【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ４ .1 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)的概況 4/2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)是利用改變定子繞組的接法，以改變電機(jī)的極數(shù)，從而 使電機(jī)用一套繞組獲得兩種或兩種以上轉(zhuǎn)速的雙速異步電動(dòng)機(jī)。 由于一般異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率 s 都很小，電機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=n1(1s)決定于同步轉(zhuǎn)速 n1。從 可見(jiàn)，在電源頻率 不變的情況下，改變定子繞組的極對(duì)數(shù) p，同步轉(zhuǎn)速 n1就發(fā)生變化，例如極對(duì)數(shù)增加一倍，同步轉(zhuǎn)速就下降一半，隨之電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，也約下降一半。顯然，這種調(diào)速方法只能做 到一級(jí)一級(jí)地改變轉(zhuǎn)速，而不是平滑調(diào)速。 變極電動(dòng)機(jī)一般都用鼠籠式轉(zhuǎn)子，因?yàn)槭蠡\轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)能自動(dòng)地隨著定于極對(duì)數(shù)的改變而改變，使定、轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)總是相等而產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩。若為繞線式轉(zhuǎn)于，則定子極對(duì)數(shù)改變時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組必須相應(yīng)地改變接法以得到與定于相同的極對(duì)數(shù)，很不方便。 要使定子具有兩種極對(duì)數(shù)，容易想到的辦法是用兩套極對(duì)數(shù)不同的定子繞組，每次用其中一套，即所謂雙繞組變極，顯然，這是一個(gè)很不經(jīng)濟(jì)的辦法，只在特殊情況下才采用。理想的辦法是：只裝一套定子繞組而用改變繞組接法來(lái)獲得兩種或多種極對(duì) 數(shù)，即所謂 4/2極變極。其中倍極比情況 (如 2／ 4極， 4／ 8極等 )，和非倍極比 (如 4／ 6極，6／ 8極等 )以及三速 (如 4／ 6／ 8極等 )。 4/2 極變極調(diào)速的基本原理 4/2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)是利用改變定子繞組的接法，以改變電機(jī)的極數(shù)，從而使電機(jī)用一套繞組獲得兩種或兩種以上轉(zhuǎn)速的雙速異步電動(dòng)機(jī) ， 當(dāng)接電器 KM1的主觸點(diǎn)閉合， KM2 KM3 的主觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組為三角形接法，對(duì)應(yīng)“低速”擋；當(dāng)接電器 KM1 主觸點(diǎn)斷開(kāi)， KM2 KM3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)定子繞組為雙星形接法，轉(zhuǎn)速的改變時(shí)通過(guò)改變定子繞組 的聯(lián)結(jié)方式，從而改變變磁極對(duì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在繞組為三角形接法時(shí)，出線端U1 V1 W1接電源， U2 V2 W2端子懸空，繞組為三角形接法，每項(xiàng)繞組中兩個(gè)線圈串聯(lián)，成四個(gè)極，磁極對(duì)數(shù) p=2，其同步轉(zhuǎn)速 n=60f/P,電動(dòng)機(jī)為低速；當(dāng)繞組為 YY接法時(shí)，出線端U1 V1 W1 短接，而 U2 V2 W2 接電源，繞組為雙星形聯(lián)結(jié)，每個(gè)繞組中兩個(gè)線圈并聯(lián)，成兩個(gè)極磁極對(duì)數(shù) p=1，同步轉(zhuǎn)速 n=60f/p，電動(dòng)機(jī)為高速。其控制電路主要由兩個(gè)復(fù)合按鈕和四個(gè)接觸器組成， SB2為低速啟動(dòng)按鈕， SB3 為高速啟動(dòng)按鈕。 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 ４ . 控制 線路原理 工作如下： 合上 QS→按下 SB2→ KM1線圈得電 KM1 常開(kāi)觸電閉合， KM1主觸點(diǎn)閉合 電動(dòng)機(jī)繞組接成△，低速運(yùn)轉(zhuǎn) 按下 SB3→ SB2 斷開(kāi) KT 線圈斷電→電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)繞組接成△，低速運(yùn)行 經(jīng)延時(shí)繼電器 KT,KT常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， KM2線圈通電（ a b c） a KM2 互鎖觸點(diǎn)分?jǐn)?，?duì) KM1互鎖 b KM2 主觸點(diǎn)閉合 c KM2 自鎖觸點(diǎn)閉合 KM3 線圈通電→（ a b c） a KM3 自鎖觸點(diǎn)閉合 b KM3 主觸點(diǎn)閉合， U1 V1 W1 并成一點(diǎn) c KM3 互鎖觸點(diǎn)分?jǐn)啵瑢?duì) KM1互鎖 即：電動(dòng)機(jī)繞組接成 YY形高速運(yùn)行 注：為了避免“高速”擋啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，本線路在“高速”擋時(shí)，先以“低速”啟動(dòng)，待啟動(dòng)電流過(guò)去后，再自動(dòng)切換到“高速”運(yùn)行。 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制 10 ４ . 電氣原理圖 KM1 L1 L2 L3 M KM3 QS FU1 FR SB1 KM2 KM2 KM3 KM1 KT KM1 KM2 KT KM2 KM3 V1 W1 U1 V2 W2 U2 FU2 SB3 SB2 KM1 KM2 KM3 KT KT KM3 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 11 ４ . 電氣布置圖 SB1 線 槽 SB3 SB2 KT FU KM3 KM2 FR M 3~ QS 線 槽 KM1 端 子 板 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制 12 ４ . 安裝接線圖 KM1 KM2 KT KM3 QS U44 V44 W44 5 8 11 15 FR FU XT L1 L2 L3 U11 V11 W11 12 11 8 11 10 11 5 12 1 2 U33 V33 W33 U11 V11 W11 U11 V11 W11 U22 V22 W22 U22 V22 W22 4 10 7 U33 V33 W33 5 9 8 U33 V33 11 6 13 U11 V11 14 7 8 U22 V22 W22 11 5 8 U33 V33 W33 13 6 9 SB1 SB2 SB3 2 3 4 5 U11 U22 V11 V22 W11 W22 M3~ 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 ４ . 元器件明細(xì)表 符號(hào) 名稱 型號(hào)規(guī)格 用途 數(shù)量 M 電動(dòng)機(jī) YD132M4\2 4KW6P 1 KM1 交流接觸器 CJ12100 通斷線路 2 KM2 交流接觸器 CJ12100 通斷線路 2 KM3 交流接觸器 CJ12100 通斷線路 2 KT 時(shí)間繼電器 JS73A 控制與隔離 1 FU1 熔斷器 RL1100 短路保護(hù) 1 FU2 熔斷器 RL1100 短路保護(hù) 1 FR 熱繼電器 JR1640 對(duì)電動(dòng)機(jī)和其他用電設(shè)備進(jìn)行過(guò)載保護(hù) 1 L 導(dǎo)線 QFL5A400V IP54 SB1 按鈕 LA1822 接通分?jǐn)嗫刂凭€路電流 1 SB2 SB3 按鈕 LA1822 高低速控制 1 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制 14 ４ .3 2/4 極性能比較 本變極調(diào)速電機(jī)主要是為了改善提高起動(dòng)性能 .通過(guò)電磁計(jì)算 ,4 極的效率比 2 極高 ,即運(yùn)行極比起動(dòng)極在運(yùn)行性能上要優(yōu)越 .由計(jì)算也可知 ,起動(dòng)性能來(lái)說(shuō) , 4 極起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩倍數(shù)相差不大 ,起動(dòng)極的起動(dòng)電流要比運(yùn)行極的高 倍 ,且堵轉(zhuǎn)電流 /額定電流和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩的值運(yùn)行極都比起動(dòng)極要低 ,所以采取 2 極起 動(dòng) 4 極運(yùn)行時(shí)電機(jī)的運(yùn)行性能要好 ,即起動(dòng)性能亦得到很大的提高，而且采用低速起動(dòng)，高速運(yùn)行可以減小起動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊，對(duì)設(shè)備及配套設(shè)施有保護(hù)作用，通過(guò)比較此種方案，在起動(dòng)、運(yùn)行時(shí)都有很好的性能。 ４ .４ 過(guò)載保護(hù) 短路保護(hù) ４ .４ .1 過(guò)載熱保護(hù)及裝置 通常，交流電動(dòng)機(jī)的故障主要是定子繞組損壞造成的。這些繞組的損壞大多是電動(dòng)機(jī)過(guò)載引起的。電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)電流增加，繞組過(guò)熱現(xiàn)象。如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)損壞絕緣。過(guò)載熱保護(hù)裝置的功能就是在電動(dòng)機(jī)過(guò)載情況下，及時(shí)切斷電源，限制電動(dòng)機(jī)過(guò)熱時(shí)間，防止絕緣損壞。其保護(hù)原理 是通過(guò)熱效應(yīng)元件對(duì)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)增大的電流靈敏反應(yīng)而發(fā)生動(dòng)作，以斷開(kāi)電路。常用的有雙金屬片熱繼電器和空氣斷路器。其中熱繼電器純屬過(guò)載熱保護(hù)裝置，只起過(guò)載熱保護(hù)，對(duì)短路、欠電壓等不具備保護(hù)功能；空氣斷路器的保護(hù)功能較多，可同時(shí)起電流過(guò)載熱保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)等多種功能。 ４ .４ .2 過(guò)載電流保護(hù)及裝置 （ 1）用于小電流過(guò)載保護(hù)時(shí)，造成電動(dòng)機(jī)不能充分發(fā)揮其過(guò)載能力。這是因?yàn)?，感?yīng)式繼電器的動(dòng)作電流最長(zhǎng)延遲時(shí)間只有 60s，而實(shí)際上電動(dòng)機(jī)在過(guò)載 20%的情況下至少能完全運(yùn)行 20min。 （ 2）過(guò)載電流保護(hù)裝置與電動(dòng) 機(jī)之間無(wú)直接的熱聯(lián)系，當(dāng)造成絕緣損壞的主要危險(xiǎn)— 過(guò)熱 — 不是由電流過(guò)大所引起的，而是由通風(fēng)不良、機(jī)械損耗增大等原因引起的，過(guò)載電流保護(hù)無(wú)效。 ４ .４ .3 短路保護(hù)及裝置 （ 1）對(duì)于單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流（ Ire）應(yīng)大于或等于電動(dòng)機(jī)額定電流（ In）的 倍，即 Ire≥ ()In。電動(dòng)機(jī)輕載起動(dòng)時(shí)間較短時(shí)，系數(shù)可取 ；帶負(fù)載起動(dòng)、起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)或起動(dòng)頻繁時(shí)，系數(shù)可取 . 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 15 （ 2）對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流（ I Re）應(yīng)大于或等于最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流（ In,max）的 倍加上同時(shí)使用的其他電動(dòng)機(jī)額定電流之和（∑ In），即 Ire≥()In,max+∑ In。 （ 3）熔斷器的額定電壓和額定電流不應(yīng)小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流，熔斷器的型式隨線路要求和安裝條件而定。 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制 16 總 結(jié) 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)。培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的知識(shí)和實(shí)踐技能去分析和解決實(shí)際工作中的一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力 ， 使我建立了正確的設(shè)計(jì)思想，學(xué)會(huì)了如何把三年所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中 去。掌握了 雙 速異步電動(dòng)機(jī) 控制系統(tǒng)的原理、并進(jìn)一步鞏固、擴(kuò)大和深化了我所學(xué)的基本理論 ， 基本知識(shí)和基本技能，提高了我的邏輯思維能力。 并且這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí) 是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會(huì)遇到過(guò)各種 各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻 ， 掌握得不夠牢固。 白城職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 參考文獻(xiàn) [1] 馮欣南．電機(jī)學(xué)．北京．機(jī)械工業(yè)出版社． 1985： 266~269 [2] 陳世坤．電機(jī)設(shè)計(jì)（第 2 版）．北京．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021： 263~280 [3] 胡虔生．胡敏強(qiáng)．電機(jī)學(xué)．北京．中國(guó)電力出版社． 1999 [4] 李立強(qiáng)．單繞組 4/8 極變極調(diào)速電機(jī)解析．科技信息（學(xué)術(shù)版）． 2021： 23 [5] 陳冠洲．交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置的新發(fā)展．電器技術(shù)． 1999： 170~190 [6] 周文俊 . 電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè)．北京．中國(guó)水利水電出版社． 1999:56~85 [7] 方日杰．電機(jī)制造工藝學(xué)．機(jī)械工業(yè)出版． 1999:90~110 [8] 上海電器科學(xué)研究所．中小型電機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京．機(jī)械工業(yè)出版社． 1994:45~56 [9] 鄧建國(guó)．感應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子缺相故障動(dòng)態(tài)過(guò)程仿真研究．電初與控制學(xué)報(bào)． 2021:90~110 [10] 李賢明、吳德忠、李麗．感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能的仿真研究．防爆電機(jī)． 2021:170~188 [11] 湯蘊(yùn)繆、張弈黃、范瑜．交流電機(jī)動(dòng)態(tài)分析．北京．機(jī)械工業(yè)出版社． 2021： 200~225 [12] 高景德、王祥晰、李發(fā)海．交流電機(jī)及其系 統(tǒng)分析．北京．清華大學(xué)出版社． 2021：58~77 [13] 左俊業(yè)．水輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì) 第一冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社． 1972： 133~156 [14] 熊大慰．電機(jī)學(xué) (特殊部分 )．高等教育出版社． 1957： 70~88 [15] 上海電器科學(xué)研究所．中小型電機(jī)噪聲譯文集． 1977： 85~105 [16] 一機(jī)部情報(bào)所．國(guó)外機(jī)械工業(yè)基本情況 中小型電機(jī)． 1975： 55~86 [17] Nakamac E, Yamashits H． Noiseless variablespeed squirrelcageinduction motor． IEEE Transaction on Energy Conversion, 1990： 115~178 [18]． Berechnung elektrischer Maschinen． ViennaSpringerVerlag ． 1960： 86~98 4|2 極雙速異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行控制 18 致 謝 關(guān)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感受頗多?？偟膩?lái)說(shuō)是可以的，富有收獲的，盡管其中充滿了艱辛與困難。但看到自己的成果時(shí)，所有的艱辛與疲倦都拋到了九霄云外。一種成就感在心頭油然而生。另外一方面，在自己的親 身實(shí)踐中，也發(fā)現(xiàn)了自己的一些不足的地方，有待進(jìn)一步提高與改善。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是高精度大范圍的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，在實(shí)際調(diào)試中遇到的種種問(wèn)題使我在設(shè)計(jì)與調(diào)試中學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程是對(duì)