异步电动机正反转控制电路

新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称：异步电动机正反转控制电路学院：电气工程学院专业、班级：指导教师：报告人：学号：时间：实习主要内容：此次实习首先对Multisim模拟仿真软件进行了学习，对不同的电路用此软件进行设计，以便于我们了解并熟悉运用此软件对计算机模拟仿真进行初步的了解。主要收获体会与存在的问题：通过此次对三相异步电动机正反转控制电路的设计，使我初步了解模拟仿真软件的应用，可以运用此软件对电路进行一些简单的分析，并且经过分析后，选择合适的器件来进行仿真，同时对使用的器件有了进一步的了解。指导教师意见：指导教师签字：年月日备注：三相异步电动机正反转控制绪论Multisim仿真软件的简要介绍Multisim是InterctiveImageTechnologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。该软件以图形界面为主，采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表，使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。下面主要针对Multisim11.0软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。EDA就是“ElectronicDesignAutomation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。功能：1．直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的；2．丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。3．强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronicworkbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向导等功能。4．丰富的测试仪器提供了22种虚拟仪器进行电路动作的测量：Multimeter(万用表)FunctionGeneratoer(函数信号发生器)Wattmeter(瓦特表)Oscilloscope(示波器)BodePlotter(波特仪)WordGenerator(字符发生器LogicAnalyzer(逻辑分析仪)LogicConverter(逻辑转换仪)DistortionAnalyer(失真度仪)SpectrumAnalyzer(频谱仪)NetworkAnalyzer(网络分析仪)MeasurementPribe(测量探针)FourChannelOscilloscope(四踪示波器)FrequencyCounter(频率计数器)IVAnalyzer(伏安特性分析仪)AgilentSimulatedInstruments(安捷伦仿真仪器)AgilentOscilloscope(安捷伦示波器)TektronixSimulatedOscilloscope(泰克仿真示波器)Voltmeter(伏特表)Ammeter(安培表)CurrentProbe(电流探针)LabVIEWInstrument(LabVIEW仪器)这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态互交显示。除了Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地可升级地测试、测量及控制应用程序的仪器。5．完备的分析手段Multisimt提供了许多分析功能：DCOperatingPointAnalysis（直流工作点分析）ACAnalysis（交流分析）TransientAnalysis（瞬态分析）FourierAnalysis（傅里叶分析）NoiseAnalysis（噪声分析）DistortionAnalysis（失真度分析）DCSweepAnalysis（直流扫描分析）DCandACSensitvityAnalysis（直流和交流灵敏度分析）ParameterSweepAnalysis（参数扫描分析）TemperatureSweepAnalysis（温度扫描分析）TransferFunctionAnalysis（传输函数分析）WorstCaseAnalysis（最差情况分析）PoleZeroAnalysis（零级分析）MonteCarloAnalysis（蒙特卡罗分析）TraceWidthAnalysis（线宽分析）NestedSweepAnalysis（嵌套扫描分析）BatchedAnalysis（批处理分析）UserDefinedAnalysis（用户自定义分析）它们利用仿真产生的数据执行分析，分析范围很广，从基本的到极端的到不常见的都有，并可以将一个分析作为另一个分析的一部分的自动执行。集成LabVIEW和Signalexpress快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能；6．独特的射频(RF)模块提供基本射频电路的设计、分析和仿真。射频模块由RF-specific（射频特殊元件，包括自定义的RFSPICE模型）、用于创建用户自定义的RF模型的模型生成器、两个RF-specific仪器（SpectrumAnalyzer频谱分析仪和NetworkAnalyzer网络分析仪）、一些RF-specific分析（电路特性、匹配网络单元、噪声系数）等组成；7．强大的MCU模块支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部ROM、键盘和LCD等外围设备的仿真，分别对4种类型芯片提供汇编和编译支持；所建项目支持C代码、汇编代码以及16进制代码,并兼容第三方工具源代码；包含设置断点、编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。1.设计目的1、了解接触器、热继电器、按钮等控制电器的构造，并学习正确的使用方法。2、在仿真软件上搭建异步电动机的起、停、正、反转控制电路，并进行仿真模拟操作。2.所选仪器设备计算机、Multisim3.设计题目三相异步电动机正反转控制4.设计原理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绕组并通过滑环、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。（一）定子旋转磁场产生的原理旋转磁场：指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场。在三相异步电动机的定子铁心中放置三组结构完全相同的绕组U1U2、V1V2、W1W2，各相绕组在空间互差120°电角度，向这三相绕组中通入对称的三相交流电，则在定子与转子的空气隙中产生一个旋转磁场。以两极电机即2p=2为例说明，对称的三相绕组U1U2、V1V2、W1W2假定为集中绕组，三相绕组接成星形，并通以三相对称电流iA、iB、iC。。假定电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入，末端流出。wt=0时，iA=0；iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为正值，即iC由首端W1流入，末端W2流出。电流流入端用“×”表示，电流流出端用“﹒”表示。利用右手螺旋定则可确定在wt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向。可见合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向一致，上方是北极，下方是南极。wt=π/2时，iA为正最大值，即iA由首端U1流入，末端U2流出；iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出；iC为负值，即iC由W2流入，W1流出。可见合成磁场方向以较wt=0时按时针方向转过90o。综上所述，在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120o电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，故称旋转磁场。（二）旋转磁场的旋转方向U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iB、iC。三相交流电的相序A——B——C。旋转磁场的旋转方向为U相——V相——W相（顺时针旋转）若U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iC、iB（即任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序）旋转磁场的旋转方向为逆时针旋转。综上所述，旋转磁场的旋转方向决定于通入定子绕组中的三相交流电源的相序。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。（三）旋转磁场的旋转速度两极三相异步电动机（即2P=2）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度，即n1=60f1=3000转\分。四极三相异步电动机（即2P=4）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场只旋转了半圈。故在四极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度的一半，即n1=60f1/2=1500转/分。综上所述，当三相异步电动机定子绕组为p对磁极时，旋转磁场的转速为n1=60f1/p式中n1:旋转磁场转速（又称同步转速），转/分f1:三相交流电源的频率，赫；p:磁极对数。（四）三相异步电动机的转动原理——为什么称“异步”电动机？正常情况下，转子转速n总是略低于旋转磁场转速即同步转速n1，若n=n1，则旋转磁场和转子导体间将不存在相对运动，因而转子导体电动势为零。n和n1总存在差异，异步电动机的名称由此而来。异步电动机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理产生感应电动势和电流，故又可称为感应电动机。5.设计内容S13PH_MOTORMV1120V50HzS2Key=Space123U170AU270AU370A456S3Key=AS4Key=B128101197图1：主回路图2：控制回路在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。例如，机床工作台的前进与后退，主轴的正转与反转，起重机的上升与下降，等等。为了实现正反转，在学习三相异步电动机的工作原理是经知道，只要将接到电源的任意两根连线对调一头即可。为此只要用两个交流接触器就能实现这一要求（如图1所示）。当正传接触S3工作时，电动机正转；当反转接触器S4工作时，由于调换两根电源线，所以电动机反转。如果两个接触器同时工作，那么从图1可以看出，将有两根电源线通过它们的主接触点而将电源短路了。所以对正反转控制线路的最根本要求是：必须保证两个接触器不能同时工作。图3J1J2J3S1S2S3、S4S5V1V2正转点动开关停机点动开关反转点动开关异步电动机正转回路线包互锁线包反转回路线包主回路三相电源控制回路电源图3所示的控制线路中，点触开关J1、J2分别于继电器S2、S3的一个常开式触头并联完成自锁功能。控制电机正转的继电器S2串联了一个仅有一个常闭接口的继电器S3。使S3的辅助接口与反转控制回路的继电器S5串联达到当正