电机及拖动课程设计报告 Final revision by standardization team on December 10, 2020.
评分＿＿＿＿＿＿
日期＿＿＿＿＿＿电机及拖动课程设计报告
课程名称电机及拖动
课程设计异步电动机综合设计（课题八）
指导老师黄祯祥
姓名谢春雷
学号
班级名称电子信息科学与技术2班
学院名称信息工程学院
交阅时间2016年12月31日
目录
一、
二、课程设计题目与要求 (2)
三、课程设计过程与结果 (3)
（一）、参数计算 (3)
1、电机参数计算 (3)
2、Y-△换接起动时电机的参数计算 (4)
（二）、启动方式的选用与原理 (5)
1、启动方式的选用与其相关参数计算 (5)
2、启动方式的机械特性图 (6)
（三）、设计启动控制的控制电路 (7)
1、启动控制方式的选用与设计 (7)
2、控制电路的仿真分析 (8)
四、课程设计总结 (9)
1、各类启动方式的优缺点分析 (9)
2、心得与体会 (10)
一、课程设计背景
笼形异步电动机是一种交流电机，也称作感应电机，主要作电动机使用。
笼形异步电动机广泛的用于农业生产，家用电器以及航天、计算机等高科技领域。
异步电动机还可以作为发电机使用，例如用于小水电站，风力发电等。
笼形异步电机的基本结构包括定子、转子和气隙。
定子由铁芯、定子绕组和机座三部分构成。
转子由转子绕组、转子铁芯和转轴构成。
转子通常分为笼型和绕线式。
气隙存在于异步电机的定子和转子之间，通常很小。
气隙的大小对于异步电机的性能影响很大。
笼形异步电动机之所以得到广泛的应用，主要是因为它有结构简单运行可靠，制造容易，价格低廉，坚固耐用等优良特性，同时还有较高的效率和良好的工作特性。
然而笼形异步电动机也存在着一些不足：启动电流较大，会使电源电压在电机启动时下降，使线路和电机内部产生损耗而引起发热；启动转矩较小；在大范围内实现平滑调速较为困难；必须从电网吸收滞后的无功功率等。
其中笼形异步电机的启动一直是电机学的重要研究方向，过分析笼形异步机的运行原理，能够总结出两种启动方式：直接启动、降压启动。
其中降压启动又可分为：定子串三相对称电阻或电抗降压启动、Y-D降压启动、自耦变压器降压启动、延边三角型降压启动。
本课程设计通过分析和计算笼形异步电动机在Y-D型启动方式、直接启动下的相关参数的数值、获取相应的机械特性以及进行计算机模拟仿真，比较了不
同启动方式的优缺点和适用场合，对今后的学习和研究能起到一定的启发作用。
二、课程设计题目与要求
一台三相笼型转子异步电动机的额定参数为：380V 、50Hz 、1455 r/min ，定子△
联结，每相参数：'s r 0.072ΩR R ==，'s r00.2ΩX X ==，f 0.7R =Ω，f 5ΩX =，试求：
1.在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数；
2.应用Y-△换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。
3.试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图；
4.设计一个起动控制的控制线路，叙述其工作原理。
三、课程设计过程与结果
（一）、参数计算
1、参数计算：
在额定电压下直接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数
2、Y-△换接起动时电机的参数计算：
应用Y-△换接起动时，起动电流倍数、起动转矩倍数和功率因数。
（二）、启动方式的选用与原理
1、启动方式的选用与其相关参数计算:
试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图
直接启动参数:
定子漏电感 L1=xs/2πf1=0.00064(H)
转子漏电感 L2=x10/2πf1=0.00064(H)
励磁电感 Lm=xf/2πf1=0.159(H)
同步转速 n1=1500(r/min)
额定转差率 sn =(n1 -nn)/n1=0.03
额定转矩
Tn=(3npun2Rr./sn)/(2πf1(Rs+Rr/sn）2+（xs+x10）2 )=1061.9（N.m）最大转矩 Tm=3npun2/4πf1(xs+x10)=3447.3(N.m)
2、启动方式的机械特性图：
试计算其中一种起动方式的参数并做出机械特性图
机械特性曲线：
降低定子电压的机械特性曲线
定子回路串电阻的机械特性曲线
（三）、设计启动控制的控制电路
1、启动控制方式的选用与设计
Y—△降压起动也称为星形—三角形降压起动，简称星三角降压起动。
这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。
所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。
而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正常运行。
凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路,本题为正常运行时定子三角形连接的笼形异步电机故而满足。
定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如图所示。
2、控制电路的仿真分析
启动
按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。
同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。
接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。
KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。
时间继电器KT 的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
停车
按SB1 辅助电路断电，各接触器释放，电动机断电停车
线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路；此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。
三相鼠笼式异步电动机采用Y—△降压起动的优点在于：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。
其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。
所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。
另外应注意，Y—△联接时要注意其旋转方向的一致性。
四、课程设计总结
1、各类启动方式的优缺点分析
2、心得与体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关电机及拖动方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
过而能改，善莫大焉。
在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。
在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可!
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。
所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，此次设计也让我明白了思路即出路，有不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。