機(jī)電傳動控制-定子串電阻啟動正反轉(zhuǎn)控制

1、. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計（論文）說明書課程名稱：交流電動機(jī)定子串電阻啟動正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計院（系）： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 起止時間： 指導(dǎo)教師： 課程設(shè)計成績評定表學(xué)期姓名專業(yè)班級課題名稱三相異步電動機(jī)定子繞組串電阻啟動正反轉(zhuǎn)控制論文題目三相異步電動機(jī)定子繞組串電阻啟動正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計評定標(biāo)準(zhǔn)評定指標(biāo)分值得分知識創(chuàng)新性20理論正確性20內(nèi)容難易性15綜合實(shí)際性10知識掌握程度15書寫規(guī)范性10工作量10總成績100評語任課老師時間2013年5月20日備注遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目三相異步電動機(jī)的定子串電阻啟動正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)一臺三相交流異步電動機(jī), =

2、3kW，UN=220/380V，IN=12.8/7.2A，nN =960r/min，,。采用定子串接電阻來啟動電機(jī)，再實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制，并繪制電路圖。三、設(shè)計計劃電機(jī)與拖動課程設(shè)計共計2周內(nèi)完成：1、熟悉題目；2、具體按步驟進(jìn)行設(shè)計及整理設(shè)計說明書；3、提交設(shè)計說明書；四、設(shè)計要求1、設(shè)計工作量為完成設(shè)計說明書一份；2、設(shè)計必須根據(jù)進(jìn)度計劃按期完成；3、設(shè)計說明書必須經(jīng)指導(dǎo)教師審查簽字方可答辯。指 導(dǎo) 教師：田力勇時 間：2013年 5 月6日1 .三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)61.1三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)61.2三相異步電動機(jī)的工作原理71.3三相異步電動機(jī)的額定參數(shù)122 三相異步電動機(jī)的機(jī)械

3、特性152.1三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性152.2三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性162.3三相異步電動機(jī)人為機(jī)械特性172.5三相異步電動機(jī)的制動方法193 三相異步電動機(jī)參數(shù)計算234 接觸器及主要器件的選型244.1交流接觸器的選型244.2中間繼電器選型254.3熱繼電器的選型264.4 JS20晶體管時間繼電器274.5 RL1螺旋式熔斷器285 三相異步電動機(jī)的PLC控制295.1:PLC的硬件設(shè)計295.2三相異步電動機(jī)PLC軟件設(shè)計316 總 結(jié)33致 謝34參 考 文 獻(xiàn)35引言三相異步電動機(jī)是目前工農(nóng)業(yè)中使用最廣泛的電動機(jī)，有著結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。但是啟

4、動電流大是所有電動機(jī)的共同缺點(diǎn)，啟動電流大有很多危害，而電動機(jī)啟動的兩個指標(biāo)就是要求啟動電流不能過大、啟動轉(zhuǎn)矩不能太小。本設(shè)計研究了繞線型三相異步電動機(jī)的電樞串電阻啟動方案，通過理論分析和計算，并以實(shí)際例子給出了各級啟動電阻，使電動機(jī)能以較大啟動轉(zhuǎn)矩啟動而且啟動電流在允許范圍內(nèi)。最后對電樞串電阻啟動的優(yōu)缺點(diǎn)做了詳細(xì)分析。.1 .三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu).11三相異步電動機(jī)的構(gòu)造三相異步電動機(jī)的兩個基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。此外還有端蓋、風(fēng)扇等附屬部分，如圖5-1所示。圖 5-1 三相電動機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1）定子三相異步電動機(jī)的定子由三部分組成：定子定子鐵心由厚度為0.5m

5、m的，相互絕緣的硅鋼片疊成，硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放定子三相繞組AX、BY、CZ。定子繞組三組用漆包線繞制好的，對稱地嵌入定子鐵心槽內(nèi)的相同的線圈。這三相繞組可接成星形或三角形。機(jī)座機(jī)座用鑄鐵或鑄鋼制成，其作用是固定鐵心和繞組2）轉(zhuǎn)子三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子由三部分組成：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心由厚度為0.5mm的，相互絕緣的硅鋼片疊成，硅鋼片外圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放轉(zhuǎn)子三相繞組。轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組有兩種形式： 鼠籠式 - 鼠籠式異步電動機(jī)。 繞線式 - 繞線式異步電動機(jī)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸上加機(jī)械負(fù)載鼠籠式電動機(jī)由于構(gòu)造簡單，價格低廉，工作可靠，使用方便，成為了生產(chǎn)上應(yīng)用得最廣泛的一種電動機(jī)。

6、為了保證轉(zhuǎn)子能夠自由旋轉(zhuǎn)，在定子與轉(zhuǎn)子之間必須留有一定的空氣隙，中小型電動機(jī)的空氣隙約在0.21.0mm之間。.1.2三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理1）基本原理為了說明三相異步電動機(jī)的工作原理，我們做如下演示實(shí)驗(yàn)，如圖5-2所示。圖 5-2 三相異步電動機(jī)工作原理(1)演示實(shí)驗(yàn)：在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置一個閉合導(dǎo)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄帶動蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時，將發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體也跟著旋；若改變磁鐵的轉(zhuǎn)向，則導(dǎo)體的轉(zhuǎn)向也跟著改變。(2)現(xiàn)象解釋：當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時，磁鐵與閉合的導(dǎo)體發(fā)生相對運(yùn)動，鼠籠式導(dǎo)體切割磁力線而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流又使導(dǎo)體受到一個電磁力的作用，于是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動起來

7、，這就是異步電動機(jī)的基本原理。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向和磁極旋轉(zhuǎn)的方向相同。(3)結(jié)論：欲使異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。2）旋轉(zhuǎn)磁場（1）產(chǎn)生圖5-3表示最簡單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互差1200的規(guī)律對稱排列。并接成星形與三相電源U、V、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(圖5-4)。 圖 5-3 三相異步電動機(jī)定子接線當(dāng)wt=00時，AX繞組中無電流；為負(fù)，BY繞組中的電流從Y流入B1流出；為正，CZ繞組中的電流從C流入Z流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖5-4（a）所示。當(dāng)wt=12

8、00時，BY繞組中無電流；為正，AX繞組中的電流從A流入X流出；為負(fù)，CZ繞組中的電流從Z流入C流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖5-4（b）所示。當(dāng)wt=2400時，CZ繞組中無電流；為負(fù)，AX繞組中的電流從X流入A流出；為正，BY繞組中的電流從B流入Y流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向如圖5-4（c）所示?？梢?，當(dāng)定子繞組中的電流變化一個周期時，合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場。（2）旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞

9、組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。 圖 5-4 旋轉(zhuǎn)磁場的形成3）三相異步電動機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速（1）極數(shù)（磁極對數(shù)p）三相異步電動機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)。當(dāng)每相繞組只有一個線圈，繞組的始端之間相差1200空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對極，即p=1；當(dāng)每相繞組為兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差600空間角時，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對極，即p=2；同理，如果要產(chǎn)生三對極，即p=3的旋轉(zhuǎn)磁場，則每相繞組必須有均勻安排在空間的串聯(lián)的三個線圈，繞組的始端之間相差400（=1200/p）空間角。極數(shù)p與繞組的始端之間的空

10、間角q的關(guān)系為：（2）轉(zhuǎn)速n三相異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0與電動機(jī)磁極對數(shù)p有關(guān)，它們的關(guān)系是： （5-1）由（5-1）可知，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0決定于電流頻率f1和磁場的極數(shù)p。對某一異步電動機(jī)而言，f1和p通常是一定的，所以磁場轉(zhuǎn)速n0是個常數(shù)。在我國，工頻f1=50Hz，因此對應(yīng)于不同極對數(shù)p的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0，見表5-1表5-1p123456n0300015001000750600500（3）轉(zhuǎn)差率s電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間就沒有相對運(yùn)動，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子電動勢、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就

11、都不存在。也就是說旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差，因此我們把這種電動機(jī)稱為異步電動機(jī)，又因?yàn)檫@種電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，故又稱為感應(yīng)電動機(jī)。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0常稱為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率s用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場轉(zhuǎn)速n0相差的程度的物理量。即： (5-2)轉(zhuǎn)差率是異步電動機(jī)的一個重要的物理量。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速n0開始旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子則因機(jī)械慣性尚未轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子的瞬間轉(zhuǎn)速n=0，這時轉(zhuǎn)差率S=1。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來之后，n>0，（n0-n）差值減小，電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率S<1。如果轉(zhuǎn)軸上的阻轉(zhuǎn)矩加大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n降低，即異步程度加大，才能產(chǎn)生足夠大的感受電動勢和電流，產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩

12、，這時的轉(zhuǎn)差率S增大。反之，S減小。異步電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一般很接近，轉(zhuǎn)差率很小。在額定工作狀態(tài)下約為0.0150.06之間。根據(jù)式(4-2),可以得到電動機(jī)的轉(zhuǎn)速常用公式 (5-3)（4）三相異步電動機(jī)的定子電路與轉(zhuǎn)子電路三相異步電動機(jī)中的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)于副繞組。給定子繞組接上三相電源電壓，則定子中就有三相電流通過，此三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，這個磁場在轉(zhuǎn)子和定子的每相繞組中都要感應(yīng)出電動勢。 13三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)每臺電動機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌。銘牌上標(biāo)注有該電動機(jī)的主要性能和技

13、術(shù)數(shù)據(jù)。三相異步電動機(jī)型 號 Y132M-4功 率 7.5kW頻 率 50Hz電 壓 380V電 流 15.4A接 法 D轉(zhuǎn) 速 1440r/min絕緣等級 E工作方式 連續(xù)溫 升 80防護(hù)等級 IP44重 量 55Kg 年 月 編號 ´´電機(jī)廠1）型號為不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電機(jī)制造廠把電動機(jī)制成各種系列，每個系列的不同電動機(jī)用不同的型號表示。如Y315S6三相異步電動機(jī)機(jī)座中心高mm機(jī)座長度代號S：短鐵心M：中鐵心L：長鐵心磁極數(shù)2）接法接法指電動機(jī)三相定子繞組的聯(lián)接方式。一般鼠籠式電動機(jī)的接線盒中有六根引出線，標(biāo)有U1、V1、W1、U2、V2、W2，其中：U1

14、、V1、 W1是每一相繞組的始端U2、V2、 W2是每一相繞組的末端三相異步電動機(jī)的聯(lián)接方法有兩種：星形（Y）聯(lián)接和三角形（D）聯(lián)接。通常三相異步電動機(jī)功率在4kW以下者接成星形；在4kW（不含）以上者，接成三角形。3）電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。一般規(guī)定電動機(jī)的電壓不應(yīng)高于或低于額定值的5%。必須注意：在低于額定電壓下運(yùn)行時，最大轉(zhuǎn)矩Tmax和啟動轉(zhuǎn)矩Tst會顯著地降低，這對電動機(jī)的運(yùn)行是不利的。三相異步電動機(jī)的額定電壓有380V、3000V及6000V等多種。4）電流銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動機(jī)在額定運(yùn)行時定子繞組的最大線電流允許值。當(dāng)電動機(jī)空載時

15、，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，兩者之間相對轉(zhuǎn)速很小，所以轉(zhuǎn)子電流近似為零，這時定子電流幾乎全為建立旋轉(zhuǎn)磁場的勵磁電流。當(dāng)輸出功率增大時，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都隨著相應(yīng)增大。5）功率與效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動機(jī)在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在額定運(yùn)行時電極軸上輸出的機(jī)械功率值。輸出功率與輸入功率不等，其差值等于電動機(jī)本身的損耗功率，包括銅損、鐵損及機(jī)械損耗等。所謂效率h就是輸出功率與輸入功率的比值。一般鼠籠式電動機(jī)在額定運(yùn)行時的效率約為72%93%。6）功率因數(shù)因?yàn)殡妱訖C(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個j角，cosj就是電動機(jī)的功率因數(shù)。 三相異步電動機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時約為0.7

16、0.9，而在輕載和空載時更低，空載時只有0.20.3。選擇電動機(jī)時應(yīng)注意其容量，防止“大馬拉小車”，并力求縮短空載時間。7）轉(zhuǎn)速電動機(jī)額定運(yùn)行時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分。不同的磁極數(shù)對應(yīng)有不同的轉(zhuǎn)速等級。最常用的是四個級的（n0=1500r/min）。8）絕緣等級絕緣等級是按電動機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。所謂極限溫度是指電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。絕緣等級環(huán)境溫度40時的容許溫升極限允許溫度A65105E80120B901302.三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性2.1三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性是指在電動機(jī)定子電壓、頻率以及繞組參數(shù)一定的條件下，電

17、動機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率的關(guān)系，即n=(T)或s=(T)。機(jī)械特性可用函數(shù)表示，也可用曲線表示，用函數(shù)表示時，有三種表達(dá)式：物理表達(dá)式、參數(shù)表達(dá)式和實(shí)用表達(dá)式。1）物理表達(dá)式電磁轉(zhuǎn)矩為：物理表達(dá)式它反映了不同轉(zhuǎn)速時電磁轉(zhuǎn)矩T與主磁通m以及轉(zhuǎn)子電流有功分量I2cos2之間的關(guān)系，此表達(dá)式一般用來定性分析在不同運(yùn)行狀態(tài)下的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)。2）參數(shù)表達(dá)式異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與定子每相電壓U1平方成正比，若電源電壓波動大，會對轉(zhuǎn)矩造成很大影響。機(jī)械特性曲線在電壓、頻率及繞組參數(shù)一定的條件下，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系可用曲線表示如圖所示。異步電動機(jī)機(jī)械特性3）實(shí)用表達(dá)式實(shí)用表達(dá)式：2.2固有機(jī)

18、械特性曲線異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性是指U1=U1N， 1=1N，定子三相繞組按規(guī)定方式連接，定子和轉(zhuǎn)子電路中不外接任何元件時測得的機(jī)械特性n =（T）或T=（s）曲線。對于同一臺異步電動機(jī)有正轉(zhuǎn)（曲線1）和反轉(zhuǎn)（曲線2）兩條固有機(jī)械特性。三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性曲線說明特性曲線上的特殊點(diǎn)(1)同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)A 同步轉(zhuǎn)速點(diǎn)又稱理想空載點(diǎn)，在該點(diǎn)處：s=1，n=n1，T=0，E2s=0，I2=0，I1=I0，電動機(jī)處于理想空載狀態(tài)。(2)額定運(yùn)行點(diǎn)B 在該點(diǎn)處：n=nN，T=TN，I1=I1N，I2=I2N，P2=PN，電動機(jī)處于額定運(yùn)行狀態(tài)。(3)臨界點(diǎn)C 在該點(diǎn)處：s=sm，T=Tm，對應(yīng)的電

19、磁轉(zhuǎn)矩是電動機(jī)所能提供的最大轉(zhuǎn)矩。Tm是異步電動機(jī)回饋制動狀態(tài)所對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩，若忽略r1的影響時，有T m=Tm。(4)起動點(diǎn)D 在該點(diǎn)處：s=1，n=0，T=Tst，I=Ist。2.3人為機(jī)械特性異步電動機(jī)的人為機(jī)械特性是指人為改變電動機(jī)的電氣參數(shù)而得到的機(jī)械特性。由參數(shù)表達(dá)式可知，改變定子電壓U1、定子頻率f1、極對數(shù)p、定子回路電阻r1和電抗x1、轉(zhuǎn)子回路電阻r2和電抗x2，都可得到不同的人為機(jī)械特性。（1）降低定子電壓的人為機(jī)械特性在參數(shù)表達(dá)式中，保持其它參數(shù)不變，只改變定子電壓U1的大小，可得改變定子電壓的人為機(jī)械特性。TmU12；TstU12；n1和sm與電壓無關(guān)TL1-恒轉(zhuǎn)矩負(fù)

20、載特性、TL2-風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性（2）定子回路串入對稱電阻的人為機(jī)械特性當(dāng)定子電阻r1增大時，同步轉(zhuǎn)速n1不變，但臨界轉(zhuǎn)矩Tm、臨界轉(zhuǎn)差率sm、起動轉(zhuǎn)矩Tst都變小定子回路串入對稱電阻的接線圖和人為機(jī)械特性定子回路串入對稱電抗的人為機(jī)械特性如果定子回路串入對稱的電抗，同步轉(zhuǎn)速n1仍不變，但臨界轉(zhuǎn)矩Tm、臨界轉(zhuǎn)差率sm、起動轉(zhuǎn)矩Tst也都變小。兩種接線可實(shí)際應(yīng)用于鼠籠式異步電動機(jī)的起動，以限制起動電流。定子回路串入對稱電抗的接線圖和人為機(jī)械特性（3）轉(zhuǎn)子回路串入對稱電阻的人為特性曲線繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路串入三相對稱電阻的接線圖和人為機(jī)械特性當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻r2增大時，同步轉(zhuǎn)速n1和臨界轉(zhuǎn)矩Tm不變，

21、但臨界轉(zhuǎn)差率sm變大，起動轉(zhuǎn)矩Tst隨轉(zhuǎn)子電阻r2增大而增大，直至Tst=Tm當(dāng)轉(zhuǎn)子電阻r2再增大時，起動轉(zhuǎn)矩Tst反而減小。轉(zhuǎn)子串入對稱三相電阻的方法應(yīng)用于繞線式異步電動機(jī)的起動和調(diào)速。2.4三相異步電動機(jī)的制動方法一、再生回饋制動 再生回饋制動是在外加轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，電磁轉(zhuǎn)矩改變方向成為制動轉(zhuǎn)矩的運(yùn)行狀態(tài)。再生回饋制動與反接制動和能耗制動不同，再生回饋制動不能制動到停止?fàn)顟B(tài)。 以下是再生回饋制動存在： （1）當(dāng)電網(wǎng)的頻率突然下降或者電機(jī)的極數(shù)突然增高，電機(jī)可能工作在發(fā)電狀態(tài)，此時的電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能回饋給電網(wǎng)。如圖1，當(dāng)電機(jī)在電動狀態(tài)下運(yùn)行時工作于P1點(diǎn)，在突然變極

22、或者變頻時，電機(jī)的工作特性會突然在a線段部分（藍(lán)線部分），電機(jī)的轉(zhuǎn)矩突然變負(fù)，其制動作用，直到最后重新穩(wěn)定工作于P2點(diǎn)為止，電機(jī)又回到電動狀態(tài)。 圖1 （2）當(dāng)電機(jī)在位能負(fù)載（如吊車、提升機(jī)）的作用下，使其轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速n0，此時，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩變負(fù)，電機(jī)由軸上吸收機(jī)械能，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩（制動轉(zhuǎn)矩）與負(fù)載的位能轉(zhuǎn)矩相平衡時，電機(jī)既穩(wěn)定運(yùn)行（如圖2中P3點(diǎn)），此時電機(jī)以高于同步轉(zhuǎn)速的速度運(yùn)行。在轉(zhuǎn)子電路中串入不同的電阻，可得到不同的人為機(jī)械特性，并可得到不同的穩(wěn)定速度，串入的電阻越大，穩(wěn)定速度越高，一般在回饋制動時不串入電阻，以免轉(zhuǎn)速過高。 圖2 二、反接制動 反接制動是在電機(jī)定子三根電源線中

23、的任意兩根對調(diào)而使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩反向產(chǎn)生制動，或者在轉(zhuǎn)子電路上串接較大附加電阻使轉(zhuǎn)速反向，而產(chǎn)生制動。 （1）電源兩相反接的反接制動： 如圖3所示，電機(jī)原在P1點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，為使電機(jī)停轉(zhuǎn)，將定子三根電源線中的任意兩根對調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場反向，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩反向，起制動作用，電機(jī)運(yùn)行在a線段。當(dāng)電機(jī)制動停止時，應(yīng)及時將電機(jī)與電網(wǎng)分離，否則電機(jī)會反轉(zhuǎn)。 電源兩相反接反接制動的優(yōu)點(diǎn)是制動效果強(qiáng)，缺點(diǎn)是能量損耗大，制動準(zhǔn)確度差。 圖3 （2）轉(zhuǎn)速反向的反接制動 當(dāng)電機(jī)在位能負(fù)載（如吊車、提升機(jī)）的作用下，在電機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中串入較大電阻時，此時負(fù)載拉著電機(jī)在與轉(zhuǎn)矩相反的方向旋轉(zhuǎn)，電機(jī)起制動作用，電機(jī)能穩(wěn)定運(yùn)行在P2

24、點(diǎn)。如圖4 在轉(zhuǎn)子電路中串入不同的電阻，能得到不同的制動轉(zhuǎn)速。 圖4 三、能耗制動 電機(jī)在正常運(yùn)行中（如圖5中P點(diǎn)，KM1閉合，KM2斷開），為了迅速停車，KM1斷開，KM2閉合，在電機(jī)定子線圈中接入直流電源，在定子線圈中通入直流電流，形成磁場，轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)切割磁場，而在轉(zhuǎn)子中形成感應(yīng)電勢和電流，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩方向與電機(jī)的轉(zhuǎn)速方向相反，產(chǎn)生制動作用，最終使電機(jī)停止。如圖5。 在電機(jī)的轉(zhuǎn)子中串入不同的電阻和在電機(jī)的定子中接入不同的直流電流，可以產(chǎn)生不同的制動轉(zhuǎn)矩。 從機(jī)械特性圖中可以看出，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降為零時，制動轉(zhuǎn)矩也將為零，所以能耗制動能使電機(jī)準(zhǔn)確停車。 圖5 3 三相異步電動機(jī)參數(shù)計

25、算一臺三相交流異步電動機(jī), =3kW，UN=380V，IN=7.2A，nN =1430r/min，,。電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩: T=9.55 P/ n=20.03n.m 最大轉(zhuǎn)矩: T=2* T=40.06n.m 線電壓：U= K* U=0.8*380=304 v 全電壓啟動電流：I=6.5* I=46.8 A 實(shí)際啟動電流：I= K* I=37.44 A 啟動轉(zhuǎn)矩：T=1.5* T=30.5 n.m 實(shí)際啟動轉(zhuǎn)矩：T= K* T=19.83 n.m 空載轉(zhuǎn)速n=60*f/P=60*50/2=1500 r/min 負(fù)載轉(zhuǎn)矩T=0.95 T=19.03n.m T<Tst 故電機(jī)能啟動由電機(jī)知P=

26、3KW, U=380V, I=7.2A,起動時功率因素。 因條件得，II。所以允許起動電流倍數(shù)K，= I/ I=2，而電機(jī)直接起動的電流倍數(shù)K1=6.5。定子串電阻降壓滿足起動電流條件時，對應(yīng)的為               = K1/ K，=6.5/2=3.25 短路阻抗    z=U/I=U/KI=*380/6.5*5.79=14.063 短路電阻

27、60;  r=zcoss=14.063*0.82=11.311短路電阻      xk= z=14.063*=6.130 每相串入電阻為  R=2r2k+(2-1) x2k- r=34.681 4 接觸器及主要器件的選型4.1交流接觸器的選型額定電壓：380（V）電壽命：50（萬次）（萬次）型號：LC1-D1810額定電流：18（A）品牌：龍耀機(jī)械壽命：500（萬次）（萬次）加工定制：否4.2中間繼電器選型額定電壓：380 AC DC產(chǎn)品系列：3TH線圈電源：、額定電流：10線圈功率：

28、/觸點(diǎn)切換電流：10觸點(diǎn)切換電壓：600防護(hù)特征：封閉式觸點(diǎn)負(fù)載：10應(yīng)用范圍：中間型號：3TH42620XQ0品牌：Siemens/西門子觸點(diǎn)形式：轉(zhuǎn)換型4.3熱繼電器的選型應(yīng)用范圍：熱/熱過載品牌：LG產(chǎn)品系列：其他型號：GTH-85觸點(diǎn)形式：一開一閉吸合電流：8.5,11,15,19,22,30,34,42,55,65,74（A）4.4 JS20晶體管時間繼電器 應(yīng)用范圍：時間品牌：CHINT/正泰型號：JS20系列晶體管時間繼電器產(chǎn)品系列：JS20觸點(diǎn)形式：轉(zhuǎn)換型額定電壓：AC/DC200-240（V）電流性質(zhì)：交流功率負(fù)載：大功率吸合電流：10（A）釋放電流：10（A）額定工作頻率：50（Hz）4.5 RL1螺旋式熔斷器額定電壓：380（V）型號：RL1-60 帶座品牌：DELIXI/德力西加工定制：是技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品描述適用于交流50Hz（或60Hz），額定電壓為380V，額定電流為200A及以下的工業(yè)電氣裝置的配電設(shè)備中，作為線路過載或短路保護(hù)之用。符合證書CCC認(rèn)證證書符合標(biāo)準(zhǔn)IEC 60269/GB 13539產(chǎn)品特點(diǎn)由純銅帶(或絲)制成的變截面熔體封裝于由耐高溫低壓陶瓷熔管內(nèi)，熔管中充滿經(jīng)化學(xué)處理過的高純度石英砂作為滅弧介質(zhì)。熔體端帽上有熔斷指示器，當(dāng)熔體熔斷