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1、（学校名字）电机与拖动课程设计三相异步电动机能耗制动控制设计Three-phase asynchronous motor braking control design学生姓名xxx学院名称xxx专业名称xxx指导教师xxxxx年xx月xx日电机与拖动课程设计摘要三相异步电动机是利用电磁感应原理实现电能转换成机械能的电工设备，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。三相异步电动机的能耗制动主要用于能耗制动的过程迅速停机和能耗制动的运行下放重物。将电机与三相电源断开而与直流电源接通，电动机像发电机一
2、样，将拖动系统的动能转换成电能消耗在电机内部的电阻中以实现三相异步电动机的能耗制动。关键词 三相异步电动机；能耗；制动；电磁感应AbstractThree-phase asynchronous motor is used to achieve the principle of electromagnetic induction to convert mechanical energy of electrical devices, three-phase asynchronous motor rotor speed below the speed of the rotating magnetic
3、 field, the rotor windings and the magnetic field because there is relative movement between the induced electromotive force and current, and interaction of electromagnetic and magnetic torque to achieve energy conversion. Three-phase induction motor is mainly used for dynamic braking braking proces
4、s - the rapid run-down and braking - decentralization of weight. Disconnect the motor with three phase power supply with DC power supply connected, the same motor as generator, the drive systems kinetic energy into electrical energy consumption in the motors internal resistance in order to achieve t
5、he three-phase asynchronous motor braking.Keywords Three-phase asynchronous motor Energy consumption Brake Electromagnetic inductionI电机与拖动课程设计目 录1 绪论11.1 课题的背景11.2 课题的意义11.3 本课题的主要工作12 三相异步电动机的结构和工作原理22.1 三相异步电动机的结构22.2 三相异步电动机的工作原理23 三星异步电动机的能耗制动43.1 能耗制动的方法43.2能耗制动的控制电路43.3能耗制动的的工作原理分析43.4能耗制动的特点4
6、3.5能耗制动在实际中的应用4结论5心得6参考文献7101 绪论1.1课题的背景由于生产机械的不断更新和发展，对电动机的启动性能也提出了越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于工业、农业、交通运输、国防军事设施以及日常生活中。直流电动机其调速在过去一直占统治地位，但由于本身的结构原因，例如换向器的机械强度不高，电刷易于磨损等，远远不能适应现代生产向高速大容量化发展的要求。相比之下，三相异步交流电动机拥有延长设备的使用寿命，有强大的降噪能力，操作智能化，维护简便，价格低廉，而且坚固耐用，惯量小，制造简单，结构简单，运行可靠等优势，在工业生产中得到了极广泛的应用，也在发挥着越来越重要
7、的作用。三相异步电动机在各种电动机的应用中最广，需求量最大，在工业生产，农业机械化交通运输，国防工业等电力拖动装置中占有很大的比重，这是因为三相异步电动机具有结构简单，制造方便，价格低廉运行可靠等一系列优点，另外还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的转动要求。因此，三相异步电动机的技术在我国有极为广泛的发展前景。1.2 课题的意义通过本课题的设计，了解三相异步电动机的基本自动方式，进一步了解三相异步电动机的结构，工作原理，三相异步电动机的分类及用途，各种制动方式和三相异步电动机在应用中经常出现的问题。本次课程设计进一步了解能耗制动的有关知识，知道能耗制动的优点和缺
8、点，以及能耗制动在生产、生活中的应用。1.3 本课题的主要工作 本课题主要介绍三相异步电动机的结构及其原理，并且介绍三相异步电动机能耗制动方法。通过所学的课程设计三相异步电动机能耗制动的控制电路，并且对此电路进行研究。了解能耗制动在社会生产过程中以及生活中的应用。2 三相异步电动机的结构和工作原理2.1 三相异步电动机的结构三相异步电动按转子结构不同，可分为笼型和绕线型两类。绕线型一般用于启动和调速要求较高的场合；按机壳的保护方式可分为防护式、封闭式、防爆式三类，这些不同的结构可以满足各种不同的环境需要。图2-1：三相异步电动机的结构1. 定子三相异步电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组、机座
9、和端盖组成。图2-2定转子结构图1、定子铁心 作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。 构造：定子铁心一般由0.350.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。 定子铁心槽型有以下几种： 半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。 半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。 开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。 2、定子绕组 作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。 构造：由三个在空
10、间互隔120电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。 3、机座 作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。 构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。2转子 三相异步电动机转子主要由转子铁芯、转子绕组等组成。1、三相异步电动机的转子铁心： 作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。 构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，
11、硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。 2、三相异步电动机的转子绕组 作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。 构造：分为笼式转子和绕线式转子。 （1）笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。（2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴
12、的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。 特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。3.气隙以及其他部分 与其它旋转机一样，异步电动机定、转子之间也必须有一定气隙。异步电动气隙很小，一般为0.2mm-2mm.其他部分还有端盖 、轴承、轴承端盖、风扇。2.2 三相异步电动机的工作原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁
13、场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：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
14、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。3 三相异步电动机的能耗制动3.1 能耗制动的方法为了避免较大的反接制动电流，三相交流异步电动机常采用能耗制动控制电路。图3-1三相异步电动机能耗制动（左），机械特性图（右）方法：将三相异步电动机与三相交流电源断开，接入直流电，在转子回路中串入电阻。原理：转子切割直流稳恒磁场产生电流，电流守稳恒磁场的作用产生制动转矩，即将转子的动能转变为电能，消耗在转子电阻上。其简单电路图和机械特性如上图。能耗制动按接入直流电源的控制方法，有时间原则控制和速度原则控制，相应的控制元件为时间继电器和速度继电器。这里介绍时间原则控制3.2能耗制动的控制电路3.2.1实训仪器和设备1、 二极管 4个 2、三相异步电动机 1台3、熔断器 7个 4、交流接触器 2个5、热继电器 1个 6、按钮 2个7、滑动变阻器 1个 8、万用表 1快9、直流电源 1个 10、接线端子板 1组11、电工工具 1套 12、导线 若干仪器型号的选择：二极管：采用1N5391型号，起整流作用，属于普通二极管，主要参数为 1.5A/50V.熔断器：采用RN型户内高压限流熔断器，起电路保护作用，参数为1.5A
