电机课设第一阶段材料.doc

电机学课程设计第一阶段 小组编号：7-1 小组成员：白雷 031210335 、张娜 031220710 汪泽 031220723 、赵泽箐 031220734 一、普通异步电动机电磁设计过程特点 普通异步电动机主要考虑的性能参数包括过载能力、启动性能、效率和功率因数。具体内容如下： 启动性能： 1.普通异步电动机对启动的主要要求： 有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。 在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。 要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机械的冲击。 启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。 启动过程中的功率损耗越小越好。 普通异步电动机实际启动特性： （1）定子电流大，Ist=(5~7)IN 启动转矩小，Tst=(0.8~1.5)TN 鼠笼式异步电动机的启动方法： 直接启动（全压启动）、电阻或电抗器降压启动 、Y- 降压启动、自耦变压器降压启动 线绕式异步电动机的启动方法 ： 逐级切除启动电阻法 、频敏变阻器启动法 过载能力： 最大转矩Tmax与额定转矩TN之比，表示为K=Tmax/TN一般电动机K取2左右。若K过大，则电动机未充分利用；若K取小了，则电动机工作可靠性差。 效率： 普通异步电动机的效率η在电机输出额定功率是达到最大值，航空感应电动机的效率比民用的低，但也不小于60%. 功率因数： 额定功率因数：是指电动机在额定负载时定子边的功率因数。对电源而言， 感应电动机相当各感性阻抗，功率因数总是滞后的。空载时，定子电流基本上是励磁电流，主要用于无功励磁，所以功率因数很低。当负载增加时，转子电流的有功分量增加，定子电流的有功分量随之增加，致使功率因数逐渐提高。在接近额定负载时，功率因数达到最大。当超过额定负载时，功率因数降低。优缺点 优点：目前，变频调速技术已迅速发展并得到了广泛的应用，对于整个变频调速系统而言，其执行机构是变频电机。变频电机并不是在变频器驱动下的普通异步电机，它是用于各类变频传动系统，根据系统的特点和性能要求而特别设计的，具有良好的匹配性，且满足系统品质要求的一类交流电机的总称。变频调速异步电动机不仅具有结构简单、制造方便、价格便宜、运行可靠等优点，而且在变频器驱动下实现了性能优良的无级调速。变频电机在那些调速范围广、速度控制精度高的场合更是得到了广泛应用。变频调速异步电动机的主要优点如下： （1） 结构简单、制造方便： 变频调速异步电动机的转子一般不需要绕线，省去了集电环、电刷等装置，结构非常简单，维护方便。 （2）调速效果好、性能稳定： 由电机学可知，异步电动机有如下关系式： 在电源频率f1 一定时，定子绕组感应电动势E1 与产生它的气隙磁通φm成正比。由（式a）中看出，若U1 不变，f1 与φm成反比。如果f1 下降，则φm 增加，使磁路过饱和，励磁电流迅速上升，铁耗增加，电动机效率降低，同时功率因数也减小。如果f1 上升，则φm减小，电磁转距减小，电动机的过载能力下降。可见，在调节f1 的同时，还要协调控制其他两个量，才可以使电动机具有较好的调速性能。 变频调速实现了异步电动机的无级平滑调速，其良好的起制动性能大大提高了交流调速系统的稳定性。因此而被国内外公认为最具有发展前途的技术之一。 （3） 良好的起动特性： 由电机学可知，最大转距Tmax为： 对于要求调速范围大的恒转距负载，希望在整个调速范围内，保持最大转距不变，即φm 不变，由式（a）看出，可以采用E1/f1＝常数的恒磁通控制方式。由于异步电动机的感应电动势E1 不好测量和控制，所以一般变频器在实际应用中，是采取补偿的办法，即随着f1 的降低，适当提高U1，以补偿r1 上的压降，等效地满足E1/f1＝常数，以达到维持最大转距不变的目的，但是，必须注意，U1/f1 值太大会造成轻载时的过激励，使电路饱和，励磁电流增加。这时电动机在整个调速过程中就可以在较低的频率和电压下义最大转速起动，不会像恒频恒压供电时那样由于全压起动，而给电网带来数倍于电机额定电流的启动电流的冲击。 由此知 （4）节能效果明显： 变频调速异步电动机可以根据负载的变化实现自动平滑的增速和减速，从而大幅度地提高了工作效率，达到节约能源的效果。通常情况下，调速范围越广，节约能源的效果越明显。 在实际生活中 缺点：但实际生产生活中多采用变频器为变频异步电机供电。 （1）电动机的效率和温升问题： 不论何种型式的变频器,在工作中均会产生不同程度的谐波电压和谐波电流,使异步电机在非正弦电压、电流下运行。以现今比较普遍使用的正弦波PwM变频器为例,其低次谐