電機與電氣控制技術(shù)PPT（中職）完整全套教學課件

電機與電氣控制技術(shù)項目01控制與檢測交流電動機項目02控制與檢測直流電動機項目03認識特種電動機項目04常見低壓電器及其識別與檢測項目05識讀、安裝和檢修點動與連動控制線路項目06識讀、安裝和檢修降壓啟動控制線路項目07識讀、安裝和檢修正反轉(zhuǎn)及位置控制線路項目08識讀、安裝和檢修順序控制及多地控制線路項目09識讀、安裝和檢修制動控制線路項目10識讀和檢修CDⅠ型電動葫蘆控制線路項目11識讀和檢修CA6140車床電氣控制線路任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用項目1控制與檢測交流電動機

1.認識并檢測三相異步電動機及相關(guān)設(shè)備。

2.學會異步電動機的接線和基本操作。

3.熟悉異步電動機的常用啟動方法。

4.了解異步電動機的常見制動方法。

5.熟悉三相異步電動機的調(diào)速方法。

6.知道異步電動機每種調(diào)速方法的特點。

7.熟悉三相異步電動機運行前的檢查項目與啟動注意事項。

8.了解單相異步電動機的類型、啟動方法和調(diào)速方法。學習重點項目1控制與檢測交流電動機

一、三相異步電動機的特點及用途三相異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、堅固耐用、使用維護方便、運行性能好，并可節(jié)省各種材料等優(yōu)點，其缺點是輕載功率因數(shù)低，在啟動、調(diào)速性能等方面尚有不足之處，比不上直流電動機。三相異步電動機廣泛應(yīng)用于對調(diào)速性能要求不高的場合，如普通機床、起重機、生產(chǎn)線、鼓風機、水泵以及各種農(nóng)副產(chǎn)品的加工機械等。三相異步電動機的外形如圖所示。知識鏈接任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

1.按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類根據(jù)電動機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，可分為鼠籠型異步電動機和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。

2.按工作電壓分類根據(jù)電動機工作電壓的不同，可分為高壓異步電動機和低壓異步電動機。

3.按工作性能分類根據(jù)電動機工作性能的不同，可分為高啟動轉(zhuǎn)矩異步電動機和高轉(zhuǎn)差異步電動機。

4.按外形尺寸及功率大小分類根據(jù)電動機外形尺寸及功率大小的不同，可分為大型、中型、小型異步電動機等。二、三相異步電動機的分類任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機三相異步電動機雖然種類繁多，但基本結(jié)構(gòu)均由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，定子和轉(zhuǎn)子之間有空氣隙。三相異步電動機的結(jié)構(gòu)如圖所示，其主要組成部分如下。三、三相異步電動機的結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場是異步電動機工作的基本條件。產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是三相定子繞組在空間位置上對稱，且在定子繞組中通入三相對稱交流電。

1.旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生最簡單的三相異步電動機的定子繞組如圖所示。每相繞組只有一個線圈，三個相同的線圈U1U2、V1V2、W1W2在空間的位置彼此互差120°，分別放在定子鐵芯槽中。當把三相線圈接成星形，并接通三相對稱電源后，那么在定子繞組中便產(chǎn)生三個對稱電流，即iU=Imsinωt，iV=Imsin（ωt-120°），iW=Imsin（ωt-240°）。其波形如圖所示。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機電流通過每個線圈要產(chǎn)生磁場，而通入定子繞組的三相交流電流的大小及方向均隨時間而變化，那么三個線圈所產(chǎn)生的合成磁場是怎樣的呢?這可由每個線圈在同一時刻各自產(chǎn)生的磁場進行疊加而得到。假定電流由線圈的始端流入，末端流出為正，反之則為負。電流流進端用0、T/6、T/3、T/2四個時刻所產(chǎn)生的合成磁場作定性的分析（其中T為三相電流變化的周期）。旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生如圖所示。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

2.旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度理論分析與實踐證明，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速可用n0=60f／p表示。式中，n0是旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，又稱同步轉(zhuǎn)速，單位為r/min；f是三相電源的頻率，單位為Hz；p是磁極對數(shù)。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

3.三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理如果在三相定子繞組中通入三相對稱電流，則在定子、轉(zhuǎn)子鐵芯及其之間的空氣隙中產(chǎn)生一個同步轉(zhuǎn)速為n0的旋轉(zhuǎn)磁場，某瞬間定子電流產(chǎn)生的磁場如圖所示，在空間按順時針方向旋轉(zhuǎn)。因轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，所以靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生相對運動，在轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右手定則判定。在圖中，籠型轉(zhuǎn)子上方導體電流流出紙面，下方導體電流流進紙面。根據(jù)電磁力定律，轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力F的作用，F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機由圖可見，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致，使轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動。因此，要改變?nèi)喈惒诫妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向只需改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向即可。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

4.轉(zhuǎn)差率由上面的分析還可看出，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n一定要小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0。如果三相異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小相等，那么，磁場與轉(zhuǎn)子之間就沒有相對運動，導體不能切割磁力線，因此轉(zhuǎn)子線圈中也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，三相異步電機轉(zhuǎn)子導體在磁場中也就不會受到電磁力的作用而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。因而三相異步電機的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度不可能與旋轉(zhuǎn)磁場相同，總是小于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，這就是異步電動機“異步”的含義。但在特殊運行方式下（如發(fā)電制動），三相異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以大于同步轉(zhuǎn)速。又因為轉(zhuǎn)子電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動機。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之差稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即電動機的轉(zhuǎn)速就是電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n，其與轉(zhuǎn)差率s和同步轉(zhuǎn)速n0的關(guān)系為n=（1-s）n0轉(zhuǎn)差率是分析異步電動機運動情況的一個重要參數(shù)，s的大小與異步電動機的運行情況密切相關(guān)：①當電動機靜止或剛啟動的一瞬間時n＝0，對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率s＝1。②當n＝n0時（理想空載運行），轉(zhuǎn)差率s＝0。③穩(wěn)定運行時，s在0~1之間變化，一般s在2%~8%。四、三相異步電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機在異步電動機的機座上都裝有一塊銘牌，如圖所示。銘牌上標出了該電動機的一些數(shù)據(jù)，要正確使用電動機，必須看懂銘牌，下面以Y112M4型電動機為例來說明銘牌數(shù)據(jù)的含義。五、三相異步電動機的銘牌任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

1.型號

2.額定頻率額定頻率是指加在電動機定子繞組上的允許頻率，國產(chǎn)異步電動機的額定頻率為50Hz。五、三相異步電動機的銘牌任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

3.額定電壓UN額定電壓是指定子三相繞組規(guī)定應(yīng)加的線電壓值。一般應(yīng)為380V。

4.額定電流IN額定電流是當電動機軸上輸出額定功率時，定子電路取用的線電流。

5.額定功率PN額定功率是電動機在額定轉(zhuǎn)速下長期持續(xù)工作時，電動機不過熱，軸上所能輸出的機械功率。三相異步電動機的額定功率PN與其他額定數(shù)據(jù)之間有如下關(guān)系：

式中，cosφN為額定功率因數(shù)；ηN為額定效率。五、三相異步電動機的銘牌任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機根據(jù)電動機額定功率，可求出電動機的額定轉(zhuǎn)矩為TN=9550PN／nN。式中，TN為額定轉(zhuǎn)矩（N·m）；PN為額定功率（kW）；nN為額定轉(zhuǎn)速（r/min）。

6.額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速是指電動機在額定負載時的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

7.絕緣等級絕緣等級是指電動機定子繞組所用的絕緣材料的等級。絕緣材料按耐熱性能可分為7個等級，見下表。五、三相異步電動機的銘牌任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機三相異步電動機的兩個重要測量

1.三相異步電動機定子繞組首尾端的判斷當電動機接線板損壞，定子繞組的6個線頭分不清楚時，不可盲目接線，以免引起電動機內(nèi)部故障，甚至燒壞電動機，必須將6個線頭的組別分清后才能接線。（1）判斷電動機出線端的組別。采用導通法：將萬用表撥到電阻R×1k擋，紅表筆接電動機任一根出線，黑表筆分別接其余出線，電阻值最小達零時兩表筆所接的出線即是同一繞組。同樣可區(qū)分其余出線的組別，判斷后做好標記。拓展知識任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機（2）判斷電動機繞組首末端。在三相異步電動機中，如果出線端接錯，則三相電流在電機中形成不了旋轉(zhuǎn)磁場，電機不但不能正常運轉(zhuǎn)，而且三相電流嚴重不對稱，會導致發(fā)熱甚至燒壞電機。測量方法：用萬用表檢查繞組的首、尾端，用萬用表的毫安擋測試，撥到×0.5mA擋位。把已判斷出出線端組別的繞組分成兩組，每兩組的三端連接在一起，轉(zhuǎn)動電動機的轉(zhuǎn)子，如表的指針不動，說明三相繞組是首首相連，尾尾相連；如指針擺動，可將任一相繞組引出線首尾位置調(diào)換后再試，直到表針不動為止。拓展知識任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機拓展知識任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

2.電動機絕緣測量測試電動機繞組與地絕緣電阻、繞組與繞組之間絕緣電阻，要用兆歐表測量，下面介紹測量方法。（1）各繞組對地絕緣電阻。使用搖表，將“E”端接在不涂漆的機殼上，“L”端依次接在各相繞組的引出端，平衡地轉(zhuǎn)動手柄，使轉(zhuǎn)速保持在120r/min，示數(shù)應(yīng)該大于5MΩ，證明繞組對地電阻符合絕緣標準。如果表針指向小于1MΩ的數(shù)值上，證明電阻過低，不能投入運轉(zhuǎn)，要檢查電動機槽絕緣是否損壞或者是否受潮。拓展知識任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機（2）三相繞組之間的絕緣電阻。使用搖表，將“L”和“E”端分別接在兩相繞組的引出端，平衡地轉(zhuǎn)動手柄，使轉(zhuǎn)速保持在120r/min，測其阻值不得小于5MΩ，相與相之間的絕緣電阻應(yīng)大于5MΩ（500V）。如果小于1MΩ（500V），要分析原因，如是否相間絕緣紙、層間絕緣紙損壞、電動機受潮，根據(jù)情況加以修理或烘干。用以上測試方法測試出A相與C相、B相與C相絕緣電阻，每兩相之間電阻都應(yīng)大于5MΩ（500V）。拓展知識任務(wù)1認識及檢測三相異步電動機

一、三相異步電動機的啟動啟動是指電動機通電后轉(zhuǎn)速從零開始逐漸加速到正常運轉(zhuǎn)的過程。三相籠型異步電動機的啟動方式有兩種，即在額定電壓下的直接啟動和降低啟動電壓的降壓啟動。兩種方法各有優(yōu)缺點，可按具體情況正確選擇。

1.直接啟動在三相籠型異步電動機啟動時，加在電動機定子繞組上的電壓為電動機的額定電壓的啟動方式，稱為全壓啟動，也稱直接啟動，這是最簡單的啟動方法。直接啟動線路如圖所示。知識鏈接任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機用這種方法啟動時，啟動電流Ist為額定電流IN的5~7倍。三相異步電動機本身通常是允許直接啟動的，但是，下述情況下，直接啟動是有困難的。（1）電源容量下，頻繁啟動。（2）負載的慣性較大時，急速發(fā)熱可造成損傷。（3）過高的啟動轉(zhuǎn)矩可能對負載造成沖擊。一般規(guī)定三相異步電動機的額定功率小于7.5kW時允許直接啟動；如果電動機功率大于7.5kW，而電源總?cè)萘恳草^大，且符合下式，電動機也允許全壓啟動。

一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

2.降壓啟動凡不滿足直接啟動條件的，均采用降壓啟動。降壓啟動是指電動機在啟動時降低在定子繞組上的電壓，啟動結(jié)束后加額定電壓運行的啟動方式。降壓啟動雖然能降低電動機的啟動電流，但由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，因此降低啟動時電動機的轉(zhuǎn)矩也減小較多，故此法一般適用于電動機空載或輕載啟動。一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機常用的降壓啟動方法有以下幾種。（1）Y△降壓啟動。電動機在正常工作時其定子繞組是三角形聯(lián)結(jié)，在啟動時可將定子繞組聯(lián)結(jié)成星形。通電后電動機運轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)速升高到接近額定轉(zhuǎn)速時再換接成三角形連接。Y△換接啟動可使電動機的啟動電流降低到全壓啟動時的1/3，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩也是直接啟動時的1/3。Y△換接降壓啟動方法適合于電動機正常運行時定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)的空載或輕載啟動。Y△降壓啟動線路如圖所示。一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機（2）自耦變壓器降壓啟動。電動機啟動時，利用自耦變壓器來降低加在電動機定子繞組上的電壓，待電動機啟動后，再將電動機與自耦變壓器脫離。如圖所示，啟動時，先合上開關(guān)Q1，并將開關(guān)Q2投向“啟動”位置，這時經(jīng)過自耦變壓器降壓后的交流電壓加到電動機三相定子繞組上，電動機開始減壓啟動。待電動機轉(zhuǎn)速升高到一定值后，再把Q2投向“運行”位置，電動機就在全壓下正常運行，此時自耦變壓器已從電網(wǎng)上切除。一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機（3）串電阻（電抗）降壓啟動。如圖所示，啟動時在定子繞組中串電阻降壓，啟動結(jié)束后再用開關(guān)將電阻切除，電動機全壓運行。由于串電阻啟動時，電阻因有能量損耗而發(fā)熱，一般常用鑄鐵電阻片。有時為了減小能量損耗，也可用電抗器代替電阻進行啟動。對某些重載下啟動的生產(chǎn)機械（如起重機、帶運輸機等），不僅要限制啟動電流，而且還要求有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，這種情況下就不采用籠型轉(zhuǎn)子異步電動機而采用啟動性能較好的繞線式異步電動機。通常繞線轉(zhuǎn)子異步電動機主要有轉(zhuǎn)子電路串接電阻和串接頻敏變阻器兩種降壓方法實現(xiàn)啟動。一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機一、三相異步電動機的啟動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機對各種機械來說，電動機的轉(zhuǎn)向是非常重要的。若電動機與機械裝置連接，而當轉(zhuǎn)向相反時對該機械沒有損害，那么短時間內(nèi)向電動機供電以觀察電動機的轉(zhuǎn)向，如果不正確，調(diào)換任意兩個端子的接線即可使電動機反轉(zhuǎn)；若轉(zhuǎn)向不正確會使機械裝置損壞，則當電動機與這樣的機械裝置相連時，連接前必須確定其轉(zhuǎn)向，一個方法是在連接機械負載前，先對電動機作電氣連接，短時通電測出它的轉(zhuǎn)向。有些場合這種方法可能不實際或非常不方便，這時可在電源供電前使用相序測試儀確定電動機的轉(zhuǎn)向。相序測試儀用來比較兩個不同的三相電源連接的相序。二、三相異步電動機的反轉(zhuǎn)任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機電動機的制動包括機械制動和電氣制動兩種方式。機械制動是利用機械裝置使電動機在電源切斷后迅速停轉(zhuǎn)。它的結(jié)構(gòu)有多種形式，應(yīng)用較普遍的是電磁抱閘，主要用于起重機械上吊重物時使重物能迅速而準確地停留在某一位置上。電氣制動是使異步電動機產(chǎn)生與電動機的旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩（即制動轉(zhuǎn)矩）。三相異步電動機的電氣制動方式包括反接制動、能耗制動和回饋制動三大類。三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

1.反接制動當異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場方向與轉(zhuǎn)動方向相反時，電動機進入反接制動狀態(tài)。反接制動包括電源反接制動和倒拉反轉(zhuǎn)制動兩種。（1）電源反接制動。電動機停機后因機械慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時將電源反接（改變?nèi)嚯娫吹南嘈颍?，旋轉(zhuǎn)磁場的方向隨即反向，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場的方向與電動機狀態(tài)相反，起制動作用，當轉(zhuǎn)速降至接近零時，立即切斷電源，避免電動機反轉(zhuǎn)，這就是電源的反接制動。制動示意如圖所示。三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機（2）倒拉反轉(zhuǎn)制動。起重設(shè)備工作中常需要繞線式異步電動機拖動位能性負載（負載轉(zhuǎn)矩方向恒定，與電機轉(zhuǎn)向無關(guān)，如起重機吊鉤連同重物、電梯等）低速下放，此時可以采取倒拉反轉(zhuǎn)制動，其制動過程及機械特性如圖所示。繞線異步電動機提升重物時不改變電源的接線，若不斷增加轉(zhuǎn)子電路的電阻，電動機的轉(zhuǎn)子電流下降，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速不斷下降，當電阻達到一定值，使轉(zhuǎn)速為0，若再增加電阻，電動機反轉(zhuǎn)，這時n<0，電動機就進入制動狀態(tài)，直至電磁轉(zhuǎn)矩等于負載轉(zhuǎn)矩，起到了制動的作用。三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

2.能耗制動在斷開電動機三相電源的同時接通直流電源，此時直流電流流入定子的兩相繞組，產(chǎn)生恒定磁場。轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)沿原方向以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)，切割定子磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，載流導體在磁場中受電磁力的作用，其方向與電動機轉(zhuǎn)動方向相反，因而起到制動作用，制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)。因為能耗制動是將直流電流通入定子繞組而得到的，故通常也叫直流制動。能耗制動線路如圖所示。從能量轉(zhuǎn)換角度看，制動前電動機的動能借助直流勵磁產(chǎn)生的磁場轉(zhuǎn)化為電能，全部消耗于轉(zhuǎn)子上用于制動，能量耗完，制動結(jié)束。三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

3.回饋制動（再生制動）若異步電動機在電動狀態(tài)下運行時，由于某種原因電動機的轉(zhuǎn)速超過了旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速n1（此時s<0），則轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機運行狀態(tài)相反，從而使轉(zhuǎn)子電流及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩改變方向，成為與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的制動轉(zhuǎn)矩，電動機即在制動狀態(tài)下運送回電網(wǎng)，因此稱為回饋制動?；仞佒苿尤鐖D所示。異步電動機回饋制動運行狀態(tài)有兩種情況：一種是出現(xiàn)在位能負載下放時，例如起重機在下放重物時或電傳動機在下坡運行時；另一種出現(xiàn)在電動機變極調(diào)速（變頻調(diào)速）的過程中。三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機三、三相異步電動機的制動任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機三相異步電動機啟動和制動不同方法的比較1.三相鼠籠式異步電動機啟動方法的比較三相鼠籠式異步電動機啟動方法的比較見下表。拓展知識任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

2.三相異步電動機三種制動方法的比較三相異步電動機三種制動方法的比較見下表。拓展知識任務(wù)2啟動、反轉(zhuǎn)和制動三相異步電動機

一、變極調(diào)速三相異步電動機定子繞組形成的磁極對數(shù)取決于定子繞組中的電流方向，只要改變定子繞組的接線方式，就能達到改變磁極對數(shù)的目的。由圖（a）所示的接線方式可見，此時U相繞組的磁極對數(shù)為2p=4，若改變繞組的連接方法，使一半繞組中的電流方向改變，成為圖（b）或（c）所示的形式，則此時U相繞組的磁極對數(shù)即變?yōu)?p=2。由此可以得出：當每相定子繞組中有一半繞組的電流方向改變時，即達到了變極調(diào)速的目的。知識鏈接任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速如果能連續(xù)不斷地改變電源的頻率，就可以連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)異步電動機的轉(zhuǎn)速，這就是變頻調(diào)速的原理。異步電動機變頻調(diào)速的主要特點是可以實現(xiàn)無級（平滑）調(diào)速，調(diào)速范圍寬，且可實現(xiàn)恒功率調(diào)速或恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，但其需要一套變頻調(diào)速電源及控制、保護裝置，目前價格仍較高。隨著技術(shù)水平的提高，變頻調(diào)速已獲得很快的發(fā)展。根據(jù)電動機所拖動的負載性質(zhì)不同，常用的異步電動機變頻調(diào)速主要有兩種控制方式，即恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速和恒功率變頻調(diào)速。二、變頻調(diào)速任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速常見的改變轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的方法是在繞線式電機轉(zhuǎn)子電路中外接調(diào)速電阻，即轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。此法只適用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。轉(zhuǎn)子串電阻后，機械特性上的最大轉(zhuǎn)矩Τm不變而臨界轉(zhuǎn)差率Sm會增大，臨界點會下移并可在小范圍內(nèi)對電機進行調(diào)速，機械特性如圖所示。這種調(diào)速方法的優(yōu)點是所需設(shè)備簡單，并可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)速。缺點是調(diào)速電阻上有一定的能量消耗，調(diào)速特性曲線的硬度不大，即轉(zhuǎn)速隨負載的變化較大，且電阻越大，特性越軟；在空載和輕載時調(diào)速范圍很窄。此法主要用于運輸、起重機械的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機上。異步電動機除上述三大類調(diào)速方法外，還有其他調(diào)速方法。例如，人為地改變定子電壓或采用電磁離合器調(diào)速，甚至于將某些電磁調(diào)速裝置與電機構(gòu)成整體而成為電磁調(diào)速電機。三、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速三、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速其他幾種調(diào)速方法的簡單介紹拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速

1.定子調(diào)壓調(diào)速方法此法用于籠型異步電動機中，當加在籠型異步電動機定子繞組上的電壓發(fā)生改變時，它的機械特性曲線如上圖所示。這是一組臨界轉(zhuǎn)速（臨界轉(zhuǎn)差率）不變，而最大轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方而下降的曲線。對于恒轉(zhuǎn)矩負載（上圖中線2），不難看出其調(diào)速范圍很窄，實用價值不大。但對于通風機負載，其負載轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速的變化關(guān)系如圖中曲線1所示，可見其調(diào)速范圍較寬。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種，晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100kW以下的生產(chǎn)機械。調(diào)壓調(diào)速的特點有：①調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制；②調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速

2.電磁調(diào)速電動機調(diào)速方法電磁調(diào)速電動機由籠型電動機、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵磁電源（控制器）三部分組成。直流勵磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導通角，可以改變勵磁電流的大小。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極和勵磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機械聯(lián)系，都能自由轉(zhuǎn)動。電樞與電動機轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動部分，由電動機帶動；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負載軸對接稱從動部分。當電樞與磁極均為靜止時，如勵磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對N、S極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過電樞。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速當電樞隨拖動電動機旋轉(zhuǎn)時，由于電樞與磁極間相對運動，因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式，變動轉(zhuǎn)差離合器的直流勵磁電流便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)機械。電磁調(diào)速電動機的調(diào)速特點有：①裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；②調(diào)速平滑、無級調(diào)速；③對電網(wǎng)無諧影響；④速度失大、效率低。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速

3.液力耦合器調(diào)速方法液力耦合器是一種液力傳動裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體，當泵輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時，處于其中的液體受葉片推動而旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下沿著泵輪外環(huán)進入渦輪時，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)。液力耦合器的動力傳輸能力與殼內(nèi)相對充液量的大小是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，做到無級調(diào)速。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速液力耦合器調(diào)速方法適用于風機、水泵的調(diào)速。其特點有：①功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；②結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用及維修方便，且造價低；③尺寸小，能容大；④控制調(diào)節(jié)方便，容易實現(xiàn)自動控制。拓展知識任務(wù)3三相異步電動機的調(diào)速

一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法

1.主要部件的拆卸方法（1）帶輪或聯(lián)軸器的拆卸。首先用石筆或粉筆標示帶輪或聯(lián)軸器與軸配合的原位置，以備安裝時對照原位置安裝，如圖（a）所示。取下聯(lián)軸器或帶輪的定位螺釘或定位銷子，裝上拉具，絲桿頂端要對準電動機軸的中心，如圖（b）所示。用扳手轉(zhuǎn)絲桿，使帶輪或聯(lián)軸器慢慢脫離轉(zhuǎn)軸，如圖（c）所示。如果帶輪或聯(lián)軸器時間較長銹死或太緊，不易拉下來時，可在定位螺孔內(nèi)注入螺栓松動劑，如圖（d）所示。拆卸過程中，手錘最好盡可能減少直接重重敲擊帶輪或聯(lián)軸器，以免帶輪破碎而損壞電動機軸。知識鏈接任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（2）拆卸軸承蓋和端蓋。用扳手旋下固定端蓋的螺釘和固定軸承蓋的三個螺釘，拆下軸承蓋外改蓋，如圖（a）所示。將較大的螺釘旋具插入螺釘盤的根部，把端蓋按對角線一先一后地向外扳撬。注意不要把螺釘旋具插入電動機內(nèi)，以免把線包撬傷，拆卸過程如圖（b）所示。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（3）拆卸軸承。根據(jù)軸承的大小，選好適宜的拉具。拉具的腳爪應(yīng)緊扣在軸承的內(nèi)圈上，絲桿頂點要對準轉(zhuǎn)子軸的中心，扳轉(zhuǎn)絲桿要慢，用力要均勻，如圖（a）所示。也可用方鐵棒或銅棒拆卸。在軸承的內(nèi)圈墊上適當?shù)你~棒，用手錘敲打銅棒，把軸承敲出，如圖（b）所示。敲打時，要在軸承內(nèi)圈四周的相對兩側(cè)輪流敲打，不可偏敲一邊，用力要均勻。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（4）抽出轉(zhuǎn)子。把電動機端蓋拆掉后，便可進行轉(zhuǎn)子的拆卸。拆卸時，一人抬住轉(zhuǎn)軸一端，另一人抬住轉(zhuǎn)軸另一端，如圖（a）所示。然后漸漸地把轉(zhuǎn)子往外移出電動機外殼，在移出時，要避免轉(zhuǎn)子軸壓傷定子線包，操作方法如圖（b）所示。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修

2.電動機的裝配三相異步電動機修理后的裝配順序，大致與拆卸時相反。裝配時要注意拆卸時的一些標記，盡量按原記號復位。（1）安裝滾動軸承。電動機軸承的安裝可用敲打法。把軸承套到軸上，對準軸頸，用一段內(nèi)徑略大于軸頸直徑、外徑略大于軸承內(nèi)圈外徑的鐵管，一端頂在軸承的內(nèi)圈上，另一端用手錘敲，把軸承敲進去，如圖（a）所示。另一種方法是用鐵條頂住電動機軸承的內(nèi)圈，對稱地、輕輕地敲，軸承也能水平地套入轉(zhuǎn)軸，操作方法如圖（b）所示。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（2）安裝后端蓋。將軸端朝下垂直放置，在其端面上墊木塊，將后端蓋套在后軸承上，用木錘敲打到位。接著安裝軸承外蓋，外蓋的槽內(nèi)加上潤滑脂。用螺栓聯(lián)接軸承內(nèi)外蓋并緊固。

(3)安裝轉(zhuǎn)子。把轉(zhuǎn)子對準定子孔中心，然后沿著定子圓周的中心線緩緩向定子里送，不得碰擦定子繞組。當端蓋與機座合攏時，應(yīng)將拆卸時所做的端蓋與機座間的位置標記對齊，然后裝上端蓋螺栓并旋緊。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（4）安裝前端蓋。將前端蓋的標記與機座標記對齊，用木錘均勻敲擊端蓋四周，待端蓋與機座合攏后，裝上端蓋螺栓，按對角線逐步擰緊。注意不可以一次將一只螺栓擰緊后再擰另一只，操作方法如圖所示。先旋1和4螺栓，然后旋2和3螺栓，再旋1和4。依照此方法，逐步將螺栓旋緊。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修安裝前軸承蓋之前，先用一根一頭與軸承內(nèi)蓋螺紋相配的穿心鋼絲穿過端蓋，擰在軸承內(nèi)蓋的任一螺孔上，然后將前軸承外蓋套入軸頸并將鋼絲穿入任一螺孔。外蓋與端蓋合攏后，調(diào)整內(nèi)、外蓋及端蓋的三個孔在同一中心線上，擰上螺栓。取出穿心鋼絲，將其余螺栓依次穿入并旋緊。（5）檢查轉(zhuǎn)子。用手轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸，檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活、均勻，有無停滯或偏重現(xiàn)象。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（6）帶輪或聯(lián)軸器的安裝。首先用細砂紙把電動機軸承的表面打磨光滑，如圖（a）所示。然后對準鍵槽，把帶輪或聯(lián)軸器套在轉(zhuǎn)軸上，如圖（b）所示。用鐵塊墊在帶輪或聯(lián)軸器前端，然后用手錘適當敲擊，從而將帶輪或聯(lián)軸器套進電動機軸上，如圖（c）所示。再用鐵板墊在鍵的前端，輕輕敲打，使鍵慢慢進入槽內(nèi)，如圖（d）所示。一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修一、電動機的主要部件的拆卸和裝配方法任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修對運行中的三相異步電動機進行維護，是保證它穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行的重要措施。正常維護能有效地減少電動機的故障，當有故障發(fā)生時，也可以從平時的維護記錄中找到有關(guān)資料，作為處理故障和進行修理的依據(jù)。

1.三相異步電動機使用時應(yīng)注意的問題（1）使用前，要詳細對照銘牌，按照銘牌規(guī)定的電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速等技術(shù)參數(shù)與實際配套使用。（2）使用前，要進行外部機械檢查，著重檢查各部件是否完好，螺釘是否松動，有無雜物，轉(zhuǎn)子是否能轉(zhuǎn)動。二、三相異步電動機的正常維護任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（3）使用前，應(yīng)用500V兆歐表檢查電動機繞組的絕緣情況，查得電動機繞組絕緣電阻值大于0.5MΩ后方能使用，低于0.5MΩ要進行烘干處理。（4）檢查線路電壓與電動機額定電壓是否相符，線路電壓的變動不應(yīng)超出電動機額定電壓的±5％。（5）電動機在運行前應(yīng)裝保護接地線或保護中性線。（6）檢查線路連接是否正確，各接觸點是否接觸良好，保護設(shè)備是否完好，注意熔斷器熔體額定電流應(yīng)為電動機額定電流的1.5倍至2.5倍。二、三相異步電動機的正常維護任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（7）若用帶傳動，必須檢查兩轉(zhuǎn)軸中心線是否平行，帶松緊是否適當，過緊會使電動機軸加快損壞，過松則容易打滑。（8）如果用聯(lián)軸器直接耦合，應(yīng)注意兩轉(zhuǎn)軸中心線要在一條直線上，否則易使軸承損壞或使電動機發(fā)生振動。（9）檢查完畢后，電動機應(yīng)按照電動機銘牌上定子繞組的接線方式連接好，可先接通電源空載運轉(zhuǎn)，查看旋轉(zhuǎn)方向與實際要求是否一致。（10）電動機在使用過程中，應(yīng)注意防潮、防塵，保持電動機風道暢通，所有機械連接部分緊固牢靠，電氣接觸點保持清潔、接觸良好。二、三相異步電動機的正常維護任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修

2.電動機啟動時應(yīng)注意的問題（1）在電動機接通電源后，若發(fā)現(xiàn)電動機不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即斷開電源，查明原因，方能再次啟動，不允許帶電檢查電動機不轉(zhuǎn)的原因。（2）如果采用自耦變壓器減壓啟動或利用Y／△減壓啟動器啟動電動機，特別要注意按操作順序進行操作，用自耦變壓器啟動時要先將手柄推到“啟動”位置，待電動機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定下來后，再迅速拉到“運轉(zhuǎn)”位置。（3）在同一線路上的電動機，特別是容量較大的電動機，不允許同時啟動，應(yīng)按操作順序或按容量由大到小逐臺啟動，以免多臺同時啟動使線路電流激增，造成電壓過低、啟動困難或開關(guān)跳閘等不良后果。二、三相異步電動機的正常維護任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修（4）電動機啟動后要觀察電動機的旋轉(zhuǎn)方向是否符合機械負載要求，如水泵、漿泵，上面標有方向銘牌，看看是否一致。（5）電動機的啟動次數(shù)應(yīng)盡可能減少，空載連續(xù)啟動不能超過3~5次／min，電動機長期運行停機后再啟動，其連續(xù)啟動次數(shù)不應(yīng)超過2~3次／min。（6）電動機在啟動后，要注意觀察電動機電壓是否正常，電流是否適當，三相電流是否平衡，傳動負載工作是否正常，運行聲音是否正常。二、三相異步電動機的正常維護任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修三相異步電動機的常見故障及處理方法電動機的故障，有機械故障和電氣故障兩個方面。三相籠型轉(zhuǎn)子異步電動機是所有電動機中工作最可靠、最耐用的電動機。它的轉(zhuǎn)子電路發(fā)生故障的機會較少，定子電路發(fā)生故障的機會較多，但不外乎是斷路或短路兩種情況。下面把三相異步電動機的常見故障和檢查處理方法列于下表中，供應(yīng)用時參考。拓展知識任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修拓展知識任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修拓展知識任務(wù)4三相異步電動機的拆裝、維護與故障檢修

一、單相異步電動機的結(jié)構(gòu)單相異步電動機的類型很多，其結(jié)構(gòu)各有特點，但就其共性而言，電動機結(jié)構(gòu)都由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子部分由機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等組成。轉(zhuǎn)子部分主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸等組成。知識鏈接任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

1.脈動磁場當給三相異步電動機的定子三相繞組通入三相交流電時，會形成一個旋轉(zhuǎn)磁場，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子將獲得啟動轉(zhuǎn)矩而自行啟動。若通入單相交流電，則不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電動機也不能自行啟動。下面來分析定子鐵芯中只有一相定子繞組、通入單相交流電時產(chǎn)生的磁場情況，這時的磁場如圖所示。定子鐵芯上布置有單相繞組，轉(zhuǎn)子為籠型結(jié)構(gòu)。二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

2.自啟動原理及分類如前所述，單繞組單相異步電動機本身沒有啟動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子不能自行啟動。為了解決啟動問題，應(yīng)該加強正向磁場，抑制反向磁場，使電動機在啟動時氣隙中能夠形成一個旋轉(zhuǎn)磁場。為實現(xiàn)此目的，單相異步電動機定子繞組常做成兩相：主繞組和輔助繞組。主繞組是它的工作繞組，在電動機運行中起主導作用；輔助繞組是啟動繞組，它是為電動機的啟動而設(shè)置的，兩種繞組的中軸線錯開一定的電角度，目的是為了改善啟動性能和運行性能。根據(jù)兩套繞組在電動機工作時所起作用形式的不同，單相異步電動機分為兩大類：一類是分相式電動機；另一類是罩極式電動機。二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用（1）分相式電動機。分相式電動機定子主、輔繞組的線徑、匝數(shù)、節(jié)距不一定完全相同，在空間布置上主要使主、輔繞組互隔90°電角度，并使二者的電流相位互差90°電角度，以保證兩個繞組產(chǎn)生的合成磁場是圓形旋轉(zhuǎn)磁場，使電動機獲得啟動轉(zhuǎn)矩，如圖所示。分相式電動機定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場從電流超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后相的繞組軸線。二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用（1）分相式電動機。分相式電動機定子主、輔繞組的線徑、匝數(shù)、節(jié)距不一定完全相同，在空間布置上主要使主、輔繞組互隔90°電角度，并使二者的電流相位互差90°電角度，以保證兩個繞組產(chǎn)生的合成磁場是圓形旋轉(zhuǎn)磁場，使電動機獲得啟動轉(zhuǎn)矩，如圖所示。分相式電動機定子繞組產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場從電流超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)向電流滯后相的繞組軸線。二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用（2）單相罩極電動機。單相罩極電動機是一種結(jié)構(gòu)非常簡單的電動機，按照磁極形式的不同分為凸極式和隱極式兩種，其中凸極式應(yīng)用較多。一種常見的凸極式單相罩極電動機的結(jié)構(gòu)如圖所示。罩極式電動機通過在定子鐵芯上安裝短路環(huán)或短路線圈來形成兩相繞組。二、單相異步電動機的脈動磁場與自啟動原理任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用單相異步電動機一般只進行有級調(diào)速，主要的調(diào)速方法有：

1.串電抗器調(diào)速電抗器為一個帶抽頭的鐵芯電感線圈，串聯(lián)在單相電動機電路中起降壓作用，通過調(diào)節(jié)抽頭使電壓降不同，從而使電動機獲得不同的轉(zhuǎn)速。圖（a）為罩極電動機串電抗器調(diào)速電路圖，圖（b）為電容電動機串電抗器調(diào)速并帶有指示燈的電路。三、單相異步電動機的調(diào)速任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

2.電動機繞組內(nèi)部抽頭調(diào)速這種調(diào)速方法是在單相異步電動機定子鐵芯上再嵌放一個中間繞組（又稱調(diào)速繞組），如圖所示。為降低成本，也可將調(diào)速繞組和定子繞組做成一體，通過調(diào)速開關(guān)改變中間繞組與啟動繞組及工作繞組的接線方法，從而達到改變電動機內(nèi)部氣隙磁場的大小，達到調(diào)速的目的。這種調(diào)速方法有L形接法和T形接法兩種，其中L形接法調(diào)速時在低擋中間繞組只與工作繞組串聯(lián)，啟動時直接加電源電壓，因此啟動性能好，目前使用較多。T形接法低擋時啟動性能差，且中間繞組的電流較大。三、單相異步電動機的調(diào)速任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用三、單相異步電動機的調(diào)速任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

3.交流晶閘管調(diào)速去掉電抗器，又不想增加定子繞組復雜程度，單相異步電動機還可以采用雙向晶閘管調(diào)速。調(diào)速時，旋轉(zhuǎn)控制線路中的帶開關(guān)電位器就可以改變雙向晶閘管的控制角，使電動機得到不同電壓，達到調(diào)速目的，如圖所示。這種方法可以實現(xiàn)無級調(diào)速，控制簡單，效率高，缺點是電壓波形差，存在電磁干擾。目前此方法常用于吊扇上。三、單相異步電動機的調(diào)速任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用要使電容（電阻）式單相異步電動機反轉(zhuǎn)，必須使旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn)，其方法有兩種：（1）把工作繞組（或啟動繞組）的首端和尾端對調(diào)接在電源上；（2）把電容器從一繞組中改接到另一繞組中（只適用于電容運行單相異步電動機）。這樣流過該繞組中的電流也從原來的超前90°近似變?yōu)闇?0°，磁場的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變。四、單相異步電動機的反轉(zhuǎn)任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用單相異步電動機的日常應(yīng)用

在日常生活中，很多家電都配有電動機，如洗衣機、電冰箱、電風扇、抽油煙機等，此外很多電動工具、醫(yī)療器械等也都配有電動機。這些設(shè)備中的電動機都有一個共同特點，即都是用單相交流電源，且功率不大。

1.普通波輪式洗衣機洗衣機以電動機為動力，類型很多，其中的波輪式洗衣機均采用電容運轉(zhuǎn)電動機，其電控原理圖如下圖所示。洗衣機工作時靠定時轉(zhuǎn)換開關(guān)S來改變電容器C與運行繞組和啟動繞組的串聯(lián)，從而實現(xiàn)電動機的正、反轉(zhuǎn)。拓展知識任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

波輪式洗衣機的電容運轉(zhuǎn)電動機額定電壓都為220V，電動機的兩相繞組完全對稱，兩個繞組互為工作繞組。拓展知識任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

2.電風扇電風扇的種類很多、規(guī)格各異，功能因場合不同而不同，但其原理和基本結(jié)構(gòu)都相同，其中電動機是電風扇的心臟，其性能指標決定了電風扇的質(zhì)量高低。電風扇用電動機可分為直流電動機和交流電動機，一般使用的有電容運轉(zhuǎn)單相異步電動機、罩極式電動機和直流電動機等，其中電容運轉(zhuǎn)單相異步電動機占絕大多數(shù)。拓展知識任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用拓展知識任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

單相異步電動機定子鐵芯上嵌放兩套繞組，即運行繞組和啟動繞組，它們結(jié)構(gòu)基本相同，空間上位置相差90°，在啟動繞組中串入電容器C后再與運行繞組并聯(lián)在單相電源上。當接入單相交流電時，將在繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場。通過調(diào)節(jié)串入電抗的大小，可以控制定子繞組上的電壓，從而達到調(diào)速的目的。

3.電冰箱電冰箱要求電動機具有啟動轉(zhuǎn)矩大、高功率因數(shù)、高效率等性能，多采用電阻分相式單相異步電動機。拓展知識任務(wù)5單相異步電動機的應(yīng)用

1.產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的條件是什么?旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速由哪些因素決定?

2.如何改變?nèi)喈惒诫妱訖C的轉(zhuǎn)向？頻繁改變電動機的轉(zhuǎn)向有何害處？

3.三相異步電動機的調(diào)速方法有哪幾類？

4.三相異步電動機變極調(diào)速的原理是什么？變極調(diào)速有什么特點？

5.敘述三相異步電動機運行時溫度過高的可能原因以及處理辦法。

6.如何改變單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向?罩極式單相異步電動機的旋轉(zhuǎn)方向能否改變?為什么?思考題項目1控制與檢測交流電動機謝謝觀賞!電機與電氣控制技術(shù)任務(wù)1認識及檢測直流電動機任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動任務(wù)3直流電動機的調(diào)速項目2控制與檢測直流電動機了解直流電機的特點、用途和分類。熟悉直流電機的基本工作原理。了解直流電機銘牌中型號和額定值的含義，掌握額定值的簡單計算。掌握直流電動機的常用啟動方法。掌握直流電動機的反轉(zhuǎn)方法。掌握直流電動機的三種調(diào)速方法。熟悉直流電動機的機械特性。學習重點項目2控制與檢測直流電動機

一、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)與系列

1.直流電機銘牌數(shù)據(jù)電機制造廠按照國家標準，根據(jù)電機的設(shè)計和試驗數(shù)據(jù)，規(guī)定了電機的正常運行狀態(tài)和條件，通常稱之為額定運行。凡表征電機額定運行情況的各種數(shù)據(jù)均稱為額定值，標注在電機鋁制銘牌上，它是正確合理使用電機的依據(jù)。直流電機的主要額定值如表所示。知識鏈接任務(wù)1認識及檢測直流電動機（1）額定容量（額定功率）PN（kW）。額定容量指電機的輸出功率。對發(fā)電機而言，是指輸出的電功率；對電動機，則是指轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。（2）額定電壓UN（V）和額定電流IN（A）。注意它們不同于電機的電樞電壓Ua和電樞電流Ia，發(fā)電機的UN、IN是輸出值，電動機的UN、IN是輸入值。（3）額定轉(zhuǎn)速nN（r/min）。額定轉(zhuǎn)速是指在額定功率、額定電壓、額定電流時電機的轉(zhuǎn)速。一、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)與系列任務(wù)1認識及檢測直流電動機

2.直流電機系列我國目前生產(chǎn)的直流電機主要有以下系列。（1）Z2系列。該系列為一般用途的小型直流電機系列。“Z”表示直流，“2”表示第二次改進設(shè)計。系列容量為0.4~200kW，電動機電壓為110V、220V，發(fā)電機電壓為115V、230V，屬防護式。（2）ZF和ZD系列。這兩個系列為一般用途的中型直流電機系列?！癋”表示發(fā)電機，“D”表示電動機。系列容量為55~1450kW。（3）ZZJ系列。該系列為起重、冶金用直流電機系列。電壓有220V、440V兩種。工作方式有連續(xù)、短時和斷續(xù)三種。ZZJ系列電機啟動快速，過載能力大。一、直流電機的銘牌數(shù)據(jù)與系列任務(wù)1認識及檢測直流電動機作為直流電源的直流發(fā)電機，必須要有原動機來驅(qū)動，以輸入機械功率。輸入直流發(fā)電機的機械能，以電機中的磁場為中介實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換，最后才獲得直流電能。鑒于這樣的一個過程和相應(yīng)的裝置具有機構(gòu)復雜、效率偏低、需要頻繁維護等不利因素，直流發(fā)電機逐漸被固體整流設(shè)備所替代，直流發(fā)電機的應(yīng)用范圍逐漸變小。直流電動機具有調(diào)速性能好（調(diào)速范圍寬廣、能迅速實現(xiàn)加速或減速、操作方便和調(diào)速的經(jīng)濟性高）的突出優(yōu)點，常應(yīng)用于對啟動和調(diào)速有較高要求的場合。大型可逆式軋鋼機、礦井卷揚機、賓館高速電梯、龍門刨床、電力機車、內(nèi)燃機車、城市電車、地鐵列車、電瓶車、造紙和印刷機械、船舶機械、大型精密機床和大型起重機等生產(chǎn)機械中均應(yīng)用到直流電動機。二、直流電機的用途和特點任務(wù)1認識及檢測直流電動機直流電動機的缺點：一是制造工藝復雜，消耗有色金屬較多，生產(chǎn)成本高；二是運行時由于電刷與換向器之間容易產(chǎn)生火花，因而可靠性較差，維護比較困難。所以在一些對調(diào)速性能要求不高的領(lǐng)域中已被交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所取代。但是在某些要求調(diào)速范圍大、快速性高、精密度好、控制性能優(yōu)異的場合，直流電動機的應(yīng)用目前仍占有較大的比重。固體整流器和蓄電池的發(fā)展拓展了直流電動機的應(yīng)用范疇。二、直流電機的用途和特點任務(wù)1認識及檢測直流電動機直流電動機和直流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)基本一樣。直流電動機由靜止的定子和轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子兩大部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間存在一個間隙，稱為空氣隙。定子的作用是產(chǎn)生磁場和支撐電機，它主要包括主磁極、換向磁極、機座、電刷裝置、端蓋等。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機電能量的轉(zhuǎn)換，通常也被稱為電樞。它主要包括電樞鐵芯、電樞繞組以及換向器、轉(zhuǎn)軸、風扇等。下圖是直流電動機的剖面圖。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

1.主磁極主磁極的作用是產(chǎn)生主磁場，部分永磁電動機的主磁極直接由不同極性的永久磁體組成（小功率電動機），而勵磁電動機的主磁極則由主磁極鐵芯和勵磁繞組兩部分組成。（1）主磁極鐵芯。主磁極鐵芯為電動機磁路的一部分。由于電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞鐵芯上的槽與齒相對于主磁極鐵芯不斷變化，即磁路的磁阻不斷變化，從而在主磁極鐵芯中將引起渦流損耗和磁滯損耗。為減小損耗，主磁極鐵芯一般由1~1.5mm的低碳鋼片疊壓而成，再用鉚釘鉚緊成一個整體最后用螺釘固定在機座上。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機小電機也有用整塊鑄鋼磁極的。主磁極上的勵磁繞組是用絕緣銅線繞制而成的集中繞組，與鐵芯絕緣，各主磁極上的線圈一般都是串聯(lián)起來的。主磁極總是成對的，并按N極和S極交替排列。（2）勵磁繞組。根據(jù)不同要求用不同截面積的絕緣銅導線模在繞線機上繞制后，經(jīng)過絕緣處理，然后套在主磁極上。勵磁繞組可以直接和外施直流電源連接，亦可和電樞繞組并聯(lián)或串聯(lián)。前者稱并勵繞組，常由匝數(shù)較多、面積較小的圓形銅線繞制；后者常由匝數(shù)較少、截面積較大的矩形扁銅導線繞城，稱串勵繞組。勵磁繞組連接時應(yīng)使相鄰主磁極呈不同極性，即N、S極交替排列。如果主磁極用永久磁鐵制成，則無須再設(shè)置勵磁繞組。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

2.換向磁極換向磁極的作用是產(chǎn)生附加磁場，用以改善電機的換向性能。通常鐵芯由整塊鋼做成，換向磁極的繞組應(yīng)與電樞繞組串聯(lián)。換向磁極裝在兩個主磁極之間，其極性在作為發(fā)電機運行時，應(yīng)與電樞導體將要進入的主磁極極性相同；在作為電動機運行時，則應(yīng)與電樞導體剛離開的主磁極極性相同。

3.機座機座一方面用來固定主磁極、換向磁極和端蓋等的機械框架，另一方面作為電機磁路的一部分。機座一般用鑄鋼或鋼板焊接制成。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

4.電刷裝置在直流電機中，為了使電樞繞組和外電路連接起來，必須裝設(shè)固定的電刷裝置，它是由電刷、刷握和刷桿座組成的。電刷是用石墨等做成的導電塊，放在刷握內(nèi)，用彈簧壓指將它壓觸在換向器上。刷握用螺釘夾緊在刷桿上，用銅絞線將電刷和刷桿連接。刷桿裝在刷座上，彼此絕緣，刷桿座裝在端蓋上。

5.電樞鐵芯電樞鐵芯的作用是通過磁通和安放電樞繞組。當電樞在磁場中旋轉(zhuǎn)時，鐵芯將產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。為了減少損耗，提高效率，電樞鐵芯一般用硅鋼片沖疊而成。電樞鐵芯具有軸向冷卻通風孔。鐵芯外圓周上均勻分布著槽，用以嵌放電樞繞組。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

6.電樞繞組電樞繞組的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和通過電流產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換。繞組通常用漆包線繞制而成，嵌入電樞鐵芯槽內(nèi)，并按一定的規(guī)則連接起來。為了防止電樞旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使繞組飛出，繞組嵌入槽內(nèi)后，用槽楔壓緊；線圈伸出槽外的端接部分用無緯玻璃絲帶扎緊。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

7.換向器換向器的結(jié)構(gòu)由許多帶有鴿尾形的換向片疊成一個圓筒，片與片之間用云母片絕緣，借V形套筒和螺紋壓圈擰緊成一個整體。每個換向片與繞組每個元件的引出線焊接在一起，其作用是將直流電動機輸入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進而產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機

8.氣隙沿轉(zhuǎn)子圓周表面與定子之間相隔存在空氣隙。由于直流電機定子為凸極，轉(zhuǎn)子表面呈圓柱形，因此沿轉(zhuǎn)子圓周氣隙是不均勻的。即使在主磁極面下由于極靴表面不是純粹的圓弧，氣隙亦不均勻，其中主磁極表面處氣隙最小，兩主磁極中間即幾何中性線處氣隙最大。三、直流電機的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)1認識及檢測直流電動機直流電動機的工作原理如圖所示。電樞不用外力驅(qū)動，把電刷A、B接到直流電源上，假定電流從電刷A流入線圈，沿a→b→c→d方向，從電刷B流出。載流線圈在磁場中將受到電磁力的作用，其方向按左手定則確定，ab邊受到向上的力，cd邊受到向下的力，形成電磁轉(zhuǎn)矩，結(jié)果使電樞逆時針方向轉(zhuǎn)動，如圖（a）所示。當電樞轉(zhuǎn)過90°時，如圖（b）所示，線圈中雖無電流和力矩，但在慣性的作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。四、直流電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測直流電動機當電樞轉(zhuǎn)過180°時，如圖（c）所示，電流仍然從電刷A流入線圈，沿d→c→b→a方向，從電刷B流出。與圖（a）比較，通過線圈的電流方向改變了，但兩個線圈邊所受電磁力的方向卻沒有改變，即電動機只朝一個方向旋轉(zhuǎn)。若要改變其轉(zhuǎn)向，必須改變電源的極性，使電流從電刷B流入，從電刷A流出才行。由以上分析可得直流電動機的工作原理：當直流電動機接入直流電源時，借助于電刷和換向器的作用，使直流電動機電樞繞組中流過方向交變的電流，從而使電樞產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，保證了直流電動機朝一定的方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。四、直流電動機的工作原理任務(wù)1認識及檢測直流電動機直流電機的勵磁方式是指電機勵磁電流的供給方式，根據(jù)勵磁支路和電樞支路的相互關(guān)系，有他勵、自勵（并勵、串勵和復勵）、永磁方式。

1.他勵方式他勵方式中，電樞繞組和勵磁繞組電路相互獨立，電樞電壓與勵磁電壓彼此無關(guān)。接線圖如圖（a）所示。五、直流電動機的勵磁方式任務(wù)1認識及檢測直流電動機

2.并勵方式并勵方式中，電樞繞組和勵磁繞組是并聯(lián)關(guān)系，由同一電源供電，接線圖如圖（b）所示。應(yīng)特別注意的是，并勵電機在接線時，勵磁回路中不允許串有閘刀開關(guān)和熔絲。

3.串勵方式串勵方式中，電樞繞組與勵磁繞組是串聯(lián)關(guān)系，接線圖如圖（c）所示。應(yīng)特別注意的是，串勵電動機不允許輕載更不允許空載運行。

4.復勵方式復勵電機的主磁極上有兩部分勵磁繞組，其中一部分與電樞繞組并聯(lián)，另一部分與電樞繞組串聯(lián)。當兩部分勵磁繞組產(chǎn)生的磁通方向相同時，稱為積復勵，反之稱為差復勵。接線圖如圖（d）所示。五、直流電動機的勵磁方式任務(wù)1認識及檢測直流電動機

直流電動機的電樞繞組術(shù)語

1.集中繞組與分布繞組每匝線圈的磁軸都相互重疊的為集中繞組。線圈沿電樞鐵芯槽分布放置，每個線圈的磁軸不全重疊，而沿電樞圓周有位移的，稱為分布繞組。

2.繞組元件（簡稱元件）它是組成繞組的基本部件，如圖25所示，它可由同磁軸的n匝線圈串聯(lián)組成，即一元件有n匝，亦可以因工藝及其他電氣方面的原因由多匝線圈并聯(lián)組成，亦即元件由多股導線制成，則此時n=1。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

3.圈邊繞組元件的一邊稱為圈邊，每一元件有兩個圈邊。設(shè)元件有n匝，則每一圈邊有n根導體。

4.有效部分和端接部分圈邊嵌入鐵芯槽內(nèi)的部分用以截切磁通而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，稱為元件的有效部分。圈邊在鐵芯槽外的部分稱為端接部分。端接部分導體不截切主磁通，因而不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，僅作為有效部分的連接線。

5.單層繞組和雙層繞組每個電樞鐵芯槽中只有一個圈邊的為單層繞組，如有兩個上下放置的圈邊則稱為雙層繞組。直流電機全用雙層繞組，交流電機大多亦為雙層繞組。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

6.虛槽大型電機中，每個鐵芯槽中可能有c個圈邊并列，如下圖所示。此時為分析繞組的方便常引入一個虛槽的概念，即取槽中一個上層圈邊與一個下層圈邊組成一個虛槽。圖中c=3，n=4。令Q為實際槽數(shù)，Qe為虛槽數(shù)，則有Qe=cQ。一個元件有兩個圈邊，一個虛槽由兩個圈邊組成，因此繞組的元件數(shù)S等于虛槽數(shù)。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

7.繞組節(jié)距繞組節(jié)距是描述元件寬度和元件間連接方式的重要術(shù)語。第一節(jié)距y1表示元件寬度。一個元件的兩個圈邊是放置在電樞鐵芯的兩個槽中的，故以其所跨越的虛槽數(shù)而不用幾何尺寸來表示y1。出于結(jié)構(gòu)的對稱性，元件的兩個圈邊是這樣放置的，即其一個圈邊放在槽的上層（用實線表示），其另一個圈邊則在下層（用虛線表示），如下圖所示。我們稱繞組中前一元件的下層圈邊與相連的后一元件的上層圈邊之間的距離為第二節(jié)距y2，亦用虛槽數(shù)表示。緊相串聯(lián)的兩個元件的對應(yīng)圈邊在電樞表面上所跨過的距離稱為合成節(jié)距y。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機參看下圖（a），如以y1的行進方向為正，則y2的行進的方向與y1相同時亦為正；反之，若y2的行進方向與y1相反時則為負，如下圖（b）所示。于是合成節(jié)距是第一、第二節(jié)距的代數(shù)和，即y=y1+y2。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

8.整距繞組、短距繞組為了使元件中的感應(yīng)電動勢可獲得最大值，元件的寬度第一節(jié)距應(yīng)等于一個極距T。因節(jié)距用虛槽數(shù)表示，所以極距T除了用尺寸（單位為m）表示外，也常用虛槽來度量，即T=Qe/（2p）。圈邊必須位于槽內(nèi)，所以極距Qe/（2p）不能為整數(shù)時，取y1亦等于Qe/（2p）的整數(shù)，這樣的元件構(gòu)成的稱為整距繞組。如Qe/（2p）不能為整數(shù)，常取y1為略小于Qe/（2p）的整數(shù)，為短距繞組。直流電機常取整距或盡量接近整距的短距繞組，以獲得盡可能大的感應(yīng)電動勢；交流電機常有意選擇適當?shù)亩叹嗬@組以改善電動勢波形。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

9.開啟式繞組和閉合式繞組繞組自一圈邊出發(fā)，依次串聯(lián)所有該繞組的圈邊后，即行停止，即繞組有作為對外引出端的繞組出發(fā)端和終止端，這種繞組稱為開啟式繞組，常用于交流電機。繞組從電樞上某一圈邊出發(fā)，按一定規(guī)律串聯(lián)了電樞上所有圈邊后仍返回到出發(fā)點，形成無頭無尾的閉合電路，這樣的繞組被稱為閉合式繞組，常用于直流電機。拓展知識任務(wù)1認識及檢測直流電動機

一、直流電動機的啟動直流電動機從接入電源開始，轉(zhuǎn)速由零上升到某一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為止的過程稱為啟動過程或啟動。

1.啟動條件當電動機啟動瞬間，n=0，Ea=0，此時電動機中流過的電流叫啟動電流Ist，對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩叫啟動轉(zhuǎn)矩Tst。為了使電動機的轉(zhuǎn)速從零逐步加速到穩(wěn)定的運行速度，在啟動時電動機必須產(chǎn)生足夠大的電磁轉(zhuǎn)矩。如果不采取任何措施，直接把電動機加上額定電壓進行啟動，這種啟動方法叫直接啟動。直接啟動時，啟動電流Ist=UN/Ra，將升到很大的數(shù)值，同時啟動轉(zhuǎn)矩也很大，過大的電流及轉(zhuǎn)矩對電動機及電網(wǎng)會造成一定的危害，所以一般啟動時要對Ist加以限制知識鏈接任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動

2.啟動方法他勵直流電動機常用的啟動方法有電樞串電阻啟動和降壓啟動兩種。不論采用哪種方法，啟動時都應(yīng)該保證電動機的磁通達到最大值，從而保證產(chǎn)生足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩。（1）電樞回路串電阻啟動。啟動時在電樞回路中串入啟動電阻Rst進行限流，電動機加上額定電壓，Rst的數(shù)值應(yīng)使Ist不大于允許值。一、直流電動機的啟動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動（2）降壓啟動。降壓啟動只能在電動機有專用電源時才能采用。啟動時，通過降低電樞電壓來達到限制啟動電流的目的。為保證足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩，應(yīng)保持磁通不變，待電動機啟動后，隨著轉(zhuǎn)速的上升、反電動勢的增加，再逐步提高其電樞電壓，直至將電壓恢復到額定值，電動機在全壓下穩(wěn)定運行。一、直流電動機的啟動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動由于生產(chǎn)的需要，常常需要改變電動機的轉(zhuǎn)向。電動機中的電磁轉(zhuǎn)矩是動力轉(zhuǎn)矩，因此改變電磁轉(zhuǎn)矩T的方向就能改變電動機的轉(zhuǎn)向。根據(jù)公式T=CTΦIa可知，只要改變磁通Φ或電樞電流Ia這兩個量中一個量的方向，就能改變T的方向。直流電動機的反轉(zhuǎn)方法有兩種：一種是改變磁通（Φ）的方向，另一種是改變電樞電流的方向。由于磁滯及勵磁回路電感等原因，反向磁場的建立過程緩慢，反轉(zhuǎn)過程不能很快實現(xiàn)，故一般多采用后一種方法。二、直流電動機的反轉(zhuǎn)任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動電動機的制動是指在電動機軸上加一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，以達到快速停車、減速或穩(wěn)速。制動可以采用機械方法和電氣方法，常用的電氣方法有三種：能耗制動、反接制動和回饋制動。在電動機的電氣制動過程中，要求迅速、平滑、可靠、能量損耗小，并且制動電流應(yīng)小于限值。三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動

1.能耗制動電動機制動時保持勵磁電流不變，將電樞兩端從電網(wǎng)斷開后，隨即接到一個制動電阻Rz上。電動機工作點從A點切換到B點，在B點因為U=0，所以Ia=-Ea/（Ra+Rz），電樞電流為負值，由此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T也隨之反向，由原來與n同方向變?yōu)榕cn反方向，進入制動狀態(tài)，電動機減速，工作點沿特性曲線下降，由B點移至O點。在這一過程中，電動機由生產(chǎn)機械的慣性作用拖動，輸入機械能而發(fā)電，發(fā)出的能量消耗在電阻Ra+Rz上，直到電動機停止轉(zhuǎn)動，故稱為能耗制動。三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動

2.反接制動反接制動分為倒拉反接制動和電樞電源反接制動兩種。（1）倒拉反接制動。倒拉反接制動如圖所示。電動機原先提升重物，工作于a點，若在電樞回路中串接足夠大的電阻，特性變得很軟，轉(zhuǎn)速下降，當n=0時（c點），電動機的T仍然小于TL，在位能性負載倒拉作用下，電動機繼續(xù)減速進入反轉(zhuǎn)，最終穩(wěn)定地運行在d點。此時n＜0，T方向不變，即進入制動狀態(tài)，工作點位于第四象限，Ea方向變?yōu)榕cU相同。倒拉反接制動的機械特性方程和電樞串電阻電動運行狀態(tài)時相同。三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動（2）電樞電源反接制動。電動機原來工作于電動狀態(tài)下，為使電動機迅速停車，現(xiàn)維持勵磁電流不變，突然改變電樞兩端外加電壓U的極性，此時n、Ea的方向還沒有變化，電樞電流Ia為負值，由其產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向也隨之改變，進入制動狀態(tài)。由于加在電樞回路的電壓為-（U+Ea）≈-2U，因此，在電源反接的同時，必須串接較大的制動電阻Rz，Rz的大小應(yīng)使反接制動時電樞電流Ia≤2.5IN。他勵電動機電樞電源反接制動機械特性曲線見圖中的直線bc。從圖中可以看出，反接制動時電動機由原來的工作點沿水平方向移到b點，并隨著轉(zhuǎn)速的下降，沿直線bc下降。通常在c點處若不切除電源，電動機很可能反向啟動，加速到d點。三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動（3）回饋制動（再生制動）。若電動機在電動狀態(tài)運行中，由于某種因素（如電動機車下坡）而使電動機的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速時，電動機便處于回饋制動狀態(tài)。n>n0是回饋制動的一個重要標志。因為當n>n0時，電樞電流Ia與原來n<n0時的方向相反，因磁通Φ不變，所以電磁轉(zhuǎn)矩隨Ia反向而反向，對電動機起制動作用。電動狀態(tài)時電樞電流由電網(wǎng)的正端流向電動機，而在回饋制動時，電流由電樞流向電網(wǎng)的正端，這時電動機將機車下坡時的位能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑厮徒o電網(wǎng)，因而稱為回饋制動。回饋制動的機械特性方程式和電動狀態(tài)時完全一樣，由于Ia為負值，所以在第二象限，如圖所示。電樞電路若串入電阻，可使特性曲線的斜率增加。三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動三、直流電動機的制動任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動

無刷霍爾直流電動機直流電動機雖然性能良好，但由于存在電刷和換向器這個滑動接觸，容易產(chǎn)生火花和引起無線電干擾，這就限制了它的應(yīng)用范圍。無刷直流機就是為克服該缺點而發(fā)展的新型結(jié)構(gòu)的直流電動機。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動基本工作原理參看上圖，無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子是永久磁鐵制成的磁極，定子為電樞，繞組是多相繞組（三、四相均可），圖中表示的電樞繞組為三相，每相以等效集中繞組代替，以上由電動機本體表示在上面圖框中。下圖框是由由晶體管V1、V2、V3等組成的電子開關(guān)電路，位置傳感器（一般用PS表示），它發(fā)出信號去控制電子開關(guān)電路，改變電樞繞組的通電狀況，使電樞電流所產(chǎn)生的磁場步進式地旋轉(zhuǎn)，從而吸引轉(zhuǎn)子磁極連續(xù)旋轉(zhuǎn)。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動這種電動機的電路中不存在滑動接觸，無需電刷和換向器，故稱無刷電機。普通直流電機中電樞導體中電流方向的改變是籍換向器電刷的作用實現(xiàn)的，為機械式強制換向。而今電樞電路電流的流通和流向是由位置傳感器和電子開關(guān)來實現(xiàn)的，為電氣換向。此外，兩種電機的作用基本相同，故均稱為直流電動機，且有相似的性能。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動無刷直流電動機根據(jù)不同的位置傳感器其結(jié)構(gòu)不盡相同，下面以霍爾元件構(gòu)成位置傳感器的無刷電機，亦稱為霍爾無刷直流電動機為例。霍爾元件是一種半導體，其基本工作原理如上圖所示?；魻栐?個引出端，兩個是電流極，兩個是電壓極。根據(jù)霍爾效應(yīng)原理，當電流極流過電流IH，而霍爾元件平面的垂直方向有磁通密度B穿過，則在兩個電壓極上會產(chǎn)生霍爾電動勢E。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動下圖為霍爾無刷直流電動機的原理示意圖。4個定子繞組分別由開關(guān)電路的晶體管V1、V2、V3、V4控制切換電流。定子上設(shè)置兩個霍爾元件H1和H2（為清晰起見，霍爾元件的電路畫在機外）。開關(guān)電路的晶體管基極由霍爾元件的EH所控制，轉(zhuǎn)子為永久磁鐵制成的磁極。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動這種電機效率較高、體積小、重量較輕、轉(zhuǎn)子無發(fā)熱問題，無電刷滑動接觸，不產(chǎn)生無線電干擾，控制電路以較簡單，所以適用于高性能伺服系統(tǒng)和高精度電子設(shè)備中。拓展知識任務(wù)2直流電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動

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