楊永璽三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)課程設(shè)計(jì)終極版

1、成績(jī) _重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院自動(dòng)化系電機(jī)與拖動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目 三相式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 系 別 自動(dòng)化系 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 自動(dòng)化 班 級(jí) 一班 學(xué) 號(hào) 0512110106 姓 名 梁凱奇 指導(dǎo)教師 王勇 邢陽(yáng)陽(yáng) 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院自動(dòng)化系制目錄摘要-3前言-4實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 -53.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備-53.2 工作原理-73.3 工作特性-94.1課程設(shè)計(jì)所用的基本知識(shí)- - - -95.1空載實(shí)驗(yàn)- -10相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載測(cè)試-10實(shí)物連線(xiàn)-115.2 負(fù)載試驗(yàn)- - -15實(shí)驗(yàn)總結(jié)- -19心得體會(huì)- -20參考文獻(xiàn)- - -21三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性摘要電動(dòng)機(jī)電勢(shì)短路 三相鼠

2、籠異步電動(dòng)機(jī) 工作特性 參數(shù) 設(shè)計(jì)電路前言現(xiàn)在社會(huì)中，電能是使用最廣泛的一種能源，在電能的生產(chǎn)、輸送和使用等方面，作為動(dòng)力設(shè)備的電機(jī)是不可缺少的一部分。中小型電機(jī)行業(yè)是機(jī)械工業(yè)的重要組成部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著舉足輕重的作用。發(fā)電機(jī)主要用于移動(dòng)電源、風(fēng)力發(fā)電、小型發(fā)電設(shè)備中；三相異步電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)和交通運(yùn)輸中得到廣泛使用，例如，在工業(yè)方面，它被廣泛用于拖動(dòng)各種機(jī)床。水泵、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、起重機(jī)械等。在農(nóng)業(yè)方面，他被廣泛用于拖動(dòng)排灌機(jī)械、脫粒機(jī)各種產(chǎn)品的加工機(jī)械。在家用電器和醫(yī)療器械和國(guó)防設(shè)施中，異步電動(dòng)機(jī)也應(yīng)用十分廣泛，作為拖動(dòng)各種機(jī)械的動(dòng)力設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，電氣化與

3、自動(dòng)化水平不斷提高，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)對(duì)異步三相異步電動(dòng)機(jī)的需求量日益增加，對(duì)其性能，質(zhì)量，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也相應(yīng)地提出了越來(lái)越高的要求。因此，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)特性能提出了許多新的更新的要求，必須適時(shí)地做出更新與發(fā)展，以適應(yīng)各個(gè)新興工業(yè)領(lǐng)域不同的特殊要求，特別是對(duì)需求量最大的中小型三相異步電動(dòng)機(jī)，在保證其質(zhì)量運(yùn)行，壽命長(zhǎng)和能滿(mǎn)足使用要求的同時(shí)，進(jìn)一步節(jié)約銅、鐵等材料，提高效率和功率因數(shù)，以提高其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)與降低耗電。三相異步電動(dòng)機(jī)已有近20多年的研制開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)史。尤其近些年來(lái)，隨著研制開(kāi)發(fā)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，迅速發(fā)展和完善，如集成化技術(shù)、智能化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)、虛擬技術(shù)等，設(shè)計(jì)出“更快、更精、更凈

4、”的產(chǎn)品。一、 課程設(shè)計(jì)的意義現(xiàn)代社會(huì)中，電能是使用最廣泛的一種能源，在電能的生產(chǎn)，輸送和使用等方面，作為動(dòng)力設(shè)備的電機(jī)是不可缺少的一部分。電機(jī)在國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，節(jié)約能源、環(huán)保和人民生活中起著十分重要的作用。由于Y系列異步電動(dòng)機(jī)具有體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固耐用，外形美觀等特點(diǎn)，具有較高的效率，有良好的節(jié)能效果，而且噪音低，壽命長(zhǎng)，經(jīng)久耐用。Y系列有很多規(guī)格，能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的不同需要。所以研究三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)意義重大。當(dāng)代大學(xué)生應(yīng)該運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技巧來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。二、 課程設(shè)計(jì)任務(wù)1.說(shuō)明三相鼠籠異步交流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)的空載、

5、和負(fù)載實(shí)驗(yàn)的方法三、設(shè)備的介紹1.設(shè)備的名稱(chēng)三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)2.設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4接線(xiàn)盒；5吊環(huán)；6定子鐵心；7轉(zhuǎn)子；8定子繞組；9機(jī)座；10后端蓋；11風(fēng)罩；12風(fēng)扇而其分解圖如下圖所示：3.設(shè)備的工作原理電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。如右圖4是三相交流異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理圖（途中只顯示出兩根導(dǎo)條），當(dāng)電磁沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，磁極的磁力線(xiàn)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，導(dǎo)條中就感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)。電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則來(lái)確定。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，假如磁極不對(duì)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則導(dǎo)條中同樣也能感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來(lái)。在

6、電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條中就產(chǎn)生電流。該電流與旋轉(zhuǎn)磁極的磁場(chǎng)相互作用，而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力F，電磁力的方向可用左手定則確定，由電磁力進(jìn)而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。異步電動(dòng)機(jī)的工作原理用箭頭式子可以簡(jiǎn)單的表示如下：定子繞組通入三相交流電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電流與磁場(chǎng)作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。4.電路原理圖5.設(shè)備的工作特性異步電動(dòng)機(jī)的工作特性是指在額定電壓及額定頻率下，電動(dòng)機(jī)的主要物理量轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩電流，效率，功率因數(shù)等隨輸出功率變化的關(guān)系曲線(xiàn)。（1）轉(zhuǎn)動(dòng)率特性通常把同步轉(zhuǎn)速n1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值叫做轉(zhuǎn)差率，用s表示

7、。關(guān)于轉(zhuǎn)差率的定義如下：當(dāng)電機(jī)的定子繞組接電源時(shí)，站在定子邊看，如果氣隙旋轉(zhuǎn)磁通密度與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向一致，則轉(zhuǎn)差率s為：；如果兩者轉(zhuǎn)向相反，則：。式中的n1，n都理解為轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值s是一個(gè)沒(méi)有單位的數(shù)，它的大小能反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。隨著負(fù)載功率的增加，轉(zhuǎn)子電流增大，故轉(zhuǎn)差率隨輸出功率增大而增大。（2） 轉(zhuǎn)矩特性異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿(mǎn)載，轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)為一個(gè)上翹的曲線(xiàn)（近似直線(xiàn)）。（3） 電流特性空載時(shí)電流很小，隨著負(fù)載電流增大，電機(jī)的輸入電流增大。（4） 效率特性其中銅耗隨著負(fù)載的變化而變化（與負(fù)載電流的平方正比）；鐵耗和機(jī)械損耗近異步電動(dòng)機(jī)似不變；效率曲線(xiàn)

8、有最大值，可變損耗等于不變損耗是，電機(jī)大道最大效率。額定效率載64-94%之間；最大效率發(fā)生在（）倍額定效率處。（5）功率因數(shù)特性空載時(shí)，定子電流基本上用來(lái)產(chǎn)生主磁通，有功功率很小，功率因數(shù)也很低；隨著負(fù)載電流增大，輸入電流中的有功分量也增大，功率因數(shù)逐漸升高；在額定功率附近，功率因數(shù)達(dá)到最大值。如果附在繼續(xù)增大，則導(dǎo)致轉(zhuǎn)子漏電抗增大（漏電抗與頻率正比），從而引起功率因數(shù)下降。四、課程設(shè)計(jì)所用的基本知識(shí)三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、容量。銘牌如下：5、 參數(shù)計(jì)算、電路設(shè)計(jì)1.三相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載測(cè)試（1）、三相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載電路原理圖如上。實(shí)物接線(xiàn)圖如圖所示（2

9、）、電機(jī)繞組為Y型接法，直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，不接負(fù)載。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖圖如圖所示（3）、選好電表量程，接通三相交流電源。（4）、調(diào)節(jié)三相調(diào)壓旋鈕，使空載電壓為1.2（260V）。（5）、逐次降低電源電壓，在1.20.2（260V50V）范圍內(nèi)，測(cè)變壓器的空載電壓、電流、功率。（6）、測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，=必測(cè)，并在附近測(cè)的點(diǎn)比較密集。測(cè)得8組數(shù)據(jù)，記錄如下：注： ，。2.負(fù)載特性：1.同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)，Rf選用DQ29-1的1800，選用DQ27的900串聯(lián)900再加上900并聯(lián)900共2250。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖如圖所示：2.打開(kāi)交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓逐漸升值額定電壓220V。3.將220V交流電源接入直流

10、測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)直流測(cè)功機(jī)勵(lì)磁電流至矯正值（50mA或者100mA），并保持不變。4.在調(diào)節(jié)負(fù)載電阻，使異步電動(dòng)機(jī)的定子電流逐漸上升，直至電流上升到1.25倍額定電流。5.保持=220V不變，再?gòu)?.25倍額定電流開(kāi)始。逐漸減小負(fù)載直至空載，在這范圍內(nèi)讀取異步電動(dòng)機(jī)的定子電流、輸入功率、轉(zhuǎn)速、直流電機(jī)的負(fù)載電流。測(cè)得8組數(shù)據(jù)如下：作工作特性曲線(xiàn)、計(jì)算公式為：式中：由負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性,填入下表：由表中數(shù)據(jù)作工作特性曲線(xiàn)：分別如下：電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行情況下,就是負(fù)載轉(zhuǎn)矩在額定轉(zhuǎn)矩以下情況時(shí),電動(dòng)機(jī)總能維持負(fù)載轉(zhuǎn)矩與電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的平衡,并且保持轉(zhuǎn)速變化很小,但當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大,超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩時(shí)

11、,電動(dòng)機(jī)仍然要維持轉(zhuǎn)矩平衡,只有降低轉(zhuǎn)速,繼續(xù)提高轉(zhuǎn)矩,(如果轉(zhuǎn)矩超過(guò)最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩電機(jī)將堵轉(zhuǎn))轉(zhuǎn)矩的繼續(xù)提高,必然導(dǎo)致定子電流的升高,從而導(dǎo)致定子繞組發(fā)熱增加,如果持續(xù)大過(guò)載,會(huì)造成電動(dòng)機(jī)燒毀.由直接負(fù)載法測(cè)得的電機(jī)效率和用損耗分析法求得的電機(jī)效率各有一下因素影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 1、直接負(fù)載法測(cè)量主要是所帶的負(fù)載是不是恒定的，受負(fù)載本身影響；2、損耗分析法是理論上來(lái)求，實(shí)際工作中電機(jī)效率受溫度、散熱、負(fù)荷、以及電機(jī)本身質(zhì)量（如軸承）、電機(jī)工作制等影響。七電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)終于圓滿(mǎn)結(jié)束。在老師的細(xì)心指導(dǎo)下和同學(xué)們的共同努力中，我們順利完成了本次課程設(shè)計(jì)。在第一次的電力拖動(dòng)與控制系統(tǒng)的課程設(shè)計(jì)中，學(xué)到

12、了很多無(wú)法在課堂上學(xué)到的知識(shí)。無(wú)論是理論的分析能力還設(shè)計(jì)能力都有所提高，還有掌握了跟多學(xué)習(xí)方法和查詢(xún)資料的渠道。通過(guò)不斷地修正和反復(fù)試驗(yàn)，對(duì)多組數(shù)據(jù)的處理，不斷完善自己的邏輯思維的縝密性，同時(shí)也鍛煉了自己的品性和不驕不躁的耐性。在這期間，我們遇到了許多困難，同學(xué)之間互相幫助，獨(dú)立思考，有時(shí)會(huì)提出不同的觀點(diǎn)，但這些往往能使人更加全面地分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)自己思維的局限性，設(shè)計(jì)的時(shí)候更加合理。由于是第一次做課程設(shè)計(jì) ，而且能力有限，有些方面肯定是存在不足或者錯(cuò)誤，今后應(yīng)當(dāng)努力改正，并且不斷充實(shí)自己，要在這方面取得更大的進(jìn)步。  八參考文獻(xiàn)：   【1】湯天浩主編：電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)（第三版）M 北京  機(jī)械工業(yè)出版社  2009   【2】陳勇，羅萍，向敏主編：電機(jī)拖動(dòng)與控制 M北京 人民郵電出版社