電動(dòng)機(jī)課程設(shè)計(jì)--三相式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

1、<p><b>　　電機(jī)與拖動(dòng)控制</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題 目 三相式鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性 </p><p>　　系 別 自動(dòng)化系 </p><p>　　專業(yè)名稱

2、 自動(dòng)化 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要--------------------------------------------------------------------3</p><p>　　前言----------------------------

3、----------------------------------------4</p><p>　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 -------------------------------------------------------------5</p><p>　　3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備-----------------------------------------------------5<

4、/p><p>　　3.2 工作原理------------------------------------------------------7</p><p>　　3.3 工作特性-----------------------------------------------------9</p><p>　　4.1課程設(shè)計(jì)所用的基本知識(shí)-- - -------- --

5、------------------------9</p><p>　　5.1空載實(shí)驗(yàn)------ -------------------------------------------10</p><p>　　相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載測(cè)試-----------------------------10</p><p>　　實(shí)物連線--------------------

6、----------------------------------11</p><p>　　5.2 負(fù)載試驗(yàn)--- - -------------------------------------------------15</p><p>　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)- -----------------------------------------------------------19</

7、p><p>　　心得體會(huì)- -----------------------------------------------------------20</p><p>　　參考文獻(xiàn)--- - -------------------------------------------------------21</p><p>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性</p&g

8、t;<p><b>　　摘要</b></p><p>　　三相異步電動(dòng)機(jī)。它主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間是氣隙。 轉(zhuǎn)子繞組是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的，它分鼠籠式和繞線式兩種。 鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是自己短路的繞組，在轉(zhuǎn)子在每個(gè)槽中放有一根導(dǎo)體（材料為銅或鋁），導(dǎo)體比鐵芯長(zhǎng)，在鐵芯兩端用兩個(gè)端環(huán)將導(dǎo)體短接，形成短路繞組。若將鐵芯去掉，剩下的繞組形狀似松鼠籠子，故稱

9、鼠籠式繞組。本文首先從異步電機(jī)的基本理論及工作特性著手，簡(jiǎn)單介紹了異步電機(jī)的基本特性，工作原理及運(yùn)行特性等。</p><p>　　關(guān)鍵詞 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī) 工作特性 參數(shù) 設(shè)計(jì)電路</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　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

10、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)

11、新和工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，電氣化與自動(dòng)化水平不斷提高，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門對(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

12、電。三相異步電動(dòng)機(jī)已有近20多年</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)的意義</b></p><p>　　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

13、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，能滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的不同需要。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。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　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</p><p>

14、;　　2.說(shuō)明三相異步電動(dòng)機(jī)的空載、和負(fù)載實(shí)驗(yàn)的方法</p><p><b>　　三、設(shè)備的介紹</b></p><p><b>　　1.設(shè)備的名稱</b></p><p><b>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)</b></p><p><b>　　2.設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)<

15、/b></p><p>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1—軸承；2—前端蓋；3—轉(zhuǎn)軸；4—接線盒；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</p><p>　　而其分解圖如下圖所示：</p><p>　　交流電機(jī)定子結(jié)構(gòu)定子鐵芯:是電機(jī)磁路的一部分，定子鐵芯內(nèi)圓

16、上均勻開有槽，安放定子繞組。</p><p>　　機(jī)座:是用作固定與支撐定子鐵芯。定子繞組:是電機(jī)電路部分，它由三個(gè)在空間相差120°電角度、結(jié)構(gòu)相同的繞組連接而成，按一定規(guī)律嵌放在定子槽中。</p><p>　　繞組分類：?jiǎn)螌永@組和雙層繞組。繞組應(yīng)用：?jiǎn)螌永@組一般用在10kW以下的電機(jī)，雙層短距繞組用在較大容量的電機(jī)中。</p><p><b&

17、gt;　　轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子鐵芯：一般用0.5mm的硅鋼片疊壓而成，它是磁路的一部分。</p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組：是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩它分鼠籠式和繞線式兩種。</p><p>　　氣隙：中、小容量的電動(dòng)機(jī)氣隙一般在0.2~1.5mm范圍。</p><p><b>　　3.設(shè)備的工

18、作原理</b></p><p>　　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)。在電動(dòng)勢(shì)的作用下，閉合的導(dǎo)條

19、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：</p><p>　　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。</p><p><b>　　

20、4.電路原理圖</b></p><p><b>　　5.設(shè)備的工作特性</b></p><p>　　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。</p><p><b>　?。?）轉(zhuǎn)動(dòng)率特性</b></p><

21、p>　　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。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。</p><p><

22、;b>　　轉(zhuǎn)矩特性</b></p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速的變換范圍很小，從空載到滿載，轉(zhuǎn)速略有下降，轉(zhuǎn)矩曲線為一個(gè)上翹的曲線（近似直線）。</p><p><b>　　電流特性</b></p><p>　　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。</p><p><

23、b>　　效率特性</b></p><p>　　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（0.7-1.0）倍額定效率處。</p><p><b>　　（5）功率因數(shù)特性</b></p>&l

24、t;p>　　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。</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)所用的基本知識(shí)</p><p>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：</p>&l

25、t;p>　　額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、容量。銘牌如下：</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算、電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.三相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載測(cè)試</p><p>　　（1）、三相鼠籠交流電動(dòng)機(jī)空載電路原理圖如上。</p><p><b>　　實(shí)物接線圖如圖所示</b>&l

26、t;/p><p>　　（2）、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</p><p>　?。?）、選好電表量程，接通三相交流電源。</p><p>　?。?）、調(diào)節(jié)三相調(diào)壓旋鈕，使空載電壓為1.2（260V）。</p><p>　?。?）、逐次降低電源電壓，在1.2~0.2（260V~50V）范圍內(nèi)，測(cè)變壓器

27、的空載電壓、電流、功率。</p><p>　?。?）、測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，=必測(cè)，并在附近測(cè)的點(diǎn)比較密集。</p><p>　　測(cè)得8組數(shù)據(jù)，記錄如下：</p><p><b>　　注： ，，。</b></p><p><b>　　2.負(fù)載特性：</b></p><p>　　1.同軸

28、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：</p><p>　　2.打開交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器電壓逐漸升值額定電壓220V。</p><p>　　3.將220V交流電源接入直流測(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。</p><p>　

29、　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。</p><p>　　5.保持==220V不變，再?gòu)?.25倍額定電流開始。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：</p><p>　　作工作特性曲線、、、、</p><p><b>　　計(jì)算公式

30、為：</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　由負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性,填入下表：</p><p>　　由表中數(shù)據(jù)作工作特性曲線：分別如下：</p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行

31、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),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

32、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。</p><p><b>　　七、心得體會(huì)：</b></p><p>　　電機(jī)與拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)終于圓滿結(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，

33、學(xué)到了很多無(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，

34、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。  </p><p>　　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

35、 [M]北京 人民郵電出版社  2013   【3】林瑞光主編：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)[M]杭州 浙江大學(xué)出版社 2002   【4】湯蘊(yùn)璆主編：電機(jī)學(xué)（第三版）[M]機(jī)械工業(yè)出版社  2008   【5】李發(fā)海，王巖：電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)（第三版）[M]北京