三相异步电动机能耗制动系统设计

课程设计说明书

作者: hh 学号：jj

学院: kk

专业: pp

题目: 三相异步电动机能耗制动系统设计指导者：hh hh

目录

1、引言 (1)

1.1课程研究背景 (1)

1.2课程研究的价值 (1)

1.3课程设计的任务 (2)

2、三项异步电动机的基本结构和工作原理 (2)

2.1三项异步电动机的基本结构 (2)

2.1.1定子 (2)

2.1.2转子 (3)

2.2三项异步电动机的工作原理 (4)

3、三相异步电动机的能耗制动 (5)

3.1能耗制动的原理 (5)

3.2能耗制动的设计 (6)

3.2.1电器元件的选择 (6)

3.2.2计算与校验 (6)

3.2.3能耗制动原理图 (7)

3.3能耗制动的分析 (7)

3.3.1能耗制动特点[9] (7)

3.3.2能耗制动控制线路 (8)

结论 (8)

参考文献： (9)

1、引言

1.1课程研究背景

三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。

而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。

三相异步电动机切断电源后，由于惯性作用，转子需要经过一定时间才能停止旋转，这往往不能满足有些机械设备的工艺要求，造成运动部件的停机位置不准确，同时也影响生产效率的提高，因此必须对电动机采取有效的制动措施。停机制动方法有两大类，即机械制动和电气制动。机械制动是采用机械制动装置来强迫电机迅速停止，常用的有电磁抱闸制动和电磁离合器制动等。电气制动是使电动机产生一个与原来转子转动方向相反的制动转矩而使其迅速停止常用的有反接制动能、耗制动等[2]。

长期以来，能耗制动始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。由于能耗制动综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超出其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制[10]。

1.2课程研究的价值

特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩大了能耗制动的功能，使其具有很强的的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业，不管是农业还是工业，都有着举足轻重的作用。

随着科学技术的发展与不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展快速的改变着我国的工业基础整体面貌。

与此同时，该技术的不断发展，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用，它

正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。

1.3课程设计的任务

1.设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件

2.根据所选电气元件，设计能耗制动主回路及其控制回路

3.要求三相异步电动机停机后迅速切除电源

2、三项异步电动机的基本结构和工作原理

2.1三项异步电动机的基本结构

三项异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是静止不动的部分，转子是旋转的部分，在定子与转子之间有一定的空隙，如图4.1所示[7]。

2.1.1定子

定子由铁芯绕组及机座组成。

定子铁芯是磁路的一部分，它由0.5毫米的硅钢片叠压而成一个整体固定于机座上，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子铁芯的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈如图4.2所示[7]。

定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为3个部分对称地分布在定子铁芯上，称为三相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中A、B、C 称为首端，X、Y、Z称为末端，三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流在定子铁芯中产生旋转磁场。

机座主要用来固定与支撑定子铁芯。中小心型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座。

2.1.2转子

转子由铁芯和绕组组成。

转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成为一个整体装在转轴上。转子铁芯的内圆冲有转子槽，槽中安放线圈如图4.2所示。

异步电动机转子多采用绕线式和鼠笼式两种形式。因此异步电动机按绕组形式的不同分为绕线异步电动机和笼型异步电动机两种。绕线电动机和笼形电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流及产生电磁转矩。

绕线异步电动机转子绕组是由线圈组成，三相绕组对称放入转子铁芯槽内。转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，如图4.3所示[7]。

笼型异步电动机转子绕组是在转子铁芯槽里插入铜条，再将全部同条两端焊在两个同端环上组成，如图4.4所示。小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇铸而成，转子铁芯如图4.5所示[7]。

2.2三项异步电动机的工作原理

三项异步电动机的工作原理，基于定子旋转磁场（定子绕组内三项电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。如图4.13（a）所示。当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，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4.13（b）所示[7]。