三相绕线转子异步电机制动方法的应用与研究.docx

PAGE PAGE 9 课 程 设 计 ——三相绕线转子异步电机制动方法的应用与研究 系 别： 电子电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气4 姓 名： 刘晓阳 学 号： 201195014122 2010-2011第二学期综合课程设计任务书 一 设计题目 三相绕线转子异步电机制动方法的应用与研究 二 课程设计的内容 论证三相绕线转子异步电机制动方法及其特点。 根据已知条件为一台三相绕线式异步电机设计制动方法及设备参数：PN＝7.5kw，nN＝1430r/m，r2＝0.06欧。今 将此电机用在起重装置上，加在电机轴上的静转矩Mc＝4kg·m，要求电机以500r/m的转速将重物降落。问此时在转子回路中每相应串入多大电阻（忽略机械损耗和附加损耗）。 三 课程设计要求 对各种制动方法进行论证，画出电气原理图，给出工作原理描述。 绘制各制动方法的人为特性曲线。 参数计算准确。 写出课程设计过程中自己的体验与收获。 文字通顺，全文要求打印。 四 课程设计时间安排 2011.6.172011.6.19查阅资料 2011.6.202011.6.21原理分析设计 2011.6.222011.6.23参数设计及电路图绘制 2011.6.28-完成设计报告书 五 课程设计成绩 六 指导教师签字 七 教研室审核 同 意。 1.1电动机制动 就是给电动机一个与转动方向相反的转矩，使它迅速停转（或限制其转速）。 1.2制动的目的 制动的目的是使电力系统停车，有时也是为了使拖动系统的转速降低，对于位能负载的工作机构，用制动可获得稳定的下降速度。 1.3制动方法概述 欲使电力拖动系统停车，最简单的方法是断开电枢电源，系统就会慢下来，最后停车，这叫做自由停车法。自由停车一般较慢，特别是空载自由停车，更需要较长的时间，如果希望使制动过程加快，可以使用电磁制动器，即所谓“抱闸”；也可使用电气制动方法，常用的有能耗制动、反接制动，回馈制动等，使电机产生一个负的转矩（即制动转矩），使系统较快地停下来。 二 三相异步电动机的工作原理 当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以异步转速n1沿定子和转子内圆空间顺时针旋转磁场，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流。转子的载流导体在定子磁场中受到磁场力 的作用。电磁力对于转子轴电磁转矩，驱动转子沿着磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机的工作原理为：当电动机的三相定子绕组各相相差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，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。 三 三相异步电动机的制动方法 3.0何谓三相异步电动机制动 在切断电源以后，利用电气原理或机械装置是电动机迅速停转的方法称为三相异步电动机的制动。 3.1回馈制动 ①工作原理 方法：使电动机在外力(如起重机下放重物)作用下，其电动机的转速超过旋转磁场的同步转速。 起重机下放重物，在下放开始时，n＜n1电机处于电动状态。在位能转矩作用下，电机的转速大于同步转速时，转子中感应电势、电流和转矩的方向都发生了变化，转矩方向与转子转向相反，成为制动转矩。此时电机将机械能转化为电能馈送电网，所以称回馈制动。 Pm0，表示机械功率输给电机，减去转子铜耗变为电磁功率PM。PM0表示电机发出功率，减去定子损耗后，回馈给电网。 G G 图 图1 ② 机械特性0nTTmaxn1nsTzT’max 0 n T Tmax n1 ns Tz T’max 图2 三相异步电机回馈制动的机械特性 ③功率流程 轴上输入机械功率并转换成电功率，由定子回馈到电网。 ④注意事项 回馈制动的优点：能向电网回馈电能，比较经济； 回馈制动的缺点：在nn1时不能实现回馈制动； 应用场合：限制位能负载的下放速度，并在nn1的情况下采用。 3.2 能耗制动 ①原理图（图3） 图3 能耗制动原理图 ②工作原理 当定子绕组通入直流电源时，在电动机中将产生一个恒定磁场。转子因机械惯性继续旋转时，转子导体切割恒定磁场，在转子绕组中产生感应电动势和电流，转子电流和恒定磁场作用产生电磁转矩，根据右手定则可以判电磁转矩的方向与转子转动的方向相反，为制动转矩。在制动转矩作用下，转子转速迅速下降，当n=0时，T=0，制动过程结束。这种方法是将转子的动能转变为电能，消耗在转子回路的电阻上，所以称能耗制动