绕线转子电阻计算
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。
异步双馈电机电磁计算
轭部磁路长因数
15
八、参数计算
漏抗系数：
Cx
1.6f N ef ( w1kdp1 ) 2 3 pU 10 6
2
定子相电阻：
R1
1w1 w1
a1sa1
103
定子线圈平均匝长：
定子相电阻标幺值：
w1
I KW r1 R1 U
16
定子漏抗标幺值：
Z1 2p
定子绕组短距一般取
Z1 5 y 2p 6
转子绕组节距一般取整（波绕）： y Z 2 2p
Z2 转子绕组短距一般为： y 1 2p
定子绕组系数：
kdp1 kd1 k p1
转子绕组系数： kdp 2
kd 2 k p 2
6
绕组短距分布系数： 绕组节距比：
k p1 sin(1 90 )
——铁心叠压系数
k Fe
4
每槽有效导体数： 每相并联支路数：
Ns1 2 每线圈匝数（双层绕）
a1
Z1N S1 Z1 N S1 W1 6a1 3a1 2
每相每支路串联匝数：
绕阻线规：
a b / a ' b'
每支路导线截面积：
sa1 N1S1
N1
——并绕根数
5
定子绕组节距（整距）： y
k 1
k 2为定转子卡氏系数
t1 (5 bo1 ) 1 2 t1 (5 bo1 ) bo 1
开口或半开口时： k
半闭口时：
k 2
t2 (4.4 0.75bo 2 ) 2 t2 (4.4 0.75bo 2 ) bo 2
绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制
一课题背景21启动前的准备32启动控制33制动控制34调速控制过程4二任务要求4三设计思路51主电路52.PLC接线图63. I/O分配64.程序梯形图75.程序调试86.调试完成错误!未定义书签。
总结10一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。
(整理)电机与拖动复习题---计算题
1.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=57.5Ω，电枢电阻Ra=0.1Ω，不计电枢反应和磁路饱和。
现将这台电机改为并励直流电动机，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为原额定值，试求电动机的下列数据：（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。
2.某三相变压器容量为500kV·A，Y，yn联结，电压为6300/400V，现将电源电压由6300V改为10000V，如保持低压绕组匝数每相40匝不变，试求原来高压绕组匝数及新的高压绕组匝数。
3.他励直流电动机的数据为：P N=30kW ，U N=220V，I N=158.5A，n N=1000r/min，Ra=0.1Ω，T L=0.8T N，求:（1）电动机的转速;（2）电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；（4）将磁通减弱至80%ΦN时的稳态转速。
4.一台三相变压器, SN=750kV·A，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn联结，ƒN=50Hz,在低压侧做空载试验，测得数据为：U0=400V,I0=60A,P0=3800W；在高压侧做短路试验，测得数据为：US=440V，IS=43.3A，PS=10900W。
试求：(1)以高压侧为基准的“T”形等效电路参数（要求画图）；当额定负载且功率因数cosφ2=0.8（滞后）时的二次端电压。
5.他励直流电动机的数据为：P N=7.5kW，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，Ra=0.13Ω，如采用三级起动，最大起动电流限制为2I N，求:各段起动电阻。
6.一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通φ=1.03×10-2Wb，求：（1）额定电流；（2）电枢电动势。
电机与拖动--复习题---计算题
1.一台并励直流发电机，铭牌数据如下：PN=23kW，UN=230V，nN=1500r/min，励磁回路电阻Rf=Ω，电枢电阻Ra=Ω，不计电枢反应和磁路饱和。
现将这台电机改为并励直流电动机，把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上，运行时维持电枢电流为原额定值，试求电动机的下列数据：（1）转速n；（2）电磁功率；（3）电磁转矩。
2. 某三相变压器容量为500kV·A，Y，yn联结，电压为6300/400V，现将电源电压由6300V改为10000V，如保持低压绕组匝数每相40匝不变，试求原来高压绕组匝数及新的高压绕组匝数。
3. 他励直流电动机的数据为：P N=30kW ，U N=220V，I N=158.5A，n N=1000r/min，Ra=Ω，T L=，求:（1）电动机的转速;（2）电枢回路串入Ω电阻时的稳态转速；（3）电压降至188V时，降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速；（4）将磁通减弱至80%ΦN时的稳态转速。
4. 一台三相变压器, SN=750kV·A，U1N/U2N=10000/400V，Y，yn联结，ƒN=50Hz,在低压侧做空载试验，测得数据为：U0=400V,I0=60A,P0=3800W；在高压侧做短路试验，测得数据为：US=440V，IS=43.3A，PS=10900W。
试求：(1)以高压侧为基准的“T”形等效电路参数（要求画图）；当额定负载且功率因数cosφ2=（滞后）时的二次端电压。
5. 他励直流电动机的数据为：P N=，U N=110V，I N=85.2A，n N=750r/min，Ra=Ω，如采用三级起动，最大起动电流限制为2I N，求:各段起动电阻。
6. 一台直流发电机的额定容量PN=17kW，额定电压UN=230V，额定转速nN=1500r/min，极对数p=2，电枢总导体数N=468，连成单波绕组，气隙每极磁通φ=×10-2Wb，求：（1）额定电流；~（2）电枢电动势。
绕线式异步电动机转子串电阻起动制动控制系统设计样本
课程设计阐明书（/第二学期）课程名称: 可编程控制器应用程序设计题目: 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: __指引教师：侯帅, 安宪军, 王静爽设计周数: 两周设计成绩:年6月30 日目录1.课程设计目 (2)2.课程设计详细规定 (2)3.课程设计正文..................................................................................... (2)3.1 PLC硬件设计 (2)3.1.1 S7—200PLC简介 (3)3.1.2 方案设计 (3)3.1.3原理图 (4)3.2 PLC软件设计 (5)3.2.1 系统分析和设计 (5)3.2.2 系统调试 (5)3.2.3 系统实行及程序 (6)3.3 监控组态软件设计 (10)3.3.1 监控界面 (10)4.课程设计总结.......................................................................... . (10)5.参照文献 (11)一.设计目1.掌握s7---200系列可编程控制器硬件电路设计办法。
2.纯熟使用s7---200系列可编程控制器编程软件, 掌握可编程控制器软件程序设计思路和梯形图设计办法。
3.掌握s7---200系列可编程控制器程序应用系统调试、监控、运营办法。
4、掌握组态软件使用, 实现上位机与下位机通信, 理解工业控制实时监控。
5、通过课程设计使学生能纯熟掌握数据查询（图书、网络）, PLC课程与监控组态课程所获知识在工程设计工作中综合地加以应用, 使理论知识和实践结合起来。
二.设计规定1.异步电动机控制装置设计异步电动机控制装置硬件构成: 异步电动机控制装置由绕线式异步电动机、PLC.5段电阻、制动闸等部件构成。
《电机与拖动》课程设计——绕线型异步电动机转子串电阻起动设计
摘要进一少巩固和加深“电机与拖动”课程的基本知识，了解绕线型异步电动机转子串电阻起动设计知识在工程实际中的应用。
综合运用“电机与拖动”课程和等候课程的理论及生产实际知识去分析和解决直流电动机调速设计中的一些问题，进行电机设计的训练。
通过计算和绘图，学会运用标准、规范的手册、图册和查阅有关资料等，培养电机设计的基本技能。
掌握绕线型异步电动机转子串电阻起动的原理与步骤；培养独立的思维和动手能力。
一、绕线型异步电动机转子串电阻起动设计原理本次课程设计的主要内容为绕线型异步电动机转子串电阻起动。
为了理解这一课程设计的主要内容，首先必须了解一些与之相关的内容。
三相异步电动机的定义：旋转电机都是利用电与磁的互相转化和互相作用制成的。
三相异步电动机则是利用三相电流通过三相绕组产生在空间旋转的磁场。
三相异步电动机的工作原理：为了能形象的说明问题，将定子三相绕组通入三相电流后产生的旋转磁场用一对旋转的磁极来表示，它以同步转速n0顺时针方向旋转。
于是，转子绕组切割磁感线而产生感应电动势，它的方向可用右手定则来确定。
在N极下，穿出纸面，在S极下，进入纸面。
由于转子绕组是闭合的，在交变的感应电动势作用下，其中就有交变的感应电流流动。
各导体中的感应电流的有功分量和感应电动势同相，两者的方向一致。
根据安培定律，导体中电流的有功分量和旋转磁场互相作用而产生电磁力F，它们的方向按照左手定则来决定。
电磁力将对转子产生电磁转矩，推动转子沿着旋转磁场的旋转方向转动。
至于转子导体中电流的无功分量，因滞后感应电动势90°，根据左手定则，这时电磁力F的作用彼此抵消，不会构成电磁转矩。
由于转子与旋转磁场之间有相对运动时，转子绕组才会切割磁感线而产生感应电动势和感应电流，才能产生电磁转矩，所以转子的转速总是小于同步转速，两者不可能相等，故称为异步电动机，又称感应电动机。
二、异步电动机的结构1．定子（静止部分）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。
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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)
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