星三角啟動課程設(shè)計(jì)

TOC\o"1-5"\h\z摘要 1\o"CurrentDocument"1、 引言 12、 設(shè)計(jì)目的 錯(cuò)誤!未定義書簽。3、 設(shè)計(jì)要求 錯(cuò)誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"4、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2\o"CurrentDocument"4.1三相異步電機(jī)運(yùn)行原理及特性 24.1.1三相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 24.1.2三相異步電機(jī)的工作原理 2\o"CurrentDocument"4.1.3三相異步電動機(jī)工作特性 3\o"CurrentDocument"4.2三相異步電機(jī)啟動出現(xiàn)的問題 3異步電動機(jī)啟動時(shí)的要求 3\o"CurrentDocument"4.3三相異步電動機(jī)啟動問題 3\o"CurrentDocument"4.4三相異步電機(jī)Y一△降壓起動 3\o"CurrentDocument"4.4.1線路設(shè)計(jì)思想 3\o"CurrentDocument"4.5Y-△降壓起動控制線路的工作原理 45、 結(jié)論 56、 參考文獻(xiàn) 57、 致謝 5三相電機(jī)星三角啟動電路摘要：本文首先分析了三相異步電動機(jī)的工作原理①及穩(wěn)態(tài)工作特性，然后分析了三相異步電動機(jī)的啟動特性及影響三相交流異步電動機(jī)啟動特性的因素。所謂星-三角啟動即工作時(shí)通過改變電機(jī)的接線方式而改變起動電壓，從而降低啟動電流。本設(shè)計(jì)用于控制電機(jī)定子繞組由“星形”至“三角形”的換接啟動、運(yùn)行及停止。采用星-三角啟動方式時(shí)，電流特性很好，適用于無載或者輕載起動的場合。同任何別的降壓啟動方式相比，其結(jié)構(gòu)最簡單，價(jià)格也最便宜。除此之外，星-三角啟動方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí)，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高。關(guān)鍵詞：三相異步電動機(jī)，星一三角啟動，控制電路一、 引言目前，工業(yè)中原動力主要由電動機(jī)提供，電動機(jī)可分為直流和交流電機(jī)。由于直流電機(jī)和交流電機(jī)的特點(diǎn)又決定了機(jī)械設(shè)備的動力大多由交流異步電機(jī)提供，尤其以鼠籠式電機(jī)居多。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)的總負(fù)載中，動力負(fù)載約占59%，而異步電機(jī)則占總動力負(fù)載中的85%，由此可見異步電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)中的重要性，異步電機(jī)的應(yīng)用范圍是非常廣的，容量從幾十瓦一直到幾千瓦，應(yīng)用在各種行業(yè)，異步電動機(jī)應(yīng)用范圍廣，需要量大，而且隨著電氣化自動化的發(fā)展，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的重要性也將逐步增大。與直流電機(jī)相比，交流電機(jī)有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是相對欠缺的是其啟動性能和調(diào)速性能。作為調(diào)速性能，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)得到了很好的解決，所以一直處于弱勢的是其啟動性能。因?yàn)樵谠撾A段，由于啟動過程中措施不到位導(dǎo)致電流過大有可能會出現(xiàn)燒毀電機(jī)和引發(fā)電網(wǎng)故障的現(xiàn)象，所以在工程界比較重視電機(jī)的啟動問題②。二、 設(shè)計(jì)目的加深對電氣控制知識的理解，鍛煉自己的分析問題，解決問題，以及綜合應(yīng)用知識的能力。三、 設(shè)計(jì)要求1、 繪制原理圖；2、 繪制所用線路圖；說明電路工作原理；3、 分析原理得出結(jié)論，總結(jié)實(shí)驗(yàn)心得體會。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容4.1三相異步電機(jī)運(yùn)行原理及特性三相對稱繞組AX,BY,CZ可連接成三角形或星形。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組多采用鼠籠式，它是在轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊接在兩個(gè)銅端環(huán)上組成，小型鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組多用鋁離心澆注而成。異步電機(jī)的繞組除了鼠籠式還有線繞式。線繞式轉(zhuǎn)子繞與定子繞組一樣，轉(zhuǎn)子繞組一般是連接成星形的三相繞組轉(zhuǎn)子繞組組成的磁極數(shù)與定子相同，線繞式轉(zhuǎn)子通過軸上的滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入外加電阻，用以改善啟動性能和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。4.1.2三相異步電機(jī)的工作原理直流電動機(jī)是通過一靜止的磁場與通入電樞繞組中的電流相互作用而產(chǎn)生一恒定方向上的電磁轉(zhuǎn)矩使電機(jī)轉(zhuǎn)動。而異步電機(jī)是通過一旋轉(zhuǎn)的磁場與感應(yīng)在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)所產(chǎn)生的電流相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動。圖1三相異步電動機(jī)的工作原理上圖是三項(xiàng)異步電動機(jī)的工作原理圖，定子上裝有對稱三相繞組，在圓柱體的轉(zhuǎn)子鐵心上嵌有均勻分布的導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別用銅環(huán)把他們連接成一個(gè)整體。在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上形成一個(gè)順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動。三項(xiàng)異步電動機(jī)能夠轉(zhuǎn)動的必備條件：一是電動機(jī)的定子必須產(chǎn)生一個(gè)在空間不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，二是電動機(jī)的轉(zhuǎn)子必須是閉合導(dǎo)體。4.1.3三相異步電動機(jī)工作特性1、 三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性2、 異步電動機(jī)的機(jī)械特性4.2三相異步電機(jī)啟動出現(xiàn)的問題異步電動機(jī)啟動時(shí)的要求1） 電動機(jī)有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩。2） 一定大小啟動轉(zhuǎn)矩前提下，啟動電流越小越好。3） 啟動所需設(shè)備簡單，操作方便。4） 啟動過程中功率損耗越小越好。4.3三相異步電動機(jī)啟動問題電動機(jī)的起動特性中最主要的是它的起動力矩。電動機(jī)起動特性的另一個(gè)問題是起動電流，在起動時(shí)電流的大小可以用等值電路來求得。異步機(jī)在額定電壓下的起動電流常大于額定電流好幾倍。起動電流太大的影響是：一方面將影響電源的電壓，太大的起動電流將產(chǎn)生較大的線路壓降，使得電源電壓在起動時(shí)下降，特別當(dāng)電源容量較小時(shí)電壓降更多，可能影響電源上其它電機(jī)的運(yùn)行。另一個(gè)方面，大的起動電流將在線路及電機(jī)中產(chǎn)生損耗引起發(fā)熱，特別是當(dāng)加速力矩較小，機(jī)組的慣量J較大，起動很慢的情況下，損耗將很多而發(fā)熱也更嚴(yán)重。由上面可以看出，對電動機(jī)起動的要求是不同的，須看負(fù)載的特性，電網(wǎng)的情況等因素而定。有時(shí)要求有大的起動力矩，有時(shí)要求限制起動電流的大小，有時(shí)兩個(gè)要求須同時(shí)滿足?？偟膩碚f，要考慮下列各問題：1.應(yīng)該有足夠大的起動力矩，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械特性曲線；2.盡可能小的起動電流；3.起動的操作應(yīng)該很方便；所用的起動設(shè)備應(yīng)該盡可能簡單、經(jīng)濟(jì)；起動過程中的功率損耗應(yīng)盡可能的少。4.4三相異步電機(jī)Y一△降壓起動4.4.1線路設(shè)計(jì)思想Y一△降壓起動也稱為星形一三角形降壓起動④，簡稱星三角降壓起動。這一線路的設(shè)計(jì)思想仍是按時(shí)間原則控制起動過程。所不同的是，在起動時(shí)將電動機(jī)定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓220V，減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在其起動后期則按預(yù)先整定的時(shí)間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓380V，電動機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動機(jī)，均可采用這種線路。定子繞組接成Y一△降壓起動的自動控制線路如圖2所示。KT~ifKT~if圖2Y一△降壓起動控制線路圖中，可以看到主電路中有三組主觸點(diǎn)，其中接觸器KM2和KM3主觸點(diǎn)一定不能同時(shí)閉合，意味著電源將被短路。所以，控制線路的設(shè)計(jì)必須保證一個(gè)接觸器吸和時(shí)，另一個(gè)接觸器不能吸和，這就叫做互鎖。也就是說KM2和KM3兩個(gè)接觸器需要互鎖。通常的方法是在控制線路中解除其KM2與KM3線圈的支路里分別串聯(lián)對方的一個(gè)動斷輔助觸電。這樣，每個(gè)接觸器線圈能否被接通，將取決于另一個(gè)接觸器是否處于釋放狀態(tài)，如解除其KM2已接通，它的動斷輔助觸點(diǎn)八KM3線圈的電路斷開，從而保證KM2和KM3兩個(gè)接觸器不會同時(shí)吸合。這一對動斷觸點(diǎn)叫做互鎖觸點(diǎn)。4.5Y-△降壓起動控制線路的工作原理如下：合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB2，這時(shí)，接觸器KM1、KM2時(shí)間繼電器KT線圈通電，解除其KM1主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合。KM2主觸點(diǎn)閉合與KM2互鎖觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)按Y形接法起動，經(jīng)過所整定延時(shí)時(shí)間后，時(shí)間繼電器KT的動合觸點(diǎn)閉合和動斷觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM2線圈斷電，接觸器KM2主觸點(diǎn)斷開，電動機(jī)暫時(shí)斷電，同時(shí)接觸器KM2互鎖觸點(diǎn)閉合，使得接觸器KM3線圈通電，接觸器KM3主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合，電動機(jī)改為三角形連接，然后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)接觸器KM3互鎖觸點(diǎn)斷開，使時(shí)間繼電器KT線圈斷電。Y接法的起動的電流僅為△接法的三分之一，從而限制了起動電流，但是Y接法的起動轉(zhuǎn)矩為△接法的三分之一，所以Y-△起動只適用空載或輕載起動。這種方法適用在正常運(yùn)行時(shí)繞組是三角接法的電機(jī)。電機(jī)定子的六個(gè)線頭都引出來，接到換接開關(guān)上。在起動時(shí)先將定子接成星型，這時(shí)加在每相繞組上的電壓將為額定電壓的倍，待起動完成后再改接到三角接法，加上額定電壓。下圖是星一三角啟動的接線圖。圖3星型一一三角起動的接線五、結(jié)論三相異步電動機(jī)星三角啟動的優(yōu)點(diǎn)是附加設(shè)備少，操作簡便。所以現(xiàn)在生產(chǎn)的小型異步電動機(jī)常采用這種方法。為了便于采用星三角啟動，小型異步電動機(jī)的定子繞組一般設(shè)計(jì)成三角形連接，剛開始采用星型連接的電流是三角連接的三分之一，從而減小啟動電流，保護(hù)電網(wǎng)安全，待啟動后改為三角形連接，轉(zhuǎn)矩就為開始星型連接的三倍，從而保證對電機(jī)力