环连接起来，形成一个短路的绕组。
如果把转子铁心拿掉，则可看出，剩下来的绕组形状像个松鼠笼子，如图（a）所示，因此又叫鼠笼转子。
导条的材料有用铜的，也有用铝的。
2）绕线型转子：绕线型转子的槽内嵌放有用绝缘导线组成的三相绕组，一般都联接成Y形。
转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置引出来，如图所示。
这就可以把外接电阻串联到转子绕组回路里去，以改善电动机的启动性能或调节电动机的转速。
与笼型转子相比较，绕线型转子结构稍复杂，价格稍贵，因此只在要求起动电流小，起动转距大，或需平滑调速的场合使用。
3. 气隙：磁路的一部分, 异步电动机的气隙比同容量直流电动机的气隙小得多，在中小型异步电动机中，气隙一般为0.2~1.5mm 左右。
δ↓→I m ↓→N ϕcos ↑但易发生扫膛现象 δ↑→I m ↑→N ϕcos ↓（二）异步电动机的工作原理三相异步电动机定子接三相电源后，电机内便形成圆形旋转磁动势，圆形旋转磁密，设其方向为逆时针转，如图所示。
若转子不转，转子鼠笼导条与旋转磁密有相对运动，导条中有感应电动势e ，方向由右手定则确定。
由于转子导条彼此在端部短路，于是导条中有电流，不考虑电动势与电流的相位差时，电流方向同电动势方向。
这样，导条就在磁场中受力f ，用左手定则确定受力方向，如图所示。
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1.电动机1.1旋转磁场定子三相对称绕组中通以频率为f1的三相对称电流便会产生旋转磁场。
旋转磁场的转速由下式确定n0=pf160式中，P为电机的极对数。
n又称为同步转速旋转磁场的转向由三相电流通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。
1.2异步电动机结构Y形的电阻，或直接通过短路端环短三相异步电动机主要由静止的和转动的两部分构成，其静止部分称为定子。
定子是用硅钢片叠成的圆筒形铁心，其内圆周有槽用来安放三相对称绕组：三相对称绕组每相在空间互差120°，可联接成Y形或Δ形。
三相异步电动机转动的部分称为转子，是用硅钢片叠成的圆柱形铁心，与定子铁心共同形成磁路。
转子外圆周有槽用以安放转子绕组。
转子绕组有鼠笼式和线绕式两种。
鼠笼式：将铜条扦入槽内，两端用铜环短接，或直接用熔铝浇铸成短路绕组。
线绕式：安放三相对称绕组，其一端接在一起形成Y形，另一端引出连接三个已被接成路。
1.3异步电动机工作原理转子绕组切割旋转磁场产生感应电势，并在短路的转子绕组中形成转子电流,转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，形成转动力矩，使转子随旋转磁场以转速n转动并带动机械负载。
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S=0-n nn ×100% 1.4定子定子铁芯：导磁和嵌放定子三相绕组：0.5mm 硅钢片冲制涂漆叠压而成；内圆均匀开槽；槽形有半闭口；半开口和开口槽三种：适用于不同的电机定子绕组：电路；绝缘导线绕制线圈；由若干线圈按一定规律连接成三相对称绕组交流电机的定子绕组称为电枢绕组机座：支撑和固定作用；铸铁或钢板焊接1.5转子转子铁芯：导磁和嵌放转子绕组；0.5mm 硅钢片；外圆开槽 转子绕组：分为笼型和绕线型两种 笼型绕组：电路；铸铝或铜条优缺点绕线型绕组：对称三相绕组：星接；集电环优缺点 气隙：气隙大小的影响：中小型电机的气隙为0.2mm ～2mm2.电动机的起动指标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要求。
2.1起动转矩要足够大堵转状态时电动机刚接通电源，转子尚未转动时的工作状态，工作点在特性曲线上的S 点。
这时的转差s=1,转速n=0,对应的电磁转矩T st 称为起动转矩。
堵转状态说明了电动机的直接起动能力。
因为只有在T st >T L <一般要求T st >（1.1～1.2）T L ，电动机才能起动起来。
T st 大，电动机才能重载起动；T st小，电动机只能轻载，甚至空载起动。
所以只有Tst ≧TL时，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Tst >（1.1～1.2）TL。
Tst越大于TL，起动过程所需要的时间就越短。
2.2起动电流不要超过允许范围对三相异步电动机来说，由于起动瞬间s=1，旋转磁场于转子之间的相对运动速度很大，转子电路的感应电动势及电流都很大，所以起动电流远大于额定电流。
在电源容量与电动机的额定功率相比不是足够大时，会引起输电线路上电压的增加，造成供电电压的明显下降，不仅影响了同一供电系统中其他负载的工作，而且会延长电动机本身的起动时间。
此外在起动过于频繁时，还会引起电动机过热。
在这两种情况下，就必须设法减小起动电流。
3.起动过程绕线型异步电动机的转子串联合适的电阻不但可以减小起动电流，而且还可以增大起动转矩，因而，要求起动转矩大或起动频繁的生产机械常采用绕线型异步电动机拖动。
容量较小的三相绕线型异步电动机可采用转子电路串联起动变阻器的方法起动。
起动变阻器通过手柄接成星形。
起动先把起动变阻器调到最大值，再合上电源开关S，电动机开始起动。
随着转速的升高，逐渐减小起动变阻器的电阻，直到全部切除，使转子绕组短接。
容量较大的绕线型异步电动机一般采用分级起动的方法以保证起动过程中都有较大的起动的转矩和较小的起动电流。
现以两级起动为例介绍其起动步骤和起动过。
原理电路和机械特性如图1所示。
图中机械特性只画出了每条特性的n1M段，并近似用直线代替。
起动步骤如下：3.1串联起动电阻R1st和R2st起动起动前开关S1和S2断开，使得转子每相串入电阻R″和R′，加上转子每相绕组自身的电阻R2，转子电路每相总电阻为R22= R2+R″+R′然后合上电源开关S，这时电动机的机械特性为图中的特性，由于转动转矩Tst 远大于负载转矩TL，电动机拖动生产机械开始起动，工作点沿特性a由b点向c点移动。
（a）(a)电路图（b）机械特性图13.2切除起动电阻R当工作点到达c点，即电磁转矩T等于切换转矩T2s 时，合上开关S1切除起动电阻R2st转子每相电路的总电阻变为：R21=R2+R1st这时电动机的机械特性变为特性d。
由于切除R2st的瞬间，转速来不及改变，故工作点由特性a上的c点平移到特性d上e点，使这时的电磁转矩仍等于T1s，电动机继续加速，工作点沿特性由e点向f点移动3.3切除起动电阻R1st当工作点到达f点，即电磁转矩T等于切换转矩T2s 时，合上开关S1切除起动电阻R1st 。
电动机转子电路短接，转子每相电路的总电阻变为：R20=R2机械特性变为固有特性g，工作点由f点评至h点，使得这时的电磁转矩T仍正好等于T1S,电动机继续加速，工作点沿特性g由h向i移动，经过i 点，最后稳定运行在P点.整个起动过程结束。
4．起动级数未定时起动电阻所计算4.1选择起动转矩T st和切换转矩T2s一般选择T1s =(0.8-0.9)TMT2s =(1.1-1.2)TL4.2求出起动转矩比ββ= T1s / T2s4.3求出起动级数m利用图所示起动过程中的机械特性，根据集合关系推导起动级数m所计算公式如下：由特性2与水平虚线构成的直三角形求得。
T1s / T2s=(n1-nh)/(n1-nMg)=Sh /SMgT2s/TM=(n1-ni)/n1-nMg）=S1/SMg式中nh 和ni是工作在h点和i点时的转速，nMg是TM与特性g交点在的转速（即临界转速）。
Sh ,Si和SMg是与之对应的转差率。
同理可以求得T S1/TM =Sb/SMa=S e/SMk= Sh / SMgT2s /TM=Sc/SMa=Sf /SMg=Si / SMg由于Se = Sc,对应两式相除，可得β=Tsi/T2s=SMa /SMd= (R22/ X2)/ (R21/ X2)= R22/ R21由于Sh =Sfβ=T S1/T2s=SMd /SMg= R21/ X2/ R20/ X2= R21/ R20可见R 22=βR 21R 21=βR 20所以R 22=β2 R 20=βR 21若是m 级起动，则R m 2=βm R 20 =βm R 2 式中R 2m = R 2+R 1st +R 2st +……+R stm 因此 β=mmR R 22 由前面的分析还可以得到 S h /S Mg =S b /S MaS 1c =S b MaMcS S若是m 级起动，则 S g =R 2/R m 2此外，在固有特性c 上工作时T s1/T N =S g /S NS g = S N NT T 1将这些关系带入β公式，可得β=mn NT s T 1两边取对数，便得到了起动级数m 的计算公式M= lg lg1T s T N N若m 不是整数可取相近整数4.4重新计算β，校验T 2,是否在规定范围内。
若m 是取相似整数，则需要重新计算β，并求出T 2s ，校验T 2s 是否在式所规定的范围之内。
若不在规定范围内，需加大启动级数m,重新计算β和T 2s ,直到T 2s 满足要求为止。
4.5求出转子每相绕组的电阻R 2转子每相绕组的电阻可以通过实测或者通过名牌上提供的转子绕组额定线电压U N 2和转子绕组的额定线电流I N 2进行计算。
由于转子绕组为星形连接，相电流等于线电流，因此，在额定状态下运行时由于S N 很小，S N X 2可以忽略不计，则 I N 2=322R U s N N因此求得R 2的计算公式为R 2=NN N I U s 2234.6计算各级总电阻由前面的分析知道 R 20=R 2 R 21=βR 2 R 22=βR 1=β2R 2 …… R m 2=βm R 24.7求出各级起动的电阻R 1st =R 21-R 2 R 2st =R 22-R 21 ……R stm =R m 2-R )1(2-m5.电动机的具体设计 启动级数已知时启动电阻计算已知启动级数为=4，T L =250N.m ，Pn=60kw,n=1450r/min,a=2.8,U 2n=275v,I2n=95A(1)选择启动转矩T 1T N =N N 2ππ 60P =314502π 106060⨯⨯⨯=395N.mT m =a mt T N=2.8*395 =1106N.mT 1=(0.8-0.9) T m =(0.8-0.9)*1106 =(884.8-995.4)N.m 取T 1=920. (2)求出起切转矩比：S N (n 0-n)/n 0=(1500-1450)/1500=0.033β=mN NT s T 1=90.1920033.03954=⨯ （3）求出切换转矩T 2 T 2= T 1/β=920/1.90=484.21 T 2基本在规定范围之内.由于T 2>1.1T L ,所以所选m 和β合适. (4)求出转子每相绕组电阻R 2 R 2=NN N I U s 223=055.0953275*033.0=⨯Ω(5) 计算各级总电阻 R 21=βR 2 =1.90*0.055 =0.10Ω R 22=βR 21=1.90*0.11 =0.21ΩR23=βR22=1.90*0.20=0.38ΩR24=βR23=1.90*0.38 =0.722(6)求出各级起动电阻R1st = R21- R2=（0.1-0.055）Ω =0.045ΩR2st =R22-R21=（0.21-0.11） =0.1ΩR3st = R23- R22=（0.38-0.21）=0.17ΩR4st=R24-R23=0.722-0.38=0.342Ω6结论绕线式三相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。
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三相启动变阻器，启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值之间。