第5章異步電動(dòng)機(jī)及其控制

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 了解三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，熟悉異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，了解銘牌數(shù)據(jù)；理解和掌握三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的分析方法；了解單相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及其工作原理；熟悉常用低壓電器及在電路中的作用；掌握三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制線路的分析方法；理解電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等概念。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)定子轉(zhuǎn)子 三相異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉、使用和維修方便、運(yùn)行可靠且效率高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的各種機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)、鍛壓和鑄造機(jī)械

2、、傳送帶、起重機(jī)及家用電器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備中。 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 異步電動(dòng)機(jī)的定子指其固定不動(dòng)部分，主要包括有：機(jī)座機(jī)座是電動(dòng)機(jī)的支架，通常用鑄鐵或鑄鋼制成。定子鐵芯鐵芯硅鋼片 異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成的。定子鐵芯內(nèi)圓沖有分布的槽。定子鐵芯構(gòu)成異步電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。定子繞組定子繞組是由漆包線繞制而成，嵌入到定子鐵芯槽中。構(gòu)成電機(jī)電路的一部分。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁一般用45號鋼制成，用來傳遞電磁轉(zhuǎn)矩。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子指其旋轉(zhuǎn)部分，主要部件包括：轉(zhuǎn)子鐵芯也是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成。在其內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯

3、構(gòu)成電動(dòng)機(jī)磁路的又一部分。轉(zhuǎn)子鐵芯鐵芯硅鋼片轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成電動(dòng)機(jī)電路的另一部分。轉(zhuǎn)軸電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子鐵芯與鼠籠式相類似，但轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相同，也是采用漆包線繞制成對稱三相繞組，嵌放到轉(zhuǎn)子鐵芯中。繞線式轉(zhuǎn)子三相繞組必須連接成星形，三個(gè)向外的引出端子與固定在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)相互絕緣的銅環(huán)相接，如下圖所示： 由于繞線式異步電動(dòng)機(jī)的能采用轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)和調(diào)速，因此起動(dòng)性能和調(diào)速性能均比鼠籠式異步機(jī)優(yōu)越。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵芯固定在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)銅滑環(huán)。y接三相轉(zhuǎn)子繞組分別與三個(gè)銅滑環(huán)相聯(lián)。

4、變阻器電刷電刷與滑環(huán)緊壓，并通過輸電線與變阻器相聯(lián)。顯然，三相繞線式異步機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是閉合的。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步三相異步電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)是如何轉(zhuǎn)動(dòng)如何轉(zhuǎn)動(dòng)起來的？起來的？ 設(shè)三相異步電動(dòng)機(jī)模型的定子磁極是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的。固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子繞組和旋轉(zhuǎn)的定子磁場相切割而感應(yīng)電動(dòng)勢。 轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，因此感應(yīng)電動(dòng)勢在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動(dòng)勢的方向相同。 載流的轉(zhuǎn)子繞組處在磁場中，必定受到電磁力的作用。 兩個(gè)電磁力的大小相等、方向相反，因此對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩于是轉(zhuǎn)子就順著定子磁場的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。模型電機(jī)的定子磁極模型電機(jī)的轉(zhuǎn)

5、子繞組eei2ffn0電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)鍵是：旋轉(zhuǎn)的定子磁場！用右手定則判斷用左手定則判斷電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁實(shí)際三相電動(dòng)機(jī)實(shí)際三相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場是如的旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的呢？何產(chǎn)生的呢？ 在電動(dòng)機(jī)的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電；150sin90sin)30sin(tiitiitiimcmbmat0it =0時(shí)電流和磁場情況a、c兩相電流t=0時(shí)為正，因此首端流入、尾端流出。b相電流t=0時(shí)為負(fù)，尾端流入、首端流出。 電流入電流入 電流出電流出n0相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場，方向?yàn)椋弘姽る娮蛹夹g(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁t0it =120t =120時(shí)電流和磁場情

6、況n0 顯然，電流隨時(shí)間變化120電角，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場在空間的位置也隨之旋轉(zhuǎn)了120。 觀察電流波形圖及電機(jī)示意圖可看出，合成磁場的轉(zhuǎn)向取決于三相電流的順序，abc正序時(shí)氣隙磁場順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁t0it =240t =240時(shí)電流和磁場情況n0 電流隨時(shí)間繼續(xù)變化，經(jīng)歷了120電角的同時(shí)，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場在空間的位置也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了120。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁t0it =360t =360時(shí)電流和磁場情況n0 電流隨時(shí)間變化一周，電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場在空間的位置也順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了360。 可見，工程實(shí)際中，三相異步電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙旋轉(zhuǎn)磁場代替了模型

7、電機(jī)定子的轉(zhuǎn)動(dòng)磁極。只要三相異步機(jī)的對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電，就會在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生一個(gè)隨時(shí)間空間位置不斷變化的。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁n0三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理概括 在電動(dòng)機(jī)對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割感應(yīng)電動(dòng)勢，由于閉合生成感應(yīng)電流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶力偶對電機(jī)轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使固定不動(dòng)的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來。ff 若要改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，只需任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁三相電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)三相電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與哪磁場的轉(zhuǎn)速與哪些因素有關(guān)？些因

8、素有關(guān)？ 設(shè)電動(dòng)機(jī)各相定子繞組有四個(gè)線圈，各相首尾相接順串后分別構(gòu)成三相定子繞組時(shí)，其磁極對數(shù)： 當(dāng)電動(dòng)機(jī)各相定子繞組的四個(gè)線圈首接首、尾接尾連接后分別構(gòu)成三相定子繞組時(shí)，其磁極對數(shù)：nssnmin/ r 30001506060 , 10pfnp 顯然，頻率不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)p。min/ r, 20pfnp電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁四極旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速的分析nssn 相鄰線圈電流的流向一致，其合成磁場的分布情況為：t0it =0時(shí)t =120時(shí)nssn60 電流變化120，旋轉(zhuǎn)磁場在空間的位置僅轉(zhuǎn)過了60；當(dāng)電流變化360時(shí)，四極電動(dòng)

9、機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場才能旋轉(zhuǎn)180。顯然，四極旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是二極電機(jī)的1/2。biciai電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 依此類推，可得電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與極對數(shù)之間的關(guān)系為：min)/r (/ 601分轉(zhuǎn)pfn 電動(dòng)機(jī)通常工作在50hz的工頻情況下，因此： r/min0001 3r/min0015 2r/min3000 1111；時(shí)，；時(shí)，；時(shí)，npnpnp 即：異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電機(jī)的極對數(shù)(出廠時(shí)就已經(jīng)確定)成反比。顯然，改變電機(jī)的極對數(shù)，可以得到不同的轉(zhuǎn)速。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁有關(guān)轉(zhuǎn)差率的討論 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差速度與磁場轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示：

10、 00nnns 顯然，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而減小。 (1) 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=0，轉(zhuǎn)差率s =1； (2) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速最高時(shí)，轉(zhuǎn)速nn0，轉(zhuǎn)差率s 0； (3) 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)速0nn0，轉(zhuǎn)差率0stl，電動(dòng)機(jī)就會加速運(yùn)行；若ttn動(dòng)力小于阻力 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)被破壞轉(zhuǎn)速 n下降轉(zhuǎn)差率s上升轉(zhuǎn)子電路感應(yīng)電動(dòng)勢增加電流i2增大定子電流i1隨之增大電磁轉(zhuǎn)矩t增大至t當(dāng)t =tl時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速重新穩(wěn)定在n上，此時(shí)nn。特性曲線的n點(diǎn)向右移。 顯然，把轉(zhuǎn)矩特性曲線旋轉(zhuǎn)90后即可得到機(jī)械特性曲線。額定轉(zhuǎn)速最大電磁轉(zhuǎn)矩起動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在 tl=tn。當(dāng)負(fù)載減少時(shí)，t

11、ln。沿特性曲線左移。nn電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在 額定狀態(tài)下，當(dāng)（額定狀態(tài)下，當(dāng)（1)1)負(fù)載負(fù)載增大；增大；(2)(2)電壓升高；電壓升高；(3)(3)頻率升高時(shí)，試分別分析頻率升高時(shí)，試分別分析電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和電流的 變化情況。變化情況。為什么增加三相為什么增加三相異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載時(shí)，定子電流載時(shí)，定子電流會隨之增加會隨之增加 ？ 將三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)將三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子三相繞組開路，問這的轉(zhuǎn)子三相繞組開路，問這臺電動(dòng)機(jī)能否轉(zhuǎn)動(dòng)臺電動(dòng)機(jī)能否轉(zhuǎn)動(dòng) ？三相異步電動(dòng)機(jī)中的氣三相異步電動(dòng)機(jī)中的氣隙大小對

12、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有隙大小對電動(dòng)機(jī)運(yùn)行有何影響何影響 ？ 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電源電壓電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電源電壓 之間的關(guān)系如何？若在運(yùn)行之間的關(guān)系如何？若在運(yùn)行過程中電源電壓降為額定值過程中電源電壓降為額定值的的60%60%，假如負(fù)載不變，電動(dòng)，假如負(fù)載不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有 何變化？何變化？ 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁1. 三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)或電機(jī)容量在10kw以下，并且小于供電變壓器容量的20 異步電動(dòng)機(jī)通電后，從靜止?fàn)顟B(tài)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過渡過程稱為起動(dòng)。全壓起動(dòng)也叫做直接起動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)：操作簡單；缺點(diǎn)：起動(dòng)電流較大，通常是額定電流的47倍，這么大 的起動(dòng)電流將使線

13、路電壓下降，嚴(yán)重時(shí)影響同一 電網(wǎng)上的其它負(fù)載正常工作。kw)(4kva)(43nst電動(dòng)機(jī)功率電源變壓器容量ii時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以直接加全壓起動(dòng)，稱為全壓起動(dòng)。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(1)y降壓起動(dòng) 如果三相異步電動(dòng)機(jī)不滿足直接起動(dòng)條件，就要采取降壓起動(dòng)的措施，以減小起動(dòng)電流給電網(wǎng)和設(shè)備帶來的不利因素。 即：電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)定子繞組連成星形，起動(dòng)后轉(zhuǎn)速升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速基本達(dá)到額定值時(shí)再切換成三角形連接的起動(dòng)方法。手柄上打，定子繞組形運(yùn)行手柄下打，定子繞組成y形起動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)電流降為全壓起動(dòng)時(shí)的1/3； qs1l3v2l2l1qs2 fu v1 u1 u2 w1 w2v1u1w1w2u2v2缺點(diǎn)

14、：起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降為全壓起動(dòng)時(shí)的1/3。正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形連接，且每相繞組都有兩個(gè)引出端子的電機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)y-起動(dòng)器閉合電源開關(guān)，為電機(jī)通電做好準(zhǔn)備電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁某三相異步電動(dòng)機(jī)，接于線電壓 =380v的三相電源，已知電機(jī)三相定子繞組正常運(yùn)行為形接法，額定電流in=20a，剛起動(dòng)瞬間電流與額定電流之比是7。 求：（1）接法時(shí)的起動(dòng)電流ist （2）若起動(dòng)時(shí)電機(jī)改為y接法，求 isty。(1)已知ist/in=7，可得直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流為：140a720 nstnstiiii(2)若改為y形起動(dòng)，根據(jù)前面所講知識可得：46.7a3140 3 3ststystyst

15、iiii采用y-起動(dòng)，顯然大大減小了起動(dòng)電流對電網(wǎng)的影響。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(2)自耦降壓起動(dòng) 利用三相自耦變壓器將電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中的端電壓降低，以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的。自耦變壓器備有40、60、80等多種抽頭，使用時(shí)要根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。運(yùn)行時(shí)上打與電機(jī)直通起動(dòng)時(shí)下打通過自耦變壓器降壓qs1l3v1l2l1qs2fuu1w1v1u1w1l2l1l3優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：具有不同的抽頭，可以根據(jù)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便的得到不同的電壓。設(shè)備體積大、成本高。 適用于容量較大的電動(dòng)機(jī)或不能用y-降壓起動(dòng)的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)。三相自耦變壓器閉合電源開關(guān)，為電機(jī)通電做好準(zhǔn)備電

16、工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(3)繞線式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng) 繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，只要在轉(zhuǎn)子電路中串入適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)電阻rst，就可以達(dá)到減小起動(dòng)電流增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)目前用得更多的是在轉(zhuǎn)子回路中接頻敏變阻器起動(dòng)，此變阻器在起動(dòng)過程中能自動(dòng)減小阻值，以代替人工切除起動(dòng)電阻。繞線式異步機(jī)價(jià)高維護(hù)難。 繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的特點(diǎn)，使它廣泛應(yīng)用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的卷揚(yáng)機(jī)、起重機(jī)等場合。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速pfsnsn116011(1)改變極對數(shù)p， 實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速；由式可知，異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速通過三種形式可實(shí)現(xiàn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：

17、(2)改變轉(zhuǎn)差率s， 實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速；(3)改變電源頻率f1， 實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速。 目前，第三種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源，通常由整流器、逆變器等組成。 用人為的方法使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速從某一數(shù)值改變到另一數(shù)值的過程稱為調(diào)速。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 電機(jī)斷電后由于機(jī)械慣性總要經(jīng)過一段時(shí)間才能停下來。為了提高生產(chǎn)效率及安全，采用一定的方法讓高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)，就是所謂的制動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)常用的制動(dòng)方法有以下幾種：(1)能耗制動(dòng)n0=0當(dāng)電動(dòng)機(jī)三相定子繞組與交流電源斷開后，把直流電通入兩相繞組，產(chǎn)生固定不動(dòng)的磁場n0。 電動(dòng)機(jī)由于慣

18、性仍在運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割固定磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流。 載流導(dǎo)體在磁場中又會受到與轉(zhuǎn)子慣性方向相反的電磁力作用，由此使電動(dòng)機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。 能耗制動(dòng)常用于生產(chǎn)機(jī)械中的各種機(jī)床制動(dòng)。mrnsffn電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(2)反接制動(dòng)把與電源相接的三根火線中的任意兩根對調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場改變方向，從而產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的方法。 在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入對稱三相交流電，電動(dòng)機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 改變通入定子繞組中電流的相序，旋轉(zhuǎn)磁場反向，轉(zhuǎn)子受到與慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力，使電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。反接制動(dòng)適用于中型車床和銑床的主軸制動(dòng)。mn0nsff(3) 再生發(fā)電制動(dòng)起重機(jī)快速下放重物，使重物拖動(dòng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)nn0情況時(shí)，電

19、動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反，因此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向也相反，這種制動(dòng)稱為再生發(fā)電制動(dòng)。nn0電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁4. 三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇 異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用很廣，選用時(shí)應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮。以實(shí)用、合理、經(jīng)濟(jì)和安全為原則，確保電動(dòng)機(jī)安全可靠地運(yùn)行。(1)種類選擇：鼠籠式異步機(jī)一般用于無特殊調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、金屬切削機(jī)床等；繞線式異步機(jī)適用于需要有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，且要求在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)速的起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、電梯等 。(3)結(jié)構(gòu)選擇：電動(dòng)機(jī)根據(jù)使用場合可分為開啟式、防護(hù)式、封閉式及防爆式等。使用時(shí)要根據(jù)電動(dòng)機(jī)

20、的工作環(huán)境選擇，以確保電動(dòng)機(jī)能夠安全、可靠地運(yùn)行。(2)功率選擇：原則上要求電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。(4)轉(zhuǎn)速選擇：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)等諸方面因素，原則上應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求進(jìn)行選擇。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁何謂起動(dòng)？如何判何謂起動(dòng)？如何判斷三相異步電動(dòng)機(jī)斷三相異步電動(dòng)機(jī)能否直接起動(dòng)能否直接起動(dòng) ？三相異步電動(dòng)機(jī)在滿三相異步電動(dòng)機(jī)在滿載和空載兩種情況下載和空載兩種情況下起動(dòng)，起動(dòng)電流和起起動(dòng)，起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否一樣動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否一樣 ？ 一臺一臺380v、y接的鼠籠式接的鼠籠式異步機(jī)，能否采用異步機(jī)，能否采用y-起動(dòng)？起動(dòng)？為什么為什么 ？鼠籠式三相異步電鼠

21、籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)方動(dòng)機(jī)的降壓起動(dòng)方法有哪幾種？調(diào)速法有哪幾種？調(diào)速和制動(dòng)方法又有哪和制動(dòng)方法又有哪幾種幾種 ？電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 低壓控制電器的品種繁多，用途極為廣泛。通過本節(jié)內(nèi)容的介紹，要求學(xué)習(xí)者能夠了解一些常用低壓控制電器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理；熟悉它們的功能及使用場合；實(shí)用中能夠初步正確選用常用低壓控制電器 。1. 開關(guān)電器(1)刀開關(guān) 主要作用是隔離電源，也可作為不頻繁通、斷電路的開關(guān)控制。(2)組合開關(guān) 主要用于機(jī)床設(shè)備的電源引入開關(guān)，也可用來通斷5kw以下電機(jī)電路或小電流電路。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(3)低壓斷路器(自動(dòng)空氣開關(guān)) 主要用來控制

22、局部照明線路或?qū)﹄娐返哪承┎糠肿魍〝嗫刂?。斷路器在電路發(fā)生過載、短路及失壓、欠壓時(shí)，均能自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?，起保護(hù)作用。低壓斷路器的工作原理圖a b c彈簧主觸頭搭鉤電磁脫扣器欠電壓脫扣器熱脫扣器 低壓斷路器的三副主觸頭串聯(lián)在被保護(hù)的三相主電路中，由于搭鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態(tài)。當(dāng)線路正常工作時(shí)，電磁脫扣器中線圈所產(chǎn)生的吸力不能將它的銜鐵吸合。如果線路發(fā)生短路時(shí)，電磁脫扣器的線圈吸力增大，將銜鐵吸合，并撞擊杠桿把搭鉤頂上去，在彈簧作用下切斷主觸頭，實(shí)現(xiàn)了短路保護(hù)。當(dāng)線路電壓下降或失壓時(shí)，欠電壓脫扣器的吸力減小或失去吸力，銜鐵釋放在彈簧拉力下撞擊杠桿，把搭鉤頂開切斷主觸頭，實(shí)現(xiàn)了欠電壓保護(hù)。熱

23、脫扣器利用雙金屬片受熱彎曲作用，在過載時(shí)頂開搭鉤，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁2. 低壓熔斷器 熔斷器簡稱保險(xiǎn)，是最簡便有效的短路保護(hù)裝置。 低壓熔斷器一般串聯(lián)在被保護(hù)的線路中。線路正常工作時(shí)如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當(dāng)線路短路時(shí)熔斷器的易熔片熔斷，使電路斷開，從而起到保護(hù)線路上其他電器設(shè)備的作用。熔斷器產(chǎn)品外形圖fu熔斷器圖符號文字符號低壓熔斷器熔體選用原則一般照明線路：熔體額定電流負(fù)載工作電流； 單臺電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流1.52.5倍電動(dòng)機(jī)額定電流；但對不經(jīng)常起動(dòng)而且起動(dòng)時(shí)間不長的電動(dòng)機(jī)系數(shù)可選得小一些，主要以起動(dòng)時(shí)熔體不熔斷為準(zhǔn)；多臺電動(dòng)機(jī)：熔體額定電流1.52.5

24、倍最大電機(jī)的額定電流 其余電機(jī)的額定電流之和. 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3. 接觸器(1)電磁系統(tǒng) 接觸器是用來頻繁接通和斷開電路的自動(dòng)切換電器，它具有手動(dòng)切換電器所不能實(shí)現(xiàn)的遙控功能，同時(shí)還具有欠壓、失壓保護(hù)的功能，接觸器的主要控制對象是電動(dòng)機(jī)。交流接觸器產(chǎn)品外形圖交流接觸器的結(jié)構(gòu)組成鐵芯、銜鐵通電線圈km(2)觸頭系統(tǒng)三對主觸頭兩對輔助常開觸點(diǎn)km輔助常開km兩對輔助常閉觸點(diǎn)輔助常閉km體積較大，由三對常開觸頭組成，用于通斷電動(dòng)機(jī)主電路的大電流。輔助觸頭體積較小，主要用于通斷控制電路的小電流，輔助常開觸頭一般起自鎖或連鎖作用；輔助常閉觸頭在電路中一般起互鎖作用。線圈圖符號文字符號

25、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁鐵芯通電線圈銜鐵及其固定在銜鐵上的動(dòng)觸頭支撐彈簧靜觸點(diǎn)輔助常閉觸點(diǎn)輔助常開觸點(diǎn)三對常開主觸頭 當(dāng)交流接觸器線圈通入交流電后，鐵芯和銜鐵均被磁化，銜鐵克服彈簧張力向下吸合。固定在銜鐵上的所有動(dòng)觸點(diǎn)隨之向下移動(dòng)，輔助常閉觸點(diǎn)打開、三對主觸頭和輔助的常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)電磁線圈失電后，鐵芯和銜鐵也隨即失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，使常開打開、常閉閉合。 斷電后鐵芯和銜鐵即刻失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，各動(dòng)觸點(diǎn)隨之復(fù)位。工作原理電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁4. 熱繼電器 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理切斷電路以起過載保護(hù)的電器設(shè)備。(1)串接在電動(dòng)機(jī)主電路 中的三個(gè)發(fā)

26、熱元件；熱繼電器產(chǎn)品外形圖熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成fr發(fā)熱元件圖符號熱繼電器文字符號(2)串接在電動(dòng)機(jī)控制電路中的常閉觸點(diǎn)。fr常閉觸點(diǎn)圖符號工作原理 熱繼電器的發(fā)熱元件繞在雙金屬片上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，過大的電流產(chǎn)生熱量，使雙金屬片彎曲推動(dòng)連鎖機(jī)構(gòu)動(dòng)作，使常閉觸點(diǎn)打開，導(dǎo)致控制電路斷電，電動(dòng)機(jī)主電路隨之?dāng)嚯?，達(dá)到過載保護(hù)的目的。正常工作常正常工作常閉觸點(diǎn)閉合閉觸點(diǎn)閉合過載時(shí)常閉過載時(shí)常閉觸點(diǎn)打開觸點(diǎn)打開電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁5. 時(shí)間繼電器 時(shí)間繼電器是在感受外界信號后，其執(zhí)行部分需要延遲一定時(shí)間才動(dòng)作的一種繼電器，分有通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。js7-4a時(shí)間繼電器的產(chǎn)品外形圖 js7-

27、a空氣阻尼式時(shí)間繼電器是利用空氣阻尼的原理來獲得延時(shí)的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。線圈通電時(shí)，電磁力克服彈簧的反作用拉力而迅速將銜鐵向下吸合，銜鐵帶動(dòng)杠桿延時(shí)使常閉觸點(diǎn)分?jǐn)?，常開觸點(diǎn)閉合。 鐵芯鐵芯線圈線圈銜鐵銜鐵擋板擋板重錘重錘氣氣室室活塞連桿機(jī)構(gòu)活塞連桿機(jī)構(gòu)空氣調(diào)整空氣調(diào)整鏍釘鏍釘杠桿及支點(diǎn)杠桿及支點(diǎn)通電延時(shí)閉合通電延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)的常開觸點(diǎn)通電瞬時(shí)打開通電瞬時(shí)打開的常閉觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁時(shí)間繼電器各部分圖符號和文字符號常閉觸點(diǎn)常開通電后延時(shí)閉合常開觸點(diǎn)常閉斷電后延時(shí)閉合常閉通電后延時(shí)斷開常開斷電后延時(shí)閉合常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)通 電 式瞬時(shí)動(dòng)作延時(shí)動(dòng)作

28、斷 電 式電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁6. 主令電器 主令電器主要用來控制接觸器、繼電器等設(shè)備的線圈得電與失電，從而控制電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)與停止，改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)。(1)控制按鈕 控制按鈕不能直接控制主電路，而是在控制電路中發(fā)出手動(dòng)“指令”控制接觸器、繼電器等，再用這些電器去控制主電路的通斷。按鈕的產(chǎn)品外形圖起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕sbsb停止按鈕停止按鈕按鈕結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧按鈕盒按鈕盒常閉觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)連接導(dǎo)片連接導(dǎo)片按鈕帽按鈕帽電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 位置開關(guān)是一種用來控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)或?qū)崿F(xiàn)安全保護(hù)的主令電器。其作用是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電信號，從而使電

29、動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變，并按一定的行程自動(dòng)停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。(2)位置開關(guān) (行程開關(guān))位置開關(guān)的產(chǎn)品外形圖stst動(dòng)斷觸頭動(dòng)合觸頭行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號 當(dāng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的擋鐵壓到位置開關(guān)的滾輪上時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪撞動(dòng)撞塊使得常閉的動(dòng)斷觸頭斷開，常開的動(dòng)合觸頭閉合；擋鐵移開后，復(fù)位彈簧使其復(fù)位。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁試述低壓斷路器有試述低壓斷路器有哪些保護(hù)功能哪些保護(hù)功能 ？熱繼電器主要由哪幾熱繼電器主要由哪幾部分構(gòu)成？各部分應(yīng)部分構(gòu)成？各部分應(yīng)連接在電路的什么地連接在電路的什么地方？其作用呢方？其作用呢？ 熔斷器用于電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，熔斷器用于電動(dòng)機(jī)控制時(shí)，熔體

30、的額定電流應(yīng)如何熔體的額定電流應(yīng)如何 選擇？選擇？接觸器和按鈕都是控制接觸器和按鈕都是控制電路通斷的電器，它們電路通斷的電器，它們的控制對象有何不同？的控制對象有何不同？ 試述接觸器的主試述接觸器的主要組成及各部分功要組成及各部分功能，畫出各部分的能，畫出各部分的圖形符號，標(biāo)出相圖形符號，標(biāo)出相應(yīng)文字符號。應(yīng)文字符號。 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點(diǎn)的接通或斷開來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)轉(zhuǎn)形式的控制稱做繼電接觸器控制。繼電接觸器控制方式構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為繼電接觸器控制系統(tǒng)。 繼電接觸器控制方式中，典型的控制環(huán)節(jié)有點(diǎn)動(dòng)控制、單向自鎖運(yùn)行控制、正反轉(zhuǎn)控制、

31、行程控制、時(shí)間控制等。 電動(dòng)機(jī)在使用過程中由于各種原因可能會出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過低、由于短路或過載而引起的電動(dòng)機(jī)電流過大、電動(dòng)機(jī)定子繞組相間短路或電動(dòng)機(jī)繞組與外殼短路等等，如不及時(shí)切斷電源則可能會對設(shè)備或人身帶來危險(xiǎn)，因此必須采取保護(hù)措施。 電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制電路中，常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過載保護(hù)、零壓保護(hù)和欠壓保護(hù)等。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁1.帶過載保護(hù)的點(diǎn)動(dòng)控制電路 由開關(guān)、熔斷器、接觸器的主觸頭、熱繼電器的熱元件組成的部分稱為主電路。主電路中的各部分與被控制電動(dòng)機(jī)相串聯(lián)。 由按鈕、接觸器線圈、熱繼電器常閉觸點(diǎn)組成的部分稱為控制電路，接在兩相之間，控制電路中的

32、電流較小。按下按鈕sb接觸器線圈km得電km主觸頭閉合電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，某些生產(chǎn)機(jī)械常要求能實(shí)現(xiàn)調(diào)整位置的點(diǎn)動(dòng)工作。 主電主電路路frkmsb控制電路控制電路frqsful1l2l3km閉合電源開關(guān)，為閉合電源開關(guān)，為電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備松開按鈕sb接觸器線圈失電km主觸頭打開電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。起動(dòng)過程起動(dòng)過程演示演示停止過程停止過程演示演示電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁l1l2l3停止按鈕停止按鈕接常閉接常閉起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕接常開接常開接觸器接觸器停止按鈕和停止按鈕和起動(dòng)按鈕起動(dòng)按鈕 輔助常開起輔助常開起自鎖作用自鎖作用電動(dòng)機(jī)主電路電動(dòng)機(jī)主電路閉合電源開關(guān)，為閉合電源開

33、關(guān)，為電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備電動(dòng)機(jī)通電作準(zhǔn)備2.電動(dòng)機(jī)單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路 松開按鈕后，電動(dòng)機(jī)也能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式稱為控制。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁帶過載保護(hù)的單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路主電主電路路frqsful1l2l3km控制電路控制電路frsb1kmsb2km熱繼電器的三個(gè)熱繼電器的三個(gè)熱元件串接在電熱元件串接在電動(dòng)機(jī)的主電路中動(dòng)機(jī)的主電路中熱繼電器的常閉熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串接在電動(dòng)觸點(diǎn)串接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中機(jī)的控制電路中sb1電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3.電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制電路 實(shí)際生產(chǎn)中的進(jìn)退刀、升降架等，都是靠電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。frqsful1l2l

34、3km1km2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)控制主電路控制主電路 改變通入電動(dòng)機(jī)三相定子繞組中電流的相序，即可使電動(dòng)機(jī)改變旋轉(zhuǎn)方向而反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制主電路控制主電路frsb2sb1km1km2km1正轉(zhuǎn)控制輔助電路正轉(zhuǎn)控制輔助電路km2km1sb3km2反轉(zhuǎn)控制輔助電路反轉(zhuǎn)控制輔助電路電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)控制過程演示frqsful1l2l3km1km2frsb2sb1km1km2km1km2km1sb3km2km1輔助常閉打開輔助常閉打開，使正轉(zhuǎn)時(shí)反，使正轉(zhuǎn)時(shí)反轉(zhuǎn)電路不能接通。轉(zhuǎn)電路不能接通。km1輔助常開輔助常開閉合自鎖。閉合自鎖。電源開關(guān)接通電源開關(guān)接通為電動(dòng)

35、機(jī)起動(dòng)為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)做準(zhǔn)備。做準(zhǔn)備。按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，電按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)輔助電路接通。動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)輔助電路接通。km1主觸頭閉合，主觸頭閉合，正轉(zhuǎn)主電路接通，正轉(zhuǎn)主電路接通，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。打開停止按鈕，打開停止按鈕，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)停止電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)控制過程演示frqsful1l2l3km1km2frsb2sb1km1km2km1km2km1sb3km2km2輔助常閉打開輔助常閉打開，使反轉(zhuǎn)時(shí)正，使反轉(zhuǎn)時(shí)正轉(zhuǎn)電路不能接通。轉(zhuǎn)電路不能接通。km2輔助常開輔助常開閉合自鎖。閉合自鎖。按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)鈕，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)輔助電路接通。輔助電路接通