三相异步电动机能耗制动系统..docx

《电机与拖动》课程设计三相异步电动机能耗制动系统System of three phase asynchronous?motor energy consumption braking 学生姓名 刘庆 _学生学号 20120501157学院名称 信电工程学院 专业名称 电气工程及其自动化 指导老师 韩成春 2015 年 1月 22日摘要本文介绍了基于三相异步电动机的制动方法——能耗制动。正常运行的电动机，切断电动机定子侧的三相交流电源，并将电动机的定子绕组任意两相出线端接到直流电源上，则直流电源将在定子内形成固定磁场，转子靠惯性旋转并切割此固定磁场，在转子绕组中产生感应电动势并形成感应电流，此电流与固定磁场相互作用，便产生电磁转矩，这个电磁转矩与转子转动方向相反，达到制动状态。转子动能消耗在转子电阻内，这个过程就是能耗制动。关键词 三相异步电动机；能耗制动；直流电源；制动转矩；定子绕组目 录1、绪论31.1 课题研究背景31.2 课题研究意义31.3 课程设计的目的和任务32、三相异步电动机的结构和工作原理32.1三相异步电动机的结构32.2三相异步电动机的工作原理32.2.2 转差率33、三相异步电动机的能耗制动33.1三相异步电动机能耗制动的原理33.2三相异步电动机能耗制动电路33.3 能耗制动过程分析34、三相异步电动机的选取和制动参数的计算34.1三相异步电动机的型号34.3计算直流电压、电流以及串入电路的电阻值34.4制动时间的确定3结论3心得3参考文献3附录3附录13附录23致谢31、绪论1.1 课题研究背景异步电动机主要用作电动机，其功率范围从几瓦到上万千瓦，是国民经济各行业和人们日常生活中应用最广泛的电动机，为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、风机、水泵、轻工机械、冶金和矿山机械等，大都采用三相异步电动机拖动；电风扇、洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机。异步电动机也可作为发电动机，用于风力发电厂和小型水电站等。三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子和转子构成，定子是静止不动的部分，转子是旋转部分，在定子与转子之间有一定的气隙。对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点，被广泛应用于各个领域。1.2 课题研究意义正是因为三相异步电动机的大量使用，一旦发生故障将造成生产和生活的巨大损失，所以三相异步电动机的的控制就显得极为重要。其中电动机的制动方面自然而然的就成为人们研究的热门课题。三相异步电动机的制动方法有很多种，本文将重点分析三相异步电动机的能耗制动方式。1.3 课程设计的目的和任务（1）掌握电机相关的基础知识（2）学会将理论知识转化为实际操作的能力（3）掌握三相异步电动机能耗制动的的工作原理及方法（4）设计出能够应用与实际的电动机能耗制动的系统 2、三相异步电动机的结构和工作原理2.1三相异步电动机的结构定子由铁心、绕组与机座三部分组成。转子由铁心与绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式。鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成；线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。鼠笼式与线绕式两种电动机虽然结构不一样，但工作原理是一样的。 图2-1鼠笼式三相异步电动机 图2-2 绕线式三相异步电动机2.2三相异步电动机的工作原理2.2.1旋转磁场定子三相绕组通入三相交流电即可产生旋转磁场。当三相电流不断地随时间变化时，所建立的合成磁场也不断地在空间旋转，如下图所示。旋转磁场的旋转方向与三相电流的相序一致，任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。 图2-3 三相异步电动机旋转磁场若定子每相绕组由P个线圈串联，绕组的始端之间互差360°/P，将形成P对磁极的旋转磁场。旋转磁场的转速（同步转速）可用下式表示： 式(2.1)定子旋转磁场旋转切割转子绕组，转子绕组产生感应电动势，其方向由“右手螺旋定则”确定。由于转子绕组自身闭合，便有电流流过，并假定电流方向与电动势方向相同，如下图： 图2-4 转子绕组的旋转方向转子绕组感应电流在定子旋转磁场作用下，产生电磁力，其方向由“左手螺旋定则”判断。该力对转轴形成转矩(称电磁转矩)，并可见，它的方向与定子旋转磁场(即电流相序)一致，于是，电动机在电磁转矩的驱动下，顺着旋转磁场的方向旋转，且一定有转子转速。有转速差是异步电动机旋转的必要条件，异步的名称也由此而来。电动机长期稳定运行时，电磁转矩T和机械负载转矩T2相等，即T=T2。由此可知，三相异步电动机的工作原理可以简述为：定子三相电压产生定子三相电流，三相电流通过定子三相绕组