【文章內(nèi)容簡介】 技術學院畢業(yè)設計說明書 1 第 一 章 緒論 4/2 極雙速異步電動機是變極電機中應用最廣泛的一種變極調(diào)速方法。與其它變速方法相比，變極電機不需要附加的外部設備，屬于電機本體的設計。變極電機的設計中，花費時間最多的是研究繞組的排列。通過槽電流表和槽磁動勢圖定性地分析電機的諧波磁場對電機運行性能的影響，由此確定電機所選槽 配合是否合適。更重要的是在系列電機的設計中，應充分利用現(xiàn)有的機床設備和模具，提高電機沖片的通用性以降低電機的生產(chǎn)成本。所以，在工廠中，對現(xiàn)有的單速電機進行繞組改繞是 4/2 極雙速電機設計的主要方法。改繞計算主要是計算電動機磁路各部分磁通密度數(shù)值，不使其過大而致鐵心嚴重飽和。由于改繞只涉及定子部分，因此改繞計算也只涉及氣隙與定子鐵心軛部、齒部三個磁通密度數(shù)值的計算。計算磁通密度數(shù)值的目的就是限制鐵心軛部和齒部的磁密在允許的范圍內(nèi)。一般情況下，極數(shù)多時，由于極距減小，齒部磁密相對較高，容易飽和，可作為取定對象；極 數(shù)少時，由于極距增大，軛部磁密相對較高，可作為取定對象。因此， 4/2 極雙速電動機的設計和計算方法與單速電動機相同，只是在設計與計算過程中需要綜合考慮兩種極數(shù)下電機性能的特點。 4/2 極雙速異步電動機是一種只有一套定子繞組，通過外部接線變換獲得 多種轉(zhuǎn)速的電動機。它屬與有級調(diào)速設備，具有間單、可靠、高效及易于繞制的優(yōu)點，在許多工業(yè)領域的變速拖動中有著廣泛應用。 YD 系列變極雙速三相異步電動機是 Y（ IP44）三相異步電動機的派生產(chǎn)品 是現(xiàn)代 JDO2 系列變極雙速三相異步電動機的更新?lián)Q代產(chǎn)品 。全系列 11 個機座 號， 9種速比，共 103 個規(guī)格。目前已鑒定定型批量生產(chǎn)的機座號為 80― 180 七個機座號，共65 個規(guī)格。 YD 系列電動機的安裝尺寸及外型尺寸、絕緣等級、防護等級、冷卻方法、結構及安裝型式、使用條件、 額定電壓、額定功率等均與 Y 系列（ IP44）電動機相同。機座號與速比、功率的關系以及力能指標均與國際同類產(chǎn)品的先進水平相近。 變極雙速三相異步電動機由于具有可隨負載性質(zhì)的要求而分級地變化轉(zhuǎn)速，從而達到功率的合理匹配和間化變速系統(tǒng)的特點。電動機用于各式萬能、組合、專用切削機床以及礦山冶金、 紡織、印染、化工、農(nóng)機等部門需要調(diào)速的各種傳動機構。 4|2 極雙速異步電動機運行控制 2 第二章 4|2 極異步電動機的運行設計 技術要求 課題名稱： 4/2極雙速電動機的運行控制 設計要求 ： ①分別用兩個按鈕操作電動機的高速和低速運行；②高速運行時應先接成低速然后經(jīng)延時后換接到高速；③應有短路保護和過載保護；④電氣原理，電氣布置圖，接線圖，元器件明細表。 技術指標 1）型 號： YD132M4/2 2）功 率： 10KW6P 3）額定電壓： 380伏 4) 效 率： 5）接 法：△／ YY 各元器件的選擇 熔斷器 (FU)的選擇 QF 通常選用電動機保護型 ,應按 Ie 來選擇。在Ｙ △起動時，起動電流僅為直接起動時電流的（ 1/3）倍，所以選用電動機保護型的 FU 完全能滿足起動要求。 接觸器（ KM1， KM2， KM3）的選擇 KM1， KM2 的額定電流值以 Ie/ 為依據(jù)選擇。需要說明 的是，起動電流持續(xù)的時間很短，不足以燒毀電氣設備，因此 KM3 的額定值可按（ 1/3） Ie 來選擇。 一些設計中， KM1， KM2， KM3全部用 Ie 來選擇，顯然是浪費的。 熱繼電器（ FR）的選擇 FR的主要作用是用于電動機的過載保護，在電動機運行的過程中若過載時間太長，繞組溫升超過允許值，絕緣老化速度加快就會縮短電動機的使用壽命、在嚴重的情況下甚至會燒壞。所以正確選用 FR尤為重要，其熱元件的額定電流值應以 IFR≥ Ie/ 為依白城職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 3 據(jù)選擇，保證 Ie/ 值 KH 可調(diào)范圍之內(nèi)。熱繼電器的保護對象是電動機，故選用時應了解電動機的技術性能、啟動情況、負載性質(zhì)以及電動機允許過載能力等。 時間繼電器（ＫＴ）的選擇 體積小、精度高、延時時間長、工作可靠。 線圈 (或電源 )的電流種類和電壓等級應與控制電路相同； 按控制要求選擇延時方式和觸點型式； 校核觸點數(shù)量和容量，若不夠時，可用中間繼電器進行擴展。 延時范圍的選用 導線截面 (S)的選擇 條件：首先應符合發(fā)熱條件，即導線允許安全電流與允許電流密度兩者值的大?。ㄔ试S安全電流指在不超過它們最高工作溫度條件下允許長期通過的最大電流即負載電流，符號 I；允許電流密度指導線芯的單位面積 S允許長期通過的最大電流，符號 Im。） 計算方法： S = I / Im I = S Im 基本值： Im=5A/mm2(銅導線） 即 1mm2 單位面積銅導線允許長期通過最大電流 5A 因為 P= 3 UIcosφ *η P=10KW UL= 3 UP UL=380V UP=220V cosφ = η = 所以 IL= 即；額定電流為 IP= 由此可選 10mm2的銅導線 Im=3A/mm2(鋁導線） 即 1mm2 單位面積鋁導線允許長期通過最大電流 因為： P= 3 UIcosφ *η 根據(jù)公式結合上面的計算方法就可算出鋁導線為 16mm2 導線規(guī)則一般是： ㎡、 ㎡、 4m ㎡、 6m ㎡、 10m㎡、 16mm 25mm 35mm 50mm70mm 95mm 120mm 150mm 185mm2 等等。一般銅線安全電流最大為： 4 平方毫米銅電源線的安全載流量－－ 。 從這個角度講，可以選擇 4平方的銅線或 10平方的鋁線。 導 線的阻抗與其長度成正比，與其線徑成反比。在使用電源時，特別要注意輸入與輸出導線的線材與線徑問題。以防止電流過大使導線過熱而造成事故。 4|2 極雙速異步電動機運行控制 4 第三章三相異步電動機的基本結構 三相異步電動機由兩個基本部分構成：固定部分 — 定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子按其結構可分為鼠籠型和繞線型兩種。 ３ .1定子的結構組成 定子由定子鐵心、機座、定子繞組等部分組成，定子鐵心是異步電動機磁路的一部分，一般由 毫米厚的硅鋼片疊壓而成，用壓圈及扣片固緊，各片之間相互絕緣，以減少渦流損耗。 定子繞組是由帶有絕緣的鋁導線或銅導線繞制而成的，小型電 機采用散下線圈或稱軟繞組，大中型電機采用成型線圈，又稱為硬繞組。 ３ .2轉(zhuǎn)子的結構組成 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)軸和風扇等部分組成，轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心一樣，也是由 毫米硅鋼片疊壓而成。鼠籠型轉(zhuǎn)子的繞組是由安放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)的裸導條和兩端的環(huán)形端環(huán)連接而成，如果去掉轉(zhuǎn)子鐵心，繞組的形狀象一個籠子；繞線型轉(zhuǎn)子的繞組與定子繞組相似，做成三相繞組，在內(nèi)部星型或三角型。 ３ .3異步電動機工作原理 當定子繞組接至三相對稱電源時，流入定子繞組的三相對稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速 n1旋轉(zhuǎn)的定子旋轉(zhuǎn)磁 場，設旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向為逆時針，當旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導體時，將在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢 e2，電動勢的方向根據(jù)右手定則確定。 N極下的電動勢方向用 ? 表示， S 極下的電動勢用 ? 表示，轉(zhuǎn)子電流的有功分量 i2a 與 e2同相位，所以 ??和 既表示電動勢的方向，又表示電流有功分量的方向。轉(zhuǎn)子電流有功分量與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力 fem,根據(jù)左手定則，在 N 極下的所有電流方 向為 ? 的導體和在 S極下所有電流流向為 ? 的導體均產(chǎn)生沿著逆時針方向的切向電磁力 fem,在該電磁力作用下，使轉(zhuǎn)子受到了逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩 Mem的驅(qū)動作用，轉(zhuǎn)子將沿著旋轉(zhuǎn)磁場相同的方向轉(zhuǎn)動。驅(qū)動轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子軸端拖動的生產(chǎn)機械的制動轉(zhuǎn)矩相白城職業(yè)技術學院畢業(yè)設計說明書 5 平衡，轉(zhuǎn)子將以恒速 n 拖動生產(chǎn)機械穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)了電能與機械能之間的能量轉(zhuǎn)換，這就是異步電動機的基本工作原理。 ３ .4電動機Ｙ △起動分析 1 電動機 Ｙ △ 起動基本控制原理圖 2電動機 Ｙ △起動過程分析 電動機Ｙ △起動過程分為 2個階段： 第 1階段，電動機定子繞組Ｙ接起動 .當按下起動按鈕 SS時，接觸器 KM1 得電，配電回路中主觸點閉合，使電動機定子繞組端子 1,3,5 接通電源；同時接觸器 KM3得電，其主觸點閉合，使電動機定子繞組端子 2