电机及拖动课程设计报告Word格式文档下载.docx
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交阅时间2016年12月31日
1、课程设计背景1
2、课程设计题目与要求2
3、课程设计过程与结果3
(一)、参数计算3
1、电机参数计算3
2、Y-△换接起动时电机的参数计算4
(二)、启动方式的选用与原理5
1、启动方式的选用与其相关参数计算5
2、启动方式的机械特性图6
(三)、设计启动控制的控制电路7
1、启动控制方式的选用与设计7
2、控制电路的仿真分析8
四、课程设计总结9
1、各类启动方式的优缺点分析…………………………………9
2、心得与体会……………………………………………………10
1、课程设计背景
笼形异步电动机是一种交流电机,也称作感应电机,主要作电动机使用。
笼形异步电动机广泛的用于农业生产,家用电器以及航天、计算机等高科技领域。
异步电动机还可以作为发电机使用,例如用于小水电站,风力发电等。
笼形异步电机的基本结构包括定子、转子和气隙。
定子由铁芯、定子绕组和机座三部分构成。
转子由转子绕组、转子铁芯和转轴构成。
转子通常分为笼型和绕线式。
气隙存在于异步电机的定子和转子之间,通常很小。
气隙的大小对于异步电机的性能影响很大。
笼形异步电动机之所以得到广泛的应用,主要是因为它有结构简单运行可靠,制造容易,价格低廉,坚固耐用等优良特性,同时还有较高的效率和良好的工作特性。
然而笼形异步电动机也存在着一些不足:
启动电流较大,会使电源电压在电机启动时下降,使线路和电机内部产生损耗而引起发热;
启动转矩较小;
在大范围内实现平滑调速较为困难;
必须从电网吸收滞后的无功功率等。
其中笼形异步电机的启动一直是电机学的重要研究方向,过分析笼形异步机的运行原理,能够总结出两种启动方式:
直接启动、降压启动。
其中降压启动又可分为:
定子串三相对称电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角型降压启动。
本课程设计通过分析和计算笼形异步电动机在Y-D型启动方式、直接启动下的相关参数的数值、获取相应的机械特性以及进行计算机模拟仿真,比较了不同启动方式的优缺点和适用场合,对今后的学习和研究能起到一定的启发作用。
2、课程设计题目与要求
一台三相笼型转子异步电动机的额定参数为:
380V、50Hz、1455r/min,定子△
联结,每相参数:
,
,试求:
1.在额定电压下直接起动时,起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数;
2.应用Y-△换接起动时,起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。
3.试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图;
4.设计一个起动控制的控制线路,叙述其工作原理。
三、课程设计过程与结果
(一)、参数计算
1、参数计算:
在额定电压下直接起动时,起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数
2、Y-△换接起动时电机的参数计算:
应用Y-△换接起动时,起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。
(2)、启动方式的选用与原理
1、启动方式的选用与其相关参数计算:
试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图
直接启动参数:
定子漏电感L1=xs/2πf1=0.00064(H)
转子漏电感L2=x10/2πf1=0.00064(H)
励磁电感Lm=xf/2πf1=0.159(H)
同步转速n1=1500(r/min)
额定转差率sn=(n1-nn)/n1=0.03
额定转矩
Tn=(3npun2Rr./sn)/(2πf1(Rs+Rr/sn)2+(xs+x10)2)=1061.9(N.m)
最大转矩Tm=3npun2/4πf1(xs+x10)=3447.3(N.m)
2、启动方式的机械特性图:
机械特性曲线:
降低定子电压的机械特性曲线
定子回路串电阻的机械特性曲线
(3)、设计启动控制的控制电路
1、启动控制方式的选用与设计
Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动,简称星三角降压起动。
这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。
所不同的是,在起动时将电动机定子绕组接成星形,每相绕组承受的电压为电源的相电压(220V),减小了起动电流对电网的影响。
而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法,每相绕组承受的电压为电源的线电压(380V),电动机进入正常运行。
凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机,均可采用这种线路,本题为正常运行时定子三角形连接的笼形异步电机故而满足。
定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图所示。
2、控制电路的仿真分析
启动
按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。
同时,时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。
接触器KM2线圈得电,其常开主触点闭合,电动机M定子绕组在星形连接下运行。
KM2的常闭辅助触点断开,保证了接触器KM3不得电。
时间继电器KT的常开触点延时闭合;
常闭触点延时继开,切断KM2线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
接触器KM3线圈得电,其主触点闭合,使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
停车
按SB1辅助电路断电,各接触器释放,电动机断电停车
线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造成短路;
此外,线路转入三角接运行后,KM3的常闭触点分断,切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能,并延长其寿命。
三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动的优点在于:
定子绕组星形接法时,起动电压为直接采用三角形接法时的1/3,起动电流为三角形接法时的1/3,因而起动电流特性好,线路较简单,投资少。
其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3,转矩特性差。
所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。
另外应注意,Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。
4、课程设计总结
1、各类启动方式的优缺点分析
2、心得与体会
通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关电机及拖动方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
过而能改,善莫大焉。
在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获龋最终的检测调试环节,本身就是在践行“过而能改,善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在老师的指导下,终于游逆而解。
在今后社会的发展和学习实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可!
课程设计诚然是一门专业课,给我很多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门讲道课,一门辩思课,给了我许多道,给了我很多思,给了我莫大的空间。
所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收获颇丰。