電機(jī)拖動(dòng)的課程設(shè)計(jì)--三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性

1、<p>　　電 機(jī) 與 拖 動(dòng) 控 制</p><p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告</p><p>　　設(shè)計(jì)（報(bào)告）題目:三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性</p><p>　　單 位（系別）：自 動(dòng) 化 系 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要介紹了三

2、項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上說(shuō)主要有定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是電動(dòng)機(jī)的不動(dòng)部分，由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等構(gòu)成。轉(zhuǎn)子繞組用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，并產(chǎn)生磁轉(zhuǎn)矩。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，轉(zhuǎn)子在每個(gè)槽中放有一根導(dǎo)體，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。若講鐵芯去掉，剩下的繞組形狀似松鼠籠子，故稱為鼠籠式繞組。</p><p>　　鼠籠異步電

3、動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便，它被廣泛的應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動(dòng)的原動(dòng)力。缺點(diǎn)是調(diào)速性能差，啟動(dòng)力矩較小，因此在一些要求平滑調(diào)速和氣動(dòng)力矩很大的場(chǎng)合常用其他類型電動(dòng)機(jī)來(lái)完成。</p><p>　　在使用鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果需要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，只要把接繞組始端的三根電源線中的任意兩根位置對(duì)調(diào)，是三個(gè)線圈中電流達(dá)到最大值的先后順序改變，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向也就隨之改變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)

4、方向就變過(guò)來(lái)了。</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)要求和任務(wù)</b></p><p>　　已知三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)為：額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速、容量。根據(jù)課題要求設(shè)計(jì)電路圖測(cè)取： </p><p>　　1、空載：電機(jī)繞組為Y接法()，直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，負(fù)載電機(jī)不接。調(diào)節(jié)電壓在1.2倍額定電壓的范圍內(nèi)測(cè)取空載電壓、空載電流、空

5、載功率。</p><p>　　2、負(fù)載：同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)，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。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IF等數(shù)據(jù)。</p><p>　　3、作工作特性曲線、、、、。</p><p><b>　　目錄</b></p><p

6、>　　三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作原理--------------------------------1第二章 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性---------------------------------2</p><p>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?-------------------------------------------------------------2</p><p>　

7、　二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)--------------------------------------------------------------2 </p><p>　　三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目--------------------------------------------------------------3</p><p>　　四、試驗(yàn)方法----------------------------

8、------------------------------- --3</p><p>　　4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備---------------------------------------------3</p><p>　　4.2 屏上掛件排列順序--------------------------------------3</p><p>　　4.3 空

9、載實(shí)驗(yàn)----------------------------------------------3</p><p>　　4.4 負(fù)載試驗(yàn)----------------------------------------------4</p><p>　　五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告-----------------------------------------5</p><p&g

10、t;　　5.1 空載實(shí)驗(yàn)特性曲線-------------------------------------5</p><p>　　5.2 負(fù)載試驗(yàn)特性曲線-------------------------------------5</p><p>　　第三章 特性曲線圖 -------------------------------------5</p><

11、;p>　　一、曲線圖------------------------------------------5</p><p>　　二、思考題目-------------------------------------------------------------9</p><p>　　三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及其心得體會(huì)----------------------------10</p&g

12、t;<p>　　參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------12</p><p>　　第一章 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作原理</p><p>　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路

13、），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，“感應(yīng)電機(jī)”的名稱由此而來(lái)。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用向電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。我們讓閉合線圈ABCD在磁場(chǎng)B內(nèi)圍繞軸XY旋轉(zhuǎn)。如果沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)磁場(chǎng)，閉合線圈經(jīng)受可變磁通量，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流(法拉第定律)。根據(jù)楞次定律，電流的方向?yàn)?感

14、應(yīng)電流產(chǎn)生的效果總是要阻礙引起感應(yīng)電流的原因。因此，每個(gè)導(dǎo)體承受相對(duì)于感應(yīng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向相反的洛侖茲力F。確定侮個(gè)導(dǎo)體力F方向的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是采用右手三手指定則(磁場(chǎng)對(duì)電流作用將拇指置于感應(yīng)磁場(chǎng)的方向，食指為力的方向。將中指置于感應(yīng)電流的方向。這樣一來(lái)，閉合線圈承受一定的轉(zhuǎn)矩，從而沿與感應(yīng)子磁場(chǎng)相同方向旋轉(zhuǎn)，該磁場(chǎng)稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。閉合線圈旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡了負(fù)載轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)

15、的工作特性實(shí)物連線圖</p><p>　　第二章 三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的工作特性</p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1、掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的空載和負(fù)載試驗(yàn)的方法。</p><p>　　2、用直接負(fù)載法測(cè)取三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的工作特性。</p><p>　　3

16、、測(cè)定三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。</p><p><b>　　二、預(yù)習(xí)要點(diǎn)</b></p><p>　　1、異步電動(dòng)機(jī)的工作特性指哪些特性？</p><p>　　2、異步電動(dòng)機(jī)的等效電路有哪些參數(shù)？它們的物理意義是什么？</p><p>　　3、工作特性和參數(shù)的測(cè)定方法。</p><p><

17、;b>　　實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目</b></p><p><b>　　1、空載實(shí)驗(yàn)。</b></p><p><b>　　2、負(fù)載實(shí)驗(yàn)。</b></p><p><b>　　四、實(shí)驗(yàn)方法</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備 </p><

18、;p>　　2、屏上掛件排列順序</p><p>　　DQ01、DQ22-1 、DQ19 、DQ25 、DQ10、DQ28</p><p><b>　　3、空載實(shí)驗(yàn)</b></p><p>　?。?）按圖1接線。電機(jī)繞組為Δ接法(UN=220V)，直接與測(cè)速發(fā)電機(jī)同軸聯(lián)接，不聯(lián)接校正直流測(cè)功機(jī)DQ19。</p><p&g

19、t;　　(2) 把交流調(diào)壓器調(diào)至電壓最小位置，接通電源，逐漸升高電壓，使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn)，觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。并使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)(如轉(zhuǎn)向不符合要求需調(diào)整相序時(shí)，必須切斷電源)。</p><p>　　(3) 保持電動(dòng)機(jī)在額定電壓下空載運(yùn)行數(shù)分鐘，使機(jī)械損耗達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p>　　圖1 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)接線圖</p><p>　　(4) 調(diào)節(jié)

20、電壓由1.2倍額定電壓開始逐漸降低電壓，直至電流或功率顯著增大為止。在這范圍內(nèi)讀取空載電壓、空載電流、空載功率。</p><p>　　(5) 在測(cè)取空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，在額定電壓附近多測(cè)幾點(diǎn)，共取數(shù)據(jù)7～8 組記錄于表1-1中。</p><p><b>　　表1-1</b></p><p><b>　　4、負(fù)載實(shí)驗(yàn)</b>&l

21、t;/p><p>　　(1) 測(cè)量接線圖同圖1。同軸聯(lián)接負(fù)載電機(jī)。圖中Rf用R1上1800Ω阻值，RL用R5上1800Ω阻值加R上1300Ω并聯(lián)1300Ω共2450Ω阻值。</p><p>　　(2) 按下啟動(dòng)按鈕，接通交流電源，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使之逐漸升壓至額定電壓并保持不變。</p><p>　　(3) 合上校正過(guò)的直流電機(jī)的勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流至校正值(100mA)并

22、保持不變。</p><p>　　(4) 合上開關(guān)S，調(diào)節(jié)負(fù)載電阻RL（注：先調(diào)節(jié)R5上的1800Ω電阻，調(diào)至零值后用導(dǎo)線短接再調(diào)節(jié)R上的650Ω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) 從這負(fù)載開始，逐漸減小負(fù)載直至空載（即斷開開關(guān)S），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、校正直流測(cè)功機(jī)的負(fù)載電流IF等數(shù)據(jù)。&l

23、t;/p><p>　　(6) 共取數(shù)據(jù)7～8組記錄于表1-2中。</p><p>　　表1-2 U1=U1N=220V </p><p><b>　　五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告</b></p><p>　　1、計(jì)算基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的相電阻</p><p>　　由實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得每相電阻值，此值為實(shí)際冷態(tài)電阻

24、值。冷態(tài)溫度為室 溫。按下式換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)的定子繞組相電阻：</p><p>　　式中 ｒ1ref —— 換算到基準(zhǔn)工作溫度時(shí)定子繞組的相電阻，Ω；</p><p>　　ｒ1c ——定子繞組的實(shí)際冷態(tài)相電阻，Ω；</p><p>　　θref ——基準(zhǔn)工作溫度 ，對(duì)于E級(jí)絕緣為75℃；</p><p>　　θc ——實(shí)際冷態(tài)時(shí)定子繞

25、組的溫度，℃；</p><p>　　作空載特性曲線：IL、 P0=f(U0L</p><p><b>　　作工作特性曲線：</b></p><p>　　第三章 特性曲線圖 </p><p><b>　　一、曲線圖</b></p><p>　　4.由負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算工作特性,

26、填入表1-3.</p><p>　　表1-3 U=220V I=100mA</p><p>　　計(jì)算公式為： </p><p><b>　　2、負(fù)載特性曲線圖</b></p><p><b>　　二、思考

27、題目</b></p><p>　　由空載短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)求取異步電動(dòng)機(jī)的等效電路參數(shù)時(shí)，有哪些因素會(huì)引起誤差？</p><p>　　答：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)矩變換很小，擔(dān)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，只有將低轉(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)

28、）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)燒壞。 </p><p>　　2.從短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以得出什么結(jié)論？</p><p>　　答：在異步電機(jī)的短路試驗(yàn)中，我們測(cè)出的是電機(jī)在堵轉(zhuǎn)時(shí)的線電壓、電流及功率，而由于堵轉(zhuǎn)時(shí)定子電壓通常只有額定值的20%左右，此時(shí)磁通密度很低，鐵芯損耗小，可忽略，即可認(rèn)為測(cè)得功率為定子和轉(zhuǎn)子的銅耗之

29、和，由此可以計(jì)算出堵轉(zhuǎn)時(shí)的每相電阻，根據(jù)電壓電流可以計(jì)算每相阻抗，根據(jù)阻抗和電阻可求的每相漏抗</p><p>　　由直接負(fù)載法測(cè)得電機(jī)效率和用損耗分析法求得的電機(jī)效率各有哪些因素引起誤差？</p><p>　　答：直接負(fù)載法測(cè)量輸入功率和輸出軸功率，電壓，電流互感器誤差，測(cè)量?jī)x器誤差造成輸入功率誤差；轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器的誤差引起輸出功率誤差。</p><p>　　損耗

30、分析法需要做空載試驗(yàn)、負(fù)載試驗(yàn)、計(jì)算鐵耗，機(jī)械耗，銅耗后才能求出效率，誤差積累就很大。</p><p>　　三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及其心得體會(huì)</p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬

31、容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程．”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義．我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)．</p><p>　　在此感謝我們的**老師，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍

32、的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。 </p><p>　　由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。</p><p><b>　

33、　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]閻國(guó)華主編，三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行速查表[D].機(jī)械工業(yè)出版社，2000:35-37.</p><p>　　[2]陳世坤，機(jī)械設(shè)計(jì)[D].機(jī)械工業(yè)出版社.1982.263-280.</p><p>　　[3]秦和主編，“三項(xiàng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的說(shuō)明與討論”，中小型電機(jī)技術(shù)情報(bào)[D]，1977第二期：38-56.&