电机拖动课程设计——三相异步电动机启动系统设计

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1、 1 1. 1. 绪论绪论 目前，工业中原动力主要由电动机提供，电动机可分为直流和交流电机。由于直流电 机和交流电机的特点又决定了机械设备的动力大多由交流异步电机提供，尤其以鼠笼式电 机居多。根据统计，在电网的总负载中，动力负载约占 59%，而异步电机则占总动力负载 中的 85%，由此可见异步电动机在工农业中的重要性，异步电机的应用范围是非常广的， 容量从几十瓦一直到几千瓦，应用在各种行业，例如，在工业方面，中小型的轧钢设备都 采用异步电机，它也被广泛地用在各种机床上和在各种轻工业中作为一般的动力装备。在 矿山上，它常用来拖动卷扬机和鼓风机等。在农业方面，它被用来拖动水泵和其它副产品 加工机械

2、。此外，它在人民日常生活中也越来越占重要地位，例如电扇，冷冻机，和各种 医疗机械钟也都采用异步电机。总之，异步电动机应用范围广，需要量大，而且随着电气 化自动化的发展， 它在工农业生产和人民生活中的重要性也将逐步增大。 与直流电机相比， 交流电机有结构简单、成本低、可靠性高等一系列优点，但是相对欠缺的是其启动性能和 调速性能。作为调速性能，随着变频技术的发展，已经得到了很好的解决，所以一直处于 弱势的是其启动性能。因为在该阶段，由于启动过程中措施不到位导致电流过大有可能会 出现烧毁电机和引发电网故障的现象，所以在工程界比较重视电机的启动问题。 随着我国现代化工业进程不断加快，能源消耗越来越大，

3、能源紧张问题日益突出，作 为能源消耗大户之一的电机在节能方面大有潜力可挖。对于带周期性负载和长期轻载运行 的电机，在不采取节能措施情况下用电效率低，功率因数低。通过对电动机进行节能控制， 可明显提高用电效率和提高功率因数，达到节能降耗的目的。因此，电动机经济运行的理 论研究和节能技术研究近年来备受关注。 三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。例如，在工业应用中，它可以拖 动风机，泵，压缩机，中小型轧钢设备，各种金属切削机床，轻工机械，矿山机械等。在 农业中，可以拖动水泵，脱粒机，粉碎机以及其他农副产品的加工机械等。在民用电器中， 电扇，洗衣机，电冰箱，空调机等都有单相异步电动机拖动。总

4、之，异步电动机应用范围 广，需要量大，是实现电气化不可缺少的动力设备。 异步电动机运行时，定子绕组接到交流电源上，转子绕组自身短路，由于电磁感应的 关系，在转子绕组中产生电动势，电流，从而产生电磁转矩。 2 2.2. 三相异步电动机的三相异步电动机的启动方案启动方案 2.1 三相异步电动机的直接启动 三相异步电动机直接启动是指电动机直接加额定电压，定子回路不串任何电器元件时 的启动。特点：电动机定子绕组的工作电压和启动电压相等。三相异步电动机的启动要满 足生产机械对异步电动机启动性能的要求启动转矩要大，以保证生产机械的正常启动。缩 短启动时间；启动电流要小。以减小对电网的冲击。 由三相异步电动机机械特性的物理表达式知道，在额定电压下直接起动三相异步电动 机。即转差率 S1，主磁通 额定磁通的 1/2，功率因数 cos 很小，造成了起动电流 相当大而起动转矩 并不大的结果。例如，对于普通鼠笼式异步电动机，起动电流 （4 7）IN （ 为起动电流倍数）起动转矩 TN（0.91.3） 对于绕线式三相异步电动机的 起动转矩 T STN 。 起动电流过大，对电网冲击大。使电