三相异步电动机串电阻降压起动设计
x x大学
电机系统综合设计
题 目三相异步电动机的串电阻降压起动控制线路设计
学生姓名 xx 专 业_ 电气工程及其自动化 学 号 xxxxxxxxxxxxxxx 年级班级 2014级x 班 x 指导教师 xxxxxx 成 绩_
xxxx 学院
201 年 月
目录
目录 ............................................................................................................................................. - 2 - 摘要 ............................................................................................................................................. - 3 - 正文 ............................................................................................................................................. - 3 - 一、 三相异步电动机的分类及优缺点.............................................................................. - 3 -
1. 三相异步电动机串电阻降压起动控制 . ..................................................................... - 4 -
1) 定子串电阻降压起动控制原理图 . ....................................................................... - 4 - 2) 实物连接图............................................................................................................ - 5 - 3) 调试结果 ............................................................................................................... - 5 -
2.
Simulink 仿真 . ............................................................................................................. - 5 -
1) 仿真连接图............................................................................................................ - 5 - 2) 仿真结果 ............................................................................................................... - 6 -
二、 三、 四、
结论 ............................................................................................................................. - 7 - 致谢 ............................................................................................................................. - 7 - 参考文献 ..................................................................................................................... - 8 -
摘要
基于三相异步电动机原理，启动方式随着不同控制线路而不同。小型三相电动机常常采用直接起动方式其控制线路较简单。为满足较大负荷的需要，常常使用星型三角形起动方式、自耦变压器降压起动。为了使电机起动平稳，异步电动机转子串入合适的三相对称电阻，此时，起动转矩下降，起动电流也下降，所以只适合必须减小起动电流，又对起动转矩要求不高的场合。另外就是采用变频器起动电动机效果最好，但是变频器投资较大 。
正文
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产生感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。
一、 三相异步电动机的分类及优缺点
三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用。
三相异步电动机存在的缺点：1. 起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。2. 转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。3. 起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流。
三相交流异步电动机直接起动，虽然控制线路结构简单、使用维护方便，但起动电流很大（约为正常工作电流的4~7倍），如果电源容量不比电动机容量大许多倍，则起动电流可能会明显地影响同一电网中其它电气设备的正常运行。因此，对于鼠笼型异步电动机可采用：定子串电阻（电抗）降压起动、定子串自耦变压器降压起动、星形—三角形降压起动等方式。本设计采用串电阻降压启动
电阻减压启动一般用于轻载启动的笼型电动机，且由于其缺点明显而很少采用。定子回路接入对称电阻，这种启动方式的启动电流较大而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的65％，其启动电流为全压启动电流的65％，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%,且启动过程中消耗的电能较大。串联电阻启动是电动机硬启动的一种，电机在启动的那一刻，就是一个纯电阻电路，霎时电流会非常的大，这种大电流的冲击对电机和电网都是具有破坏性的，所以在启动时串入一个电阻，就降低了电机的起动电流近似的与定子的电压成正比，因此要采用降低定子电压的办法来限制起动电流，即为降压起动。对于因直接起动冲击电流过大而无法承受的场合，通常采用减压起动，此时，起动转矩下降，起动电流也下降，只适合必须减小起动电流，又对起动转矩要求不高的场合冲击电流，
正常运转后，再将串入得电阻切出去，以提高用电效率；另外还有几种启动方式，像星三角启动、降压启动、软启动等等的、目的都是相同的；串电阻起动是最简单，最经济的一种方式。
1. 三相异步电动机串电阻降压起动控制
1) 定子串电阻降压起动控制原理图
图1 定子串电阻降压起动原理图
2) 实物连接图
3) 调试结果
2. Simulink 仿真
1) 仿真连接图
直接启动仿真连接图
串电阻降压启动仿真连接图
2) 仿真结果
直接启动仿真结果
串电阻降压启动仿真结果
二、 结论
异步电动机的起动问题是它在运行中的一个特殊问题。。
通过比较直接启动和串电阻降压启动的结果，可以看出，直接起动固然起动转矩较大，对于重型负载有利，但对一般的轻型负载来说, 就有可能发生机械冲击，从而导致传动皮带被撕裂、齿轮被打坏等事故。尽管直接起动方法简单，起动设备也简单，价格便宜，但为了限制电压和机械的冲击，以及保证电网的供电质量，在某种场合，就得采取降压起动方式。常用的方法有自耦变压器降压起动、Y-Δ起动、软起动、定子串电阻降压起动等。由于串电阻降压启动接线简单经济，本设计采用串电阻降压启动。
三、 致谢
在此论文的写作期间，得到课题设计指导老师悉心的指导和精心的帮助，并在实习时也得到实习老师的帮助，在此向老师表示深深的感谢。同时我也得到良师的大力支持以及各位队友的团结合作。通过课程设计我也学到了不少新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习。只要学习就会有更多的问题，有更多的难点，但也会有更多的收获。另外本文参考了多篇论文，在此表示感谢！
四、 参考文献
[1]任艳君，《电机与拖动》，机械工业出版社，北京：2010.11 [2]张海根，《机电传动控制》，高等教育出版社，北京2001.1 [3]李福明，《电工基础》，人民邮电出版社，北京：2010.9 [4]王智忠，《电工学》, 中国电力出版社，北京：2009.11