电气控制课程设计晶闸管收音机论文

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1、中国地质大学长城学院2011届工业电气控制课程设计 中国地质大学长城学院 课程设计任务书 2013-2014学年第二学期班 级电气2011专 业电气工程及自动化 学 生 姓 名鲁松课程设计题目工业电气控制课程设计起 迄 日 期2013年12月16日至12 月23 日课程设计地点电气工程实验室指 导 教 师李建勋系 主 任田增涛、李建勋 课 程 设 计 任 务 书1设计目的 加深对电气控制知识的理解，锻炼学生的分析问题，解决问题，以及综合应用知识的能力。2设计内容和要求设计一款三相电机星三角启动电路，要求如下：1. 绘制原理图;2. 说明电路工作原理;3设计工作要求 一、设计报告要求内容：1.设

2、计名称，专业，班级、组别、姓名、同组人姓名、设计日期；2.所用线路图 ； 3.分析原理，总结实验心得体会；4.结论。目录摘要一设计目的-2二设计要求-2三设计内容-23.1三相异步电动机运行原理及特性-33.1.1三相异步电机的基本结构-33.1.2三相异步电机的工作原理-33.1.3三相异步电动机工作特性-43.2三相异步电机启动出现的问题-43.2.1.异步电动机启动时的要求-43.3三相异步电动机启动问题-43.4三相异步电机星三角降压起动-53.4.1线路设计思想-53.5 Y-降压起动控制线路的工作原理-5四、结论与体会-6参考文献三相电机星三角启动电路摘要：在工业设计中,我们经常对

3、不满足全压起动条件的电动机采用降压起动的方式,其中Y-起动方式以其设备价格低、起动电流小、控制方式简单、维护方便等优点在民用建筑电气设计中被普遍采用。线路设计思想：Y降压起动也称为星形三角形降压起动，简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压220V，减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压380V，电动机进入正常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路本文首先分析了三相异步电动机的工作原理

4、及稳态工作特性，然后分析了三相异步电动机的启动特性及影响三相交流异步电动机启动特性的因素。所谓星-三角启动即工作时通过改变电机的接线方式而改变起动电压，从而降低启动电流。关键词：三相交流异步电动机；降压启动；控制电路；星-三角启动一、设计目的加深对电气控制知识的理解，锻炼自己的分析问题，解决问题，以及综合应用知识的能力。 二、设计要求1、 绘制原理图;2、 绘制所用线路图 ；说明电路工作原理; 3、 分析原理得出结论，总结实验心得体会。 三、设计内容三相异步电动机因其结构简单、价格便宜、可靠性高等优点被广泛应用.但在起动过程中起动电流较大,所以容量大的电动机必须采取一定的方式起动,星一三角形换

5、接起动就是一种简单方便的降压起动方式.星三角起动可通过手动和自动操作控制方式实现。对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星三角起动（Y-起动）。 采用星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以67Ie，则在星三角起动时，起动电流才22.3倍。起动电流降低了，起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。由此可见，采用星三角起动方式时，电流特性很好，而转矩特性较差，所以客观存在只适用于无载

6、或者轻载起动的场合。换句话说，由于起动转矩小，星三角起动的优点还是很显著的，因为基于这个起动原理的星三角起动器，同任何别的减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。3.1三相异步电动机运行原理及特性3.1.1三相异步电机的基本结构三相对称绕组可连接成三角形或星形。异步电机转子绕组多采用鼠笼式，它是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊接在两个铜端环上组成，小型鼠笼式转子绕组多用铝离心浇注而成。异步电机的绕组除了鼠笼式还有线

7、绕式。线绕式转子绕与定子绕组一样，转子绕组一般是连接成星形的三相绕组转子绕组组成的磁极数与定子相同，线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能和调节转速。3.1.2三相异步电机的工作原理三相对称绕组，通入三相对称交流电，将在空间产生旋转磁场，此磁场切割转子导体，将在转子中产生感应电动势及感应电流，并且转速低于同步速并与同步速方向相同旋转图1三相异步电动机的工作原理上图是三项异步电动机的工作原理图，定子上装有对称三相绕组，在圆柱体的转子铁心上嵌有均匀分布的导条，导条两端分别用铜环把他们连接成一个整体。在转子导体上形成一个顺时针方向的电磁转矩，于是转子就跟着旋转磁场顺

8、时针方向转动。三项异步电动机能够转动的必备条件：一是电动机的定子必须产生一个在空间不断旋转的旋转磁场，二是电动机的转子必须是闭合导体。3.1.3三相异步电动机工作特性（1）转差率特性。 随着负载功率的增加，转子电流增大，故转差率随输出功率增大而增大。（2）转矩特性 异步电动机的输出转矩：转速的变换范围很小，从空载到满载，转速略有下降，转矩曲线为一个上翘的曲线。（近似直线）（3）电流特性空载时电流很小，随着负载电流增大，电机的输入电流增大。（4）效率特性 其中铜耗随着负载的变化而变化（与负载电流的平方正比）；铁耗和机械损耗近似不变；效率曲线有最大值，可变损耗等于不变损耗时，电机达到最大效率。异步

9、电动机额定效率载74-94%之间；最大效率发生在(0.7-1.0)倍额定效率处。（5）功率因数特性空载时，定子电流基本上用来产生主磁通，有功功率很小，功率因数也很低;随着负载电流增大，输入电流中的有功分量也增大，功率因数逐渐升高；在额定功率附近，功率因数达到最大值。如果负载继续增大，则导致转子漏电抗增大（漏电抗与频率正比），从而引起功率因数下3.2三相异步电机启动出现的问题。3.2.1.异步电动机启动时的要求1）电动机有足够大的启动转矩。2）一定大小启动转矩前提下，启动电流越小越好。3）启动所需设备简单，操作方便。4）启动过程中功率损耗越小越好。3.3三相异步电动机启动问题电动机的起动特性中最

10、主要的是它的起动力矩。电动机起动特性的另一个问题是起动电流，在起动时电流的大小可以用等值电路来求得。异步机在额定电压下的起动电流常大于额定电流好几倍。起动电流太大的影响是：一方面将影响电源的电压，太大的起动电流将产生较大的线路压降，使得电源电压在起动时下降，特别当电源容量较小时电压降更多，可能影响电源上其它电机的运行。另一个方面，大的起动电流将在线路及电机中产生损耗引起发热，特别是当加速力矩较小，机组的惯量J较大，起动很慢的情况下，损耗将很多而发热也更严重。由上面可以看出，对电动机起动的要求是不同的，须看负载的特性，电网的情况等因素而定。有时要求有大的起动力矩，有时要求限制起动电流的大小，有时

11、两个要求须同时满足。总的来说，要考虑下列各问题：1.应该有足够大的起动力矩，适当的机械特性曲线；2.尽可能小的起动电流；3.起动的操作应该很方便；所用的起动设备应该尽可能简单、经济；起动过程中的功率损耗应尽可能的少。3.4三相异步电机星三角降压起动3.4.1线路设计思想Y降压起动也称为星形三角形降压起动，简称星三角降压起动。这一线路的设计思想仍是按时间原则控制起动过程。所不同的是，在起动时将电动机定子绕组接成星形，每相绕组承受的电压为电源的相电压（220V），减小了起动电流对电网的影响。而在其起动后期则按预先整定的时间换接成三角形接法，每相绕组承受的电压为电源的线电压（380V），电动机进入正

12、常运行。凡是正常运行时定子绕组接成三角形的鼠笼式异步电动机，均可采用这种线路。定子绕组接成Y降压起动的自动控制线路如图2所示。图2 Y降压起动控制线路3.5 Y-降压起动控制线路的工作原理启动：按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈得电，电动机M接入电源。同时，时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。接触器KM2线圈得电，其常开主触点闭合，电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2的常闭辅助触点断开，保证了接触器KM3不得电。时间继电器KT的常开触点延时闭合；常闭触点延时继开，切断KM2线圈电源，其主触点断开而常闭辅助触点闭合。接触器KM3线圈得电，其主触点闭合，使电动机M由星形起动切换为三角形运行

13、。停止：按SB1 辅助电路断电 各接触器释放电动机断电停车。线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁，防止它们同时动作造成短路；此外，线路转入三角接运行后，KM3的常闭触点分断，切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能，并延长其寿命。三相鼠笼式异步电动机采用Y降压起动的优点在于：定子绕组星形接法时，起动电压为直接采用三角形接法时的1/3，起动电流为三角形接法时的1/3，因而起动电流特性好，线路较简单，投资少。其缺点是起动转矩也相应下降为三角形接法的1/3，转矩特性差。所以该线路适用于轻载或空载起动的场合。另外应注意，Y联接时要注意其旋转方向的一致性。 四、结论

14、与体会 三相异步电动机星三角启动的优点是附加设备少，操作简便。所以现在生产的小型异步电动机常采用这种方法。为了便于采用星三角启动，小型异步电动机的定子绕组一般设计成三角形连接，刚开始采用星型连接的电流是三角连接的三分之一，从而减小启动电流，保护电网安全，待启动后改为三角形连接，转矩就为开始星型连接的三倍，从而保证对电机力矩的要求。通过这次的课程设计，我对于电动机的自动化过程有了更深的了解，学会了用控制元件来控制电机的启动和停止，了解了各类控制元件的实际应用和参数，学会了根据电机的型号对控制系统的电器型号来选择，这些都是很有实际作用的。总之，通过设计三相电机的星三角启动电路使自己的专业知识得到了

15、巩固，并且较好的应用到了实践当中。参考文献1 刘启新，电机与拖动基础 ，中国电力出版社，2012.22 邓洪伟，电气控制与PLC，中国电力出版社，2010.73 秦曾煌，电工学，第五版，高等教育出版社，北京，2005.124 李永东，交流电机数字控制系统，机械工业出版社，2002.5。中国地质大学长城学院课程设计成绩评定表学生姓名鲁松学 号04311223班 级11级电气2班指导教师李建勋职 称高级工程师单 位信息工程系课程设计题目： 三相电机星三角启动电路 课程设计内容提要本文主要写了设计三相电机星三角启动电路的目的和方法，通过这次课程设计使自身对三相电机，星三角降压启动有了进一步的了解，增强了自己运用所学知识进行思考的能力，并运用到了实践当中。评 语 总成绩指导教师签字第 7 页 共 10 页