三相異步電機(jī)反接制動(dòng)線路的設(shè)計(jì)(論文)

1、 課 程 設(shè) 計(jì)題目 三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓?jiǎn)?dòng)、反接制動(dòng) 姓 名 * 學(xué) 號(hào) 201103120 系（院）電子電氣工程學(xué)院 班 級(jí) * 指導(dǎo)教師_*_ 職 稱_教授_二O一三年 七 月 四 日 摘 要在交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)中 ,異步電動(dòng)機(jī)既可運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài) ,又可運(yùn)行于電磁制動(dòng)狀態(tài) ,隨生產(chǎn)機(jī)械的不同要求而定。三相異步電動(dòng)機(jī)的電源反接制動(dòng) ,是通過將運(yùn)行在電動(dòng)狀態(tài)的異步電機(jī)的定子任意兩相對(duì)調(diào) ,使定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反 ,電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的。交流繞組是組成交流電動(dòng)機(jī)的重要部件，在交流電機(jī)中，無論是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，還是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，都要在電機(jī)內(nèi)通過一系列的電磁過程來實(shí)現(xiàn)。

2、而交流電機(jī)中所發(fā)生的一切電磁過程所產(chǎn)生的一切電磁作用無一不與電磁繞組有關(guān)，都是依靠感應(yīng)于繞組中的電動(dòng)勢(shì)和通過繞組的電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來傳遞電磁功率，從而打到進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的目的。因此寮六繞組被稱為“電機(jī)的心臟”或電樞。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和

3、定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)、接觸器、繼電器、控制線路、工作原理目 錄引言 11實(shí)驗(yàn)器材介紹及其工作原理 11.1設(shè)計(jì)任務(wù)及目的 11.2實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備 11.3各器材設(shè)備介紹 12.電路設(shè)計(jì)圖及分析 52.1電路設(shè)計(jì)電氣原理圖繪制原則 52.2主電路設(shè)計(jì)圖及介紹 52.3控制電路設(shè)計(jì)圖及分析 62.4電路設(shè)計(jì)實(shí)物接線圖 83.心得總結(jié) 8謝詞 9參考文獻(xiàn) 10附錄 11 IV 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院 第 11 頁 共 11 頁 引言 在現(xiàn)代科技發(fā)展快速的時(shí)代電動(dòng)機(jī)的運(yùn)用越來越廣泛越來越科學(xué)。

4、反接制動(dòng)是電動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)方法之一，此種方法有制動(dòng)力大，制動(dòng)迅速的優(yōu)點(diǎn)，多用在停止動(dòng)作要求準(zhǔn)確的機(jī)械設(shè)備控制電路。反接制動(dòng)的實(shí)質(zhì)是改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的三相電源相序，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，迫使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。其控制線路有單向反接制動(dòng)控制線路和可逆運(yùn)行反接制動(dòng)控制線路。交流電機(jī)制動(dòng)采用改變相序的方法產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，原理類似。反接制動(dòng)制動(dòng)力強(qiáng)，制動(dòng)迅速，控制電路簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，但制動(dòng)準(zhǔn)確性差，制動(dòng)過程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)部件。三相異步電動(dòng)機(jī)雙向啟動(dòng)反接制動(dòng)利用了三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)的主回路并且把控制回路增加了繼電器進(jìn)行制動(dòng)。反接制動(dòng)的正反轉(zhuǎn)是利用三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是將電動(dòng)機(jī)三相

5、電源進(jìn)線中的任意兩相對(duì)調(diào)，就可以達(dá)到反轉(zhuǎn)控制的目的。1、實(shí)驗(yàn)器材介紹及其工作原理1.1設(shè)計(jì)任務(wù)及目的此設(shè)計(jì)為三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制線路設(shè)計(jì)，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)，通過對(duì)時(shí)間繼電器定時(shí)，速度計(jì)電器感應(yīng)控制、等處理。最終實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng)自動(dòng)化。1.2實(shí)驗(yàn)器材和設(shè)備（1）交流接觸器 2臺(tái) （2）中間繼電器 1臺(tái) （3）二位按鈕 3個(gè)（4）三相電動(dòng)機(jī) 1臺(tái) （5）熔斷器 5個(gè) （6）三相刀開關(guān) 3個(gè)（7）時(shí)間繼電器 1臺(tái) （8）制動(dòng)電阻 3個(gè) （8）電工工具 1套（9）熱繼電器 1臺(tái) （10）速度繼電器 2臺(tái)1.3各器材設(shè)備介紹交流接觸器：見圖1.3.1，交流接觸器是廣泛用作電力的開斷和控制電路。它

6、利用主接點(diǎn)來開閉電路，用輔助接點(diǎn)來執(zhí)行控制指令。主接點(diǎn)一般只有常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)具有常開和常閉功能的接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主路使用。交流接觸器的接點(diǎn)，由銀鎢合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫?zé)g性。 工作原理：當(dāng)接觸器電磁線圈不通電時(shí)，彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點(diǎn)保持?jǐn)嚅_位置。當(dāng)電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心，帶動(dòng)主觸點(diǎn)閉合，接通電路，輔助接點(diǎn)隨之動(dòng)作。圖1.3.1三相異步電動(dòng)機(jī):見圖1.2.2，與單項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)

7、可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。圖1.3.2時(shí)間繼電器：見圖

8、1.2.3，時(shí)間繼電器可分為通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型兩種類型。時(shí)間繼電器是一種利用電磁原理或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)控制的控制電路。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動(dòng)型和電子型等。在交流電路中常采用空氣阻尼型時(shí)間繼電器，它是利用空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時(shí)動(dòng)作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸電三部分組成。工作原理：空氣阻尼型時(shí)間繼電器的延時(shí)范圍大（有0.460s和0.4180s兩種），它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但準(zhǔn)確度較低。當(dāng)線圈通電時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動(dòng)作觸點(diǎn)接通或斷開。但是活塞桿和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，橡皮

9、膜隨之向下凹，上面空氣室的變得稀薄而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經(jīng)過一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過杠桿推動(dòng)延時(shí)觸電動(dòng)作，使動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，動(dòng)合觸電閉合。從線圈通電到延時(shí)觸電完成動(dòng)作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔的大小來改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠回復(fù)彈簧作用而復(fù)原?？諝饨?jīng)出氣孔被迅速排出。圖1.3.3三相刀開關(guān)：三相刀開關(guān)是一種手動(dòng)配電電器。主要用來隔離電源或手動(dòng)接通與斷開交直流電路，也可用于不頻繁的接通與分?jǐn)囝~定電流以下的負(fù)載，如小型電動(dòng)機(jī)、電爐等。三相刀刀開關(guān)是最經(jīng)濟(jì)但技術(shù)指標(biāo)偏低的一種刀開關(guān)。閘刀開關(guān)也稱開啟式負(fù)荷開關(guān)。它主要有：與

10、操作瓷柄相連的動(dòng)觸刀、靜觸頭刀座、熔絲、進(jìn)線及出線接線座，這些導(dǎo)電部分都固定在瓷底板上，且用膠蓋蓋著。所以當(dāng)閘刀合上時(shí)，操作人員不會(huì)觸及帶電部分。膠蓋還具有下列保護(hù)作用：（1）將各極隔開，防止因極間飛弧導(dǎo)致電源短路；（2）防止電弧飛出蓋外，灼傷操作人員；（3）防止金屬零件掉落在閘刀上形成極間短路。熔絲的裝設(shè)，又提供了短路保護(hù)功能。熔斷器：見圖1.2.4,熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。圖1.3.42、電

11、路設(shè)計(jì)圖及分析2.1電路設(shè)計(jì)電氣原理圖繪制原則1）主電路用粗線條畫在左邊；控制電路用細(xì)線條畫在右邊 。2）電器元件，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。3）需要測(cè)試和拆、接外部引線的端子，應(yīng)用圖形符號(hào)“空心圓”表示。電路的連接點(diǎn)用“實(shí)心圓”表示。4）同一電器元件的各部件可不畫在一起，但文字符號(hào)要相同。若有多個(gè)同一種類的電器元件，可在文字符號(hào)后加上數(shù)字符號(hào)的下標(biāo)，如KM1、KM2等。5）所有按鈕、觸點(diǎn)均按沒有外力作用和沒有通電時(shí)的原始狀態(tài)畫出。6）控制電路的分支電路，原則上按動(dòng)作順序和信號(hào)流自上而下或自左至右的原則繪制。7）電路圖應(yīng)按主電路、控制電路、照明電路、信號(hào)電路分開繪制。直流和單相

12、電源電路用水平線畫出，一般畫在圖樣上方，相序自上而下排列。中性線（N）和保護(hù)接地線（PE）放在相線之下。主電路與電源電路垂直畫出?？刂齐娐放c信號(hào)電路垂直畫在兩條水平電源線之間。耗電元件（如電器的線圈，電磁鐵，信號(hào)燈等）直接與下方水平線連接。控制觸點(diǎn)連接在上方水平線與耗電元件之間。8）當(dāng)圖形垂直放置時(shí)，各元器件觸點(diǎn)圖形符號(hào)以“左開右閉”繪制。當(dāng)圖形為水平放置時(shí)以“上閉下開” 繪制。2.2主電路設(shè)計(jì)圖及介紹主電路設(shè)計(jì)圖見圖2.2.1 圖2.2.1主電路各接點(diǎn)標(biāo)記：三相交流電源引入線采用L1、L2、L3標(biāo)記。電源開關(guān)之后的分別按U、V、W順序標(biāo)記。分級(jí)三相交流電源主電路可采用1U、1V、1W；2U、

13、2V、2W等。各電動(dòng)機(jī)分支電路各接點(diǎn)可采用三相文字代號(hào)后面加數(shù)字來表示如：U11。電器元件布置圖：電器元件布置圖詳細(xì)繪制出電氣設(shè)備、零件的安裝位置。圖中各電器代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路和電器清單上所有元器件代號(hào)相同。2.3控制電路設(shè)計(jì)圖及分析圖2.3.1如圖2.3.1為設(shè)計(jì)的控制電路，其工作原理：（1）按下正傳啟動(dòng)按鈕SB2交流接觸器KM1得電主觸頭吸合開始降壓?jiǎn)?dòng)KM1常開觸頭閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，常閉觸頭斷開實(shí)現(xiàn)互鎖，時(shí)間繼電器KT得電開始計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)到時(shí)間繼電器常開觸頭閉合交流接觸器KM3吸合全壓運(yùn)行速度到一定值速度繼電器KS2常開觸頭閉合為反接做好準(zhǔn)備制動(dòng)時(shí)按下SB1正轉(zhuǎn)線路斷開同時(shí)中間繼電器KA得電常開觸

14、頭閉合KM2得電其常閉觸頭斷開實(shí)現(xiàn)互鎖，其常開觸頭閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，開始反接制動(dòng)速度小于設(shè)定值時(shí)，反接線路斷開，正轉(zhuǎn)反接制動(dòng)結(jié)束；（2）按下反傳啟動(dòng)按鈕SB3交流接觸器KM2得電主觸頭吸合開始降壓?jiǎn)?dòng)KM2常開觸頭閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，常閉觸頭斷開實(shí)現(xiàn)互鎖，時(shí)間繼電器KT得電開始計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)到時(shí)間繼電器常開觸頭閉合交流接觸器KM3吸合全壓運(yùn)行速度到一定值速度繼電器KS1常開觸頭閉合為反接做好準(zhǔn)備制動(dòng)時(shí)按下SB1反轉(zhuǎn)線路斷開同時(shí)中間繼電器KA得電常開觸頭閉合KM1得電其常閉觸頭斷開實(shí)現(xiàn)互鎖，其常開觸頭閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，開始反接制動(dòng)速度小于設(shè)定值時(shí)，反接線路斷開，反轉(zhuǎn)反接制動(dòng)結(jié)束。2.4電路設(shè)計(jì)實(shí)物接線圖圖2.4.13.心得總結(jié)1. 通過實(shí)驗(yàn)我認(rèn)識(shí)到：做實(shí)驗(yàn)過程中要遵照流程按步驟進(jìn)行。2. 此次實(shí)驗(yàn)我收獲頗深，從開始構(gòu)思到繪圖，再到連接實(shí)物圖。充分的鍛煉了我的動(dòng)腦及動(dòng)手能力，鞏固了我的專業(yè)知識(shí)。3. 通過電機(jī)實(shí)習(xí)進(jìn)一步理解了三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，掌握了電機(jī)具體的拆卸與制造步驟，并且學(xué)會(huì)了分析一些簡(jiǎn)單的電機(jī)故障。從而將電機(jī)理論應(yīng)用到了實(shí)踐當(dāng)中，將理論具體化，發(fā)現(xiàn)了理論與實(shí)際的差距和理論對(duì)實(shí)踐的指導(dǎo)意義。考文獻(xiàn)1 郝用興，苗滿香，羅小燕. 機(jī)電傳動(dòng)與控制華中科技大學(xué)出版社2 張愛玲，李嵐，梅麗鳳. 電力拖動(dòng)與控制機(jī)械工業(yè)出版社3 百度網(wǎng)4 中國(guó)論文網(wǎng).謝 詞在本次機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)中，很多同學(xué)