三相异步电动机的维护毕业论文（精选10篇）
1.三相异步电动机的维护毕业论文 篇一
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专
科
生
毕
业
大
作
业
题
目：关于三相异步电机转速与制动的研究
学习中心： 层 次： 高中起点专科
专 业： 电气工程及其自动化
年 级： 2009年 春 季
学 号： xxxxxx xxxxxxxxx 学 生： xxx xxxxx 指导教师： xxxxxxxxxxxx 完成日期： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
关于三相异步电机转速与制动的研究
内容摘要
三相异步电动机是生产中不可或缺的机械，在工业生产中,有许多工艺要求拖动系统能快速起动、制动和频繁正反转，此类系统要求电机四象限运行。本文首先对三相异步电机的变频调速原理进行了分析，然后对三相异步电机的制动方式进行了简要介绍，在此基础上，对电压型变频器再生能量产生机理进行了较深入的理论探讨,揭示了回馈状态下各物理量之间的关系,并设计了一种能量回馈控制系统，该系统使得变频器可以实现四象限运行,节能效果明显。
关键词：异步电动机；变频调速；制动；
I
关于三相异步电机转速与制动的研究
目 录
内容摘要...........................................................................................................................I 引
言..............................................................................................................................1 1 异步电动机调速的原理及方法................................................................................2
1.1 工作原理..........................................................................................................2 1.2 变频调速控制方式..........................................................................................2
1.2.1 电源频率低于工频范围调节................................................................2 1.2.2 电源频率高于工频范围调节................................................................3 1.2.3 转差频率控制........................................................................................4 制动............................................................................................................................4
2.1 电机制动方式简介..........................................................................................4
2.1.1 反接制动................................................................................................4 2.1.2 能耗制动................................................................................................4 2.1.3 电磁制动................................................................................................5 2.1.4 串接制动................................................................................................6 2.1.5 发电制动................................................................................................6 2.2 变频调速系统中电机的制动..........................................................................6
2.2.1 变频调速异步电机再生制动状态分析................................................7 2.2.2 变频调速器再生能量的产生机理........................................................7 2.2.3 再生能量回馈状态下的理论计算........................................................8 2.2.3.1 惯性体的运动能量计算.....................................................................8 2.2.3.2 变频器驱动电机再生制动时的能量计算.........................................8 2.2.3.3 制动转矩计算...................................................................................8 2.2.3.4 变频器参数设定与制动能力分析.....................................................9 2.2.3.5 回馈能量计算...................................................................................10 2.2.4 再生能量回馈系统设计......................................................................10 2.2.5 实验结果..............................................................................................12 小结..........................................................................................................................12 参考文献........................................................................................................................14
II
关于三相异步电机转速与制动的研究
引
言
实际的生产过程离不开电力传动。生产机械通过电动机的拖动来进行预定的生产方式。直流电动机可方便地进行调速, 但直流电动机体积大、造价高, 并且无节能效果。而交流电动机体积小、价格低廉、运行性能优良、重量轻, 是生产过程中广泛使用的机械，因此交流电动机的调速具有重大的实用性。使用调速技术后, 生产机械的控制精度可大为提高,并能够较大幅度地提高劳动生产率和产品质量, 而且可对诸多生产过程实施自动控制。通过大量的理论研究和实验, 人们逐渐认识到：对交流电动机进行调速控制, 不仅能使电力拖动系统具有非常优秀的控制性能, 而且在许多场合中, 还具有非常显著的节能效果。
关于三相异步电机转速与制动的研究 异步电动机调速的原理及方法
三相交流电动机定子绕组中的三相交流电在定子隙圆周上产生一个旋转磁场, 这个旋转磁场的转速称同步转速, 记为n1，实际电动机转速n 要低于同步转速, 故一般称这样的三相交流电动机为三相异步电动机。
1.1 工作原理
异步电动机的同步转速遵从电机学基本关系
（1）
式中，f——电源交变频率，p——电机定子磁极对数 电机学中还常用转差率s参量，其定义为： 电机的实际转速
（3）
（2）
从式(3)可知, 异步电动机调速可以从改变电源平率、改变电机定子极对数、改变转差率等方面来进行调节。因此，电机的调速方法有很多，串级调速、变频调速、能耗转差调速等。随着电力电子技术、计算机控制、微电子等高技术的发展, 交流调速取代直流调速已成为发展趋势。电机的交流变频调速技术是现代工业节电和改善工艺流程以提高产品质量的一种主要手段。
变频调速是改变电动机定子电源的频率, 从而改变其同步转速的调速方法。交流变频调速具有系统体积小, 重量轻、控制精度高、保护功能完善、工作安全可靠、操作过程简单, 通用性强, 使传动控制系统具有优良的性能, 同时节能效果明显,产生的经济效益显著。尤其当与计算机通信相配合时, 使得变频控制更加安全可靠,易于操作(由于计算机控制程序具有良好的人机交互功能), 变频技术必将在工业生产发挥巨大的作用, 让工业自动化程度得到更大的提高。
1.2 变频调速控制方式
式(3)可知, 异步电动机变频调速的控制方式基本上有以下三种： 1.2.1 电源频率低于工频范围调节
电源的工频频率在我国为50Hz。电机定子绕组内的感应电动势为:
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（4）
式中f1——定子绕组中感应电动势的频率, 与电源频率f 相等, Hz;K1——电机定子绕组的绕组系数, 其值取决于绕组结构, K1<1;N1——电机定子绕组每相串联的线圈匝数;Ф——电机每极磁通;定子电压U1 与定子绕组感应电动势E1 的关系为
(5)式中Z1——定子绕组每组阻抗
I1——定子绕组相电流 若忽略定子压降I1Z1, 则 把该式整理成
则
(6)
(7)(8)(9)电动机的电磁转矩M与(U1/f1)2 成正比,若下调频率f1, 同时也下调U1, 使(U1/f1)比值保持恒量, 则磁通Ф不变, 因此转矩也保持常值,此时电动机拖动负载的能力不发生改变, 这种控制方式称为恒磁通调压调频调速, 也叫恒转矩调速。
1.2.2 电源频率高于工频范围调节
由于使频率f1增加,U1/f1变小, 而U1不能高于额定电压, 在该控制方式中, 保持U1不变, 由于频率变高, 由式(9)知道, 定子磁通Ф变小, 电磁转矩M也变小, 但电源频率增加, 设电动机转动角速度w=2πn, 电机的功率是电磁转矩M与角速度ω的乘积：
P=M·ω(10)调节过程中, 使频率f与转矩的变化成一定协调关系, 从而保持电机功率P 为恒量, 即功率不发生变化, 这种升频定压调速为恒功率调速。
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1.2.3 转差频率控制
三相异步电动机中,定子与转子之间的圆周空隙有一旋转磁场, 转速为n1, 电机转子实际转速为n,(n1-n)是转子与旋转磁场之间的相对切割速度。对频率、电压进行谐调控制, 使U1/f1 不变, 此时, 磁通Ф也不变, 在Ф不变的条件下,电磁转矩M与(n1-n)2 成正比。对频率f 进行调节, 即调节(n1-n), 因此, 在实现转速调节时也实现了转矩的调节。制动
电机的制动包括反接制动、能耗制动、电磁制动、串接制动、发电制动等。以下首先简要介绍电机制动方式，然后重点研究变频调速系统中电机的再生制动。
2.1 电机制动方式简介
2.1.1 反接制动
当异步电动机转子的转向与定子旋转磁场的转向相反时, 其运动状态称为反接制动。电路原理如图1。按下SB2 , KM1 自锁, 电机运转, 同时速度继电器KS 闭合, 为反接制动做准备。按下SB1 ,KM1 断电, KM2 自锁。此时定子旋转磁场与转子转向相反, 进入制动状态, 当转速低于某一值,KS 断开, 反接制动结束。
图1 反接制动原理
该方式制动转矩大, 制动迅速, 控制设备简单, 但制动冲击较大, 对传动机构有害, 容易使电机反转, 而且制动时电机从电源吸收并传递到转子的电磁功率以及从转轴上吸收的机械功率全部转化为热能, 对电机不利, 不适合制动频繁的场合。2.1.2 能耗制动
如图2所示, 当定子绕组脱离交流电源时, 立即将其绕组切入直流电流, 使
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定子产生静止磁场。控制电路与反接制动一样, 按下SB2 , 电机起动,按下SB1 , 电机制动。
图2 能耗制动原理
该方法可以通过改变直流电流的大小, 调节制动转矩的大小。它制动准确、平稳、能量消耗较小, 但是控制设备相对复杂, 故适合于要求制动平稳、准确和起动频繁并容量较大的电机。2.1.3 电磁制动
如图3 所示, 在转子上装上制动部件, 转子制动部件极靴上固定永磁体, 机座上安装定子制动部件, 其上放置制动绕组, 并将制动绕组短路。当转子部件运转时, 将在定子制动部件中产生旋转磁场, 类似发电机, 该磁场是阻碍转子运动的, 若电机失电, 将会迅速停机。
图3 电磁制动结构
此结构机械上较为复杂, 但是无外围控制电路, 属于非机械接触的软制动, 冲击较小, 电气故障很低, 免维护。但因为制动转矩较小, 实用于转动惯量较小的小功率电机。
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2.1.4 串接制动
随着大功率电子元件的成熟,诞生了此种制动方式。电路如图4。将电机定子绕组末串联一全波整流电路VC,把整流后的电源送到与电机转子有机械机构联系的电磁铁YA上,通电时,电磁铁YA吸合,机械机构释放,电机运转,失电时,机械机构同步复原,迅速刹车。
该结构制动反应迅速、控制精度高、能耗小、冲击较小、无外围控制设备、制动简单、运行可靠, 同时可以弥补普通异步电动机起动电流大的缺点, 起到分压、降压起动的良好效果,是一种新型制动方式,几乎适合于所有的异步电机。
图4 串接制动原理
2.1.5 发电制动
该制动方式适合于变极、变频调速系统。适用于当转子转速超过同步转速的时候(即电机由高速到低速运行过程中)。当电机减速、制动或者带位能性负载重物下放时,电机处于再生发电状态,如果处理不当,将在直流侧出现过高的泵升电压,限制了通用变频器的应用范围。比较理想的方式是通过有源逆变装置将再生能量回馈到交流电网,在能源资源日趋紧张的今天,这项研究具有十分重要的现实意义。下文将进行详细介绍。
2.2 变频调速系统中电机的制动
在变频调速系统中,电机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的,在频率减小的瞬间,电机的同步转速也随之下降,而由于机械惯性的原因, 电机的转子转速未变。当同步转速小于转子转速时,转子电流的相位几乎改变了180度,电机从电动状态变为发电状态；与此同时,电机轴上的转矩变成了制动转矩,使电机的转速迅速下降,电机处于再生制动状态。下文在分析变频调速系统中的再生能量产生机理,揭示再生制动下各物理量之间的关系的基础上,设计了一种新型能量回馈控制系统。
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2.2.1 变频调速异步电机再生制动状态分析
当电机工作于再生发电状态时,电机内部将发生以下变化过程:变频器拖动电机降速,电机转子的旋转速度超过给定频率下的同步转速,也即超过电机内部同步旋转磁场的转速。造成转子切割磁力线的方向反向,转子导体上感应电势以及感应电流的方向反向。由于转子电流中的励磁分量不会发生变化(电机不可能使励磁电流反向,因为它需要从变频器侧吸收励磁电流以建立电机内部磁场,维持电机的运转),所变化的只是转子电流中的转矩分量,而转子电流转矩分量的变化又引起了定子电流转矩分量的变化。其结果是:定子电流的合成量(即平时所说的定子电流)和电机的转矩反向,从坐标上看,即电机的机械特性曲线从第一象限运动到第二象限。
2.2.2 变频调速器再生能量的产生机理
图5所示为变频器拖动电机运行时泵升电路的等值电路。为说明泵升电压产生机理, 假定电容电压Uc、绕组反电动势E、电阻r、电感L为常数。
可得回路方程。电动状态时:
（11）
再生发电状态时:
（12）
图5 泵升电路等值电路图
电动状态时E和I反向,回路电压为Uc-E,若ΔI保持不变,泵升时间Δt随E的升高而增大；再生发电状态时E和I同向，回路电压为Uc + E,在ΔI相等的情况下,泵升时间Δt随E的升高而减少。从能量关系看,电动状态时Uc 和E同时吸收电感放出的电能；而再生发电状态时只有Uc 吸收能量,它不仅吸收电感放出的电能，而且连制动时产生的电能也一并吸收了。如果没有吸收再生能量的环节，将导致电容
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上电压升高,升高的那一部分电压就称为泵升电压。2.2.3 再生能量回馈状态下的理论计算 2.2.3.1 惯性体的运动能量计算
设n为旋转体的转速(r/min), J和GD为旋转体的转动惯量(kg·m2),且GD=4J，则旋转体具有的运动能量为
（13）
当速度从n1 减速到n2(r/min)时释放出的能量为
（14）
2.2.3.2 变频器驱动电机再生制动时的能量计算
再生能量是由电机机械系统的动能转化而来,可表达为
（15）
式中:能;
为机械系统的动能；
为储存在电机电感中的电磁
为机械阻力所消耗的等效电能, Mf(t)为机械阻力矩函数,ω(t)为电机角速度函数;W0 为其他损耗。为简化计算,假定电感中所存储的能量与机械阻力能和各种损耗相抵消, 即机械系统的动能都转化为再生能量回馈变频器直流侧,则有:（16）
所以电机再生发电功率(W):
（17）
2.2.3.3 制动转矩计算
电动机要加速时,就要增大其运动能量;相反,要减速时,必须释放其运动能量。其加速和减速所需要的转矩表达为
（18）
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2.2.3.4 变频器参数设定与制动能力分析
异步电动机转速可以表示为
（19）
其中f1 为电动机定子频率, s为转差率,p为电机极对数。在变频调速系统中, s和p可以看作常数。将式(19)两边分别取导数
（20）
由式(17)、(18)和(20),整理得
（21）
（22）
（23）
其中τ为实际生产工艺要求的减速时间,Δf1为变频器频率输出的变化量。式(21)～(23)反映了电动机再生制动时发电功率、制动转矩与变频器基本参数相互之间的定量关系。由上述各式可得以下结论: 1)电机制动时回馈能量的大小与系统的转动惯量、转速、机械阻力、电机绕组电感等因素有关;2)假定电感中所存储的能量可与机械阻力能及各种损耗相抵消，则电机的发电功率大小由电机的转动惯量GD、电机转速n、减速时间τ决定； 3)在t=0时刻，电机刚开始回馈时若转速为n1，变频器减速时间已设定的情况下, 设(k>0)。则最大发电功率为
（24）
式中n0为给定电源频率下的同步转速；负号表示能量由电机侧流向变频器直流侧； 4)若变频器的频率变化及减速时间参数确定，可以求出确定的制动转矩。当要求的减速时间越短电动机的发电功率越大，提供的制动转矩也越大。同时电机再生制动时最大发电功率与制动转矩的关系,可由式(23)得到:
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（25）
显然, Pmax与制动转矩T、电机转速n1成正比;5)制动转矩的大小与系统的转动惯量成正比，与减速时间τ成反比。2.2.3.5 回馈能量计算
设有源逆变停止时直流侧电压为U1 ,正常工作时为Ue，则回馈过程电网需吸收的能量为
（26）
其中C为变频器及有源逆变器中间环节电解电容的电容量。在能量回馈过程中由于直流侧电压的平均值Ua为一定值, 故回馈功率的大小仅由回馈电流决定。设回馈电流时直流侧的电流平均值为IL ,电网相电压有效值为U2 , 则能量回馈平均功率Pfa约为
（27）
为保证电机的制动效果,电网回馈功率Pf 应不小于电动机再生发电过程中可能出现的最大发电功率Pmax , 否则直流侧电压将持续升高；同时Pfa还应不大于变频调速系统的额定功率Pe。由能量守恒定律可得Pfaτ=Wf ,即
（28）
该式即为有源逆变时电网侧回馈能量的表达式。由式(28)可以得到下述结论: 1）对于一个确定的系统(转动惯量一定), 若电机转速n、电网电压U2 和逆变停止电压U1一定,则回馈电流IL 与制动时间τ成反比;2)在电网电压U2、直流侧电压U1和回馈电流IL不变的情况下,转动惯量GD 越大,则制动所需时间τ越长;转动惯量GD越小,则所需制动时间τ越短。2.2.4 再生能量回馈系统设计
如前所述,再生能量及时高效的回馈电网,使通用变频器可四象限运行, 并实现节能降耗。本文在对变频调速系统电机再生制动分析理论指导下, 设计了一种新型的通用变频器能量回馈控制系统, 整个系统结构框图如图6。主电路主要由三相IPM逆变桥和相关外围电路组成。逆变桥的输出端通过三个扼流电抗器L1、L2、关于三相异步电机转速与制动的研究
L3 与变频器输入端子R、S、T相连,输入端则通过两个隔离二极管D1、D2 接变频器的直流侧P、N端,以保障能量在变频器→有源逆变桥→电网方向上的单向流动。C3、C4 为滤波电解电容, R3、R4为电容均压电阻, R5为电容充电限流电阻, J2 为用于切除限流电阻的继电器。霍尔电流传感器H负责检测回馈电流,为系统实现回馈电流控制提供准确可靠的反馈信号。限流电抗器L1、L2、L3 的作用是平衡压差、限流以及滤波。系统工作过程是:当电机电动运行时,逆变器开关管VT1 ～VT6全被封锁,处于关断状态；当电动机处于再生发电状态时,能量由电机侧回馈直流侧,导致直流母线电压升高。当直流母线电压超过电网线电压峰值时, 整流桥由于承受反压而关断；当直流母线电压继续升高并超过启动逆变器工作电压VDLH时, 逆变器开始工作，将能量从直流侧回馈电网。当直流母线电压下降到关闭逆变器工作电压VDLL时，关闭逆变器。一个完善的能量回馈控制系统应满足相位、电压、电流等三方面的控制条，这要求回馈过程必须与电网相位保持同步关系；只有直流母线电压超过一定值时才启动有源逆变装置；系统应该能够控制回馈电流的大小，从而可以控制电机的制动转矩，实现精确制动。控制系统结构框图如图6，主要包含同步电路、电压检测控制电路、电流检测控制电路和故障检测、保护电路等部分，整个系统由微处理器进行监控。回馈电流的质量是整个系统的关键和难点，本文设计的系统采用SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)控制方式，结合同步信号实现单位功率因数正弦波回馈。
图6 能量回馈控制系统结构框图
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2.2.5 实验结果
图7为该控制系统回馈电流的实验波形(测试仪器为FLUKE PM3380A示波器)，实测功率因数绝对值≥0.98(测试仪器为FLUKE-41B多功能谐波分析仪)。实验表明系统馈送电流谐波小,功率因数高,不仅有效地限制了泵升电压,保证了变频驱动系统的安全正常运行,而且还能实现能量回收和精确制动,使通用变频器可广泛应用于需要四象限运行的场合。
图7 回馈电流的实验波形 小结
本文首先对三相异步电机的变频调速原理进行了分析，然后对三相异步电机的制动方式进行了简要介绍，在此基础上，对电压型变频器再生能量产生机理进行了较深入的理论探讨,揭示了回馈状态下各物理量之间的关系,并设计了一种能量回馈SPWM 控制系统,给出了实验结果。具体结论列举如下: 1)电机制动时回馈能量与系统的转动惯量、转速、机械阻力、电机绕组电感、电机以及变频器回路的电阻等因素有关；
2)电机的发电功率大小由电机的转动惯量、电机转速、减速时间决定;制动转矩的大小与系统的转动惯量成正比,与制动时间成反比；
3)对于一个确定的系统(转动惯量一定),若电机转速、电网电压和逆变停止电压一定,则回馈电流与制动时间成反比；在电网电压、直流侧电压和回馈电流不变的情况下,转动惯量越大,则制动所需时间越长,否则反之。
本文设计的新型能量回馈SPWM控制系统既可实现单位功率因数、高质量的正弦波回馈电流,又能实现异步电动机的精确制动。与通用变频器配合使用拓宽了通
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用变频器的应用领域。值得指出的是,目前制作PWM整流器或四象限运行变频器在技术上没有问题,而且其拓扑电路也比通用变频器加回馈单元简单,但是由于前两者均属于专用逆变器,市场价格昂贵,在现阶段的竞争力还不如后者。特别是对于用回馈单元替代已有变频系统中的制动电阻的情形,后者的性价比优势更加突出,因此新型能量回馈装置应用前景广阔。另外,这种馈电技术不仅可用于变频驱动异步电机再生制动而且可广泛用于光伏逆变器并网等场合。
关于三相异步电机转速与制动的研究
参考文献
[1]陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社,1990.[2]陆宝琦.交流变频电机的绝缘[J].绝缘材料,2001.[3] 国内变频调速异步电动机基本情况调查资料,2002.[4] 满永奎,等编.通用变频器及其应用.北京:机械工业出版社,1998.[5] 陈伯时主编.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社,1992.[6] 王毓东.电机学[M].杭州: 浙江大学出版社, 2001.[7] 杨渝钦.控制电机[M].天津大学出版社(第2 版),2003 [8] RAJU N R.An SCR-based regenerative converter for VSI drives [C].Power Electronics Specialist Conference, 2003.PESC 03.2003 IEEE 34th Annual, 2003: 1770-1774.[9] 陈国呈.新型电力电子变换技术[M].北京:中国电力出版社, 2004.[10] 张承慧.变频调速系统效率优化控制、理论与应用[D ].济南:山东大学, 2001.[11] SAHA S, DANDEKAR A V, SUNDERSINGH V P.A modified app roach of feeding regenerative energy to the mains [J].IEEE Transactions on Industrial Electronics, 1996, 43(4): 510-514.[12] 张晓光,万淑云,王离九,等.直流脉宽调速系统中回馈能量的研究及泵升电路的设计[J].电工技术学报, 1996, 11（1）：34-37
2.三相异步电动机的维护毕业论文 篇二
在日常的应用电子教学中, 由于电动机运转的异常而直接导致整个实践教学的中断, 甚至影响其他低压控制器设备及学生的人身安全,这些都是我们必须努力避免的。
1.三相异步电动机简介
三相异步电动机主要由定子和转子两大部分组成。定子绕组用来在磁场中转动,切割磁感线,而转子绕组是用作产生感应电势并产生电磁转矩的。日常教学使用的主要是三相鼠笼式异步电动机,该电机转子绕组是自己短路的绕组,在转子在每个槽中放有一根导体(材料为铜或铝),导体比铁芯长,在铁芯两端用两个端环将导体短接,形成短路绕组。若将铁芯去掉,则剩下的绕组形状似松鼠笼子,故称鼠笼式绕组。
2.三相鼠笼式异步电动机的常见故障及处理方法
教学中,由于三相鼠笼式异步电动机的使用频率非常高且会进行频繁的启动制动, 因此三相电动机往往也容易出现一些人为故障,大体归纳为电磁故障和机械故障两个方面。下面介绍一些教学中常见的故障。
2.1完 成 接 线 后 ,三 相 异 步 电 动 机 不 能正 常 启 动
处理方法:(1)当电动机无法启动时,可使用电工电子实训台上的交流电压表测量三相电压,若电压太低,则应设法调节实训台交流电源的旋钮,增大电源电压。 (2)若检测后发现三相电压正常而电机不转, 则可能是电机转子部分故障或卡阻严重,此时应迅速切断电动机电源,防止因电机卡阻停转导致电机定子绕组烧坏,甚至冒烟。 (3)若电机直接接三相电源可以启动, 而连接交流接触器和继电器等控制设备时无法启动,则要检查接触器各触头及接线柱的接触情况;检查热继电器过载保护触头的开闭情况和工作电流的调整值是否合理检查熔断器熔体的通断情况, 对熔断的熔体在分析原因后应根据电动机启动状态的要求重新选择。
2.2接 通 电 源 后 , 三 相 异 步 电 动 机正 常 启 动 后 , 其 转速 低于额定值
处理方法:(1) 检查三相异步电动机的各相端电压的大小,若检测后发现端电压偏低,则电机起动转矩减小,转速降低。 (2)若发现电机运行过程中,电机转速下降并伴有杂音,则应打开电机端盖,检查鼠笼转子导条是否断裂或开焊,检查鼠笼导条有没有电弧灼痕,有无断裂和细小裂纹,端环连接是否良好。
2.3异 步 电 动 机运 行 时 ,三 相 电 流 不 平 衡 。
处理方法:(1)若三相电压不平衡导致电动机运行时三相电流不平衡,可检查电源电压,做出处理。 (2)若个别绕组匝间短路,则将造成各相阻抗不相等,在不平衡电压的作用下,使得三相电流不平衡。 (3)由于定子线圈接线有错误或部分线圈匝数有错误所造成相间电流不平衡。
2.4异 步 电 动 机运 行 时 温 升 过 高
处理方法:(1)检查电机负载机械的功率是否超过三相电机的最大输出功率,一般教学过程中这种情况不多见。 (2)检查电机工作环境温度、通风和电机积尘情况,这些因素也会引起三相电机温升过高。解决的办法有利用鼓风机,风扇吹风,增加空气流动, 同时要注意清除电动机本身风扇的油污及灰尘,以改善自冷条件。 (3)若在电动机运行过程中,突然发生温升过高,则可能为电机定子绕组有匝间短路,或者因轴承运行中损坏,从而引起局部温升过高。这时可以打开端盖,观察是否有烧焦。然后用手摸定子和转子的绕组部分,比较其温度大小,找出短路处,分开短路部分,若轴承损坏则可更换轴承。
3.对电机进行故障诊断时应注意的原则
三相鼠笼式异步电动机是日常教学中最常见的电力拖动设备,其特点是容易操作、结构简单、维护方便。但是要准确判断三相异步电动机的各种机械故障, 除要掌握其基本工作原理以外,更重要的是在问题中反复摸索,不断总结积累经验,这样才能在面对纷繁复杂的故障时从容应对。
3.1排 查 三 相 异 步 电 机 故 障 的 原 则
3.1.1首先必须了解学生操作情况 , 询问该电动机故障前后的运行情况和故障发生的过程、现象;其次对事故现场进行观察,看设备外表有无明显的损伤或异常气味;再次用手转动电机转子,检查它是否灵活或松动、响声等,可初步了解电动机内部的损坏程度和故障部位。
3.1.2可 利用万用表测量三相电源电压及检查电机的绝缘情况,如电机的直阻、接地电阻等。
3.1.3检 查三相电动机的熔断器是否烧断 、交流接触器 、热继电器等有无不正确的断开及闭合。
3.1.4检 查三相异步电机绕组接线方法是否和铭牌上的连接方法匹配。
3.1.5检查空载启动时 ,三相电机本体有无故障 ,必须仔细观察其响声、气味、振动、温升、电流、电压及转速等现象;根据实际情况作出正确判断。
结语
三相鼠笼式异步电动机在电机拖动、电气工程等专业日常教学中使用非常广泛,而该电机的维护和与检修更是我们必须面对的一大难题,如何更方便、更快速地维护与检修三相异步电动机,保证教学顺利稳定的实施,值得我们不断探索总结。
摘要：三相鼠笼式异步电动机作为职业学校应用电子专业主干课程中的重要实验设备,时常会在教学过程中发生一些故障,这些故障是人为和客观原因导致的。文章通过对三相异步电动机的各种故障分析诊断,有效维护电子教学设备的正常使用,保证实践教学的顺利开展,为广大电子实践教师提供一些电动机维护和修理的经验。
3.三相异步电动机的调速方法 篇三
【摘要】三相异步电动机由于结构简单，经济性能好，维护方便等原因被广泛应用于现代化生产中。但相对于直流电动机而言，调速性能较差，如何改进三相异步电动机的调速方法，提高调速性能，满足现代化交流拖动设备的需求，是一项现实任务。本文针对三相异步电动机的调速原理及方法做了分析，比较了几种调速方法的实用性。
【关键词】三相异步电动机 调速 原理 方法
1.引言
在由三项异步电动机拖动的生产系统中，为适应生产工艺的要求，往往要改变运行速度，实现生产机械速度变化要求有两种办法，机械调速和电气调速，本文从电气方面就三相异步电动机的调速原理及方法进行分析。
2.三相异步电动机的调速原理
三相异步电动机的工作原理是电磁感应定律和电磁力定律，三相异步电动机有固定的转速公式n=60f/p（1-s），式中n为电动机实际转速，s为转差率，f为电源频率，p为电动机定子磁极对数。由公式可知，三相异步电动机的转速由磁极对数、转差率、及电源频率决定，改变三者其一，电动机的转速就会改变。
3.三项异步电动机的调速方法
3.1 改变磁极对数调速方法
这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子磁极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
3.2.变转差率调速
变转差率调速的特点是电动机同步转速不变。其方法主要可分为：改变定子电压调速；绕线异步电动机转子串电阻调速；串级调速等。
（1）改变定子电压调速。降低加在电动机定子绕组上的电压，同步转速不变，但最大转矩和起动转矩都变小，临界点的速度保持不变。所以，电压越低其所对应的机械特性越软，电动机稳定运行时的速度越低。该方法最适合与通风机型负载，能获得较大的调速范围。
（2）绕线异步电动机转子串电阻调速。当绕线异步电动机转子串入电阻后，电动机同步转速 不变，最大转矩不变，但起动转矩变大，临界点的速度变小，故机械特性变软。所以，在一定的范围内，串入的电阻越起中大，机械特性越软，起动转矩越大，电动机稳定运行时的速度越低。此种方法最适合与起重设备的调速。
（3）串级调速。为了克服转子串电阻调速时，消耗能量较大的问题，在转子回路中串入三相对称的附加电动势取代原来的电阻。该附加电动势的大小和相位可以自行调节，并且频率始终与转频率相同。将原消耗在电阻上的能量回馈给电网。
3.3变频调速
变频调速异步电动机的转速公式为 n=60fp（1- S），当转差率S
变化不大时电动机转速 n 基本上与电源频率 f 成正比，改变 f，就可以平滑地调节异步电动机的速度，采用改变供电源频率的调速方法，是一种较经济的调速方法，也是异步电动机调速的重要发展方向之一。随着可控硅变频装置的出现，解决了运行性能较为理想的变频电源问题，使得异步电动机特别是笼式电动机变频调速获得很大的发展和较广泛的应用。当今广泛使用的变频调速器已全部采用了数字化技术，并且日趋小型化、高可靠性和高精度。从应用角度看，不仅具有显著的节电性能，而且还具有如下的优良性能：（1）高精度平滑无级调速；（2）保护功能完善，能自诊断显示故障所在，維护简便；（3）电动机直接在线起动，起动转矩大而起动电流小，减小对电网和设备的冲击，并具有转矩提升功能，节省软起动装置；（4）功率因数高，节省电容补偿装置。
4.结论
三相异步电动机的调速方法有变极调速、变频调速和变转差率调速。其中变转差率调速包括绕线式电动机转子回路串电阻调速、串级调速和调压调速。变极调速是通过改变定子绕组的接线方式改变电动机的极数从而实现电动机转速的变化，该方法属于有级调速变频调速是现代交流调速技术的主要方向属于无级调速烧线式电动机转子回路串电阻调速方法简单、易于实现但调速是有级的不平滑转速稳定性差、效率低；串级调速完全克服了转子回路串电阻调速的缺点但设备要复杂得多；降压调速主要用于泵类及风机类负载调速。
【参考文献】
[l]杨宗豹.电机及拖动基础[M].北京：冶金工业出版社，2003.
4.三相异步电动机的维护毕业论文 篇四
专
科
生
毕
业
大
作
业
题
目：关于三相异步电动机调速与制动问题的研究
学习中心： 浙江电大奥鹏学习中心
层 次： 高中起点专科 专 业： 电力系统自动化技术
年 级： 2010年秋 季 学 号： 201011852184 学 生： 胡天飞 指导教师： 王 凯
完成日期： 2012年08月30日
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内容摘要
目前，电力拖动是各行业生产机械的主要拖动形式；因此，三相异步电动机已经被广泛应用在各行各业和日常生活等领域。随着生产机械的不断更新和发展，对电动机的调速性能与制动问题要求越来越高。三相异步电动机由于三相异步电动机因其成本低，结构简单，可靠性高和维护少等优点在各种工业领域中得到广泛的应用，但其调速性能和制动性能都不如直流电动机，因此如何改进异步电动机的调速性能和制动问题，以提高调速性能和制动问题，就显得特别重要。本篇文章通过对鼠笼式三相异步电动机工作过程的分析，着重讨论了三相异步电动机 的调速和制动性能，介绍了三相异步电动机常用的调速和制动方法。
关键词：三相异步电动机；调速；制动
I
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目 录
内容摘要...........................................................................................................................I 引 言..............................................................1 第1章 三相异步电动机工作原理.......................................2 第2章 三相异步电动机的调速方法.....................................4 2.1绕线式电动机转子串电阻调速..................错误！未定义书签。2.2液力耦合器调速..............................错误！未定义书签。2.3变极对数调速................................错误！未定义书签。2.4串级凋速....................................错误！未定义书签。2.5电磁转差离合器调速..........................错误！未定义书签。2.6改变定子电压调速............................错误！未定义书签。2.7变频调速....................................错误！未定义书签。第3章 三相异步电动机的制动方法.....................................5 3.l 反接制动.....................................................5 3.2发电机制动..................................错误！未定义书签。3.3能耗制动....................................错误！未定义书签。第4章 结语........................................错误！未定义书签。
II
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引
言
三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。三相异步电动机的调速方法有变极调速，变频调速和变转差率调速。其中变转差串调速包括绕线转子异步电动机的转子串接电阻调速、串级调速和降压调速。三相异步电动机有三种削动状态：能耗制动、反接制动(电源两相反接和倒拉反转)和回馈这三种制动状态的机械特性曲线、能量转换关系及用途．特点等均与直流电动机制动状态。本文主要针对变频调速及能耗制动作出了详细研究。
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第1章 三相异步电动机工作原理
当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。当导体在磁场内切割磁力线时，在导体内产生感应电流，“感应电机”的名称由此而来。感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。我们让闭合线圈ABCD在磁场B内围绕轴xy旋转。如果沿顺时针方向转动磁场，闭合线圈经受可变磁通量，产生感应电动势，该电动势会产生感应电流(法拉第定律)。根据楞次定律，电流的方向为:感应电流产生的效果总是要阻碍引起感应电流的原因。因此，每个导体承受相对于感应磁场的运动方向相反的洛仑兹力F。确定侮个导体力F方向的一个简单的方法是采用右手三手指定则(磁场对电流作用将拇指置于感应磁场的方向，食指为力的方向。将中指置于感应电流的方向。这样一来，闭合线圈承受一定的转矩，从而沿与感应子磁场相同方向旋转，该磁场称为旋转磁场。闭合线圈旋转所产生的电动转矩平衡了负载转矩。
旋转磁场的产生:三组绕组问彼此相差120度，每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电.绕组与具有相同电相位移的交流电流相互交叉，每组产生一个交流正弦波磁场。此磁场总是沿相同的轴，当绕组的电流位于峰值时，磁场也位于峰值。每组绕组产生的磁场是两个磁场以相反方向旋转的结果，这两个磁场值都是恒定的，相当于峰值磁场的一半。此磁场.在供电期内完成旋转。其速度取决于电源频率(f)和磁极对数(P)。这称作“同步转速”转差率只有当闭合线圈有感应电流时，才存在驱动转矩。转矩由闭合线圈的电流确定，且只有当环内的磁通量发生变化时才存在。因此，闭合线圈和旋转磁场之间必须有速度差。因而，遵照上述原理工作的电机被称作“异步电机”。同步转速(ns)和闭合线圈速度(n)之问的差值称作“转差”，用同步转速的百分比表示。运行过程中，转子电流频率为电源频率乘以转差率。当电动机起动时，转子电流频率处于最大值，等于定子电流频率。转子电流频率随着电机转速的增加而逐步降低。处于恒稳态的转差率与电机负载有关系。它受电源电压的影响，如果负载较低，则转差率较小，如果电机供电电压低于额定值，则转差率增大。同步转速 三相异步电动机的同步转速与电源频率成正比，与定子的对数成反比。
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实际上，即使电压.正确无误，如果供电频率高于异步电机的额定频率，一也未必能够提高电机转速。必须首先确定其机械和电气容量。由于存在转差率，带负载的异步电机的转速稍稍低于表格中给出的同步转速。改变电动机的旋转方向,改变电源的相序即可实现,即交换通入到电机的三相电压接到电机端子中任意两相就行.完整论文加QQ:1479352057
第2章 三相异步电动机的调速方法
在电力拖动调速系统中，特别是在宽调速和快速可逆拖动系统中，多采用直流电动机拖动，其原因是直流电动机具有良好的调速性能。但是，直流电动机存在价格高、维护困难、需要专门的直流电源等一系列缺点。相比之下，交流电动机具有价格低、远行可靠、维护方便等一系列优点，因此在各个应用领域都希望尽可能采用交流电动机拖动。近年来，由于电力电子技术和计算机技术的发展，使得交流调速技术II益成熟，交流调运装置的容量不断扩大，性能不断提高，使得交流调速已显示出逐步取代直流调速的趋势。下面就三相异步电动机的几种调速方法做了一一介绍。
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第3章 三相异步电动机的制动方法
和直流电动机一样，异步电动机在拖动生产机械时也有制动要求，如起重机把重物下降时，电气机车下坡时就需要制动。所谓制动是指电动机产生的电磁转矩和转子的旋转方向相反。具体来说，异步电动机的制动方法主要有以下三种方法。
3.l 反接制动
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参考文献
5.三相异步电动机的维护毕业论文 篇五
2007年12月26日 22:15 本站原创 作者：本站 用户评论（0）关键字：
三相异步电动机的自锁控制实验
1、实验目的
⑴学会三相异步电动机的自锁控制的接线和操作方法。⑵理解自锁的概念。
2、预习内容及要求
⑴三相异步电动机的自锁控制线路及电路的组成
在要求电动机启动后能连续运转时，采用点动正转控制就不行，为实现电
动机的连续运转，可采用接触器自锁正转控制线路。如图3-2所示，三相异步
电动机的自锁控制线路的主电路和点动控制的主电路大致相同，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1，在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM的一对常开辅助触头。接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压（或零压）保护作用。它主要由按钮开关SB（起停电动机使用）、交流接触器KM（用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。
欠压保护：“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。因为当线路电压下降时，电动机的转矩随之减小，电动机的转速也随之降低，从而使电动机的工作电流增大，影响电动机的正常运行，电压下降严重时还会引起“堵转”（即电动机接通电源但不转动）的现象，以致损坏电动机。采用接触器自锁正转控制线路就可避免电动机欠压运行，这是因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时，接触器线圈两端的电压也同样下降到一定值，从而使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，带动主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到欠压保护的目的。
失压（或零压）保护：失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某中原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源。当重新供电时，保证电动机不能自行启动，避免造成设备和人身伤亡事故。采用接触器自锁控制线路，由于接触器自锁触头和主触头在电源断电时已经断开，使控制电路和主电路都
不能接通。所以在电源恢复供电时，电动机就不能自行启动运转，保证了人身和设备的安全。
⑵三相异步电动机的自锁控制线路的控制原理
当按下启动按钮SB2后，电源U1相通过热继电器FR动断接点、停止按钮SB1的动断接点、启动按钮SB2动合接点及交流接触器KM的线圈接通电源V1相，使交流接触器线圈带电而动作，其主触头闭合使电动机转动。同时，交流接触器KM的常开辅助触头短接了启动按钮SB2的动合接点，保持交流接触器线圈始终处于带电状态，这就是所谓的自锁（自保）。与启动按钮SB2并联起自锁作用的常开辅助触头称为自锁触头（或自保触头）。
3、实验器材
代号 名称 型号 规格 数量
M QS
FU1 FU2 KM SB1-2 XT FR 三相异步电动机
组合开关 螺旋式熔断器 螺旋式熔断器 交流接触器 按钮 端子排 热继电器
Y-112M-4 HZ10-25-3 RL1-60/20 RL1-15/2 CJ10-20 LA10-3H JX2-1015 JR16-20/3 4KW、380V、Δ接法
三极额定电流25安
500V、60安配熔体额定电流20安
500V、15安配熔体额定电流2安
20安、线圈电压380V
保护式、按钮数3 10安、15节 三极、20安、热
1元件11A
木板（控制板）
650×500×50毫米
万用表
4、实验操作步骤 ⑴实验准备工作
①电器的结构及动作原理
在连接控制实验线路前，应熟悉按钮开关、交流接触器的结构形式、动作原理及接线方式和方法。
②记录实验设备参数
将所使用的主要实验电器的型号规格及额定参数记录下来，并理解和体会各参数的实际意义。
③电动机的外观检查
实验接线前应先检查电动机的外观有无异常。如条件许可，可用手盘动电动机的转子，观察转子转动是否灵活，与定子的间隙是否有磨擦现象等。④电动机的绝缘检查
采用“三相异步电动机实验”介绍的方法和步骤，使用兆欧表依次测量电动机绕组与外壳间及各绕组间的绝缘电阻值，并将测量数据记录于表3-2中，同时应检查绝缘电阻值是否符合要求。
表3-2
相间绝缘 绝缘电阻（MΩ）各相对地绝缘 绝缘电阻（MΩ）
U相与V相
U相对地
V相与W相
V相对地
W相与U相
W相对地
⑵安装接线
①检查电器元件质量
应在不通电的情况下，用万用表检查各触点的分、合情况是否良好。检查接触器时，应拆卸灭弧罩，用手同时按下三副主触点并用力均匀；同时应检查接触器线圈电压与电源电压是否相符。
②安装电器元件
在木板上将电器元件摆放均匀、整齐、紧凑、合理，电器布置图如图3-3所示。并用螺丝进行安装。注意组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧，并使熔断器的受电端为底座的中心端；紧固各元件时应用力均匀，紧固程度适当。
③板前明线布线
主电路采用BV1.5毫米（黑色），控制电路采用BV1毫米（红色）；按钮线采用BVR0.75 毫米（红色），接地线采用BVR1.5毫米（绿/黄双色线）。布线时要符合电气原理图，先将主电路的导线配完后，再配控制回路的导线；布线时还应符合平直、整齐、紧贴敷设面、走线合理及接点不得松动等要求，具体注意以下几点：
a.走线通道应尽可能少，同一通道中的沉底导线，按主、控电路分类集中，单层平行密排，并紧贴敷设面。
b.同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。当必须交叉时，该根导线应在接线端子引出时，水平架空跨越，但必须属于走线合理。
c.布线应横平竖直，变换走向应垂直。
d.导线与接线端子或线桩连接时，应不压绝缘层、不反圈及不露铜过长。并做到同一元件、同一回路的不同接点的导线间距离保持一致。
e.一个电器元件接线端子上的连接导线不得超过两根，每节接线端子板上的连接导线一般只允许连接一根。
f.布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘。
g.布线时，不在控制板上的电器元件要从端子排上引出。④按图3-2检验控制板布线正确性。
用万用表进行检查时，应选用电阻档的适当倍率，并进行校零，以防错漏短路故障。
⑤接电源、电动机等控制板外部的导线。⑶控制实验
经教师检查后，通电试车。①接通电源。合上电源开关QS。
②启动实验。按下启动按钮SB2，观察三相异步电动机的动作情况和运转情况。③测试数据。在启动过程中，应及时监测电动机启动电流ISt运行电流I，一般可采用钳形电流表或交流电流表检测，并将测试数据记入表3-3中。
④停止运行。按下停止按钮SB1，电动机即停止运行。
⑤模拟过载保护。人为将热继电器的动断接点断开，即可模拟电动机过载后热保护动作切断电动机控制回路，使电动机停止运行。
⑥模拟失压保护。断开电动机三相交流电源后，接触器失压后即返回，电动机停止运行，从而起到失压保护的作用，以备来电时重新启动。表3-3
电动机的启动电流和工作电流
实验次序 启动电流（A）
工作电流（A）
启动电流倍数
1⑷实验结束
①实验工作结束后，应切断电动机的三相交流电源。②拆除控制线路、主电路和有关实验电器。③将各电气设备和实验物品按规定位置安放整齐。
5、实验报告
⑴画出三相异步电动机的接触器自锁控制电气原理图，并在原理图中标出自锁触头。
⑵记录仪器和设备的名称、规格和数量。⑶根据实验操作，简要写出实验步骤。
⑷完成测试数据的计算（即电动机启动电流倍数）。⑸总结实验结果。
⑹写出本次实验的心得体会。
6、实验注意事项
⑴电动机和按钮的金属外壳必须可靠接地。接至电动机的导线必须穿在导线通道内加以保护，或采用坚韧的四芯橡皮线或塑料护套线进行临时通电校验。
⑵电源进线应接在螺旋式熔断器底座的中心端上，出线应接在螺纹外壳上。⑶按钮内接线时，用力不能过猛，以防螺钉打滑。
⑷热继电器的热元件应串接在主电路中，其常闭控制触点应串接在控制电路中。
⑸热继电器的整定电流必须按电动机的额定电流自行调整。绝对不允许弯折双金属片。
⑹一般热继电器应置于手动复位的位置上，若需要自动复位时，可将复位调节螺钉以顺时针方向向里旋足。
⑺热继电器因电动机过载动作后，若要再次启动电动机，必须待热元件冷却后，才能使热继电器复位，一般复位时间：对自动复位需5分钟；对手动复位需2分钟。
⑻接触器的自锁常开触点KM必须与启动按钮SB2并联。
⑼在启动电动机时，必须在按下启动按钮SB2的同时，还应按住停止按钮SB1，以保证万一出现故障可立即按下停止按钮SB1，防止扩大事故。
⑽接电前必须经教师检查无误后，才能通电操作。⑾实验中一定要注意安全操作。
7、思考题
= 1 * GB2 ⑴什么是自锁和自锁触头？为什么要设置自锁触头？
= 2 * GB2 ⑵三相异步电动机的接触器自锁控制线路除了能使电动机连续运转，还具有哪些保护作用？分别说明各种保护的概念？电动机为什么需要这些保护？
6.三相异步电动机的维护毕业论文 篇六
1 故障检查及初步结论
1.1 故障检查
第1台风机烧毁后,现场人员根据可能引起电动机烧毁的原因逐一进行了检查。
(1)风机内外部、周围环境及工况分析。
风机内部没有异物,扇叶齐全,外壳无变形,风机的安装稳定牢固,符合要求,风筒与风机相匹配,风机周围环境良好。风机运行工况基本稳定,长期过载可能性较小,风机轴承定期加油,轴承没有问题。
(2)电缆。
该对旋风机采用1台QBZ-120型磁力启动器外加一个BHD2-200/600型分线盒的方式同时给对旋风机的2台电动机提供电源。分别检查磁力启动器至风机的电源电缆的干线及分路电缆,检查电缆三相无断相,外观没有损伤,而且电缆绝缘正常,每相都在10 MΩ以上,200 A分线盒没有接线质量问题,没有烧蚀现象。电动机接线为Y型,符合要求。
(3)磁力启动器。
磁力启动器内部有很多主回路接点,出现问题的可能性最大。检查磁力启动器接线腔,接线正常,无问题;检查磁力启动器内部,发现换向器外观异常,经检查发现换向器触点有轻微烧蚀,其他部件和接线均正常。
1.2 初步结论
从供电系统中磁力启动器换向器上发现的问题来看,认为主要是因为供电系统长时间三相不平衡引起的电动机烧毁,另一侧没有烧毁的电动机因受三相电不平衡的影响,在性能上也应有所下降。
但在处理好磁力启动器问题后,更换的新风机在运行15 h后再次发生一侧电动机烧毁现象。因此需要重新寻找故障真正原因。
2 矿用电动机烧毁的一般原因
煤矿井下工作环境特殊,频繁启动、过负荷运转、电压不平衡及电动机自身结构存在问题可导致电动机损坏。矿用电动机烧毁的原因主要有[1]:
(1)轴承烧结。矿用中型以上的电动机,转子一端多采用滚珠轴承加定位滚珠轴承或双列调心短圆柱轴承,另一端多采用滚珠轴承。在实际生产中,电动机表现最明显的轴承故障就是轴承烧结在一起使转子不能正常转动。
(2)转子断条、脱焊或虚焊。矿用电动机转子一般为鼠笼结构,其常见故障是导条与端环开焊、虚焊或导条断裂,使电动机转矩降低,定子电流产生周期性摆动,并产生电磁噪音,导致电动机烧毁。
(3)转子平衡块或平衡片掉。如果由于焊接不当,转子长时间运转,在离心力的作用下,如平衡块或平衡片掉,就有可能造成电动机转子扫膛,导致电动机损坏。
(4)转轴强度不够。转轴是电动机传动转矩、驱动机械负荷的主要零部件,它应具有足够的强度以传递电动机的功率,并要有足够的刚度,否则会使电动机在运行中发生振动或因产生过大的挠度,使定转子铁心摩擦,导致电动机烧毁。
(5)定子绕组故障。电动机频繁启动,长时间过负荷,也会引起电动机绕组“过力”绝缘下降,致使电动机烧毁。
(6)供电系统三相不平衡。在煤矿环境中,供电线路故障率较高,供电线路的漏电、断相、三相不平衡等都会导致电动机发生故障。如果三相电压不平衡,电动机内就有逆序电流和逆序磁场存在,产生较大的逆序转矩,造成电动机三相电流分配不平衡,使某相绕组电流增大。当三相电压不平衡度达5%时,可使电动机相电流超过正常值的20%以上,继而造成电动机的烧毁。
3 引起故障的关键问题及解决方法
经现场核实,有2个关键现象在明确故障原因前必须得到解释:①为什么新换的风机要运转15 h后才发生问题,而不是在刚换完风机后试运转阶段就出现故障现象;②为什么是同一侧电动机烧毁?
经过分析认为,第1个现象与三相不平衡有关,但可能因为三相不平衡度不大,没有在试运转阶段造成磁力启动器的综合保护器动作。第2个现象则直接把问题指向了同一侧电动机的电源电缆上。但是此前该段电缆已经检查过,相间、相地绝缘正常,三相芯线通断正常,外观无破损变形。
根据经验和现场情况,一个合理的解释是烧坏电动机一侧的电源电缆存在问题,很有可能是电缆内部芯线有损伤,引起三相不平衡烧毁电动机。这可以同时解释上述2个关键现象。通过进一步分析发现,1台QBZ-120型磁力启动器同时给同一风机的2个电动机提供电源时,磁力启动器内的1台综合保护器监视到的三相不平衡度只有一侧电动机不平衡度的一半,保护器监测到的三相不平衡度很有可能没有达到保护器的预设值,所以保护器没有动作,直到引起电动机内部短路、接地等问题时保护器才动作。
随后,对换下的电缆进行了重新检查,发现该电缆外观有一处外皮做过热补处理,拨开绝缘橡套后发现该处一相芯线断股严重,原来为7股,已经断掉3股,并有拉弧、焊珠等,导致整条电缆接触电阻增大,从而导致三相电压不平衡。但是由于电缆芯线没有完全断开,所以用摇表遥测电缆芯线的通断一切正常,电缆绝缘橡套没有破损,所以电缆绝缘正常。这也导致了初步检查中出现电缆正常的假象。
基于以上判断,一方面更换了烧毁侧电动机的电源电缆,另一方面增加了1台磁力启动器以分别控制风机的2台电动机。经过实际运行,没有再出现类似问题。
4 结语
对于煤矿用多电动机机械系统,有条件时应尽量全部采用1台综合保护器为1台电动机提供保护的方式,避免客观造成的综合保护器功效的降低。
在煤矿这种特殊的环境中,供电电缆故障率较高,供电电缆的漏电、断相、三相不平衡经常发生,对煤矿生产制约较大。因此,在安装配电过程中应使用合格的电缆,使用中应加强电缆的日常检查。另外,煤矿井上进行电缆热补处理时,必须首先检查电缆内部芯线合格后方可热补。
摘要：针对一起三相异步电动机烧毁故障,对电动机的使用环境、供电设备和供电电缆等进行现场检查,并根据常见的矿用电动机烧毁原因,对其进行全面分析。认为这是一起由供电系统三相不平衡引起的电动机烧毁故障。根据分析结果,提出了煤矿井下机械设备供电保护和电缆使用及修理建议。
关键词：三相异步电动机,供电电缆,三相不平衡
参考文献
7.三相异步电动机的维护毕业论文 篇七
【关键词】异步电动机；气隙 槽配合；谐波磁场；电磁噪音
The electromagnetism noise of three electric motor analysis and control
Wu Jian-bing
（Xi'an Tech Full Simo Motor Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710018）
【Abstract】Three-phase AC induction motor electromagnetic noise from the slot with the select air gap harmonic magnetic field analysis to identify major cause electromagnetic noise， and finally put forward the measures to control electromagnetic noise.
【Key words】Asynchronous motor；Air gap slot with；Harmonic magnetic field；Electromagnetic noise
1.引言
Y、Y2系列三相异步电动机应用于各行各业，其负载噪音指标方面与国外产品相比尚有较大差距。特别是2极高速中小型电动机的电磁噪音已超出国际贸易和国内特殊行业的最低要求。产品出口和国内特殊行业的应用受到严重影响。本文定性加简单的量化分析，阐明2极电机电磁噪音超标的原因及解决方案。
2. 噪音分类
异步电动机的噪音分三类：电磁噪音、空气动力噪音和机械噪音。空气动力噪音源于异步电动机的风扇通风噪音。由于空载和负载的转差非常小，从空载到负载通风噪音几近定值。因此，对于空载噪音达标而负载噪音超标的2极高速电机，通风噪音不是电磁噪音超标的主要原因。
机械噪音主要是由轴承噪音引起的。对于工艺成熟的Y、Y2系列电机，从降低机械噪音方面来使电磁噪音达标也是不明智的。
电磁噪音是由于电机气隙中各次谐波磁场引起的交变电磁力引发铁心及其相联的机械构件中的振动和共振。采取更趋合理的方案是完全可以做到的。
3. 电磁噪音产生原因
Y160-2电机负载运行时，产生让人不易接受的电磁噪音。为解决问题，需从电磁噪音产生机理着手，分析电磁噪音的特点及其控制办法。
3.1 气隙谐波磁场。
气隙谐波磁场由电机绕组的磁势作用于电机气隙而产生的。因此，分析绕组磁势即可阐明气隙谐波磁场的产生原因及对电磁噪音的影响。
电机学理论表明：电机的单相绕组其磁势是脉振磁势，磁势波形为非正弦波，内含丰富的高次谐波磁势。
单线圈磁势 对于单线圈磁势，其磁势可表示为：
研究与不同生态环境相适应的社会经济效益，具有现实意义。经济既是各类措施的物质基础，也是国民经济发展和构建小康社会的必要条件。
5. 结论与建议
（1）水土保持包括多种措施，彼此之间如何组合，如何配置，过去一般多根据各地经验、上级意图和群众要求等拟定，是否符合客观情况，是否达到相对优化，是否取得较好效果，很少考虑，难以适应社会主义建设的规律与原则。治沟与治坡的争论、工程与生物措施的主次长期摇摆不定。经济发展与生态环境的关系历来是前者压后者，在强调农业生产的时候可以毁林种地，毁牧开荒，任意占领河湖水域；在追求经济发展的时候盲目造势引资，圈围良田沃土，凡此种种都曾对国土整治与水土保持造成损失，影响深远。
（2）遵循科学发展观的原则，配合国民经济的可持续发展与和谐社会的构建，合理组合优化配置的原则应当提到水保规划与实施的议事日程上来，以争取主动性，避免盲目性。梯田坝地在不同地形地貌的条件下应当有不同的主次比例，水土保持与水土利用，兴利与除害都应根据不同时空条件研究确定。探索系统科学与环境科学的理论与实践是做好整体规划的基础。优化的最终目标，从经济要求讲，在任务确定后力争最小的代价，在投入明确后祈求最大的效益。从水保要求讲，既可以自动选择最佳的生态环境，也可以选择最佳的水沙配合比例。总的说来水土保持的合理组合优化配置，情况复杂，难度也大。当前似应认真调查测试各类小流域治理情况，找好典型，总结经验教训，摸着石头过河逐步向大范围推广。
【摘 要】对三相交流异步电动机的电磁噪音，从槽配合选择、气隙谐波磁场等方面进行分析，找出引起电磁噪音的主要原因，最后提出控制电磁噪音的相关措施。
【关键词】异步电动机；气隙 槽配合；谐波磁场；电磁噪音
The electromagnetism noise of three electric motor analysis and control
Wu Jian-bing
（Xi'an Tech Full Simo Motor Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710018）
【Abstract】Three-phase AC induction motor electromagnetic noise from the slot with the select air gap harmonic magnetic field analysis to identify major cause electromagnetic noise， and finally put forward the measures to control electromagnetic noise.
【Key words】Asynchronous motor；Air gap slot with；Harmonic magnetic field；Electromagnetic noise
1.引言
Y、Y2系列三相异步电动机应用于各行各业，其负载噪音指标方面与国外产品相比尚有较大差距。特别是2极高速中小型电动机的电磁噪音已超出国际贸易和国内特殊行业的最低要求。产品出口和国内特殊行业的应用受到严重影响。本文定性加简单的量化分析，阐明2极电机电磁噪音超标的原因及解决方案。
2. 噪音分类
异步电动机的噪音分三类：电磁噪音、空气动力噪音和机械噪音。空气动力噪音源于异步电动机的风扇通风噪音。由于空载和负载的转差非常小，从空载到负载通风噪音几近定值。因此，对于空载噪音达标而负载噪音超标的2极高速电机，通风噪音不是电磁噪音超标的主要原因。
机械噪音主要是由轴承噪音引起的。对于工艺成熟的Y、Y2系列电机，从降低机械噪音方面来使电磁噪音达标也是不明智的。
电磁噪音是由于电机气隙中各次谐波磁场引起的交变电磁力引发铁心及其相联的机械构件中的振动和共振。采取更趋合理的方案是完全可以做到的。
3. 电磁噪音产生原因
Y160-2电机负载运行时，产生让人不易接受的电磁噪音。为解决问题，需从电磁噪音产生机理着手，分析电磁噪音的特点及其控制办法。
3.1 气隙谐波磁场。
气隙谐波磁场由电机绕组的磁势作用于电机气隙而产生的。因此，分析绕组磁势即可阐明气隙谐波磁场的产生原因及对电磁噪音的影响。
电机学理论表明：电机的单相绕组其磁势是脉振磁势，磁势波形为非正弦波，内含丰富的高次谐波磁势。
单线圈磁势 对于单线圈磁势，其磁势可表示为：
研究与不同生态环境相适应的社会经济效益，具有现实意义。经济既是各类措施的物质基础，也是国民经济发展和构建小康社会的必要条件。
5. 结论与建议
（1）水土保持包括多种措施，彼此之间如何组合，如何配置，过去一般多根据各地经验、上级意图和群众要求等拟定，是否符合客观情况，是否达到相对优化，是否取得较好效果，很少考虑，难以适应社会主义建设的规律与原则。治沟与治坡的争论、工程与生物措施的主次长期摇摆不定。经济发展与生态环境的关系历来是前者压后者，在强调农业生产的时候可以毁林种地，毁牧开荒，任意占领河湖水域；在追求经济发展的时候盲目造势引资，圈围良田沃土，凡此种种都曾对国土整治与水土保持造成损失，影响深远。
（2）遵循科学发展观的原则，配合国民经济的可持续发展与和谐社会的构建，合理组合优化配置的原则应当提到水保规划与实施的议事日程上来，以争取主动性，避免盲目性。梯田坝地在不同地形地貌的条件下应当有不同的主次比例，水土保持与水土利用，兴利与除害都应根据不同时空条件研究确定。探索系统科学与环境科学的理论与实践是做好整体规划的基础。优化的最终目标，从经济要求讲，在任务确定后力争最小的代价，在投入明确后祈求最大的效益。从水保要求讲，既可以自动选择最佳的生态环境，也可以选择最佳的水沙配合比例。总的说来水土保持的合理组合优化配置，情况复杂，难度也大。当前似应认真调查测试各类小流域治理情况，找好典型，总结经验教训，摸着石头过河逐步向大范围推广。
【摘 要】对三相交流异步电动机的电磁噪音，从槽配合选择、气隙谐波磁场等方面进行分析，找出引起电磁噪音的主要原因，最后提出控制电磁噪音的相关措施。
【关键词】异步电动机；气隙 槽配合；谐波磁场；电磁噪音
The electromagnetism noise of three electric motor analysis and control
Wu Jian-bing
（Xi'an Tech Full Simo Motor Co.， Ltd Xi'an Shaanxi 710018）
【Abstract】Three-phase AC induction motor electromagnetic noise from the slot with the select air gap harmonic magnetic field analysis to identify major cause electromagnetic noise， and finally put forward the measures to control electromagnetic noise.
【Key words】Asynchronous motor；Air gap slot with；Harmonic magnetic field；Electromagnetic noise
1.引言
Y、Y2系列三相异步电动机应用于各行各业，其负载噪音指标方面与国外产品相比尚有较大差距。特别是2极高速中小型电动机的电磁噪音已超出国际贸易和国内特殊行业的最低要求。产品出口和国内特殊行业的应用受到严重影响。本文定性加简单的量化分析，阐明2极电机电磁噪音超标的原因及解决方案。
2. 噪音分类
异步电动机的噪音分三类：电磁噪音、空气动力噪音和机械噪音。空气动力噪音源于异步电动机的风扇通风噪音。由于空载和负载的转差非常小，从空载到负载通风噪音几近定值。因此，对于空载噪音达标而负载噪音超标的2极高速电机，通风噪音不是电磁噪音超标的主要原因。
机械噪音主要是由轴承噪音引起的。对于工艺成熟的Y、Y2系列电机，从降低机械噪音方面来使电磁噪音达标也是不明智的。
电磁噪音是由于电机气隙中各次谐波磁场引起的交变电磁力引发铁心及其相联的机械构件中的振动和共振。采取更趋合理的方案是完全可以做到的。
3. 电磁噪音产生原因
Y160-2电机负载运行时，产生让人不易接受的电磁噪音。为解决问题，需从电磁噪音产生机理着手，分析电磁噪音的特点及其控制办法。
3.1 气隙谐波磁场。
气隙谐波磁场由电机绕组的磁势作用于电机气隙而产生的。因此，分析绕组磁势即可阐明气隙谐波磁场的产生原因及对电磁噪音的影响。
电机学理论表明：电机的单相绕组其磁势是脉振磁势，磁势波形为非正弦波，内含丰富的高次谐波磁势。
单线圈磁势 对于单线圈磁势，其磁势可表示为：
研究与不同生态环境相适应的社会经济效益，具有现实意义。经济既是各类措施的物质基础，也是国民经济发展和构建小康社会的必要条件。
5. 结论与建议
（1）水土保持包括多种措施，彼此之间如何组合，如何配置，过去一般多根据各地经验、上级意图和群众要求等拟定，是否符合客观情况，是否达到相对优化，是否取得较好效果，很少考虑，难以适应社会主义建设的规律与原则。治沟与治坡的争论、工程与生物措施的主次长期摇摆不定。经济发展与生态环境的关系历来是前者压后者，在强调农业生产的时候可以毁林种地，毁牧开荒，任意占领河湖水域；在追求经济发展的时候盲目造势引资，圈围良田沃土，凡此种种都曾对国土整治与水土保持造成损失，影响深远。
8.三相异步电动机降压启动 篇八
摘要：三相异步电动机以其优质价廉的优点，在工农业及日常生活中得到广泛应用。其启动方式有直接启动与降压启动两种方式，直接启动电流大，会对电网造成很大的冲击，直接影响电网中其它用电设备的正常工作，也会影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命；因此，如何控制电动机启动电流，具有重要的经济价值。
关键词：三相异步电动机；软启动器；降压启动
一、引言
电动机的启动电流近似的与定子的电压成正比，因此要采用降低定子电压的办法来限制起动电流，即为降压起动。对于因直接起动冲击电流过大而无法承受的场合，通常采用降压起动，此时，起动转矩下降，起动电流也下降，所以只适合必须减小起动电流，又对起动转矩要求不高的场合。文章主要探讨了三相异步电动机的几种降压启动方式。
二、三相异步电动机的几种降压启动
一般容量在l0kw以下的小型电动机可以直接启动，但10kw以上的电动机则应考虑采用降压启动。有时为了限制和减少启动转矩对机械设备的冲击作用，允许全压启动的电动机也多采用降压启动方式。
三相异步电动机降压启动的方法有以下几种：定子电路串电阻（或电抗）降压启动、自耦变压器降压启动、Y-△降压启动、软启动器等。使用这些方法是为了限制启动电流（一般降低电压后的启动电流为电动机额定电流的2～3倍），减小供电干线的电压降落，保障各种电气设备正常运行。
1、三相异步电动机的串电阻（或电抗）降压启动
电动机串电阻（电抗）降压起动是指起动时，在电动机定子绕组上串联电阻（电抗），起动电流在电阻上产生电压降，使实际加到电动机定子绕组中的电压低于额定电压，待电动机转速上升到一定值后，再将串联电阻（电抗）短接，使电动机在额定电压下运行。由于定子串电阻降压启动的启动电流随定子电压成正比下降，而启动转矩则按电压下降比例的平方倍下降。显然，这种方法会消耗大量的电能且装置成本较高，三相异步电动机采用这种启动方法，适用于要求启动平稳小的容量电动机及启动不频繁的场合。
图1 定子串电阻降压启动控制线路图
2、三相异步电动机的自耦变压器降压启动
对于容量较大且正常运行时定子绕组接成星形的笼型异步电动机，可采用自耦变压器降压起动。它是指起动时，将自耦变压器接入电动机的定子回路，待电动机的转速上升到一定值后，再切除自耦变压器，使电动机定子绕组获正常工作电压。这样，起动时电动机每相绕组电压为正常工作电压的1/K倍（K——自耦变压器的匝数比。K= N1/N2），起动电流也为全压起动电流的1/K2倍。
（1）电动机自耦降压启动（自动控制接线图）
图2 三相异步电动机自耦降压启动接线图
图2是交流电动机自耦降压启动自动切换控制接线图，自动切换靠时间继电器完成，用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程，不会造成启动时间的长短不一的情况，也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故。
（2）电动机自耦降压启动（手动控制接线）
图3 三相异步电动机自耦降压启动接线图
自耦变压器降压起动手动控制接线如图3所示，图中操作手柄有三个位置：“停止”、“起動”和“运行”。操作机构中设有机械连锁机构，它使得操作手柄未经“起动”位置就不可能扳到“运行”位置，保证了电动机必须先经过起动阶段以后才能投入运行。
3、三相异步电动机的Y-△降压启动
三相异步电动机的Y-△降压启动是指，在启动时将异步电动机三相定子绕组接成星形，等启动完成后，再接成三角形。这样，电动机启动时每相绕组的工作电压为正常时绕组电压的1/，启动电流为三角形直接启动时的1/3。
图4 三相异步电动机 Y—Δ 降压启动控制线路图
4、固态降压启动器
固态降压启动器由电动机的起停装置和软启动控制器组成。固态降压启动器的启动方法有两种：（1）电流渐增启动方式，即在启动时，电流线性增加，直达全速为止。启动电流和转矩是可调的，启动电流和电压是按照用户设定的频率平滑连续无极增大。（2）是限流启动方式，即在启动时电动机电流保持恒定，通常可在额定电流的1.5～4.5倍之间进行调节，电动机的电压按斜坡函数稳定升高，直到设定的电流限值。启动电流大小能改变电动机达到额定转速所需要的时间，这种启动方式适合于惯性大的场合。
图5 软启动器主电路原理图
固态降压器有良好的软启动特性、可靠性高、寿命长、维护量小、电动机保护良好以及参数设置简单等优点，但是不能长时间用于启动扭矩要求很高的电动机驱动装置上。这种局限主要因为软启动器实际上是靠将自身电压斜坡式抬升到最大值来完成工作，由于扭矩与电压平方成正比，连接电动机不能从一开始就达到最大扭矩，因此，这种启动器更适合水泵、传送带、电梯等轻型易启动的设备。
5、液态降压启动器
水电阻降压起动可将启动电流控制在3倍额定电流以内，对电网和拖动动设备冲击小，能连续起动，不会烧毁，维护简单。
水电阻降压启动原理图
水电阻软起动装置是依靠溶解在水中的电解质离子导电的，电解质充满与两个平面极板之间（即水电阻的两个极），构成一个电容状的导电体，它能够限制电流的流通，自身压降小，属于无感性元件，也就是说既能降低电动机的启动电流，又使电动机获得较大的端电压，且提高了起动时的功率因数，所以能使电动机100%起动成功。
水电阻软起动装置还有一个特点，实现平稳起动。水电阻的阻值大小是依靠改变水电阻箱内导电介质的浓度和两个极板间的距离来完成的，在现场可根据电动机的实际需要调配，起动过程中，从初始电阻逐渐连续变化为零电阻，起动平稳，无二次冲击电流。
5、软启动
以上几种降压启动的方法是有级启动，启动的平滑性不高，应用一些自动控制线路组成的软启动器可以实现鼠笼式异步电机的无级平滑运动，这种方法称为软启动。软启动分为磁控式和电子式两种。磁控式故障率高，已被电子式取代。
启动过程电机所加的电压不是一个固定值，软启动装置输出电压按指定要求上升，被控电机电压由零安指定斜率上升至全电压，转速相应由零上升到规定转速。软启动能保证电机在不同负载下平滑启动，减少电机启动对电网冲击，又降低对自身承受的较大结构冲击力。
软启动可以设定起始电压、上升方式、启动电流倍数等参数，以适用重载、轻载启动不同情况。
三、异步电动机的优缺点
1、三相异步电动机的优点
三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相繞组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
2、异步电动机存在的缺点
2.1笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。
（1）起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，这就造成严重的“大马拉小车”，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。第二种办法是增购液力偶合器，先让电动机空载起动，在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪费3%的电能，因而整个驱动装置的效率很低，同样浪费电量，更何况添加液力偶合器之后，机组的运行可靠性大大下降，显著增加维护困难，因此不是一个好办法。
（2）大转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行，既降低了产量又浪费电能。
（3）起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流，同样要增加添购降压装置的投资，并且使本来就不好的起动特性进一步恶化。
2.2绕线型感应电动机
绕线性感应电动机正常运行时，三相绕组通过集电环短路。起动时，为减小起动电流，转子中可以串入起动电阻，转子串入适当的电阻，不仅可以减小起动电流，而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大，起动转矩也可增大。这种电动机还可通过改变外串电阻调速。绕线型电动机虽起动特性和运行特性兼优，但仍存在下列缺点：
（1）由于转子上有集电环和电刷，不仅增加制造成本，并且降低了起动和运行的可靠性，集电环和电刷之间的滑动接触，是这种电动机发生故障的主要原因。特别是集电环与电刷之间会产生火花，使传统绕线型电动机在矿山、井下、石油、华工等防爆要求的场所，对于灰土、粉尘浓度很高的地方，也不敢使用，这就限制了其应用范围。
（2）当前的传统绕线型电动机为了提高可靠性，多数不提刷，因此运行时存在下列电能浪费：集电环和电刷间的摩擦损耗和接触电阻上的电损耗，电刷至控制柜短路开关间三根电缆的电损耗，若电动机与控制柜之间距离很长，则该损耗将非常严重。并且由于集电环与电刷产生碳粉、电火花和噪声，长期污染周围环境，损害管理人员和周围居民健康。
（3）传统绕线型电动机的起动转矩比笼型电动机的有所提高，但仍往往不能满足满载起动的需要，以至仍然需要增容而形成“大马拉小车”。
上述传统感应电动机存在的严重缺点的根本原因在于“起动”、“运行”和“可靠性”三者之间存在难以调和的矛盾，因此势必顾此失彼，不可兼优。
四、结语
异步电动机的起动问题是它在运行中的一个特殊问题。常用的方法有自耦变压器降压起动、Y-Δ起动、软起动、定子串电阻降压起动等。
在电网和负载两方面都允许全压直接起动的情况下，鼠笼式异步电动机仍以直接起动为宜，因为操纵控制方便，而且比较经济。自耦降压起动器是经常被用来起动较大容量鼠笼式异步电动机的降压起动装置。虽然自耦降压起动器是一种老式的起动设备，但利用自耦变压器的多触头降压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到更大的起动转矩，加之还因装设有热继电器和低电压脱扣器而具有较完善的过载和失压保护，所以，至今仍被广泛应用。
参考文献：
[1]. 邓星钟，《机电传动控制》，华中科技大学出版社，2001.3
[2]. 秦曾煌，《电工学》，第五版，高等教育出版社，北京，2005.12
[3]. 李永东，《交流电机数字控制系统》，机械工业出版社，2002.5
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是采用计算机技术和互感效应来进行的，互感效应必须要做到数据在采集和共享时必须要同步，哪一方面出现问题，智能化变电站都不能进行正常的工作。所以要对数据的采集和共享时多加派工作人员，一点要保证数据的同步化。
四、结论
我国的经济快速发展，人们的生活水平快速提高，对电力资源的需求也随之增加，只有加快变电站的工作进程，提高变电站的工程质量，才能满足人们的需求。因为要实现电力资源供求相等的目标，出现了一种智能化的变电站，运用计算机技术和互感效应达到了变电站工作的自动化，但是由于智能化变电站的技术不够完善，在实施过程中出现的问题有待解决。通过分析和论证通过对高压设备的智能化研究等改善方案，达到了加快工作进程，改善工程质量的预期目标。
参考文献：
[1]张波.变电站智能化改造关键技术研究与实施[J].科技创新与应用，2015-05-11.
[2]蒋蕾.小议智能变电站的关键技术及改造要点[J].河南科技，2014-03-07.
9.三相异步电动机的保护探讨 篇九
电动机的保护往往与其控制方式有一定关系, 即保护中有控制, 控制中有保护。如电动机直接起动时, 往往产生4-7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制, 则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核, 即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧, 以致损坏电器;对塑料外壳式断路器, 即使是不频繁操作, 也很难达到要求。因此, 使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用, 此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核, 而其它电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核, 至于保护功能, 由配套的保护装置来完成。
2、电动机保护装置
电动机的主要故障是定子绕组的相间短路, 其次是单相接地和匝间短路。
相间短路会引起电动机的严重损坏, 并造成供电网络电压的严重降低和破坏其他用电设备的正常工作。因此, 电动机应装设相间短路的保护装置, 以便尽快地断开故障电动机, 单相接地对电动机的危害性, 取决于供电网络中性点的接地方式。在380/220伏三相四线制电网中, 电源变压器的中性点通常是接地的, 这时单相接地故障可有保护相间故障的三相式保护装置来切除, 对3--10千伏供电网络, 一般均为小接地电流系统。因此, 单相接地时, 只有全网络的电容电流流过故障点。当接地电容电流大于5安培时, 在2000千瓦及以上的电动机上应装设接地保护;当接地电容电流大于10安培时, 在高压电动机上应装设接地保护。
电动机的不正常工作状态主要是过负荷运行。引起过负荷的原因是;电动机所带机械部分的过负荷;供电网络的电压或频率降低;熔断器一相熔断造成两相运行;延续时间很长起动和自起动等。
长时间的过负荷运行, 将使电动机温升超过允许值, 从而造成绝缘老化, 甚至将电动机烧损。
通常使用的电动机, 大部分是中小型的, 因此, 它们的保护装置应力求简单、可靠。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。
2.1. 电流检测型保护装置
(1) 热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件, 使双金属热元件加热后产生弯曲, 从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般, 但对电动机可以实现有效的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进, 除有温度补偿外, 它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器;从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器;JR20型、JR36型热过载继电器, 其中JRl6型为二次开发产品, 可取代淘汰产品JRl6型。
(2) 带有热-磁脱扣的电动机保护用断路器和热继电器作过载保护用, 结构及动作原理同热继电器, 其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置, 有的使触点接通, 最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高, 仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠, 故日前仍被大量采用.特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器, 国产DWl5低压万能断路器 (200-630A) 、S系列塑壳断路器 (100、200、400人) 。
(3) 电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号, 经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活, 动作功能多样, 能广泛满足各种类型的电动机的保护。
2.2. 温度检测型保护装置
(1) 双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时, 带有一触头的双金属片受热产生弯曲, 使触点断开而切断电路。产品如JW2温度继电器。
(2) 热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路, 既有流过的过载电流使其发热, 又有电动机温度使其升温, 达到一定值时, 双金属片瞬间反跳动作, 触点断开, 分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如SPB、DRB型热保护器。
(3) 检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入1-2个检测线圈, 由自动平衡式温度计来监视绕组温度。
(4) 热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中, 一旦超过规定温度, 其电阻值急剧增大10-1000倍。使用时, 配以电子电路检测, 然后使继电器动作。产品如JW9系列船用电子温度继电器。
3、保护装置与异步电动机的协调配合
(1) 过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性, 才能确保其正常运转;但其动作时间又不能太长, 其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
(2) 过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能, 则其动作电流应比起动电流的峰值大一些, 才能使电动机正常起动。
(3) 过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点, 才能起到供电线路后备保护的功能。
结语
异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式, 但由于需直接埋入电动机绕组里, 价格较贵、维修困难等原因, 仅在部分频繁操作场合使用;从经济性考虑, 采用电流检测型更为有利, 加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式 (从实际使用情况看, 目前使用量占大多数) ;对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护, 则可采用电子式或固态继电器;对一般要求, 则采用带热-磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。但不管采用何种保护装置, 必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
摘要：该文阐述了异步电动机的保护与控制关系, 介绍了异步电动机的各种保护装置。电动机保护主要有两大类:采用电流检测型的有热继电器, 带有热--磁脱扣的电动机保护用断路器, 电子式和固态继电器, 带电子式脱扣的电动机保护用断路器以及软起动器;直接检测电动机绕组温度的温度检测型有双金属片温度继电器、热保护器、检测线圈和热效电阻温度继电器等, 但由于需直接埋入电机绕组, 价格较贵、维修困难等原因, 仅在部分频繁操作场合使用。最后指出不管是采用何种保护装置, 必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
关键词：异步电动机,保护装置,控制
参考文献
[1]赵承荻.电工技术[J].北京:高等教育出版社, 2001 (12) .
[2]陈小虎.工厂供电技术[J].北京:高等教育出版社, 2001 (12) .
10.三相异步电动机的维护毕业论文 篇十
在电力拖动自动控制系统的研究中,为得到良好的控制效果常常采用矢量控制。而作为被控制对象的交流异步电动机,具有高阶、非线性、多变量的特征,它可以被近似地看成是一个非线性的双输入(电压和频率)、双输出(转速和磁通)系统。对于动态模型,都是在比较强的假定条件下,忽略非线性和多变量耦合的因素,得到近似的动态结构图,在此基础上进行研究的结果当然和实际情况有差异。矢量控制的关键问题是对电压、电流以及它们的磁势、磁链的瞬间进行控制,并且能实现磁通和转矩的解耦使电动机的动、静态性能大大提高。对于矢量控制的研究传统的解析方法是无能为力的,构造真实的物理系统投资大、周期长且不宜分析系统各项性能,因此采用数字仿真的方法进行研究是有必要的。为了更准确地表达交流异步电动机物理本质的问题,本文基于异步电机非线性多变量的动态数学模型,利用坐标变换将之简化,得到常用的二相静止坐标系上的模型,并将其拓展,得到两个不同用途的模型,运用saber软件加以仿真实现。
Saber软件是面向混合信号的仿真软件,包括SaberSketch和SaberScope两部分。前者为用户提供一个建模平台,用户可以利用其自带的丰富的器件库构建仿真模型,也可以运用MAST的语言编写新的器件或系统;后者用于查看波形,并且可以对波形进行计算或测量。Saber软件具有建模方便、仿真速度快和收敛性好的优点,是当今功能最强大的仿真软件之一。
2 三相异步电动机的数学模型
研究异步电动机的数学模型时作如下假设:(1)忽略空间谐波。三相绕组对称,产生的磁势沿气隙圆周按正弦规律分布;(2)忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感均恒定;(3)忽略铁芯损耗;(4)不考虑频率和温度变化对绕组电阻的影响。在此假设下可以得到异步电动机的数学模型,它由电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
2.1 电压方程
或写成:u=Ri+pψ
式中:uA,uB,uC,ua,ub,uc为定、转子相电压的瞬时值;R1,R2为定、转子绕组电阻;iA,iB,iC,ia,ib,ic为定、转子相电流的瞬时值;p为微分算子;ψA,ψB,ψC,ψa,ψb,ψc为各相绕组的全磁链。
2.2 磁链方程
或写成:ψ=Li
式中L为电感矩阵,各对角线元素LAA,LBB,LCC,Laa,Lbb,Lcc为各有关绕组的自感,其余项为各绕组间的互感,设定子漏感Ll1,转子漏感Ll2,定转子互感Lm2=Lm1,定转子夹角为θ,则有:
2.3 运动方程
式中:TL为负载转矩;J为机组的转动惯量;np为极对数;ω为转子角速度(rad/s)。
2.4 转矩方程
式(1)、(2)、(3)、(4)一起构成在恒转矩负载下三相异步电动机的多变量数学模型。
3 坐标变换
在三相静止坐标系A、B、C和二相静止坐标系α、β之间的变换简称3/2变换,3/2变换阵为:
其反变换2/3变换阵为:
4 异步电动机在静止坐标系α、β下的数学模型
通过3/2变换可以得到异步电动机在静止坐标系α、β下的数学模型。
4.1 电压矩阵方程
4.2 磁链方程
4.3 电磁转矩方程
4.4 三相异步电动机在二相静止坐标系下的数学模型
联合(7)、(8)两式可以得到以下电流—电压模型和磁链—电压模型
4.4.1 电流—电压模型
将上式进行变换即得到第一种电机模型:
其中:A=L1L2-Lm2
因为异步电动机的uα2、uβ2为零,所以根据(9)、(11)式以uα1、uβ1作为输入量,定、转子电流iα1、iβ1、iα2、iβ2、转速ω和转矩Te作为输出量建立仿真模型,uα1、uβ1由uA、uB、uC作3/2变换得到。
4.4.2 磁链—电压模型
将上式进行变换即得到第二种电机模型:
其中A的计算式同上,
并且转矩计算式为:
同样因为异步电动机的uα2、uβ2为零,所以根据(13)、(14)式以uα1、uβ1作为输入量,定、转子磁链ψα1、ψβ1、ψα2、ψβ2、转速ω和转矩Te作为输出量建立仿真模型。
5 仿真模型的建立
在saber/SaberSketch环境下建立(11)、(13)两式对应的仿真模型,采用两级层次结构建模。
5.1 电流—电压仿真模型
一级系统模型如图1所示。
图1(a)为从三相静止坐标系向两相静止坐标系进行坐标变换的仿真模型,图1(b)为在两相静止坐标系下的异步电动机的仿真模型,它包含5个子模块。
5.1.2 二级子系统模型
二级子系统模型如图2所示。
在以上一级、二级仿真模型中,输入端U1、U2代表uα1、uβ1;X1、Y1、X2、Y2代表定、转子电流iα1、iβ1、iα2、iβ2;
模型(a)中K1=Lm2,K2=LmR2,K3=LmL2,K4=L2,K5=1/A,K6=R1L2;
模型(b)中K1=Lm2,K2=LmL2,K3=LmR2,K4=L2,K5=1/A,K6=R1L2;
模型(c)中K1=LmR1,K2=L1Lm,K3=L1L2,K4=Lm,K5=1/A,K6=R2L1;
模型(d)中K1=LmL1,K2=LmR1,K3=L1L2,K4=Lm,K5=1/A,K6=R2L1;
模型(e)中K1=Lmnp,K2=Lmnp,K3=np/J。
5.2 磁链—电压仿真模型
5.2.1 一级系统模型
5.2.2 二级子系统模型
说明:在以上一级、二级仿真模型中,输入端U1、U2代表uα1、uβ1;X1、Y1、X2、Y2代表定、转子磁链ψα1、ψβ1、ψα2、ψβ2。
模型(a)中K1=R1Lm/A,K2=L2R1/A;模型(b)中K1=R1Lm/A,K2=L2R1/A;
模型(c)中K1=R2Lm/A,K2=L1R2/A;模型(d)中K1=R2Lm/A,K2=L1R2/A;模型(e)中K1=npLm/A,K2=np/J。
6 仿真试验
在Sketch环境下直接进行瞬态仿真,模型参数:R1=2.15Ω,R2=2.33Ω,Lm=0.2025H,L1=0.21H,L2=0.21H,J=0.008 kg.m2,np=2,三相电压源为有效值为220V、50HZ的对称交流电源,在0-4s空载,于4s时刻突加40N.m恒转矩负载,仿真时间10s,仿真步长10u,利用SaberScope窗口观察波形如图5所示。
从仿真波形看出,三相交流电压经过3/2变换后的二相电压相位相差90°;转速空载时经过短暂振荡达到稳定,加载后下降并有波动,最后达到新的稳定转速;定、转子电流和电磁转矩均在空载起动出现较大的起动电流或起动转矩,起动结束后降为零,加载后电流、转矩均经短暂振荡再达到稳定;定子磁链轨迹呈圆形旋转轨迹;以上各物理量的波形与真实电机运行情况一致,这说明本文建立的两种仿真模型可以作为研究三相异步电动机性能的一种有效工具。
摘要：根据异步电动机的理论,得到两相静止坐标系下的异步电动机的数学模型,在此基础上利用SABER仿真软件建立了电流—电压和磁链—电压两种仿真模型。通过对模型的仿真,表明其性能与真实的异步电动机的性能一致。
关键词：坐标变换,仿真,异步电动机
参考文献
[1]陈伯时等.电力拖动自动控制系统[M].第二版,北京:机械工业出版社,2000.6.
[2]许大中,贺益康等.电机控制[M].浙江大学出版社1994.9.
[3]王俊柳,王敏,王颖等.MATLAB的异步电动机仿真试验平台[J].计算机仿真,2002.7.
[4]李先允等.自动控制系统[M].高等教育出版社.2003.2.
[5]张惠萍等.MATLAB环境下的异步电动机的数学模型及仿真研究[J].淮阴工学院学报,2003.6.
[6]解宏基等.交流三相异步电动机建模及仿真研究[J].大连海事大学学报,2005.5.
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