机电工程系、机电一体化技术毕业论文

机电工程系、机电一体化技术毕业论文内容摘要：

为： （ 1）鼠笼式异步电动机 （ 2）绕线式异步电动机。 按机座号分为： （ 1）小型电机 —— 1 号机座到 9 号机座，容量约 千瓦到 125 千瓦。 （ 2）中型电机 —— 11 机座到 15 号机座，容量 从 100 千瓦到 1250 千瓦。 （ 3）大型电机 —— 15 号机座以上，容量在 1250 千瓦以上。 三相异步电动机的调速 电动机的调速是在同一负载下得到不同的转速，以满足生产过程的要求。 由电动机 三相异步电动机的简介与维护 7 的转速公式： 1n=(1s)60f /p可知，改变电动机转速的方法有三种，即改变极对数 p ，改变转差率 s 和改变电源频率 f1。 当频率 f1 一定时，旋转磁场的转速取决于磁场的极数，当旋转磁场具 有 P 对极时，磁场的转速磁极对数 p 的关系如表 21所示。 表 21 同步转速与磁极对数的关系表 P 1 2 3 4 5 6 n1() 3000 1500 1000 750 600 500 1）变极调速 改变电动机的极对数 p ，即改变电动机定子绕组的接线，从而得到不同的转速，由于极对数只能成倍改变，因此这种方法是有级调速。 2)变频调速 变频调速就是利用变频装置改变交流电源的频率来实现调速，变频装置主要由整流器和逆变器两部分组成。 当改变频率 f1 时，即可改变电动机的转速，由此，可使电动机实现无级调速，并具有硬的机械特性。 3）变转差率调速 改变转差率调速是在不改变同步转速 n0 条件下的调速，这种调速只适用于绕线式电动机。 这种调速方法的优点是设备简单，投资少。 但能量损耗较大。 异步电机的特性 三相异步电动机的主要工作特性是指电动机在额定电压和额定频率下运行时，电动机的定子电流、效率  及定子绕组功率因数随输出功率 P2 的变化关系。 图 28 是一台 10kW 的三相异步电动机的工作特性曲线。 图 28 三相异步电动机的工作特性曲线 电磁转矩 电磁转矩是决定三相异步电动机输出机械功率大小的重要参数，也是电动机的一项重要性能指标。 由三相异步电动机的工作原理可知，驱动电动机旋转的电磁转矩是由转子电流 I2与旋转磁场相互作用而产生的，因此电磁转矩的大小与旋转磁场的磁通、转子电流及转子的功率因素有关。 0 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 . . 紫琅职业技术学院毕业论文 8  2COSKT T (23) 式中 T—— 电磁转矩（ N/m） Kt—— 电动机的电磁转矩系数 I2—— 转子电流（ A） ∮ —— 旋转磁场的磁通（ Wb） COS∮ 2—— 转子的功率因素。 从进一步的理论分析可知，当电源电压 U1 和转子电路参数为定值时，电磁转矩 T是转差率 s 的单值函数。 两者之间的关系 T=f(s)称为三相异步电动机的转矩特性。 转矩特性可用图 29所示的曲线来表示，该曲线称为三相异步电动机的转矩特性曲线。 由转矩特性曲线可以看到，当 s=0,n=n0 时，电磁转矩 T=0， n0 称为电动 机的理想空载转速。 随着 s 的增大， T也开始增大，但达到最大值 Tm 后，随着 s 的增大， T 反而减小。 Tm称为三相异步电动机的最大转矩，其对应的 Sm 称为临界转差率。 图 29 三相异步电动机的转矩曲线 三相异步电动机的机械特性 当电源电压 U1和转子电路参数为定值时，转速 n 和电磁转矩 T 的关系 n=f(T)称为三相异步电动机的机械特性。 将图 29中的转矩特性曲线顺时针转动 90。 ，并将 s换成 n就可以得到三相异步 电动机的机械特性曲线，如图 210 所示。 图 210 三相异步电动机的机械曲线 机械特性曲线上有三点反映了它的基本性能和特点： （ a）最大转矩 Tmax，反映过载能力； TTTmaxnS1SS n m0 0 TTTT n st maxnnnSnmamm0TTTmaxnS1SS n m0 0 TTTT n st maxnnnSnmamm0 三相异步电动机的简介与维护 9 （ b）起动转矩 Tst ，反映起动性能； （ c）额定转矩 N T ，反映稳定运行的负载能力和特点。 （ 1）三个重要转矩 1）额定转 `矩 N T 三相异步电动机稳态运行时，转速保持不变。 这时，在忽略电动机本身的机械损耗转矩 (如轴承摩擦等 )的情况下，可以认为电磁转矩 T 与轴上的输出转矩即机械负载转矩 T2 相等，经推导有 22T T =9550P /n (24) 式中 P2 —— 电动机轴上输出的机械功率（ KW）； n—— 电动机转速（ r/min）。 额定转矩 NT 是电动机在带动轴上的额定机械负载时产生的转矩。 这时电动机处于额定状态，其输出功率、转速和转差率分别为额定额定值 Pn、 Nn、 Sn。 根据上式，额定转矩 Tn 为 : N N N T =9550P / n (25) 2）最大转矩 Tm Tm 是三相异步电动机所能产生的最大电磁转矩。 为了保证电动机在电源电压发生波动时，仍能够可靠运行，一般规定最大转矩 Tm 应为额定转矩Tn的数倍，用 rm来表示 ,称为过载系数，即 m m Nr = T /T (26) 过载系数 rm 表示了电动机允许的短时过载运行能力，是异步电动机的一个重要指标。 rm 越大，电动机适应电源电压波动的能力和短时过载的能力就越强。 一般三相异步电动机的过载系数 rm 为 ～。 3）起动转矩 Tst 电动机起动瞬间， n=0， s=0，所对应的电磁转矩 Tst 称为起动转矩。 Tst 与电源电压 U1 的平方以及电阻 R2 成正比。 显然，只有在 Tst 大于负载转矩 T2时，电动机才能起动。 Tst 越大，电动机带负载起动的能力就越强，起动时间也越短。 Tst 与 Tn 的比值称为起动系数，用 rs表示，即 s st Nr = T /T (27) 一般笼型转子异步电动机的 sr 约为 ～ 2。 由上可知，改变转子电阻 R2，可使起动转矩 Tst=Tn，这在生产上具有实际的意义。 （ 2）电动机的稳定运行 由以上分析可知，只要启动转矩 stT 大于负载转矩 2 T ，电动机就能起动旋转。 功率和效率 三相异步电动机运行时，电动机输入功率为  131 LLIUP (28) 式中 P1—— 电动机输 入功率（ W） UL—— 电源的线电压（ V） IL—— 电源线电流（ A） 紫琅职业技术学院毕业论文 10 COS∮ 1—— 电动机功率因素。 三相异步电动机输出的机械功率 2P 与电动机输入功率 P1 之比称为电动机的效率，用  表示，即 0 021= (P / P ) 100  (29) 可以证明，电动机效率的最高值一般出现在额定负载的 80℅～ 90℅左右。 电动机容量越大效率相对越高。 异步电动机的使用 铭牌 每台异步电动机的机座上都订有一块铭牌，上面标出该电动机的主要技。