绕线转子异步电动机
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第二章绕线转子异步电动机串级调速谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢
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第一节串级调速的原理与基本类型
第二节低同步串级调速系统的机械特性
第三节串级调速系统的效率和功率因数
第四节串级调速的闭环控制系统
第五节串级调速应用中的几个问题
第六节串级调速系统应用实例
第二章绕线转子异步电动机串级调速系统
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第一节串级调速的原理与基本类型
一、串级调速的原理
二、串级调速的基本运行状态及功率关系
三、串级调速系统的基本类型
一. 串级调速的原理
转子串电阻调速方法有什么缺点？
对于绕线转子异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。
转子串电阻调速方法的主要缺点：大量转差功率将在转子所串电阻上变成热量被消耗掉，因此不适合对大容量电机降速，对小容量电机也因效率太低而不适宜长期运行。
转子串电阻调速方法的能量关系如图所示。
参照电动机内部各项功率表达式，对照能量关系图，可以估算出电动机的效率情况。
基本结论是：
串入电阻越大，转速越低，转差就越大，机械功率在电磁功率中所占的比率就越低，效率越低。
幻灯片 5 *转速越低，转差越大，电阻发热越多，效率越低。
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串级调速的基本原理是什么？
引入一种新的调速方法，基本思路：
转子不串入附加电阻
-----改为串入附加电动势来调速，并将调速引起的转差功率损耗，回馈回电网或电动机本身。
这种，既提高效率、又实现变转差率调速的方法，该方法被称为绕线转子异步电动机的串级调速控制方案。
工作原理：
三相异步电动机的转子感应电压为：
式中：
20
2sE E ?
?
=转子电流为：
将绕线异步电动机的转子电路中串入交流附加电势
f
E a. 如串入的附加电势f E ?
与转子感生电势20sE ?
方向相反，频率相同
则转子电流将变小：
)
(2202222sX R E sE I f
+-=
2I 转子电流的减小，会引起交流电动机拖动转矩的减小，设原来电机拖动转矩与负载
相等处于平衡状态，串入附加电势必然引起电动机降速，在降速的过程中，随着速度减小，转差率S 增大，分子中sE 2回升，电流也回升，使拖动转矩升高后再次与负载平衡，降速过程最后会在某一个较低的速度下重新稳定运行。
* 这种向下调速的情况成为低于同步速的串级调速。（低同步串调）
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b. 如串入的附加电势f E ?
与转子感生电势20sE ?
方向相同，频率相同
则转子电流将变大：
)
(2202222sX R E sE I f
++=
2I 转子电流的增大，会引起交流电动机拖动转矩的增大，设原来电机拖动转矩与负载
相等处于平衡状态，串入附加电势必然引起电动机升速，在升速的过程中，随着速度增加，转差率S 减小，分子中sE 2减小，电流也减小，使拖动转矩减小后再次与负载平衡，降速过程最后会在某一个较高的速度下重新稳定运行。
* 这种向上调速的情况称为高于同步速的串级调速。（超同步串调）
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负载（1-s ）P 2
P 2
sP
2
E f
(a )
P 2=T e ω0>0 P M =(1-s) P 2 >0 P s =s P 2 >0
说明电网向电动机定子输入的电磁功率P 2一部分变为机械功率P M 从电动机轴输出；另一部分变为转差功率P s 通过产生E f 装置回馈给电网。
1、低于同步转速的电动运行状态
0
二.串级调速的基本运行状态及功率关系
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负载
（1-s ）P 2
P 2
sP 2
E f
(b )
P 2=T e ω0<0 P M =(1-s) P 2 <0 P s =s P 2 <0
说明电网从轴上向转子输入的机械功率P M 与从电网通过产生E f 装置输入的转差功率P s 之和都变为电磁功率P 2，并通过电动机定子回馈给电网
2、低于同步转速的回馈制动运行状态
0 幻灯片 11 负载 （1-s ）P 2 P 2 sP 2 E f P 2=T e ω0>0P M =(1-s) P 2 >0P s =s P 2 <0 说明从电网向电动机定子输入的电磁功率P 2，同时从电网通过产生E f 装置向电动机转子输入的转差功率P s ，电动机把定子和转子同时吸收的电功率变为机械功率P M 从轴上输出。 3、高于同步转速的电动运行状态 s<0 Te>0 幻灯片 12 负载 （1-s ）P 2 P 2 sP 2 E f (d ) P 2=T e ω0<0P M =(1-s) P 2 <0P s =s P 2 >0 说明电动机从轴上吸收机械功率P M ，一部分变为电磁功率P 2通过定子回馈给电网，另一部分变为转差功率P s 通过产生E f 装置回馈给电网。 4、高于同步转速的回馈制动运行状态 s<0 Te<0 幻灯片 14 三.串级调速系统的基本类型 要实现前面所述的绕线异步电动机转子串联交流附加电势完成调速的基本思想，则所串入的交流附加电势应该满足如下条件： f E ? 1.首先，转子是三相交流电路，因此交流附加电势应为三相对称交流电。 可见，三相交流附加电势的取得在实际中十分困难。实用的串级调速系统，一般采用将转子电路接不可控整流电路，在直流回路中串入直流附加电势，通过调节直流附加电势的大小来调速的控制方案。 因此附加的三相交流电势2.转子感应的三相交流电势20sE ? 的频率、大小都是随转差率变化的，f E ? 也应随之变频变压。 3.附加的三相交流电势在控制过程中，要始终保持与转子感应的相位相同或相反，即相位要同步。 f E ? 三相交流电势20sE ? 幻灯片 15 βI d =(E 2-E β)/R I 2 T e n s E 2 I d (I 2)(达到新的平衡) E β=1.35U 2l cos β UR UI sE 20 E 2E 2T E β I d 电气串级调速系统 绕线异步机 转子整流器 有源逆变器 电气串级调速系统 对于电气串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的转矩为： 结论：电气串级调速系统具有近似恒转矩的机械特性。 ==--==0 0e )1()1(ωωωd d m P s P s P T 常数 晶闸管串级调速系统：效率高，技术成熟，成本低， 应用广泛，具有恒转矩调速特性； 幻灯片 17 绕线异步机 转子整流器 直流电动机 机械串级调速系统 对于机械串级调速系统，如忽略损耗，则电机轴上输出的机械功率为： 结论：机械串级调速系统具有近似恒功率的机械特性。 由于调速范围越大时，所需直流电机容量也越大，所以只适用于大容量、调速范围小的恒功率生产机械，具有恒功率调速特性。 ==+-d d d P sP P s )1(常数 幻灯片 18 第二节 低同步串级调速系统的机械特性 一、转子整流器的三种工作状态二、串级调速系统的调速特性 三、串级调速系统的机械特性与最大转矩 一.转子整流器的三种工作状态 低同步串级调速系统电力电子电路的核心部分是转子整流器和有源逆变器。 下面以转子整流器为例说明：分析前提条件： 滤波电抗器L d 的电感足够大，得到的直流电流是平直的； 整流元件是理想的，忽略其管压降； 忽略电动机电阻对换相的影响。 分析注意事项:转子整流器和一般整流器不同： 转子三相感应电动势的幅值和频率都是转差率的函数； 折算到转子侧的漏抗值也是转差率的函数； 由于电动机折算到转子侧的漏抗较大，换流重叠严重。 幻灯片 20 1.转子整流器的第一工作状态060≤γ（Id 较小，的情况） 60≤γd I 结论： 不换流期间，转子整流器中有两个元件导通； 换流期间，换流组有两个元件导通，不换流组有一个元件导通，共有三个元件同时导通，换流期间的整流输出电压为正在换流的两相电压瞬时值之和的一半与另一相电压瞬时值的包络线。 特征：转子电流较小，整流后直流电流I d 也较小；二极管整流器换相迅速，两个二极管之间的换流重叠角?较小。 重叠角?随转子电流或I d 的增大而增大，第一工作状态的?小于等于600。 幻灯片 21 由整流电路计算，得第一工作状态下的重叠角 γ 计算公式： 第一工作状态的边界060=γ电压、电流波形： d I 幻灯片 23 2.转子整流器的第二工作状态 060=γ（I d 较大，不变，出现强迫延时换相角）特征：当重叠达到600，电 流达到第一工作状态最大电流（或一、二状态分界电流I d1-2）以上，如果负载电流继续增大，最初时重叠角会大于600，但稳定以后，两个二极管的重叠会均匀地保持600不变，但所有二极管的换流都被迫从自然换流点向后延迟一个角度。电流越大，这个强迫延时换相角就越大，但有： 0300≤ 幻灯片 24 注意： 1、换流时间间隔与换流延迟时间间隔是均匀分布的 1160i i pi pi p γγγααα++=====2、αp 的稳态数值取决于I d ，I d 越大，αp 就越大 （三）第三工作状态 γ>60oa p >30o 随着I d 的继续增大，a p >30o属于故障状态 幻灯片 26 3.转子整流器的故障状态（Id 过大，的情况） 30=p α060>γ 幻灯片 27 转子整流器的三个工作状态 （一）第一工作状态γ<60o （二）第二工作状态γ=60oa p <30o（三）第三工作状态γ>60oa p >30o 幻灯片 29 幻灯片 30 二.串级调速系统的调速特性（n 或s 与电流I d 的关系） n 或s 与电流I d 的关系式，需要从直流等效电路入手加以推导：第一工作状态下，整流整流器-逆变器的直流回路等效电路如下： 2) D R +2) T L R R ++0 33( 22) D T D T L sX X R R R π π ++ ++幻灯片 32 203( 22)32.34T d T D L D X R R R X E π π +++- 幻灯片 33 幻灯片 35 幻灯片36 幻灯片38 第三节串级调速系统的效率和功率因数 一.串级调速系统的总效率 二.串级调速系统的总功率因数 幻灯片 41 由于转差功率被送回电网，使串级调速从电网输入的总有功功率并不多，故串级调速系统的效率很高，在80％以上。 %100P P P P s 1P P s 1P P s 21d M d W 2 ??+?+?+-?--== ）（）（η 幻灯片 42 二、串级调速系统的总功率因数 幻灯片44 幻灯片45 （二）GTO串级调速系统 GTO称为可关断晶闸管，其具有自关断能力。 使用GTO的逆变器可以通过控制GTO的开通关断时刻，使 逆变电路产生超前于电网电压的电流，从而使串级调速系统的 逆变侧呈现电容性，提高总功率因数。 由于GTO价格较高，该控制方案适用于大容量绕线异步电 动机的串级调速。 幻灯片46 幻灯片 47 幻灯片48 2）当ACR的输出电压为0时，β最小，此时应整 定触发脉冲，使逆变角最小值为β min ，通常令 βmin=30o。同理，当ACR的输入达到上限的时 候，应整定逆变角β max =90o 3）利用ASR的输出限幅作用和ACR的电流负反馈 调节作用可以使双闭环串级调速系统在加速过程 中实现恒流升速，获得良好的加速特性。 第六节串级调速系统应用中的几个问题 一、电动机的选择 1、选择串级调速系统中电动机容量的方法：首先，按常规的方法计算出自然接线时电动机的功率； 然后，根据串级调速的特点加以修正，并选择串级调速系统的电动机功率； 最后，进行电动机的热校验及过载能力校验。 幻灯片 50 采用串级调速方案时，需扩大容量的原因： （1）串级调速系统的负载能力比自然接线损失17%。（2）串级调速后电动机的功率因数降低。 （3）低速运行时，转子的高频谐波电流造成转子铜损耗增加。 幻灯片 51 考虑上述因素后，串级调速系统电动机容量： P ——串级调速时，电动机所需要的功率； P D ——按常规计算所得的自然接线时电动机功率；K ——串级调速系数，一般取1.15左右 D P KP =所选择的电动机的额定容量应为：n P P ≥ 串级调速系统的热校验，采用等效电流法。串级调速系统电动机的过载能力校验，要考虑串级调速时异步电动机过载能力降低17%左右，还要考虑电网电压降低的影响。 若满足下式，则过载能力校验通过 2max s e m L K T T 幻灯片 53 2、选择电动机额定转速 在选择电动机的额定转速时，考虑到串级调速系统的机械特性比较软，电动机的额定转速应比生产机械的最高转速高10%左右。3、串级调速系统的结构选择： 若需在电动机轴上安装测速发电机，则要选用两端出轴的双轴伸式电动机。 幻灯片 54 二、起动方式的选择 1、直接起动：利用串级调速装置本身直接起动电动机，不再另接设备的起动方式。 主要用于要求调速范围很大的生产机械，如提升机、钢丝绳牵引胶带运输机等。 2、间接起动方式：利用频敏变阻器或电阻器等起动设备起动电动机，当加速到调速范围内的最低转速时，投入串级调速，并切除起动设备。 主要用于要求调速范围不大的风机、泵类、压缩机、轧机等生产机械设备。 串级调速系统的起动操作顺序：必须先合控制电源，然后接通逆变器的交流电源，最后才允许电动机转子接入串级调速装置进行起动。停车时，须先断开电动机侧电源，再断开逆变器侧交流电源 串级调速系统的起动操作顺序：必须先合控制电源，然后接通逆变器的交流电源，最后才允许电动机转子接入串级调速装置进行起动。停车时，须先断开电动机侧电源，再断开逆变器侧交流电源 幻灯片 56 串级调速系统的间接启动方式 M 3 ~ KM 1 KM 2 Ld 接逆变变压器 间接起动时一般在转子电路串入频敏变阻器或电阻器。间接起动主电路如图所示。 幻灯片 57 三、串级调速装置的选择 １、选择串级调速装置的电流电压等级 U dn ≥1.35Ｅ2n （1-1/D ）=1.35Ｅ2n s max I dn ≥（1/0.816）I 2n ２、选择开环装置或者闭环装置 作业： P51页1、7 幻灯片59 The end YR、YRKS、YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机SERIES YR, YRKS &YRKK HIGH-VOLTAGE WOUND-ROTOR THREE-PHASE INDUCTION MOTRS 1概述 YR、YRKS、YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机（机座号355~630），是我公司研制生产的具有九十年代先进水平的最新产品。 该系列电动机可用于驱动多种通用机械，如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及喜风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机、皮带机等。 本系列电动机用料考究、制造精良，具有性能指标高，器械声振动小，可靠性高，使用安装维修方便等优点。 本系列电动机的功率等级、安装尺寸、电气性能均符合行业标准JB/T7594《YR系列高压绕线转子三相异步电动机技术条件》以及其它相关标准，其安装尺寸、功率等级也符合IEC72—2标准要求。 本系列电动机的冷却方法根据GB1993和IEC34—6《电机冷却方法》的标准，为IC01、IC81W、IC611三种；本系列电动机安装方式为卧式底脚安装（！MB3）结构，符合GB997和IEC34—7《电机结构及安装型式代号》的规定。如用户有其它要求，可另行协商。 1 Gerenal Description Series YR, YRKS & YRKK high-voltage wound-rotor three-phase induction motors (frame size 355~630) are the newest products, being of the 1990’s advanced technique levels, developed and famufctured by our company. These series motors can be used to drive various commonly used machines, such as compressors, water pumps, crushers, cutting lathes, conveyors, air-blowers, coal-grinders, rolling mills, and belt conveyers etc. With the material chosen exquisitely and the products excellent workmanship, these series motors are engineered with many remakble features, such as high torque index, low noise, small vibration, high reliability, easy operation, mounting and maintenance etc. For these series motor, the output rating, mounting dimensi ons and electric properties conform to China Industry Standard JB/T7594 Series YR High-Voltage Wound-Rotor Three-Phase Induction Motors Specfications, and specifications specified in other relative standards and IEC Standard 72—2. For these series motors, the cooling rorm is IC01, IC81W and IC611 according to China National Standard GB1993 and IEC Standard 34—6 Cooling Form of Motors, and the mouting arrangement is horizental foot-mounted (IMB3), conforming to GB997 and IEC34—7 Code of Motor Construction and Mounting Arrangement. For the other requirements, consult with our company further. 本系列电动机按防护等级和冷却方式可分为以下三个系列： These series motors can be divided into three series types according to protection type and protection degree. 绕线式电动机转子回路串电 阻起动控制电路 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March 【实训项目名称】 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路的安装、调试及故障排查 【课时安排】 2课时 【实训目标】 1．正确理解三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动的工作原理。 2．能正确识读三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路的原理图和布置图。 3．会按照工艺要求正确安装三相绕线转子异步电动机转子回路串电阻启动控制电路。 4．．能用万用表对控制电路进行通电前的检查。 5．能熟练使用电钳工工具及低压测量仪表。 6．培养安全第一、科学严谨、团结合作、成本意识、节能环保意识。 【实训条件准备】 1．常用电工工具：包括试电笔、克丝钳、剥线钳、改锥、尖嘴钳、斜口钳等。 2．万用表 3．绝缘导线：主电路采用平方，控制电路采用BV1平方。 4．绕线式异步电动机 5．交流接触器、时间继电器、按钮、熔断器、热继电器等电器元件 【实训过程】 一、实训电路 1. 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路原理图如图5所示 图5 绕线式电动机转子回路串电阻启动控制电路 2.小组讨论双速电动机控制线路工作原理。 起动控制： 停止控制： 3．备齐所需电气元器件及工具并检测元器件 配齐所用电气元件，并进行质量检验。元器件应完好，各项技术指标符合规定要求，否则予以更换。 二、计划与实施 1．绘制电器元器件布置图并安装电器元器件 2．绘制接线图 3．安装、接线 （1）小组成员讨论线路连接的思路与方法，并作介绍。 （2）小组合作根据电路图完成接线。 4．检测线路 （1）检查所接电路，按照电路图从头到尾按顺序检查 （2）用万用表初步测试电路有无短路情况。确保电路未通电的情况下把万用表打到欧姆档，用万用表检查电路，并填写在下表。 绕线式电动机转子串电阻 调速方法 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020 绕线式电动机转子串电阻调速方法 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。 1、串电阻启动增加，降低，起动达速后切除启动电阻（就是转子回路）全速运行。 2、串电阻启动（电阻最大值起动），根据需要调整电阻的阻值，可以改变电机的运行速度，达到调速的目的（是有范围的调速）。 绕线式电机的启动电流是可调的，通过调整转子串联的电阻大小，可以调节绕线式电机的启动电流！ 原理：对于绕线式异步电动机，当电网电压及频率不变时，在转子回路中串入电阻后，可以改善电动机的起动转矩，在绕线电机转子中串接启动电阻，减小启动电流，电阻一般接为星形接法，根据公式： I0=U0/R0 当转子串接电阻时R0↑,在U0不变的情况下，I0↓,此分析忽略电机感抗的损耗。 启动前将电阻全部接入转子回路，随着启动过程的结束，启动电阻被逐级短接，KM1,KM2,KM3逐级吸合，保证始终有较大的起动转矩，短接方式可以遵循时间和电流调节原则，KA1,KA2,KA3中间继电器可以根据实际工作情况而 定。 RN=E N÷I N÷√3 R N：电机转子额定电阻 E N：电机转子额定电压 I N：电机转子额定电流 例：240KW-6极电机，定子电流436A，定子电压380V。转子电流376A，转子电压407V RN=(E N÷IN)÷√3=(407÷376)÷√3=（）÷√3=Ω △RY1= RN =× =Ω △RY2= =×=Ω △R1= =× =Ω △R2= RN =× =Ω 第三节三相绕线转子异步电动机的起动控制转子回路通过滑环在外串电阻以减小起动电流、提高转子电路的功率因数和起动转矩。 （请注意主电路中电动机的画法） 1）转子回路串接电阻起动控制线路 串接在三相转子回路中的起动电阻，一般接成Y形。起动前，起动电阻全部接入电路，随着起动过程的结束，起动电阻被逐段短接。 短接方式：三相电阻不平衡短接法——每相的起动电阻轮流被短接 三相电阻平衡短接法——三相的起动电阻同时被短接 1）依靠时间继电器自动短接起动电阻的控制线路：教材P38 Fig 2-10（平衡短接法）控制过程：SB2合上→KM1线圈得电→主触头闭合→电机串电阻起动 常开触点闭合→KT1线圈得电→KT1整定时间到→ KT1常开闭合→KM2得电→主触头闭合→切除第一段起动电阻1R 常开触点闭合→KT2线圈得电→KT2整定时间到→ KT2常开闭合→KM3得电→主触头闭合→切除第二段起动电阻2R 常开触点闭合→KT3线圈得电→KT3整定时间到→ KT3常开闭合→KM4得电→主触头闭合→切除第三段起动电阻3R→起动电阻全部切除 常开触点闭合→自锁 优点：线路中只有KM1、KM4长期通电，而所有的时间继电器和KM2、KM3的通电时间均被压缩到最低限度。节省电能，延长了器件寿命。 缺点：1. 万一时间继电器损坏，线路即无法实现电动机的正常起动和运行。 2. 电动机起动过程中逐段减小电阻时，电流及转矩突然增大，会产生不必要的机械冲 击。 2）利用电动机转子电流大小的变化来控制电阻切除的控制线路：教材P39～P40 Fig 2-11 （同样有上述的缺点2）请同学们自学该线路。 二、转子回路串频敏变阻器起动控制线路：控制线路：教材P40 Fig 2-13 （略） *第四节三相异步电动机的调速控制 三相异步电动机的调速方法变更定子绕组极对数 改变转子电路的电阻 三相异步电动机绕线式转子的检修 三相异步电动机种类繁多，按照转子结构分类鼠笼式和绕线式 绕线式电动机的工作原理：绕线式电动机是异步电动机的一种，工作原理大体一致：（异步电机的工作原理是当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。故异步电动机又称为感应电动机。） 当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 区别绕线式的转子绕组不是像鼠笼式那样闭合的，它的3个转子绕组通过电刷结构引到外部的接线端子，这样使用时，在外部的电阻与转子绕组串联，以提高启动转矩或者加以调速等。 绕线式电机一般用于启重和吊装电机 三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成。 定子是电动机的固定部分，用于产生旋转磁场，主要由定子铁芯、定子绕组和基座等部件组成。 转子是电动机的转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成，其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。转子按其结构的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。 绕线式转子与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般结成星型，三个出线头接到转轴的集电环（滑环）上，再通过电刷与外电路连接 例1：某厂一台绕线式电机运行中电流高且声音异常，丁字检查无异常，转子一相碳刷松动且磨损严重，该相滑环表面布满麻点，原因分析：碳刷接触不良更换碳刷，细砂纸打磨滑环表面后运行正常 例2：某厂绕线式电机启动时电机振动，有异响。电动机电流基本正常。检查负载和定转子绝缘正常。试车发现，低速轻载是正常，高速重载时异响，电机出力不够解体发现转子串接电阻接触不良，紧固后运行正常。 原因分析转子一相开路，该相只有感应电势，而不产生电流，不会受到磁场力作用。其余两相正常受力，造成受力不平衡，转矩不平衡从而出现电动机振动且异响，严重时出现启动困难的现象。当转子回路一相接触不良时：低速轻载（电流小）电机转差率较大，通过功率关 第四章 三相异步电动机 一、 填空（每空1分） 1. 如果感应电机运行时转差率为s ，则电磁功率，机械功率和转子铜耗之间的比例是 2:P :e Cu P p Ω= 。 答 s :s)(1:1- 2. ★当三相感应电动机定子绕组接于Hz 50的电源上作电动机运行时，定子电流的频率为 ，定子绕组感应电势的频率为 ，如转差率为s ，此时转子绕组感应电势的频率 ，转子电流的频率为 。 答 50Hz ，50Hz ，50sHz ，50sHz 3. 三相感应电动机，如使起动转矩到达最大，此时m s = ,转子总电阻值约为 。 答 1， σσ21X X '+ 4. ★感应电动机起动时，转差率=s ，此时转子电流2I 的值 ，2cos ? ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。 答 1，很大，很小，小一些，不大 5. ★一台三相八极感应电动机的电网频率Hz 50，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为 ，转子电势的频率为 。当转差率为0.04时，转子的转速为 ，转子的电势频率为 。 答 0.02，1Hz ， 720r/min ，2Hz 6. 三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括 ， ， ，和 ，电动机空载输入功率0P 与这些损耗相平衡。 答 定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗 7. 三相感应电机转速为n ，定子旋转磁场的转速为1n ，当1n n <时为 运行状态；当1n n >时为 运行状态；当n 与1n 反向时为 运行状态。 答 电动机， 发电机，电磁制动 8. 增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ， 。 答 转子串适当的电阻， 转子串频敏变阻器 9. ★从异步电机和同步电机的理论分析可知，同步电机的空隙应比异步电机的空气隙要 ，其原因是 。 答 大，同步电机为双边励磁 10. ★一台频率为 160Hz f =的三相感应电动机，用在频率为Hz 50的电源上（电压不变），电动机的最大转矩为原来的 ，起动转矩变为原来的 。 信息与电气工程学院 课程设计说明书（2010 /2011 学年第二学期） 课程名称：可编程序控制器课程设计 题目：绕线式异步电动机转子串电阻 起动制动控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：2周 设计成绩： 2011年7月8日 目录 1、课程设计目的 (3) 2、课程设计正文 (3) 2.1原始数据及主要任务 (3) 2.2技术要求 (3) 2.3程序流程图 (4) 2.4电路原理图 (5) 2.5绕线式异步电动机控制编程元件表以及梯形图 (5) 3、课程设计总结 (9) 4、课程设计心得体会 (9) 5、参考文献 (10) 1、课程设计目的 1.1了解绕线式异步电机转子串电阻启动的控制方法和控制要求。 1.2掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 1.4进一步熟悉常用设备、元器件的类型和特征，并掌握合理运用原则和使用方法。培养 严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 1.5熟悉上下位机的连接方法。 1.6综合运用所学的理论知识独立完成一个课题，培养学生独立分析和解决实际问题的能 力,学会撰写课程设计总结报告。 2、课程设计正文： 2.1原始数据及主要任务： 1．了解电机控制的步骤和要求。 2．绘制电机控制系统的电路原理图，编写I/O地址分配表。 3．编制PLC程序，并利用实验室设备进行调试，要求能在现有设备上演示控制过程。4．编写课程设计说明书。说明书要阐明各路输入输出信号名称、作用、信号处理电路或驱动电路设计，写明设计过程中的分析、计算、比较和选择，画出程序流程图，并附上源程序。 2.2技术要求： 1．按下正向启动按钮，电机在转子串入所有5段电阻情况下正相序接通主电源开始启动。 同时给制动闸松闸通电 2．分别按照5、4、3、2、1秒的时间间隔切除第1~5段电阻。 3．按下停车按钮，电机转子串入所有电阻，断开主电源。 4．经过消弧时间1秒钟后，接通定子回路的直流电源，开始动力制动。 5．动力制动2秒钟后，切除第一段电阻。 6．再过2秒钟，切断动力制动电源，同时切断制动电闸电源。 7．按下反向启动按钮以及停止按钮后，控制过程与上述1~6步类似。 8．正反向运转的切换必须经过停车按钮及停车过程。 幻灯片1 第二章绕线转子异步电动机串级调速谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢谢 幻灯片2 第一节串级调速的原理与基本类型 第二节低同步串级调速系统的机械特性 第三节串级调速系统的效率和功率因数 第四节串级调速的闭环控制系统 第五节串级调速应用中的几个问题 第六节串级调速系统应用实例 第二章绕线转子异步电动机串级调速系统 幻灯片3 第一节串级调速的原理与基本类型 一、串级调速的原理 二、串级调速的基本运行状态及功率关系 三、串级调速系统的基本类型 一. 串级调速的原理 转子串电阻调速方法有什么缺点？ 对于绕线转子异步电动机，可以在其转子回路串入电阻来减小电流，增大转差率，从而改变转速。这种方法就是转子串电阻调速方法。 转子串电阻调速方法的主要缺点：大量转差功率将在转子所串电阻上变成热量被消耗掉，因此不适合对大容量电机降速，对小容量电机也因效率太低而不适宜长期运行。 转子串电阻调速方法的能量关系如图所示。 参照电动机内部各项功率表达式，对照能量关系图，可以估算出电动机的效率情况。 基本结论是： 串入电阻越大，转速越低，转差就越大，机械功率在电磁功率中所占的比率就越低，效率越低。 幻灯片 5 *转速越低，转差越大，电阻发热越多，效率越低。 幻灯片 6 串级调速的基本原理是什么？ 引入一种新的调速方法，基本思路： 转子不串入附加电阻 -----改为串入附加电动势来调速，并将调速引起的转差功率损耗，回馈回电网或电动机本身。 这种，既提高效率、又实现变转差率调速的方法，该方法被称为绕线转子异步电动机的串级调速控制方案。 工作原理： 三相异步电动机的转子感应电压为： 式中： 20 2sE E ? ? =转子电流为： 三相绕线式异步电动机的启动控制 绕线式异步电动机R与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组，启动时通常采用转子串电阻启动，或者是采用频敏变阻器启动。 一、绕线式异步电动机转子串电阻启动 1.方法 启动时，在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻，如果正确选取电阻器的电阻值，使转子回路的总电阻值R2=X20，由前面分析可知，此时S m=1，即最大转矩产生在电动机启动瞬间，从而缩短起动时间，达到减小启动电流增大启动转矩的目的。随着电动机转速的升高，可变电阻逐级减小。启动完毕后，可变电阻减小到零，转子绕组被直接短接，电动机便在额定状态下运行。 这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流，而且能使启动转矩保持较大范围，故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。其缺点是所需的启动设备较多，一部分能量消耗在启动电阻，而且启动级数较少。 2.绕线式异步电动机转子串电阻启动控制线路 串接在三相转子回路的启动电阻，一般接成星形。利用时间继电器控制电阻自动切除，即转子回路三段启动电阻的短接是依靠KT1、KT2、KT3三个时间继电器及KM1、KM2、KM3三个接触器的相互配合来实现。 图2-70绕线式异步电动机转子串电阻控制线路 线路工作原理分析： 与启动按钮SBl串接的接触器KMl、KM2、和KM3常闭辅助触头的作用是保证电动机在转子绕 组中接入全部外加电阻的条件下才能启动。如果接触器KMl、KM2、和KM3中任何—个触头因熔焊或机械故障而没有释放时，启动电阻就没有被全部接入转子绕组中，从而使启动电流超过规定的值。把KMl、KM2和KM3的常闭触头与SBl串接在一起，就可避免这种现象的发生，因三个接触器中只要有一个触头没有恢复闭合，电动机就不可能接通电源直接启动。 停止时按下SB2即可。 二、转子回路串接频敏变阻器启动控制 绕线式异步电动机转子绕组串接电阻的启动方法：若想获得良好的启动特性，一般需要较多的启动级数，所用电器多，控制线路复杂，设备投资大，维修不便，同时由于逐级切除电阻，会产生一定的机械冲击力。 在工矿企业中广泛采用频敏变阻器代替启动电阻，来控制绕线式异步三动机的启动。 频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化(敏感于频率)、静止的无触点电磁元件，它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时，将频敏变阻器串接在转子绕组中，由于频敏变阻器的等值阻抗随转子电流频率减小而减小，从而达到自动变阻的目的，因此只需要用一级频敏变阻器就可以平稳地把电动机启动起来。 串接频敏变阻器启动的不足之处：由于有电感存在，使功率因数较低，启动转矩并不很大。因此当绕线式异步电动机在轻载启动时，采用频敏变阻器法启动优点较明显，如重载启动，一般采用串电阻启动。 图转子回路串接频敏变阻器启动 1.串接频敏变阻器启动的控制线路 如图所示为转子绕组串接频敏变阻器的启动控制线路。 串接频敏变阻器启动过程中，中间继电器KA未得电，KA的两对常闭触头将热继电器FR的热 一课题背景 2 1启动前的准备 (2) 2启动控制 (2) 3制动控制 (3) 4调速控制过程 (3) 二任务要求 (3) 三设计思路 (4) 1主电路 (4) 2.PLC接线图 (5) 3. I/O分配 (5) 4.程序梯形图 (6) 5.程序调试 (7) 6.调试完成 (8) 总结 (8) 一课题背景 绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路，对调速无特殊要求的生产机械，可以采用绕线式异步电动机拖动，绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路,按照时间原则启动、能耗制动的控制线路如图所示： 工作原理分析如下 1启动前的准备 先讲主令控制器SA的手柄置到“0”位，再合上电源开关QS1，QS2,则有：（1）零位继电器KV线圈通电并自锁。 （2）KT1，KT2线圈得电，其延时闭合的动断触点瞬时打开，确保KM1，KM2线圈断电。 2启动控制 将SA的手柄推向3位，SA的触点SA1，SA2，SA3,均接通，KM线圈通电。则有： （1）KM的主触点闭合，电动机接入交流电源，电动机在转子串两段电阻的情况下启动。同时，KT线圈得电，KT延时断开的动合触点闭合。 （2）KM的动断触点打开，KT1线圈断点开始延时，当延时结束时，KT1动断触点闭合，KM1线圈通电，KM1的动合触点闭合切除一段电阻R1，同时KM1的动断触点断开，KT2线圈断电开始延时，当延时结束时，KT2的动断触点闭合，KM2线圈通电切除电阻R2，启动结束。 3制动控制 进行制动时，将主令控制器SA的手柄扳回“0”位，KM，KM1，KM2线圈均断电，电动机切除交流电源。同时，KT1，KT2线圈得电。则有： （1）KM的动断触点闭合，KM3线圈通电，电动机接入直流电源进行能耗制动；同时，KM2线圈通电，电动机在转子短接全部电阻的情况下进行能耗制动。（2）KM的动合辅助触点断开，KT线圈断电开始延时，当延时结束时，KT延时断开的动合触点断开，KM2，KM3线圈均断电，制动结束。 4调速控制过程 当需要电动机在低速下运行时，可将主令控制器SA手柄推向“1”位或“2”位，则电动机的转子在串入一段电阻或不串入电阻的情况下以较高速度运转 二任务要求 绕线式转子异步电动机转子串电阻调速控制电路的PLC程序设计。具体的接触器-继电器控制系统详见《工厂电气控制设备》P91页电路。试将其进行PLC改造。要求列出输入输出分配表，画出PLC硬件接线图，列出PLC程序清单及注释。 绕线式异步电动机串级电阻方式起动电阻的计算 关键词 绕线式异步电动机 串级式 电阻的计算 绕线式电动机串级电阻方式的机械特性已在《绕线式异步电动机串级电阻机械特性分析》一文中作了分析。本文拟对该方式下起动电阻的计算作一探讨。 一、基本公式及其变换 绕线式电动机串级电阻方式下，由于转子回路漏抗的原因，在三相全波整流波形上产生很大的缺口，即重叠角。习惯上我们按重叠角大小分成两个工作区间，即：重叠角?≤60γ区间称为第一工作区，和重叠角?=60γ保持不变，而出现一个导通延时角1α的第二工作区。 1、第一工作区基本公式及其变换 在第一工作区的机械特性 s s x R R E f p M D D D e 2 22 22 2033?? ? ??+???? ???=πππ-----------------------------------------------⑴ 其最大力矩产生时的最大转差率 22 13D D m x R s ? = π------------------------------------------------------------------------------------⑵ 其最大力矩 2 2 201223D e m x E f p M ? ?=ππ-----------------------------------------------------------------------⑶ 其中 e E 2——绕线式异步电动机转子开路线电压 γ——重叠角 2D x ——电机折算到转子侧总电抗 2' 12x x x D += S ——转差率 d I ——直流电流 p ——绕线电动机的极对数 绕线转子感应电动机结构 Wound Rotor Induction Motor 绕线转子感应电动机是三相交流异步电动机的一种，其定子铁心与绕组与笼型感应电动机相同，在铁芯内圆有许多槽，用来嵌放定子绕组，见图1。 图1--定子铁心 定子铁芯的槽内嵌放着定子绕组，即三相交流绕组，三相绕组按2极绕制，连接成星形，接入三相交流电源就可产生旋转磁场，见图2，绕组的三个引出端线通过机座上的接线盒引出（图中未显示）。 图2--定子铁心与绕组 绕线转子感应电动机的转子铁芯也由硅钢片叠成，在铁芯外圆有许多槽，用来嵌放转子绕组，见图3。 图3--绕线转子铁心 转子铁芯的槽内嵌放着转子绕组，也是2极的三相交流绕组，连接成星形，接入三相交流电源也可产生旋转磁场，见图4。不管定子与转子的槽数各为多少，定子绕组与转子绕组的极数必须相同，例如同为2极、4极、6极等。 图4--转子铁心与绕组 转子绕组线端通过集电环与电刷引出，下面通过一套较简单的电刷与集电环装置介绍其基本结构。 电刷由润滑性与导电性好的石墨质材料压制而成，电刷装在刷握内，刷握上有压紧电刷的弹簧压片；刷握安装在刷杆上，刷杆是绝缘的，刷杆上安装3套独立的刷握，位置对应3个集电环，每套刷握有2个电刷，共有6个电刷。 图5中左图是该电刷装置的轴向视图，中图是该电刷装置的径向视图，右图是该电刷装置的立体图。 图5--电刷结构图 集电环较多采用黄铜或锰钢等导电良好、润滑耐磨的材料制成，3个独立的集电环紧固在绝缘套筒上，保证环与环，环与转轴之间都是互相绝缘的。每个集电环通过一根导电杆引出作为接线端，导电杆穿过其他集电环时由绝缘套管隔开，3个导电杆分别连接3个集电环，相互绝缘。 图6左图是剖开的集电环，表示导电杆与集电环的连接或绝缘，A导电杆直接连接集电环1，B导电杆穿过集电环1连接集电环2，C导电杆穿过集电环1与2连接集电环3。图6中图是完整的集电环；图6右图是集电环与电刷的组合图，电刷被弹簧压片压向集电环，保证电刷与集电环的良好接触。 三相异步电动机结构详细图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为～2mm。 三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种 形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。 (a)直条形式(b)斜条形式 图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分 转子是电动机中的旋转部分，如图中的部件5。一般由 绕线式异步电动机的串级调速 一课程设计目的 专业课程设计是学生基本完成全部理论课学习之后，综合运用所学知识、结合工程实际的实践教学。通过设计使学生加深对所学专业课程内容的理解和掌握，了解工程设计的一般方法和步骤，培养理论联系实际、综合考虑问题和解决问题的能力。 二课程设计的内容 从调速的本质来看，不同的调速方式无非是改变交流电动机的同步转速或不改变同步转速两种。 在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有：绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有：改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速及无换向电动机调速等。 从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。 转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。转子电路的损耗为sPem称为转差功率。为使调速时这转差功率大部分能回收利用，可采用串级调速方法。所谓串级调速，串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入一个与E2频率相同而相位相同或相反的附加电动势Ef，通过改变Ef的大小来实现调速。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。 串级调速的效率高，平滑性好，设备比变频调速简单，特别时调速范围较小时更为经济，缺点是功率因数较低。 根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为: 1)可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高。 2)装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%一90%的生产机械上。 3)调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产; 4)晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大; 本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。 三、串级调速原理及基本类型 3.1、原理 假定异步电动机的外加电源电压U1及负载转矩M L都不变．则电动机在调速前后转子电流近似保持不变。若在转子回路中引入一个频率与转子电势相同，而相位相同或相反的附电势E f 则转子电流为 绕线转子电阻计算 绕线式三相异步电动机转子计算起动电阻是比较复杂的，一般分为3段电阻均匀切出时的计算方法： 1.计算转子额定电阻：R＝U/(1.73×I)(U＝转子电压，I＝转子电流) 2.计算转子一相的内电阻：r＝S×R式中：S＝转差率，S＝(n1－ n)/n1(n1＝同步转速，n＝电机额定转速 3.电机额定力矩计算：M额＝(975×P额)/n(M额＝电机额定力矩，P 额＝电机额定功率) 4.电机最大起动力矩与额定力矩之比：M＝M最大/M额(M最大＝最大起动力矩，M最大≤2M额 5.计算最大起动力矩与切换力矩之比：λ＝根号3次方的(1/S×M)(λ＝最大起动力矩与切换力矩之比) 6.3级(段)电阻计算：A>r1＝r(λ－1)B>r2＝r1×λC>r3＝r2×λ切除电阻时，r1最后切出。 例题：22KW绕线式三相异步电动机，转速723转/分，转子电压197V，转子电流70.5A，现要求该电机起动时最大转矩为额定转矩的两倍，计算起动电阻有关数据。 1.计算转子额定电阻：R＝U/(1.73×I)＝197/(1.73×70.5)＝ 1.63(Ω) 2.转子每相内阻：S＝(n1－n)/n1＝(750－723)/750＝0.036r＝S×R ＝0.036×1.63＝0.059(Ω) 3.额定转矩：M额＝(975×P额)/n＝(975×22)/723＝29.6(Kg.M) 4.确定最大起动转矩：取：M最大＝2M额M＝M最大/M额＝2 5.力矩比：λ＝根号3次方的(1/S×M)＝根号3次方的(1/0.036× 2)＝根号3次方的(13.9)＝2.4 6.3级电阻计算：A>r1＝r(λ－1)＝0.059(2.4－1)＝0.083(Ω) B>r2＝r1×λ＝0.083×2.4＝0.2(Ω) C>r3＝r2×λ＝0.2×2.4＝0.48(Ω) 1》例题：22KW绕线式三相异步电动机，转速723转/分，转子电压197V，转子电流70.5A，现要求该电机起动时最大转矩为额定转矩的两倍，计算起动电阻有关数据。1》计算转子额定电阻：R ＝U/(1.73×I)＝197/(1.73×70.5)＝1.63(Ω) 2》转子每相内阻：S＝(n1－n)/n1＝(750－723)/750＝0.036r＝S ×R＝0.036×1.63＝0.059(Ω) 3》额定转矩：M额＝(975×P额)/n＝(975×22)/723＝29.6(Kg.M) 4》确定最大起动转矩：取：M最大＝2M额M＝M最大/M额＝2 5》力矩比：λ＝根号3次方的(1/S×M)＝根号3次方的(1/0.036×2)＝根号3次方的(13.9)＝2.4 6》3级电阻计算：A>r1＝r(λ－1)＝0.059(2.4－1)＝ 0.083(Ω)B>r2＝r1×λ＝0.083×2.4＝0.2(Ω)搜索C>r3＝r2×λ ＝0.2×2.4＝0.48(Ω) 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！ 三相异步电机定子绕线方法 交流绕组的构成原则 均匀原则：每个极域内的槽数（线圈数）要相等，各相绕组在每个极域内所占的槽数应相等。 每极槽数用极距τ表示 每极每相槽数（举例） 对称原则：三相绕组的结构完全一样，但在电机的圆周空间互相错开120电角度。 如槽距角为α，则相邻两相错开的槽数为120/α。（举例） 电势相加原则：线圈两个圈边的感应电势应该相加；线圈与线圈之间的连接也应符合这一原则。 如线圈的一个边在N极下，另一个应在S极下。（举例） 三、三相单层绕组 ★构造方法和步骤 分极分相: （看图1000-1） 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向。； 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。 连线圈和线圈组：（看图1000-2） 将一对极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？） 将一对极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？） 以上连接应符合电势相加原则 连相绕组：（看图1000-3） 将属于同一相的p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 串联与并联，电势相加原则。 按照同样的方法构造其他两相。 连三相绕组（看图1000-4） 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组 △接法或者Y接法。 ★单层绕组分类 等元件式整距叠绕组（看图1000-3） 同心式绕组（看图1000-6） 链式绕组（看图1000-7） 交叉链式绕组（看图1000-8） 单层绕组主要用于小型异步电动机。 四、三相双层绕组 ★构造方法和步骤（举例：Z1=24,2p=4,整距,m=3) 分极分相:（看图1001-1） 将总槽数按给定的极数均匀分开（N,S极相邻分布）并标记假设的感应电势方向； 将每个极域的槽数按三相均匀分开。三相在空间错开120电角度。 连线圈和线圈组：（看图1001-2） 根据给定的线圈节距连线圈（上层边与下层边合一个线圈） 以上层边所在槽号标记线圈编号。 将同一极域内属于同一相的某两个圈边连成一个线圈（共有q个线圈，为什么？）将同一极域内属于同一相的q个线圈连成一个线圈组（共有多少个线圈组？） 以上连接应符合电势相加原则 连相绕组：（看图1001-3） 将属于同一相的2p个线圈组连成一相绕组，并标记首尾端。 串联与并联，电势相加原则。 按照同样的方法构造其他两相。 连三相绕组 将三个构造好的单相绕组连成完整的三相绕组 △接法或者Y接法 ★10kW以上的电机主要采用双层绕组 电机容量选择及调速电阻器计算 1电机容量选择 主提升机构电机容量选择 1）已知起重量1C G =25 t 工作级别A6 主提升运行速度cs V =min 副钩重a G =4%1c G =1 t 静功率计算公式j P =η1000Q Q V G Q G =（1c G + a G ）g =（50000+1000）? =58800 N V 1S =min=s η=??（二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3） 所以j P =η1000Q Q V G = 94.01000392.058800?? KW= 根据电动机样本，选用YZR 225 M-6电动机，当S3, JC=25%时，电动机允许输出功率为34KW 。在基准工作制S3, JC=40%时 N P =30 KW 。 2) 电动机的过载校验 N P ≥T m H λη 1000Q Q V G 按电动机转矩允许过载倍数T λ=, 对绕线转子电动机H =, 一台电机m =1 T m H λη1000Q Q V G =8 .211.2??94.01000392.058800??=< N P = 电动机过载校验通过。 副提升机构电机容量选择 1）已知起重量2c G =5t 工作级别A6 副钩起升速度2Q V = m/min 副钩重a G =3%2c G = 静功率计算公式j P =η1000Q Q V G Q G =（2c G + a G ）g =（5000+150）? =50470N 2Q V =min=s η=??（二级闭式齿轮传动，滑轮组倍率3） 所以j P =η1000Q Q V G = 94.01000392.050470?? KW= KW 根据电动机样本，选用YZR 225 M-6电动机，当S3, JC=25%时，电动机允许输出功率为34KW 。在基准工作制S3, JC=40%时，N P =30KW 。 2) 电动机的过载校验 N P ≥T m H λη 1000Q Q V G 按电动机转矩允许过载倍数T λ=,对绕线转子电动机H =,一台电机m =1 T m H λη1000Q Q V G =8 .211.2??94.01000392.050470??KW= 绕线式电机改变频的注意事项 1．鼠笼式电动机和绕线式电动机有什么区别，都在什么时候采用？ 区别: ●鼠笼式转子用铜条安装在转子铁芯槽内，两端用端环焊接，形状像鼠笼。中 小型转子一般采用铸铝方式。 ●绕线式转子的绕组和定子绕组相似，三相绕组连接成星形，三根端线连接到 装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。 ●由于鼠笼式电机结构简单、价格低,控制电机运行也相对简单,所以得到广泛 采用.而绕线式电动机结构复杂，价格高,控制电机运行也相对复杂一些,其应用相对要少一些.但绕线式电动机因为其启动,运行的力矩较大,一般用在重载负荷中。 2．如何将绕线式电动机改造成鼠笼式电动机？ 将绕线式电机转子三根引出线短接，并将电刷举起，即可将绕线式异步电机改造成鼠笼式电机。 3．转子串电阻调速与变频调速的比较 ●电机串电阻调速系统属于有级调速，调速的平滑性差；低速时机械特性较软， 静差率较大；电阻上消耗的转差功率大，节能较差； ●变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。 变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点： 效率高，调速过程中没有附加损耗； 应用范围广，可用于笼型异步电动机； 调速范围大，特性硬，精度高； 4．绕线式异步电动机转子串电阻改为变频控制的注意事项 ●为克服传统交流绕线式电机串电阻调速系统的缺点，采用变频调速技术改造 风机传动系统，可以实现全频率（0~50Hz）范围内的恒转矩控制。由于风机驱动为绕线式异步电机，采用变频调速需改为鼠笼式运行，转子绕组已没有必要外接电组。为避免电刷与集电环之间因接触不良引起故障，将与集电环相接的三根线之间用导线短接，并将电刷举起。 ●如果需要保留原绕线式异步电动机转子串电阻的调速需要，仅需要增加一个 高压接触即可。在变频状态，接触器吸合，将转子将与集电环相接的三根线短接。在变频器需要检修或退出运行时，接触器断开，电机恢复原绕线式异步电动机转子串电阻的调速方式。YRKK系列高压绕线转子三相异步电动机
绕线式电动机转子回路串电阻起动控制电路
绕线式电动机转子串电阻调速方法
三相绕线转子异步电动机的起动控制
三相异步电动机绕线式转子的检修
第四章三相异步电动机试题及答案
绕线式异步电动机转子串电阻
绕线转子异步电动机
三相绕线式异步电动机的启动控制
绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制
绕线式电机启动电阻计算
绕线转子感应电动机结构
三相异步电动机结构详细图解
绕线式异步电动机的串级调速
绕线转子电阻计算
三相异步电机定子绕线方法(精)
电机容量选择及调速电阻器计算
绕线式电机