电机与拖动课程设计说明书-三相异步电机能耗制动.doc

摘要 三相异步电动机是利用电磁感应原理实现电能转换成机械能的电工设备，三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。当异步电动机拖动负载运行时，为了能使电动机快速而准确的停车，常采用能耗制动的方法。三相异步电动机的能耗制动过程主要有反抗性负载能耗制动——迅速停机和位能性负载能耗制动——下放重物，本设计主要研究反抗性负载能耗迅速制动过程，并利用MATLAB软件对其机械特性曲线进行绘制。迅速停机过程是将电机与三相电源断开，将其中两相与直流电源接通，电动机像发电机一样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中以实现三相异步电动机的能耗制动过程。 关键词 三相异步电动机；能耗制动；迅速停机 目 录 1 绪论 1 1.1 课题设计的背景 1 1.2 课题设计的意义 1 1.3 课题设计的任务 1 2三相异步电动机的基本理论 2 2.1 三相异步电动机的结构 2 2.1.1 定子结构 2 2.1.2 转子结构 2 2.1.3 铭牌数据 2 2.2 三相异步电动机转差率 3 2.3 三相异步电动机的运行分析 4 3三相异步电动机能耗制动 6 3.1 能耗制动的原理 6 3.2 等效交流与直流励磁的关系 6 3.3 转差率与等效电路 7 3.4 能耗制动的机械特性 8 3.5 能耗制动的参数选择 9 3.6 能耗制动的应用场合 10 4能耗制动系统的设计 11 4.1 能耗制动系统主体电路及器件选择 11 4.2 三相异步电动机的选择 12 4.3 机械特性曲线绘制 12 结论 16 参考文献 17 1 绪论 1.1 课题研究的背景 由于，对电动机的启动性能也提出了越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身的结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。相比之下，三相异步交流电动机拥有的使用寿命，有强大的降噪能力，维护简便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，制造简单，结构简单，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也在发挥着越来越重要的作用。在工业生产，农业机械化交通运输，国防工业等电力拖动装置中，这是因为三相异步电动机结构简单，制造方便，等一系列优点，另外 因此，三相异步电动在我国有极为广泛的发展前景。 图2-1 三相鼠笼异步电动机结构图 2.1.1 定子结构 定子铁芯:是电机磁路的一部分，定子铁芯内圆上均匀开有槽，安放定子绕组。 机座:是用作固定与支撑定子铁芯。 定子绕组:是电机电路部分，它由三个在空间相差120°电角度、结构相同的绕组连接而成，按一定规律嵌放在定子槽中。 绕组分类：单层绕组和双层绕组。 绕组应用：单层绕组一般用在10kW以下的电机，双层短距绕组用在较大容量的电机中。 2.1.2 转子结构 转子铁芯：一般用0.5mm的硅钢片叠压而成，它是磁路的一部分。 转子绕组：是用作产生感应电势、并产生电磁转矩。它分鼠笼式和绕线式两种。 气隙：中、小容量的电动机气隙一般在0.2~1.5mm范围。 2.1.3 铭牌数据 额定功率：指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位：W或kW。 额定电压：指电动机额定运行时，加在定子绕组上的线电压，单位：V。 额定电流：指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时定子绕组中的线电流，单位：A。 额定频率：我国规定电网工频为50Hz。 额定转速：指电动机在定子额定电压、额定频率下，轴上输出额定功率时的转子转速，单位：r/min； 额定功率因数：指电动机在额定运行时定子侧的功率因数。 转子绕组额定电压：指定子绕组加额定电压、转子绕组开路时，滑环间的线电压，单位：V； 转子额定电流：指电动机额定运行、转子短路状态下，滑环之间流过的线电流，单位：A。 图2-2 三相异步电动机铭牌 2.2 三相异步电动机的转差率 转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即： 2.3 三相异步电动机的运行分析 三相异步电动机的运行分析中，我们可以像电路一样，将转子绕组向定子绕组折算，使折算后的电动势 等于定子电动势 我们用一个相数和有效匝数与定子绕组相同的转子绕组去等效代替实际的转子绕组。这里采用等效的原则：保证电磁效应和功率关系不变(如图2