三相異步電動(dòng)機(jī)及其控制電路

1、第5章三相異步電動(dòng)機(jī)及其控制線路5.1三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電工設(shè)備總稱為電機(jī)。電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)換。把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備稱為發(fā)電機(jī)，而把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備叫做電動(dòng)機(jī)。在生產(chǎn)上主要用的是交流電動(dòng)機(jī)，特別三相異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛地用來驅(qū)動(dòng)各種金屆切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳送帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。對(duì)丁各種電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解下列幾個(gè)方面的問題：（1）基本構(gòu)造；（2）工作原理；（3）表示轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間關(guān)系的機(jī)械特性；（4）起動(dòng)、調(diào)速及制動(dòng)的基本原理和基本方法；（5

2、）應(yīng)用場(chǎng)合和如何正確使用。1. 5.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造三相異步電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。此外還有端蓋、風(fēng)扇等附屆部分，如圖5-1所示。圖5-1三相電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖1）.定子三相異步電動(dòng)機(jī)的定子由三部分組成：定子定子鐵心由厚度為0.5mm的，相互絕緣的硅鋼片疊成，硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放定子三相繞組AXBYC乙定子繞組三組用漆包線繞制好的，對(duì)稱地嵌入定子鐵心槽內(nèi)的相同的線圈。這三相繞組可接成星形或三角形。機(jī)座機(jī)座用鑄鐵或鑄鋼制成，其作用是固定鐵心和繞組2）.轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由三部分組成:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵

3、心由厚度為0.5mm的，相互絕緣的硅鋼片疊成，硅鋼片外圓上有均勻分布的槽，其作用正發(fā)放轉(zhuǎn)子一相繞組。轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組有兩種形式：收龍式-龍式異步電動(dòng)機(jī)。繞線式-繞線式異步電動(dòng)機(jī)。轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸上加機(jī)械負(fù)載鼠籠式電動(dòng)機(jī)由丁構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，工作可靠，使用方便，成為了生產(chǎn)上應(yīng)用得最廣泛的一種電動(dòng)機(jī)。為了保證轉(zhuǎn)子能夠自由旋轉(zhuǎn)，在定子與轉(zhuǎn)子之間必須留有一定的空氣隙，中小型電動(dòng)機(jī)的空氣隙約在0.21.0mm之間。2. 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理1) .基本原理為了說明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，我們做如下演示實(shí)驗(yàn)，如圖5-2所示。圖5-2三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理(1) .演示實(shí)驗(yàn)：在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置

4、一個(gè)閉合導(dǎo)體，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng)蹄形磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，將發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體也跟著旋；若改變磁鐵的轉(zhuǎn)向，則導(dǎo)體的轉(zhuǎn)向也跟著改變。.現(xiàn)象解釋：當(dāng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁鐵與閉合的導(dǎo)體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，鼠籠式導(dǎo)體切割磁力線而在其內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。感應(yīng)電流乂使導(dǎo)體受到一個(gè)電磁力的作用，丁是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，這就是異步電動(dòng)機(jī)的基本原理。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和磁極旋轉(zhuǎn)的方向相同。(2) .結(jié)論：欲使異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)和閉合的轉(zhuǎn)子繞組。2) .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(1) .產(chǎn)生圖5-3表示最簡(jiǎn)單的三相定子繞組AXB*C乙它們?cè)诳臻g按互差120°的規(guī)律對(duì)稱排列。并接成星形與三相電源U、V、時(shí)目聯(lián)。則三相定子繞組

5、便通過三相對(duì)稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(圖5-4)。當(dāng)t=00時(shí)，iA0,AX繞組中無電流；iB為負(fù)，BY繞組中的電流從Y流入Bi流出；ic為正，CZ繞組中的電流從C流入Z流出；由右手螺旋定則可得合成磁場(chǎng)的方向如圖5-4(a)所示。當(dāng)t=1200時(shí)，iB0,BY繞組中無電流；iA為正，AX繞組中的電流從A流入X流出；ic為負(fù),CZ繞組中的電流從Z流入C流出；由右手螺旋定則可得合成磁場(chǎng)的方向如圖5-4(b)所示。當(dāng)t=2400時(shí)，iC0,CZ繞組中無電流；iA為負(fù)，AX繞組中的電流從X流入A流出；iB為正,BY繞組中的電流從B流入Y流出；由右手螺旋定則可得

6、合成磁場(chǎng)的方向如圖5-4(c)所示?？梢姡?dāng)定子繞組中的電流變化一個(gè)周期時(shí)，合成磁場(chǎng)也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)也不斷地旋，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。圖5-4旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成(2) .旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對(duì)調(diào)即可。這時(shí)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。3) .三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)與轉(zhuǎn)速(1) .極數(shù)(磁極對(duì)數(shù)p)三相異步電動(dòng)機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極數(shù)和三相繞組的安排有關(guān)。當(dāng)每相繞組只有一個(gè)線圈，繞組的始端之間相差

7、1200空間角時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有一對(duì)極，即p=1當(dāng)每相繞組為兩個(gè)線圈申聯(lián)，繞組的始端之間相差60°空間角時(shí)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有兩對(duì)極，即p=2;同理，如果要產(chǎn)生三對(duì)極，即p=3的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，則每相繞組必須有均勻安排在空間的申聯(lián)的三個(gè)線圈，繞組的始端之間相差400(=1200/p)空間角。極數(shù)p與繞組的始端之間的空間角的關(guān)系為:(2) .轉(zhuǎn)速n三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速m與電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)p有關(guān)，它們的關(guān)系是:60f1n。一(5-1)由(5-1)可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速m決定丁電流頻率f和磁場(chǎng)的極數(shù)p0對(duì)某一異步電動(dòng)機(jī)而言,f1和p通常是一定的，所以磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0是個(gè)常數(shù)。在我國(guó)，工頻f1

8、=50H乙因此對(duì)應(yīng)丁不同極對(duì)數(shù)p的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速m,見表5-1p123456n0300015001000750600500（3）.轉(zhuǎn)差率s電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向相同，但轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n°相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而磁力線就不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)子電流以及轉(zhuǎn)矩也就都不存在。也就是說旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)速差,因此我們把這種電動(dòng)機(jī)稱為異步電動(dòng)機(jī)，乂因?yàn)檫@種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，故乂稱為感應(yīng)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速m常稱為同步轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)差率s用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速m相差的程度的物理量。即：n0nn(5-2)s

9、一n。n。轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要的物理量。當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以同步轉(zhuǎn)速n°開始旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子則因機(jī)械慣性尚未轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子的瞬間轉(zhuǎn)速n=0,這時(shí)轉(zhuǎn)差率8=1。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來之后，n>0,（n（rn）差值減小，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率S<1。如果轉(zhuǎn)軸上的_阻轉(zhuǎn)矩加大，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n降低，即異步程度加大，才能產(chǎn)生足夠大的感受電動(dòng)勢(shì)和電流，產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩，這時(shí)的轉(zhuǎn)差率S增大。反之，S減小。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一般很接近，轉(zhuǎn)差率很小。在額定工作狀態(tài)下約為0.0150.06之間。根據(jù)式（4-2）,可以得到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速常用公式(5-3)n1sn0'O例有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定

10、轉(zhuǎn)速n=975r/min，電源頻率f=50Hz,求電動(dòng)機(jī)的極數(shù)和額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率S解：由丁電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速接近而略小丁同步轉(zhuǎn)速，而同步轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)丁不同的極對(duì)數(shù)有一系列固定的數(shù)值。顯然，與975r/min最相近的同步轉(zhuǎn)速no=i000r/min，與此相應(yīng)的磁極對(duì)數(shù)p=3因此，額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)差率為：（4）.三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路與轉(zhuǎn)子電路三相異步電動(dòng)機(jī)中的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)丁變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（般是短接的）相當(dāng)丁副繞組。給定子繞組接上三相電源電壓，則定子中就有三相電流通過，此三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，這個(gè)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子和定子的每相繞組中都要感應(yīng)出電

11、動(dòng)勢(shì)總結(jié):1、三相異步電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)基本組成部分為定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。2、欲使異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，必須有旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)和閉合的轉(zhuǎn)子繞組，并且旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)和閉合的轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速不同，這也是“異步”二字的含義；3、三相電源流過在空間互差一定角度按一定規(guī)律排列的三相繞組時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；4、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向是由三相繞組中電源相序決定的；5、三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速m與電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)p有關(guān)，它們的關(guān)系是：6、轉(zhuǎn)差率s用來表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速m相差的程度的物理量。即：轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要的物理量，異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速一般很接近，轉(zhuǎn)差率很小。在額定工作狀態(tài)下約為0.015

12、0.06之間。7、三相異步電動(dòng)機(jī)中的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)丁變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)丁副繞組。5.1.2三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性與機(jī)械特性1. 電磁轉(zhuǎn)矩（簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)矩）異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的每極磁通與轉(zhuǎn)子電流12相互作用而產(chǎn)生的。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流I及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。經(jīng)理論證明，它們的關(guān)系是：TKtI2cos2（5-4）其中T為電磁轉(zhuǎn)矩Kt為與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每個(gè)極的磁通量12為轉(zhuǎn)子繞組電流的有效值2為轉(zhuǎn)子電流滯后丁轉(zhuǎn)子電勢(shì)的相位角若考慮電源電壓及電機(jī)的一些參數(shù)與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，（5-4）修正為：sgU；KT_22R2(sX20

13、)(5-5)其中心為常數(shù)Ui為定子繞組的相電壓S為轉(zhuǎn)差率R為轉(zhuǎn)子每相繞組的電阻X20為轉(zhuǎn)子靜止時(shí)每相繞組的感抗由上式可知，轉(zhuǎn)矩T還與定子每相電壓U1的平方成比例，所以當(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。此外，轉(zhuǎn)矩T還受轉(zhuǎn)子電阻R的影響。圖4-15為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線。機(jī)械特性曲線圖5-5三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線在一定的電源電壓U和轉(zhuǎn)子電阻R下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率n之間的關(guān)系曲線T=f（s）或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f（T）,稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，它可根據(jù)式（5-4）得出，如圖5-5所示。在機(jī)械特性曲線上我們要討論三個(gè)轉(zhuǎn)矩:.額定轉(zhuǎn)矩Tn額定轉(zhuǎn)矩Tn是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)

14、，轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。PTn9550乓n(5-6)式中P2是電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，其單位是瓦特，n的單位是轉(zhuǎn)/分，Tn的單位是牛米。當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩T0時(shí)，阻轉(zhuǎn)矩近似為負(fù)載轉(zhuǎn)矩Tl,電動(dòng)機(jī)作等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T必與阻轉(zhuǎn)矩Tl相等，即T=Tl。額定負(fù)載時(shí)，則有Tn=Tl。.最大轉(zhuǎn)矩TmTm乂稱為臨界轉(zhuǎn)矩，是電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動(dòng)機(jī)的過載能力。最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為序，此時(shí)的Sm叫做臨界轉(zhuǎn)差率，見圖5-5(a)最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩Tn之比稱為電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)，即=Tr/Tn一般三相異步的過載系數(shù)在1.82.2之間。在選用電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須考慮可能出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩，而

15、后根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)算出電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，它必須大丁最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。否則，就是重選電動(dòng)機(jī)。.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，即n=0,s=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。為確保電動(dòng)機(jī)能夠帶額定負(fù)載起動(dòng)，必須滿足：TstTn,一股的三相異步電動(dòng)機(jī)有Tst/TN=12.2。2. 電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力自適應(yīng)分析電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，它所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T的大小能夠在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載的變化，這種特性稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。TlnSI2T直至新的平衡。此過程中，I2時(shí)，Il電源提供的功率自動(dòng)El5555555555555555555F,21增加?？偨Y(jié)：1、電磁轉(zhuǎn)矩T的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流I及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的

16、強(qiáng)弱有關(guān)。轉(zhuǎn)矩T還與定子每相電壓U的平方成比例，所以當(dāng)電源電壓有所變動(dòng)時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)矩的影響很大。此外，轉(zhuǎn)矩T還受轉(zhuǎn)子電阻R的影響。2、在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻R下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率n之間的關(guān)系曲線T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T)，稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線。其特性見圖5-53、三個(gè)轉(zhuǎn)矩：.額定轉(zhuǎn)矩Tn額定轉(zhuǎn)矩Tn是異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩。.最大轉(zhuǎn)矩TmTm乂稱為臨界轉(zhuǎn)矩，是電動(dòng)機(jī)可能產(chǎn)生的最大電磁轉(zhuǎn)矩。它反映了電動(dòng)機(jī)的過載能力3）.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst,Tst為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)初始瞬間的轉(zhuǎn)矩，即n=0,s=1時(shí)的轉(zhuǎn)矩。4、電動(dòng)機(jī)的負(fù)載能力自適應(yīng)分析電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，它所

17、產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T的大小能夠在一定的范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載的變化，這種特性稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。5.2.三相異步電動(dòng)機(jī)的使用電動(dòng)機(jī)或其他電氣設(shè)備電路的接通或斷開，目前普遍采用繼電器、接觸器、按鈕及開關(guān)等控制電器來組成控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)一般稱為繼電一一接觸器控制系統(tǒng)。任何復(fù)雜的控制電路，都是由一些基本的單元電路組成的。因此，在本節(jié)中我們主要討論繼電接觸器控制的一些基本電路。要弄活一個(gè)控制電路的原理，必須了解其中各個(gè)電器元件的結(jié)構(gòu)，動(dòng)作原理以及它們的控制作用。電器的種類繁多，可分為手動(dòng)的和自動(dòng)的兩類。手動(dòng)電器是由工作人員手動(dòng)操縱的，例如刀開關(guān)、點(diǎn)火開關(guān)等。而自動(dòng)電器則是按照指令、信號(hào)或某個(gè)物理量

18、的變化而自動(dòng)動(dòng)作的，例如各種繼電器、接觸器、電磁閥等。因此本節(jié)首先對(duì)這些常用控制電器作簡(jiǎn)單介紹。5.2.1.常用低壓電器介紹1.手動(dòng)電器1）.刀開關(guān)?刀開關(guān)乂叫閘刀開關(guān)，一般用丁不頻繁操作的低壓電/路中，用作接通和切斷電源，有時(shí)也用來控制小容量電動(dòng)機(jī)/“的直接起動(dòng)與停機(jī)和絕緣刀開關(guān)由閘刀（動(dòng)觸點(diǎn)）、靜插座（靜觸點(diǎn)）、手柄底板等組成。刀開關(guān)的種類很多。按極數(shù)（刀片數(shù)）分為單極、雙電路符號(hào)極和三極；按結(jié)構(gòu)分為平板式和條架式；按操作方式分為直接手柄定電電流結(jié)構(gòu)和電蒂田跳新枷客閉牌lit在一帝.操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式和電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)式；按轉(zhuǎn)換方向分為單投和雙投等。圖5-6刀開關(guān)的電路符號(hào)?刀開關(guān)一般與熔

19、斷器申聯(lián)使用，以便在短路或過負(fù)荷時(shí)熔斷器熔斷而自動(dòng)切斷電路。?刀開關(guān)的額定電壓通常為250V和500V,額定電流在1500A以下?？紤]到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額流值應(yīng)如下選擇：35倍異步電機(jī)額定2）.按鈕按鈕常用丁接通、斷開控制電路，它的路符號(hào)見圖5-7。按鈕上的觸點(diǎn)分為常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，由丁按鈕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，按鈕只起發(fā)出“接通”和“斷開”信號(hào)的作用。圖5-7按鈕的結(jié)構(gòu)和符號(hào)2.自動(dòng)電器線路正常工熔斷，起到保部分熔體（熔者是用截面1）.熔斷器?熔斷器主要作短路或過載保護(hù)用,申聯(lián)在被保護(hù)的線路中作時(shí)如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當(dāng)線路短路或過載時(shí)熔斷器護(hù)線路上其他電器設(shè)備的作用。?熔斷器的結(jié)構(gòu)有

20、管式、磁插式、螺旋式、等幾種。其核心絲或熔片）是用電阻率較高的易熔合金制成，如鉛錫合金；或積較小的導(dǎo)體制成。?熔體額定電流If的選擇：1.無沖擊電流的場(chǎng)合（如電燈、電爐）IfIl；圖5-8熔斷器的電路符號(hào)3. 2.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的熔體：熔體額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流士2.5；如果電動(dòng)機(jī)起動(dòng)頻繁，則為：熔體額定電流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流士（1.62）;幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)合用的總?cè)垠w：熔體額定電流=（1.52.5）X容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流+其余電動(dòng)機(jī)的額定電流之和。2）.交流接觸器接觸器是一種自動(dòng)開關(guān)，是電力拖動(dòng)中主要的控制電器之一，它分為直流和交流兩類。其中，交流接觸器常用來接通和斷開電動(dòng)機(jī)或其他設(shè)備的主電路。

21、圖5-9是交流接觸器的主要結(jié)構(gòu)圖。接觸器主要由電磁鐵和觸頭兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動(dòng)作的。當(dāng)電磁線圈通電后，吸引山字形動(dòng)鐵心（上鐵心），而使常開觸頭閉合。圖5-9接觸器工作原理圖根據(jù)用途不同，接觸器的觸頭分主觸頭和輔助觸頭兩種。輔助觸頭通過的電流較小，常接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中；主觸頭能通過較大電流，常接在電動(dòng)機(jī)的主電路中。如CJ10-20型交流接觸器有三個(gè)常開主觸頭和四個(gè)輔助觸頭（兩個(gè)常開，兩個(gè)常閉）。當(dāng)主觸頭斷開時(shí)，其間產(chǎn)生電弧，會(huì)燒壞觸頭，并使電路分?jǐn)鄷r(shí)間拉長(zhǎng)，因此，必須采取滅弧措施。通常交流接觸器的觸頭都做成橋式結(jié)構(gòu)，它有兩個(gè)斷點(diǎn)，以降低觸頭斷開時(shí)加在斷點(diǎn)上的電壓，使電弧容易

22、熄滅，同時(shí)各相問裝有絕緣隔板，可防止短路。在電流較大的接觸器中還專門設(shè)有滅弧裝置。接觸器的電路符號(hào)見圖5-10,接觸器線圈主觸頭一一用丁主電路輔助觸頭一一用丁控制電路圖5-10接觸器電路符號(hào)在選用接觸器時(shí)，應(yīng)注意它的額定電流、線圈電壓及觸頭數(shù)量等。CJ10系列接觸器的主觸頭額定電流有5、10、20、40、75、120A等數(shù)種。1) .中間繼電器中間繼電器的結(jié)構(gòu)與接觸器基本相同，只是體積較小，觸點(diǎn)較多，通常用來傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可以用來控制小容量的電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行元件。常用的中間繼電器有JZ7系列，觸點(diǎn)的額定電流為5A,選用時(shí)應(yīng)考慮線圈的電壓。2) .熱繼電器熱繼電器是用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)

23、，使之免受長(zhǎng)期過載危害的繼電器。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而動(dòng)作的，它的工作原理如圖5-11所示。圖中熱元件是一段電阻不大的電阻絲，接在電動(dòng)機(jī)的主電路中的雙金屆片，由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屆采用熱和壓力輾壓而成，亦可采用冷結(jié)合，其中，下層金屆的膨脹系數(shù)大，上層的小。當(dāng)主電路中電流超過容許值，雙金屆片受熱向上彎曲致使脫扣，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸頭斷開。觸頭是接在電動(dòng)機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動(dòng)機(jī)的主電路。由丁熱慣性，熱繼電器不能作短路保護(hù)，因?yàn)榘l(fā)生短路事故時(shí)，我們要求電路立即斷開，而熱繼電器是不能立即動(dòng)作的。但是這個(gè)熱慣性乂是合乎我們要求的，比如在電動(dòng)機(jī)

24、起動(dòng)或短時(shí)過載時(shí)，由丁熱慣性熱繼電器不會(huì)動(dòng)作，這可避免電動(dòng)機(jī)的不必要的停車。如果要熱繼電器復(fù)位，則按下復(fù)位按鈕即可。圖5-11熱繼電器工作原理圖常用的熱繼電器有JRDJR10及JR16等系列。熱繼電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)是整定電流。所謂整定電流，就是熱元件通過的電流超過此值的20卅寸，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動(dòng)作。JR040型的整定電流從0.6A一40A有9種規(guī)格。選用熱繼電器時(shí)，應(yīng)使其整定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流基本上一致。3) .行程開關(guān)行程開關(guān)結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動(dòng)切換等。A樸棕麻我ST電路符號(hào)電路符號(hào)圖5-12行程開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖和電路符號(hào)5.

25、2.2三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)及選擇1.三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上都裝有一塊銘牌。銘牌上標(biāo)注有該電動(dòng)機(jī)的主要性能和技術(shù)數(shù)據(jù)。三相異步電動(dòng)機(jī)頻率50Hz型號(hào)Y132M-4功率7.5kW電壓380V電流15.4A接法轉(zhuǎn)速1440r/min絕緣等級(jí)E工作方式連續(xù)溫升80C防護(hù)等級(jí)IP44重量55Kg年月編號(hào)電機(jī)廠1).型號(hào)為不同用途和不同工作環(huán)境的需要，電機(jī)制造廠把電動(dòng)機(jī)制成各種系列，每個(gè)系列的不同電動(dòng)機(jī)用不同的型號(hào)表示。如Y315S6二相異步電動(dòng)機(jī)座中心機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)磁極數(shù)機(jī)高S:短鐵心mmM:中鐵心L:長(zhǎng)鐵心2).接法接法指電動(dòng)機(jī)三相定子繞組的聯(lián)接方式。一般鼠籠式電動(dòng)機(jī)的接線盒中有六根

26、引出線，標(biāo)有u、Vi、W、U2、V、W,其中:U、V、W是每一相繞組的始端12、V、W是每一相繞組的末端三相異步電動(dòng)機(jī)的聯(lián)接方法有兩種：星形(P聯(lián)接和三角形()聯(lián)接。通常三相異步電動(dòng)機(jī)功率在4kW以下者接成星形；在4kW(不含)以上者，接成三角形。3) .電壓銘牌上所標(biāo)的電壓值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。一般規(guī)定電動(dòng)機(jī)的電壓不應(yīng)高于或低于額定值的5%必須注意：在低于額定電壓下運(yùn)行時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩Tmax和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst會(huì)顯著地降低，這對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行是不利的。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380U3000V及6000V等多種。4) .電流銘牌上所標(biāo)的電流值是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞

27、組的最大線電流允許值。當(dāng)電動(dòng)機(jī)空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，兩者之間相對(duì)轉(zhuǎn)速很小，所以轉(zhuǎn)子電流近似為零，這時(shí)定子電流幾乎全為建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的勵(lì)磁電流。當(dāng)輸出功率增大時(shí)，轉(zhuǎn)子電流和定子電流都隨著相應(yīng)增大。5) .功率與效率銘牌上所標(biāo)的功率值是指電動(dòng)機(jī)在規(guī)定的環(huán)境溫度下，在額定運(yùn)行時(shí)電極軸上輸出的機(jī)械功率值。輸出功率與輸入功率不等，其差值等于電動(dòng)機(jī)本身的損耗功率，包括銅損、鐵損及機(jī)械損耗等。6) 所謂效率就是輸出功率與輸入功率的比值。一般鼠籠式電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的效率約為72%一93%.功率因數(shù)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)是電感性負(fù)載，定子相電流比相電壓滯后一個(gè)角，cos就是電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。三相異步電動(dòng)機(jī)的

28、功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.70.9,而在輕載和空載時(shí)更低，空載時(shí)只有0.20.3。選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意其容量，防止“大馬拉小車”，并力求縮短空載時(shí)間。7) .轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)/分。不同的磁極數(shù)對(duì)應(yīng)有不同的轉(zhuǎn)速等級(jí)。最常用的是四個(gè)級(jí)的(n0=1500r/min)。8) .絕緣等級(jí)在緣等級(jí)是按電動(dòng)機(jī)繞組所用的絕緣材料在使用時(shí)容許的極限溫度來分級(jí)的。所謂極限溫度是指電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)中最熱點(diǎn)的最高容許溫度。2. 絕緣等級(jí)環(huán)境溫度40C時(shí)的容極限允許許溫升溫度A65C105C80C120C90C130C三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇正確選擇電動(dòng)機(jī)的功率、種類、型式是極為重要的。1) .功

29、率的選擇電動(dòng)機(jī)的功率根據(jù)負(fù)載的情況選擇合適的功率，選大了雖然能保證正常運(yùn)行，但是不經(jīng)濟(jì)，電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)都不高；選小了就不能保證電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的正常運(yùn)行，不能充分發(fā)揮生產(chǎn)機(jī)械的效能，并使電動(dòng)機(jī)由于過載而過早地?fù)p壞。(1) 連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇對(duì)連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，先算出生產(chǎn)機(jī)械的功率，所選電動(dòng)機(jī)的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機(jī)械的功率即可。(2) 短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇如果沒有合適的專為短時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)，可選用連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。由于發(fā)熱慣性，在短時(shí)運(yùn)行時(shí)可以容許過載。工作時(shí)間愈短，則過載可以愈大。但電動(dòng)機(jī)的過載是受到限制的。通常是根據(jù)過載系數(shù)來選擇短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的功率。電動(dòng)機(jī)的額定

30、功率可以是生產(chǎn)機(jī)械所要求的功率的1/。2) .種類和型式的選擇(1) .種類的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的種類是從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動(dòng)性能、維護(hù)及價(jià)格等方面來考慮的。 交、直流電動(dòng)機(jī)的選擇如沒有特殊要求，一般都應(yīng)采用交流電動(dòng)機(jī)。 鼠籠式與繞線式的選擇三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動(dòng)性能較差。因此在要求機(jī)械特性較硬而無特殊調(diào)速要求的一般生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)應(yīng)盡可能采用鼠籠式電動(dòng)機(jī)。因此只有在不方便采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)時(shí)才采用繞線式電動(dòng)機(jī)。(2) .結(jié)構(gòu)型式的選擇電動(dòng)機(jī)常制成以下幾種結(jié)構(gòu)型式： 開啟式在構(gòu)造上無特殊防護(hù)裝置，用于十燥無灰

31、塵的場(chǎng)所。通風(fēng)非常良好。 防護(hù)式在機(jī)殼或端蓋下面有通風(fēng)罩，以防止鐵屑等雜物掉入。也有將外殼做成擋板狀，以防止在一定角度內(nèi)有雨水滴濺入其中。 封閉式它的外殼嚴(yán)密封閉，靠自身風(fēng)扇或外部風(fēng)扇冷卻，并在外殼帶有散熱片。在灰塵多、潮濕或含有酸性氣體的場(chǎng)所，可采用它。 防爆式整個(gè)電機(jī)嚴(yán)密封閉，用丁有爆炸性氣體的場(chǎng)所。（3）.安裝結(jié)構(gòu)型式的選擇 機(jī)座帶底腳，端蓋無凸緣（&） 機(jī)座不帶底腳，端蓋有凸緣（Bs） 機(jī)座帶底腳，端蓋有凸緣（&5）（4）.電壓和轉(zhuǎn)速的選擇 電壓的選擇電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選擇，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。Y系列鼠籠式電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等

32、級(jí)。只有大功率異步電動(dòng)機(jī)才采用3000V和6000V。 轉(zhuǎn)速的選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定的。但通常轉(zhuǎn)速不低丁500r/min。因?yàn)楫?dāng)功率一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速愈低，則其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，且效率也較低。因此就不如購(gòu)買一臺(tái)高速電動(dòng)機(jī)再另配減速器來得合算。異步電動(dòng)機(jī)通常采用4個(gè)極的，即同步轉(zhuǎn)速n°=1500r/min。例有一Y225M-4型三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，額定數(shù)據(jù)如下：試求（1）額定電流；（2）額定轉(zhuǎn)差率S；（3）額定轉(zhuǎn)矩Tn、最大轉(zhuǎn)矩Tmaz起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst。功率轉(zhuǎn)速電壓效率功率因數(shù)Ist/INTst/TnTma/TN（）45kW1480r/min380V92.3

33、%0.887.01.92.2解：（1）4-10KW電動(dòng)機(jī)通常都采用380V/接法（2）已知電動(dòng)機(jī)是四極的，即p2,n01500r/min,所以（3）總結(jié)：1、控制電器是指在電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的器件。繼電器一接觸器控制系統(tǒng)通常使用500V以下的低壓控制電器。2、電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)用來標(biāo)明電動(dòng)機(jī)的額定值和主要技術(shù)規(guī)范，在使用中應(yīng)遵守銘牌的規(guī)定。3、選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)根據(jù)負(fù)載和使用環(huán)境的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，選擇時(shí)應(yīng)注意電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)盡可能與負(fù)載相匹配，既不宜“大”，更不宜“小馬拉大車”。1. .異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與調(diào)速分析起動(dòng)特性分析(1) 起動(dòng)電流1st在剛起動(dòng)時(shí)，由丁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)靜止的轉(zhuǎn)子

34、有著很大的相對(duì)轉(zhuǎn)速，磁力線切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度很快，這時(shí)轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的電動(dòng)勢(shì)和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流均很大，同時(shí)，定子電流必然也很大。一般中小型鼠籠式電動(dòng)機(jī)定子的起動(dòng)電流可達(dá)額定電流的57倍。注意：在實(shí)際操作時(shí)應(yīng)盡可能不讓電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)。如在切削加工時(shí)，一般只是用摩擦離合器或電磁離合器將主軸與電機(jī)軸脫開，而不將電動(dòng)機(jī)停下來。(2) 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電流12雖然很大，但轉(zhuǎn)子的功率因數(shù)cos2很低，由公式TCmI2COS2可知，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩T較小，通常TSt/TN1.1:2.0。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小可造成以下問題：(1)會(huì)延長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間。(2)不能在滿載下起動(dòng)。因此應(yīng)設(shè)法提高。但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩如果過大

35、,會(huì)使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受到?jīng)_擊而損壞，所以一般機(jī)床的主電動(dòng)機(jī)都是空載起動(dòng)(起動(dòng)后再切削)，對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩沒有什么要求。綜上所述，異步電機(jī)的主要缺點(diǎn)是起電流大而起轉(zhuǎn)矩小。因此，我們必須采取適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)方法，以減小起動(dòng)電流并保證有足夠的起轉(zhuǎn)矩。2. 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法1) .直接起動(dòng)直接起動(dòng)乂稱為全壓起動(dòng)，就是利用閘刀開關(guān)或接觸器將電動(dòng)機(jī)的定子繞組直接加到額定電壓下起動(dòng)。這種方法只用丁小容量的電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)容量遠(yuǎn)小丁供電變壓器容量的場(chǎng)合。2) .降壓起動(dòng)在起動(dòng)時(shí)降低加在定子繞組上的電壓，以減小起動(dòng)電流，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再恢復(fù)到全壓運(yùn)行。此方法適丁大中型鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的輕載或空載起動(dòng)。 星形

36、-三角形(Y-)換接起動(dòng)起動(dòng)時(shí)，將三相定子繞組接成星形，待轉(zhuǎn)速上升到接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，再換成三角形。這樣，在起動(dòng)時(shí)就把定子每相繞組上的電壓降到正常工作電壓的1/龍。此方法只能用丁正常工作時(shí)定子繞組為三角形聯(lián)接的電動(dòng)機(jī)。這種換接起動(dòng)可采用星三角起動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)。星三角起動(dòng)器體積小、成本低、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作可靠。 自耦降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)是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。如圖8-9所示，起動(dòng)時(shí)，先把開關(guān)Q扳到“起動(dòng)”位置，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，將Q扳向“工作”位置，切除自耦變壓器。采用自耦降壓起動(dòng)，也同時(shí)能使起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小正常運(yùn)行作星形聯(lián)接或容量較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，常用自耦降壓

37、起動(dòng)。3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速就是在同一負(fù)載下能得到不同的轉(zhuǎn)速，以滿足生產(chǎn)過程的要求。調(diào)速的方法可見，可通過三個(gè)途徑進(jìn)行調(diào)速：改變電源頻率f,改變磁極對(duì)數(shù)p,改變轉(zhuǎn)差率S。前兩者是鼠籠式電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法，后者是繞線式電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法。(1) 變頻調(diào)速此方法可獲得平滑且范圍較大的調(diào)速效果，且具有硬的機(jī)械特性；但須有專門的變頻裝置一一由可控硅整流器和可控硅逆變器組成，設(shè)備復(fù)雜，成本較高，應(yīng)用范圍不廣。(2) 變極調(diào)速此方法不能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，但它簡(jiǎn)單方便，常用于金屆切割機(jī)床或其他生產(chǎn)機(jī)械上。(3) 轉(zhuǎn)子電路申電阻調(diào)速在繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中，申入一個(gè)三相調(diào)速變阻器進(jìn)行調(diào)速。此方法能平滑地

38、調(diào)節(jié)繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，且設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少；但變阻器增加了損耗，故常用于短時(shí)調(diào)速或調(diào)速范圍不太大的場(chǎng)合。以上可知，異步電動(dòng)機(jī)的各種調(diào)速方法都不太理想，所以異步電動(dòng)機(jī)常用于要求轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定或調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合。4. 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)制動(dòng)是給電動(dòng)機(jī)一個(gè)與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩，促使它在斷開電源后很快地減速或停轉(zhuǎn)。對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)，也就是要求它的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩稱為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。常見的電氣制動(dòng)方法有：(1) 反接制動(dòng)當(dāng)電動(dòng)機(jī)快速轉(zhuǎn)動(dòng)而需停轉(zhuǎn)時(shí)，改變電源相序，使轉(zhuǎn)子受一個(gè)與原轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩而迅速停轉(zhuǎn)。注意，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷電源，以免電機(jī)反轉(zhuǎn)。為了限制電流，對(duì)功率較大的

39、電動(dòng)機(jī)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)必須在定子電路(鼠籠式)或轉(zhuǎn)子電路(繞線式)中接入電阻。這種方法比較簡(jiǎn)單，制動(dòng)力強(qiáng)，效果較好，但制動(dòng)過程中的沖擊也強(qiáng)烈，易損壞傳動(dòng)器件，且能量消耗較大，頻繁反接制動(dòng)會(huì)使電機(jī)過熱。對(duì)有些中型車床和鐵床的主軸的制動(dòng)采用這種方法。(2) 能耗制動(dòng)電動(dòng)機(jī)脫離三相電源的同時(shí)，給定子繞組接入一直流電源，使直流電流通入定子繞組。于是在電動(dòng)機(jī)中便產(chǎn)生一方向恒定的磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子受一與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的F力的作用，于是產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。直流電流的大小一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.51倍。由于這種方法是用消耗轉(zhuǎn)子的動(dòng)能(轉(zhuǎn)換為電能)來進(jìn)行制動(dòng)的，所以稱為能耗制動(dòng)。這種制動(dòng)能量消耗小，制動(dòng)準(zhǔn)確而平穩(wěn)，

40、無沖擊，但需要直流電流。在有些機(jī)床中采用這種制動(dòng)方法。(3) 發(fā)電反饋制動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n超過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n0時(shí)，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩也是制動(dòng)的。如：當(dāng)起重機(jī)快速下放重物時(shí)，重物拖動(dòng)轉(zhuǎn)子,使其轉(zhuǎn)速n>n°,重物受到制動(dòng)而等速下降。1. .三相異步電動(dòng)機(jī)的控制直接啟動(dòng)控制電路直接啟動(dòng)即啟動(dòng)時(shí)把電動(dòng)機(jī)直接網(wǎng)，加上額定電壓，一般來說，電動(dòng)機(jī)大丁直接供電變壓器容量的20%s都可以直接啟動(dòng)。1).點(diǎn)動(dòng)控制合上開關(guān)S,三相電源被引入控制電動(dòng)機(jī)還不能起動(dòng)。按下按鈕SB,接線圈通電，銜鐵吸合，常開主觸點(diǎn)接通，子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開按鈕5-13點(diǎn)動(dòng)控制接入電的容量不30%時(shí),電路，但觸器KM電動(dòng)機(jī)定

41、SB,圖接觸器KM線圈斷電，銜鐵松開，常開主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)起動(dòng)過程。按下起動(dòng)按鈕SB,接觸器KM|圈并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合，以保證松開按鈕SB后續(xù)通電，申聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。停止過程。按下停止按鈕SB,接觸器KM圈并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)斷開，以保證松開按鈕SB后續(xù)失電，申聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM勺主觸點(diǎn)持續(xù)斷開，轉(zhuǎn)。與SB并聯(lián)的KM的輔助常開觸點(diǎn)的這種作用稱為自鎖。圖示控制電路還可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和零壓111s-V通電，與SBKM線圈持電動(dòng)機(jī)連斷電，與SBKM線圈持電動(dòng)機(jī)停保護(hù)。圖2).直接起動(dòng)控制5-14直接起動(dòng)控制

42、?起短路保護(hù)的是申接在主電路中的熔斷器FU。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)。?起過載保護(hù)的是熱繼電器FR當(dāng)過載時(shí)，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點(diǎn)斷開，使接觸器KM線圈斷電，申聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí)KMffl助觸點(diǎn)也斷開，解除自鎖。故障排除后若要重新起動(dòng)，需按下FR的復(fù)位按鈕，使FR的常閉觸點(diǎn)復(fù)位(閉合)即可。?起零壓(或欠壓)保護(hù)的是接觸器KM本身。當(dāng)電源暫時(shí)斷電或電壓嚴(yán)重下降時(shí)，接觸器KMB圈的電磁吸力不足，銜鐵自行釋放，使主、輔觸點(diǎn)自行復(fù)位，切斷電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，同時(shí)解除自鎖。正反轉(zhuǎn)控制1).簡(jiǎn)單的正反轉(zhuǎn)控制FR(1)正向起動(dòng)過程。按

43、下起動(dòng)按鈕器KM線圈通電，與SB并聯(lián)的KM的輔助閉合，以保證KM線圈持續(xù)通電，申聯(lián)在路中的KM的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連轉(zhuǎn)KM2FU1|4L-sb3SB1I-SKMiSB2KM1411-1MM1SB,接觸常開觸點(diǎn)電動(dòng)機(jī)回續(xù)正向運(yùn)KM2(2)停止過程。按下停止按鈕SB,線圈斷電，與SB并聯(lián)的KM的輔助觸點(diǎn)斷KM線圈持續(xù)失電，申聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的點(diǎn)圖5-15簡(jiǎn)單的正反轉(zhuǎn)控制持續(xù)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)定子電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)FRM3KM2接觸器KM開，以保證KM的主觸SE2并聯(lián)的KM的輔助常開觸(3)反向起動(dòng)過程。按下起動(dòng)按鈕SB,接觸器KM線圈通電，與點(diǎn)閉合，以保證線圈持續(xù)通電，申聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM的主

44、觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：KM和KM線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下SB和S隹，也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤，將引起主回路電源短路2).帶電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路IF將接觸器KM的輔助常閉觸點(diǎn)申入KM的線圈回保證在KM線圈通電時(shí)KM線圈回路總是斷開的；將的輔助常閉觸點(diǎn)申入KM的線圈回路中，從而保證通電時(shí)KM線圈回路總是斷開的。這樣接觸器的輔點(diǎn)KM和KM保證了兩個(gè)接觸器線圈不能同時(shí)通電，方式稱為互鎖或者聯(lián)鎖，這兩個(gè)輔助常開觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖觸點(diǎn)SB3SBiKM1KM2KM1KM1KM2SBJS-rai1KM2路中，從而接觸器KM在

45、KM線圈助常閉觸這種控制互鎖或者圖5-16帶電氣互鎖的正反轉(zhuǎn)控制缺點(diǎn)：電路在具體操作時(shí)，若電動(dòng)機(jī)處丁正轉(zhuǎn)狀態(tài)要反轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB,使互鎖觸點(diǎn)KM閉合后按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；若電動(dòng)機(jī)處丁反轉(zhuǎn)狀態(tài)要正轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕SB,使互鎖觸點(diǎn)KM閉合后按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕SB才能使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。5.2.4 .三相異步電動(dòng)機(jī)的控制上一節(jié)課我們講了電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)與長(zhǎng)動(dòng)控制,電器一一接觸器控制系統(tǒng)。這一節(jié)課我們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)一步講述電動(dòng)機(jī)的繼制電路在KM的線電路中；這線圈通電之時(shí)通電；從實(shí)現(xiàn)的互鎖3) 正反轉(zhuǎn)控制.同時(shí)具有電氣互鎖和機(jī)械互鎖的正反轉(zhuǎn)控采用復(fù)式按鈕，將SB按鈕的常閉觸點(diǎn)申接圈電路中

46、；將SB的常閉觸點(diǎn)申接在KM的線圈樣，無論何時(shí)，只要按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，在KM前就首先使KM斷電，從而保證KM和KM不同反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕也叫機(jī)械或按鈕互鎖。圖5-17具有電氣互鎖和機(jī)械互鎖的正反轉(zhuǎn)控制Y一降壓起動(dòng)控制按下起動(dòng)按鈕SB,時(shí)間繼接觸器KM同時(shí)通電吸合,KM觸點(diǎn)閉合，把定子繞組連接成星輔助觸點(diǎn)閉合，接通接觸器KM主觸點(diǎn)閉合，將定子接入電源，星形連接下起動(dòng)。KM的一對(duì)常點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖。經(jīng)一定延時(shí)，觸點(diǎn)斷開，KM斷電復(fù)位，接觸吸合。KM的常開主觸點(diǎn)將定子三角形，使電動(dòng)機(jī)在額定圖降壓起動(dòng)控制電壓下正常運(yùn)行。與按鈕SB申SXFRKTKM1TCP，KM2KM3電器KT和

47、的常開主形，其常開KM的常開電動(dòng)機(jī)在開輔助觸KT的常閉器KM通電繞組接成5-18Y一聯(lián)的KM的常閉輔助觸點(diǎn)的作用是：當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，該常閉觸點(diǎn)斷開，切斷了KT、KM的通路，即使誤按SB,KT和KM也不會(huì)通電，以免影響電路正常運(yùn)行。若要停車，則按下停止按鈕SB,接觸器KM、KM同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。1）.限位控制（圖5-19）當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)壓下行程開關(guān)的觸桿，將常閉觸點(diǎn)斷開，接觸器線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)斷電而停止運(yùn)行。圖5-19限位控制圖5-20行程往返控制2）.行程往返控制（圖5-20）按下正向起動(dòng)按鈕SB,電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行，帶動(dòng)工作臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到

48、SQ位置時(shí)，擋塊壓下SQ,接觸器KM斷電釋放，KM通電吸合，電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行，使工作臺(tái)后退。工作臺(tái)退到SQ位置時(shí)，擋塊壓下SQ,KM斷電釋放，KM通電吸合，電動(dòng)機(jī)乂正向起動(dòng)運(yùn)行，工作臺(tái)乂向前進(jìn)，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時(shí)按下SB,KM和KM線圈同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。總結(jié)：1、異步電動(dòng)機(jī)有兩種直接起動(dòng)方法：直接起動(dòng)和降壓起動(dòng)。直接起動(dòng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，應(yīng)盡量采用;電機(jī)容量較大時(shí)應(yīng)采用降壓起動(dòng)以限制起動(dòng)電流，常用的降壓起動(dòng)方法有Y一降壓起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)和定子申電阻降壓起動(dòng)等。2、異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)和正反轉(zhuǎn)控制電路時(shí)控制的基本環(huán)節(jié)，應(yīng)掌握它們的工作原理和分析方法，明確自鎖和互鎖的含義和思想方法。3、首先了解工藝過程及控制要求；4、搞活控制系統(tǒng)中各電機(jī)、電器的作用以及它們的