PAGE 1 PAGE 1 目 录 TOC \o 1-3 \h \u 30023 1. 课程设计的目的 2 30326 2.课程设计的主要内容及基本要求 2 3314 2.1.主要内容 2 21717 2.2基本要求 2 3793 3.原理说明 3 20703 3.1调速原理及机械特性 3 3038 3.2调速方法的特点和性能 3 9178 3.3起动转矩要足够大 4 23472 3.4起动电流不要超过允许范围 4 25790 4.方案设计 4 26648 4.1转子串电阻分级起动 4 12778 4.2参数计算 5 2690 4.3电路的工作原理 7 2431 5.实验原理图： 7 12647 5.1电机正传控制 7 30297 6.Matalab仿线 55KW绕线式转子三相异步电动机串电阻调速控制系统的设计 课程设计的目的 它主要是研究电机与电力拖动系统的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。 电机与电力拖动基础课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。 2.课程设计的主要内容及基本要求 2.1.主要内容 题目：55KW绕线式转子三相异步电动机串电阻调速控制系统设计 设计主要内容： YZR系列55KW，6极起重及冶金用绕线转子三相异步电动机串电阻调速电阻参数的计算。 控制系统的设计（包括主电路课控制电路）及元器件（联动操纵台、接触器、继电器、断路器、控制变压器等）的选型，电阻采用同康电阻。 CAD绘制电路原理图 电阻参数仿线基本要求 过渡过程冲击电流小于2.5倍的额定电流。 正转和反转各四档 技术文件完整规范 YZR280-6-55KW电机参数：电压:380V 频率:50Hz 转速:1000r/min 功率:55KW IN：104A KT:2.0 3.原理说明 3.1调速原理及机械特性 由三相异步电动机转子回路串电阻的人为机械特性在同步转速 和最大转矩 不变的条件下，临界转差率 与转子回路串电阻值 成正比，即 , 改变转子回路串入的电阻值R，可以改变临界转差率，即降低了转速，其机械特性如图5.34所示。对于恒转矩负载 一定时，转子回路串入电阻 （ ）越大，临界转差率越大（ ）,则转速越低（ ）,从而实现了转速的调节。 3.2调速方法的特点和性能 转子回路串电阻属恒转矩调速方法，其特点和性能为： 图为转子回路串电阻时的机械特性 1）绕线式异步电动机转子回路串电阻调速方法简单，调速设备简单，易于实现; 2）调速方法为分段多级调节，为有级调速系统，且调速的平滑性较差; 3）不利于空载或轻载调速，表现于转速变化很小; 4）低速时转差率 大。转差功率 大，效率低，经济性差; 5）调速范围不大，一般为（2～3）︰1，负载小时，调速范围更小。 这种调速方法用于起重机一类的对调速性能要求不高的场合，对负载也能应用。 3.3起动转矩要足够大 堵转状态时电动机刚接通电源，转子尚未转动时的工作状态，工作点在特性曲线上的S 点。这时的转差s=1,转速n=0,对应的电磁转矩T称为起动转矩。 堵转状态说明了电动机的直接起动能力。因为只有在TT一般要求T（1.1～1.2）T，电动机才能起动起来。T大，电动机才能重载起动；T小，电动机只能轻载，甚至空载起动。所以只有T≧T时，电动机才能改变原来的静止状态，拖动生产机械运转。一般要求T（1.1～1.2）T。T越大于T， 起动过程所需要的时间就越短。 3.4起动电流不要超过允许范围 对三相异步电动机来说，由于起动瞬间s=1，旋转磁场于转子之间的相对运动速度很大，转子电路的感应电动势及电流都很大，所以起动电流远大于额定电流。在电源容量与电动机的额定功率相比不是足够大时，会引起输电线路上电压的增加，造成供电电压的明显下降，不仅影响了同一供电系统中其他负载的工作，而且会延长电动机本身的起动时间。此外在起动过于频繁时，还会引起电动机过热。在这两种情况下，就必须设法减小起动电流。 4.方案设计 常见的三相绕线转子异步电动机的起动方法： 4.1转子串电阻分级起动 一方面可以减小起动电流，另一方面可以增加最初起动转矩，当串入某一合适电阻时，还能使电动机以它的最大转矩T起动。当然，所串联的电阻超过一定数值后，最初起动转矩反而会减小。由于绕线异步电动机的转子串联合适的电阻，不但可以减少起动电流，而且可以增大起动转矩，因而，要求起动的转矩大或起动频繁的生产机械常用绕线型异步电动机。 为使整个启动过程中尽量保持较大起动转矩，绕线式异步电动机看采用逐级切除转子起动电阻的分级启动。起动接线全断开，电动机定子接额定电压，转子每相串入全部电阻 ，电动机开始启动。启动点为机械特性曲线上的a点，启动转矩 TTm。 2) 由于Ts1TL (负载转矩)电动机加速到b点时，T=T2TL，为了加速起动过程，接触器K3闭合，切除起动电阻R3，特性变为曲线，因机械惯性，转速瞬时不变，工作点水平过渡到c点，使该点T=T1。 3) 因Ts1TL，转速沿曲线被切除，电动机运行点从d转变到特性曲线上的e点。依次类推，直到切除全部电阻，电动机便沿着固有特性曲线加速，经h点，最后稳定运行于j点(T=TL)。 4.2参数计算 转子串电阻起动电阻的计算: 起动电阻的计算有两种方法：作图法和解析法。下面仅对解析法进行分析。为简 化计算，机械特性采用实用表达式简化后的近似表达式为 根据转子回路串电阻后的机械特性和近似表达式，在线性段有下列两个结论： 1)在同一条机械特性上，若 和 为常数时，则 2)转子回路串电阻后，对不同电阻值的机械特性，若Tm 为常数，当 s为常数时，有 下面根据以上两个比例关系推导启动电阻的计算方法。 在不同串电阻机械特性上，根据s=常数 ， ，则有 , , 令 ，为启动转矩比，则 启动时各级电阻则为 (1-1) 当T=T1时，如图8.13所示，可以得到 ， 在固有机械特性上，根据 ， 则有 ，或 ，把上两 式代入（1-1）中的最后一 式，得到 故有 或者把上两式代入(1-1)中的最后一式，得到 于是得 ，即 (1-2)

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