三相绕线型异步电动机转子串电阻启动的设计说明
引言三相异步电动机是目前应用最为广泛的电动机。
要想讨论电力拖动中经常遇到的绕线型异步电动机转子电路串联电阻启动问题，首先我们要先了解三相异步电动机，这是讨论问题的基础。
异步电动机是交流电动机的一种。
由于异步电动机在性能上有缺陷，所以异步电动机主要作电动机使用。
异步电动机按供电电源相数的不同，有三相、两相和单相之分。
三相异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工业农业生产中应用最普通的电动机；单相异步电动机容量较小，性能较差，在实验室和家用电器中应用较多；两相异步电动机通常用作控制电机。
三相异步电动机分为三相笼型异步电动机和三相绕线型异步电动机。
我的设计为三相绕线型异步电动机转子电路串电阻启动。
1 三相异步电机的工作原理和结构组成1.1 工作原理三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁变生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。
1.2 结构组成三相异步电动机主要由定子、转子、气隙三部分组成。
1.2.1 定子三相异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
1）定子铁心定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。
为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。
对于容量较大(10kW以上)的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。
定子铁心上的槽形通常有三种半闭口槽，半开口槽及开口槽。
从提高电动机的效率和功率因数来看，半闭口槽最好。
2）定子绕组定子绕组是异步电机定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律联接面成。
能分散嵌入半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成，放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包扁沿线或扁铜线，或用玻璃丝包扁铜线绕成。
开口槽也放入成型线圈，其绝缘通常采用云母带，线圈放入槽必须与槽壁之间隔有“槽绝缘”，以免电机在运行时绕组对铁心出现击穿或短路故障。
一般根据定子绕组在槽布置的情况，有单层绕组及双层绕组两种基本型型。
容量较大的异步电动机都采用双层绕组。
双层绕组在每槽的导线分上下两层放置，上下层线圈边之间需要用层间绝缘隔开。
小容量异步电动机常采用单层绕组。
槽定子绕组的导线用槽楔紧固。
槽楔常用的材料是竹、胶布板或环氧玻璃布板等非磁性材料。
3）机座机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。
中小型异步电动机一般都采用铸铁机坐，并根据不同的冷却方式而采用不同的机座型式。
例如小型封闭式电动机、电机中损耗变成的热量全都要通过机座散出。
为了加强散热能力，在机座的外表面有很多均匀分布的散热筋，以增大散热面积。
对于大中型异步电动机，一般采用钢板焊接的机座。
1.2.2 转子异步电机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。
1）转子铁心转子铁心也是电动机主磁通磁路的一部分，一般也由0.5毫米厚冲槽的硅钢片叠成，铁心固定在转轴或转子支架上。
整个转子铁心的外表面成圆柱形。
2）转子绕组转子绕组分为笼型和绕线型两种结构，在以下文章中将分别说明这两种绕组结形式特点。
图1-1 绕线型异步电动机的结构图1.2.3 气隙异步电动机定、转子之间的气隙是很小的，中小型电机—般为0.2～2mm。
气隙的大小与异步电动机的性能关系极大。
气隙愈大，磁阻也愈大。
磁阻大时，产生同样大小的旋转磁场就需要较大的励磁电流。
励磁电流是无功电流(与变压器中的情况一样)，该电流增大会使电机的功率因数变坏。
然而，磁阻大可以减少气隙磁场中的谐波含量，从而可减少附加损耗，且改善起动性能。
气隙过小，会使装配困难和运转不安全。
如何决定气隙大小，应权衡利弊，全面考虑。
一般异步电动机的气隙以较小为宜。
异步电动机主要分为笼型（又称为鼠笼型）和绕线型。
虽然我们主要介绍绕线型异步电动机转子串电阻启动，但我们还是先了解一下鼠笼型电机启动的优点和局限，以方便和绕线形电动机进行性能比较。
2 笼型和绕线型异步电机的性能比较2.1 笼型异步电动机的结构优点和启动性能局限我们知道，笼型异步电动机结构简单紧凑，在电机行业属于“吃电大户”，推广最为普及，需求量也占绝对份额。
但与绕线型异步电动机相比，启动性能有其自身的局限性：笼型异步电动机的启动电流一般达到额定电流的5-7倍，而启动转矩只有额定转矩的0．4—1．6倍(小电机能达到2．2倍)。
这种情况在电网条件和工艺条件允许的情况下，能够直接启动。
这里的电网条件一般指电机启动时电网保证电机机端压降不大于10％；工艺条件是指电机的启动转矩满足机组系统惯量和负载的加速特性要求。
但过大的启动电流、过小的启动转矩和过长的启动时间给电动机和电网将造成极大的潜在危害。
定转子绕组的发热量随其流过的电流大小成平方倍关系变化。
按照上述的启动电流倍数，电机启动时的单位时间发热量是正常运行时的25—49倍，产生的电磁力也将大幅度增加。
过快的加热速度、过高的温度、过大的温度梯度和电磁力产生了极大的破坏力，缩短了定转子绕组的使用寿命。
特别是对一些大惯量负载，如大惯量风机、磨机，利用集肤效应降低启动电流产提高启动转矩的电机，也易出现频繁多次启动后转子断条现象。
2.2 绕线型异步电动机的结构特点绕线型绕组是一个对称三相绕组，这个对称三相绕组接成星形，并接到转轴上三个集电环，再通过电刷使转子绕组与外电路接通。
这种转子的特点是，通过集电环和电刷可在转子回路中接入附加电阻或其它控制装置，以便改善电动机的起动性能或调速特性。
为了减小电刷的磨损与摩擦损耗，中等容量以上的异步电动机还装有一种提刷短路装置。
这种装置当电动机起动以后而又不需要调节速度时，移动其手柄，可使电刷提起，与集电环脱离接触，同时使三只集电环彼此短接起来。
3 绕线型异步电动机转子串电阻启动3.1 转子串电阻启动的原理绕线型异步电动机转子串三相对称电阻启动时，一般采用分级切除启动电阻的方法。
这是因为随着转子转速的增高，转子电流、电机转矩将逐渐降低。
为了充分利用电动机的启动转矩，应当随着转速的增高，逐渐减少转子回路电阻，使电动机维持较高的启动电流和转矩。
由式（1）可以看出，若使转子回路电阻2R 与转差率s 成正比例减少，则电动机在加速过程中可以获得恒定的启动电流和启动转矩。
2223R sE I N （1） 3.2 启动电阻的使用原则目前国广泛使用的启动电阻是金属电阻，它是由一箱电阻片构成的。
电阻值的改变是靠开关电器将金属电阻一段段的短接来实现的，所以电阻值的变化不连续，有级。
每短接一段，启动电流和启动转矩便突变一次。
启动电阻分级数越少，则在启动过程中没次短接电阻所引起的启动电流冲击幅度就大，轴上转矩的突变也大。
从启动电流对供电电网的冲击和机械的受力考虑，启动电阻的分级数目不能太少，一般为5—8级。
对容量较大的电动机，启动电阻分级要多些。
对于功率较小的电动机可采用一般三相变阻器或油浸启动变阻器，对于功率较大的电动机则采用小电阻。
3.3 启动过程3.3.1 小容量电机的启动容量较小的三相绕线型异步电动机可采用转子串联启动变阻器的方法启动。
启动变阻器通过手柄接成星形。
启动前先把启动变阻器调到最大值，在合上电源开关，电动机开始启动。
随着转速的升高，逐渐减小启动变阻器的电阻，知道全部切除，使转子绕组短接。
3.3.2 大容量电机的启动容量较大的绕线型异步电动机一般采用分级启动的方法以保证启动过程中都有较大转矩和较小的启动电流。
图3-1 绕线型异步电机转子串电阻的启动特性启动电阻的计算步骤如下：1）根据生产机械的启动要求和电动机容量确定启动电阻的级数m，其中预备级数为i，加速级数为n。
2）根据加速度要求，初步确定加速转矩的上限aT。
Z在没有加速度限制的情况下，可考虑充分利用电动机的启动转矩，选aT=（0.8—0.9）maxT。
3）根据aT确定第一加速级的额定转差率1Ns。
在第一加速级上，emT=aT，s=1s,1s=1,则：max11211ammTTss=+，2max11210m maTs sT-+=解上式得：2max1max[11()amaT TsT T=+-设maxaaTTμ=，则：11(1m a s μ=+第一加速级的额定转差率1N s 与起临界转差率1m s 间的关系为：11(m N s s λ=+或写成：1N s =4）利用式q =n,各级启动电阻的公比为q ，R 和r 为各级电阻）求出公比q,q =5）求第一加速级电阻 121NSN R R =6）利用式12142234232324122NSN R R R qr R qR q r R qR q r R qR q r ⎧⎫=⎪⎪=⎪⎪⎪⎪==⎨⎬⎪⎪==⎪⎪⎪⎪==⎩⎭⇒ 432112342::::::::1R R R R r q q q q =7）利用式45422222343422232223232224331212222(1)(1)(1)(1)R R r qr r q r R R R q r qr q q r R R R q r q r q q r R R R q r q r q q r =-=-=-⎧⎫⎪⎪=-=-=-⎪⎪⎨⎬=-=-=-⎪⎪⎪⎪=-=-=-⎩⎭⇒ 3212233445::::::1R R R R q q q =8）求平均启动转矩。
在加速过程中，启动转矩始终在a T 和b T 之间变动，其平均启动转矩可用算术平均值表示，即：2a b av T T T +=或用几何平均值表示：av T =当a T 被选定后，b T 便是一个确定的值，即为：max12122b mm T T s s s s =+ 在第一加速级上，12s q s =，1s =1，所以21s q =。
将2s 代入上式得：121max 11221()11b m b m m m T qs qs T qs qs μ===++4 具体设计用一部三相绕线型异步电动机拖动某生产机械运行。
已知该电动机的P N =40KW,n=1435r/min, M T α =2.6,U 2n =290V ，I 2N =86A 。
起动时的负载转矩T L =200N •M,采用转子电路串电阻起动。
起动级数m=3。
求各级应串联的起动电阻。
1）选择起动转矩T 1T N =60P N /2πn N =(60×40×103)/(2×3.14×1435) N •M =266.32 N •MT M = M T N T α =2.6×266.32 N •MT 1=(0.8～0.9)T M =(0.8～0.9) ×692.43 N •M=(553.94～623.19) N •M取T 1=600 N •M2）求出起切转矩比β S N =(n 0-n n )/n 0=(1500-1435)/1500=0.0433β=2.25800433.032.26631=⨯=m N N T s T 3) 求出切换转矩T 2T 2=T 1/β=580/2.2 =263.64 N •M由于T 2>1.1T L ，所以所选m 和β合适。
绕线式异步电动机转子串电阻分级起动综述
绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的最大区别是转子 绕组为三相对称绕组。转子回路串入可调电阻或频敏变阻器之 后，可以减小起动电流，同时增大起动转矩，因而起动性能比 鼠笼式异步电动机好。
起动时转子绕组与外 电路接通，起动完毕 后，在不需调速的情 况下，将外部电阻全 部短接。
1、转子回路串电阻分级起动
绕线式异步电动机转子回路串电阻起动的特点： 优点：可以抑制起动电流并获得较大的起动转矩，选择适 当电阻可使起动转矩达到最大值，故可以允许电动机在重载下 起动。 缺点：在分级切除电阻的起动中，电磁转矩突然增加，会 产生较大的机械冲击；并且该起动方法起动设备较复杂、笨重， 运行维护工作量较大。
三相绕线式异步电动机的启动控制
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。
绕线电动机的转子串频敏变阻器起动的动作原理
绕线电动机的转子串频敏变阻器起动
的动作原理
绕线型异步电动机转子串电阻的起动方法中，转子电阻是逐级切除的，转子电流及转矩会突然变化，产生机械冲击，使运行不平稳。
频敏变阻器的阻抗能够随着电动机转速的上升、转子电流频率的下降而自动减小，它是绕线型异步电动机较为理想的一种起动装置。
（1）频敏变阻器
频敏变阻器就是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。
它的铁心由较厚的钢板叠成，三个绕组接成星形串联在转子电路中，电动机转速增高时，转子和旋转磁场的相对转速减小，转子电流频率降低，频敏变阻器的磁滞损耗减小，阻抗减小，电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路如图1所示。
图1 电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路
（2）电动机转子串频敏变阻器起动的控制电路的工作过程
合上电源开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KMl线圈通电自锁，电动机接通三相交流电源转子串频敏变阻器起动，同时时间继电器KT线圈通电延时开始。
延时结束时，KT 的延时闭合触点闭合，K线圈通电并自锁，K的动断触点断开热继电器FR的旁路触点加入电路作过载保护，K的一个常开触点接通KM2线圈，KM2动合触点闭合切除频敏变阻器。
（3）频敏变阻器的使用和调整
使用中当频敏变阻器的起动特性不太理想时，就需要结合现场情况作某些调整，来满足生产的需要。
主要包括如下两点：
①改线圈匝数：频敏变阻器绕组有三个抽头，分别为100％（起动电流过大时用）、85％（出厂）、71％匝数（起动电流过小时用）。
②磁路调整：刚起动和切除频敏变阻器时，防止冲击电流，加大上轭板与铁芯气隙。
三相电动机转子电路中串联电阻启动控制电路工作原理
三相电动机转子电路中串联电阻启动控制
电路工作原理
为了限制启动电流并提高启动转矩，线绕转子异步电动机的启动可在转子电路中串接几级启动电阻或串入频敏电阻器。
本文主要叙述在三相绕线式电动机转子电路中串联电阻的启动掌握电路，其线路图如下图所示。
绕线式异步电动机转子电路串联电阻启动掌握电路图
三相绕线式电机转子串电阻启动工作原理及运行过程：合上电源开关QS后，时间继电器KT1、KT2余KT3接通，它们的延时闭合的常闭触点马上断开，使KM1，KM2，KM3临时不会接通，以便电动机定子绕组加上额定电压启动时，转子电路中串接有启动电阻RI、R2与R3以限制启动电流并提高起动转矩。
启动时，首先按下按钮SB1，接通欠电压继电器KAV，它的动合触点闭合，当电源电压严峻降低或电路突然失电时，KAV的动合触点断开对电动机起爱护作用，然后按下按钮SB2，接通线路接触器KM，电动机定子绕组加上额定电压启动。
KM在掌握电路里的动断帮助触点断开，时间继电器KT1断电，它的延时闭合的常闭触点等一段时间闭合，接触器KM1接通，切除电动机转子电路串接的启动电阻R1。
这时，电动机在转子电路里只有启动电阻R2与R3的人为特性上运行，连续加速.
接触器KM1接通以后，它的动断触点断开，使时间继电器KT2断电，
它的延时闭合的常闭触点等一段时间闭合，接通接触器KM2，又将电动机转子里的启动电阻R2切除了，电动机在只有电阻R3的人为特性上运行，连续加速。
接触器KM2接通以后，它的常闭触点断开，时间继电器KT3断电，它的延时闭合的常闭触点等一段时间闭合，使接触器KM3接通，将启动电阻R3切除。
至此，电动机转子电路无外加电阻，运行于自然特性上。
启动过程到此结束。
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路
电流原则控制绕线式异步电动机转子串电阻起动控制线路三相绕线式异步电动机的转子中有三相绕组，可以通过滑环串接外接电阻或频敏变阻器，实现降压起动。
按照起动过程中转子串接装置的不同，分为串电阻起动和串频敏变阻器起动两种起动方式。
串电阻起动中包括基于电流原则的起动和基于时间原则的起动控制线路，图3.14所示电路是基于电流原则的起动控制线路。
在电动机的转子绕组中串接KI1、KI2、KI3这三个具欠电流继电器的线圈，它们具有相同的吸合电流和不同的释放电流。
在起动瞬间，转子转速为零，转子电流最大，三个电流继电器同时吸合，随着转子转速的逐渐提高，转子电流逐渐减小，KI1、KI2、KI3依次释放，其常闭触点依次复位，使相应的接触器线圈依次通电，通过它们的主触点的闭合，去完成逐段切除起动电阻的工作。
三相异步电动机正反转电气控制线路在图3.5中，（a）图为主电路，通过当接触器KM1三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按顺相序L1、L2、L3连接，，而KM2的三对主触点把三相电源和电动机的定子绕组按反相序L3、L2、L1连接，使电动机可以实现正反两个方向上的运行。
而图3.5（b）中，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机正转，按下停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电，主触点断开，电动机断电停转。
再按下反转起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电且自锁，主触点闭合使电动机反转。
但是在（b）图中，若按下正转起动按钮SB2再按下反转起动按钮SB3，或者同时按下SB2和SB3，接触器KM1和KM2线圈都能通电，两个接触器的主触点都会闭合，造成主电路中两相电源短路，因此，对正反转控制线路最基本的要求是：必须保证两个接触器不能同时工作，以防止电源短路，即进行互锁，使同一时间里只允许两个接触器中一个接触器工作。
所以在图3.5（c）中，接触器KM1 、KM2线圈的支路中分别串接了对方的一个常闭辅助触点。
工作时，按下正转起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，电动机正转，此时串接在KM2线圈支路中的KM1常闭触点断开，切断了反转接触器KM2线圈的通路，此时按下反转起动按钮SB3将无效。
绕线式三相异步电动机启动方式
绕线式三相异步电念头启动方法
1.转子回路串接电阻起动：绕线式三相异步电念头可以在转子回路中串入电阻进行起动,如许就减小了起动电流.一般采取起动变
阻器起动,起动时全体电阻串入转子电路中,跟着电念头转速逐渐
加速,应用掌握器逐级切除起动电阻,最后将全体起动电阻从转子
电路中切除.实用于中小功率低压电念头.
2.转子回路串接频敏变阻器起动：频敏变阻器的电阻（电抗）随线圈中所经由过程的电流频率而变.刚起动时,电机转差率最大,转子电流（即频敏电阻线圈经由过程的电流）频率最高,等于电源频率.是以,频敏变阻器的电阻最大,这就相当于起动时在转子回路中串接一个较大电阻,从而使起动电流减小.跟着电念头转速的加速,转差率逐渐减小,转子电流频率逐渐降低,频敏变阻器电阻也逐渐
减小,最后把电念头的转子绕组短接,频敏变阻器从转子电路中切除.实用于中小功率低压电念头.
3.转子回路串液体变阻器启动：液体变阻器俗称水电阻,顾名思义,在特制的水箱内装有电阻值的液体,液体一般用纯清水参加适量的电解粉按必定比例配制,在水箱的底部有一组静极板,水箱顶部有
一组动极板,动极板在驱动装配的驱动下,在一准时光内降低到与
静极板接触,接触后由外部接触器将水电阻切除,从而实现腻滑启动.实用于大功率高压电念头.
串电阻启动降压启动变频启动直接启动共四种。
三相绕线式异步电动机启动
三相绕线式异步电动机启动三相绕线式异步电动机的转子回路可以通过滑环外接电阻，达到减少启动电流、提高转子功率因数和增大启动转矩的目的。
在要求启动转矩较高的场合，如起重机械、卷扬机等，广泛应用绕线式异步电动机。
按照绕线式异步电动机启动过程中转子串接装置不同，有串电阻启动与串频敏变阻器启动两种方式。
1.转子回路串接电阻启动三相转子回路中的启动电阻一般接成星形。
在启动前，启动电阻全部接入电路，在启动过程中，启动电阻被逐级短接。
短接电阻的方式有三相电阻不平衡短接法和三相电阻平衡短接法。
使用凸轮控制器来短接电阻宜采用不平衡短接法，如桥式起重机就是采用这种控制方式。
使用接触器来短接电阻时宜采用平衡短接法。
下图所示为按电流原则控制的绕线式转子电动机串电阻启动线路，该电路按照电流原则实现控制，利用电流继电器，根据电动机转子电流大小的变化来控制电阻的分级切除。
KA1～KA3为欠电流继电器，其线圈串接于转子回路中，KA1～KA3三个电流继电器的吸合值相同，但释放值不同，KA1 的释放电流最大，首先释放，KA2 次之，KA3 的释放电流最小，最后释放。
刚启动时，启动电流较大，KA1～KA3同时吸合动作，使全部电阻接入。
随着电动机转速升高，电流减小，KA1～KA3依次释放，分别短接电阻，直到将转子串接的电阻全部短接。
启动过程如下：按下启动按钮 SB2，接触器 KM 通电，电动机 M 串入全部启动电阻（R1+R2+R3）启动，中间继电器KA通电，为接触器KM1～KM3通电作准备。
随着电动机转速的升高，启动电流逐步减小，首先KA1释放，KA1常闭触点闭合，使接触器KM1通电，KM1常开触头闭合，短接第一级启动电阻R1；然后KA2释放，KA2常闭触点闭合，使接触器KM2线圈通电，KM2常开触头闭合，短接第二级启动电阻R2；KA3最后释放，KA3常闭触点闭合，KM3线圈通电，KM3常开触头闭合，短接最后一级电阻R3。
至此，电动机启动过程结束。
绕线式异步电动机转子串电阻起动分析与设计
绕线式异步电动机转子串电阻起动分析与设计哈尔滨工业大学《电机与拖动》课程设计设计题目:绕线式异步电动机转子串电阻起动分析与设计院,系、部,: 航天学院专业班级: 自动化姓名: 学号:导教师: 指日期:电气工程系课程设计标准评分模板课程设计成绩评定表学期 2013/2014第2学期姓名专业自动化班级课程名称电机与拖动课程设计设计题目绕线式异步电动机转子串电阻起动分析与设计成绩优良中及格不及格评分项目1.设计态度非常认真认真较认真一般不认真设2.设计纪律严格遵守遵守基本遵守少量违反严重违反计能独立设计基本独立设不能独立设3.独立工作能力强较强表完成计完成计完成现迟交一天以4.上交设计时间提早或按时按时迟交半天迟交一天上设计思路基设计思路较设计思路不设计思路清设计思路清本清晰,结构清晰,结构方清晰,结构方晰,结构方案晰,结构方案方案基本合案基本合理,案不合理,关良好,设计参合理,设计参理,设计参数设计参数选键设计参数5.设计内容数选择正确,数选择正确,选择基本正择基本正确,选择有错误,条理清楚,内条理清楚,内确,调理清设调理清楚,内调理清楚,内容完整,结果容较完整,极楚,内容基本计容基本完整,容不完整,有正确少量错误完整,有些错说有少量错误明显错误误明书较规范、整基本规范、整基本规范、整不规范、不整规范、整洁、6.设计书写、字体、洁、有条理,洁、有条理,洁、有条理,洁、无条理,有条理,排版排版个别排版有个别排版有排版有问题排版有问题很好问题问题较多很大7.封面、目录、参完整较完整基本完整缺项较多不完整考文献8.绘图效果很出色较出色一般较差很差图纸 9.布局合理、美观较合理基本合理有些混乱布局混乱基本符合标个别不符合完全不符合 10.绘图工程标准符合标准较符合标准准标准标准评定说明,不及格标准,设计内容一项否决制,即5为不及格,整个设计不及格,其他4项否决, 优、良、中、及格标准,以设计内容为主体,其他项超过三分之一为评定标准,否则评定为下一等级,如优秀评定,设计内容要符合5,其余九项要有4项符合才能评定为优,否则评定为良好,以此类推。
三相绕线型异步电动机转子串电阻启动的设计说明
引言三相异步电动机是目前应用最为广泛的电动机。
要想讨论电力拖动中经常遇到的绕线型异步电动机转子电路串联电阻启动问题，首先我们要先了解三相异步电动机，这是讨论问题的基础。
异步电动机是交流电动机的一种。
由于异步电动机在性能上有缺陷，所以异步电动机主要作电动机使用。
异步电动机按供电电源相数的不同，有三相、两相和单相之分。
三相异步电动机结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工业农业生产中应用最普通的电动机；单相异步电动机容量较小，性能较差，在实验室和家用电器中应用较多；两相异步电动机通常用作控制电机。
三相异步电动机分为三相笼型异步电动机和三相绕线型异步电动机。
我的设计为三相绕线型异步电动机转子电路串电阻启动。
1 三相异步电机的工作原理和结构组成1.1 工作原理三相对称绕组，接通三相对称电源，流过三相对称电流，产生旋转磁场（电生磁），切割转子导体，感应电势和电流（磁变生电），载流导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩（电磁生力），使转子朝着旋转磁场旋转的方向旋转。
1.2 结构组成三相异步电动机主要由定子、转子、气隙三部分组成。
1.2.1 定子三相异步电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。
1）定子铁心定子铁心是异步电动机主磁通磁路的一部分。
为了使异步电动机能产生较大的电磁转矩，希望有一个较强的旋转磁场，同时由于旋转磁场对定子铁心以同步转速旋转，定子铁心中的磁通的大小与方向都是变化的，必须设法减少由旋转磁场在定子铁心中所引起的涡流损耗和磁滞损耗，因此，定子铁心由导磁性能较好的0.5mm厚且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。
对于容量较大(10kW以上)的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆，作为片间绝缘之用。
定子铁心上的槽形通常有三种半闭口槽，半开口槽及开口槽。
从提高电动机的效率和功率因数来看，半闭口槽最好。
2）定子绕组定子绕组是异步电机定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律联接面成。
能分散嵌入半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成，放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包扁沿线或扁铜线，或用玻璃丝包扁铜线绕成。
绕线型三相异步电动机串电阻启动
课程设计名称: 电机与拖动课程设计题目：绕线型三相异步电动机串电阻启动专业：电气工程及其自动化班级：电气09-1姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXXXXX大学课程设计成绩评定表三相异步电动机是交流电机的一种，主要用作电动机使用，因其结构简单、价格便宜、运行可靠、维护方便，是当前工农业当中应用最普遍的电动机.但是启动电流大是所有电动机启动的共性，电动机启动过程要求启动电流不能超出允许范围而且启动转矩不能太小，启动电流过大可能导致绕组烧坏，启动转矩太小会导致电动机启动过程缓慢甚至不能启动.所以,研究一种可行而适用易操作的启动方案就变得十分必要了。
本课题研究绕线型三相异步电动机的电枢串电阻启动,通过理论计算，给出启动级数、各级启动电阻等详细参数,以达到增加最初起动转矩，使电动机以最大转矩T起动，避免因直接起动产生较大电流而带来的危害，提高启动的平稳性的可观效果。
关键词：异步电动机电枢串电阻启动引言 (1)1三相异步电动机 (2)1.1 三相异步电动机的基本结构 (2)1.1。
1 定子 (2)1.1.2 转子 (2)1.2 三相异步电动机的工作原理 (2)1。
2。
1 旋转磁场…………………………………………………………21.2。
2 电磁转矩的产生 (3)1。
3 异步电动机的启动方法 (3)1。
4 异步电动机的启动指标 (3)2 绕线形异步电动机串电阻启动 (4)2。
1 启动过程分析 (4)2.1.1 串联启动电阻Rst和Rst启动 (4)2。
1。
2 切除启动电阻Rst2………………………………………………52.1。
3 切除启动电阻Rs1 (5)2。
2 启动电阻的计算 (5)2。
2.1 选择起动转矩Tst1和切换转矩Tst2……………………………52.2。
2 求出起动转矩比β (5)2.2。
3 求出起动级数m (5)2。
2.4 重新计算β,校验T ，是否在规定范围内 (7)2.2。
5 求出转子每相绕组的电阻R (7)2。