汽車電工電子課件：三相交流電應用分析

2024/6/161

項目四三相交流電應用分析

知識目標能力目標熟悉對稱三相交流電的產生及其特點掌握三相四線制電路的聯(lián)接方法及電路分析方法，理解中線作用;理解對稱三相電路電壓、電流及功率的計算方法。掌握三相異步電動機的工作原理和運行特性及其啟動、調速和制動的方法。掌握單相異步電機的啟動方法和工作原理熟悉異步電機、同步電機等各種電動機的使用場所了解高、低壓供配電系統(tǒng)，熟悉接地保護、防雷措施、漏電保護原理能正確分析三相交流電路，并能規(guī)范連接交流電路中的常用電器元件掌握高低壓開關常見故障分析、控制回路故障分析能根據(jù)使用場合的要求正確選用電機型號、參數(shù)和相應的配電元件會查閱有關技術資料和工具書。養(yǎng)成獨立思考、團隊協(xié)作的良好習慣2024/6/162

任務導入引導問題1：一棟三層小樓照明電路出現(xiàn)表4-1所示四種連接情況，在三相電源時，請分析各種電路工作的情況，并說明其正確與否。2024/6/163表4-1一棟三層小樓照明電路情況：每層樓的燈相互并聯(lián)，然后分別接至各相電壓上情況：每層樓的燈相互并聯(lián)，然后分別接至各相電壓上，但零線斷開了

情況：一樓全部斷開，二、三樓仍然接通，零線仍然斷開情況：一樓斷開，二、三樓接通，且二樓燈的數(shù)量為三層的1/4，零線仍然斷開

2024/6/164引導問題2

下面是生活中常用的電路：一個開關控制一盞白熾燈，而且電路中還有一單相兩孔和三孔插座，但兩插座均不受開關控制。請查閱資料認識電路中的電器元件，并說明電路工作過程。圖4-1常用照明、插座電路圖圖4-2常用照明、插座電路實物圖2024/6/165項目任務1：

結合項目二進一步熟悉電路中的各電器元件及其作用，并嘗試分析圖4-3中所示電動機往返控制電路的工作過程。圖4-3電動機往返控制電路2024/6/166表4-2電路中各個低壓電器的作用元件名稱元件作用元件名稱元件作用組合開關QS

電源隔離開關接觸器KM1、KM2主觸頭控制電動機M1正反轉熱繼電器FR1、FR2

過載保護熔斷器FU1、FU2短路保護接觸器KM3主觸頭控制電動機M2正轉停止按鈕SB1

控制電路的停止接觸器KM1、KM2常閉觸點聯(lián)鎖作用行程開關SQ1－1常閉觸頭控制KM1線圈失電，使電動機M1正轉停止接觸器KM1、KM3常開觸點自鎖作用行程開關SQ1－2常開觸頭控制時間繼電器KT線圈的得電，KT常開觸頭延時閉合控制KM2線圈得電，從而使電動機M1反轉啟動按鈕SB2、SB3控制接觸器KM1和KM3線圈得電與失電2024/6/167任務分析對引導問題1、引導問題2和項目任務1中電路的分析可以發(fā)現(xiàn)：引導問題1是實際生活中的現(xiàn)實問題，在電路中同樓層的燈和不同樓層間燈的處理方式直流電源或者單相正弦交流電源也能夠正確處理，但現(xiàn)在是正弦三相交流電源，那么只有正確掌握和熟悉了三相交流電源及特性才能正確分析和運用三相交流電源。引導問題2是在引導問題1的基礎上進一步提出了日常生活中隨處可見的具體電路功能實現(xiàn)問題，能夠正確分析三相交流電路與能連接并實現(xiàn)交流電路的實際功能還存在有距離。2024/6/168

解決引導問題2，需要了解更多的電器元件功能特點和接線要求，只有能分析電路，又熟悉所需電器元件的型號、參數(shù)，才能根據(jù)所實現(xiàn)電路功能要求正確選擇各電器元件制作所需要的電路。項目任務1與引導問題1、2相比，對交流電路的運用和分析更加全面，屬于三相交流電機在工業(yè)生產中的實際應用。本項目的重點：熟悉和掌握三相交流電機的控制電路和制作操作規(guī)范、工藝要求。2024/6/169知識準備1、正弦三相交流電電力工程上普遍采用三相制供電，即由三相繞組產生三相對稱的正弦交流電動勢構成三相電源的供電系統(tǒng)，每相電的頻率相同、振幅相同、相位互差120°。三相制供電具有如下優(yōu)點：在發(fā)電發(fā)面：三相交流發(fā)電機比相同尺寸的單相交流發(fā)電機容量大。在輸電方面：如果以同樣電壓將同樣大小的功率輸送到同樣的距離，三相輸電比單相輸電節(jié)省材料25%左右，而且電能損耗較單相輸電少。在用電設備方面：三相交流電動機比單相電動機結構簡單、體積小、運行特性好等等，因而三相制是目前世界各國的主要供電方式。2024/6/1610問答互動請問：能否實現(xiàn)四相、五相甚至更多相正弦交流電的發(fā)電？如能，請說明技術上如何實現(xiàn)，而且為什么實際生產生活中不采用；如不能，請說明原因。2024/6/16111）三相交流電動勢的產生

圖4-4三相交流電動機示意圖圖4-5三相電勢eA、eB、eC的波形、和知識準備2024/6/1612在三相交流發(fā)電機定子中有3個相同的繞組（線圈）A→X、B→Y、C→Z，（A、

B、

C表示繞組首端，X、

Y、

Z表示繞組末端），三個線圈的空間位置各差120度，這3個繞組分別稱為A相、B相、C相繞組。當轉子裝有磁極并以w

的速度旋轉時，三個線圈中便產生三個單相電動勢三相電動勢瞬時值表示以A相繞組為計時起點，三相電動勢瞬時值表示如下：2024/6/1613由圖中可以看出，三相電動勢具有大小相等、頻率相同、相位互差120°的特征。如果將三相交流電到達正最大值的順序稱為相序，則供電系統(tǒng)三相交流電的相序為

A—B—C。三相電動勢相量表示圖4-6eA、eB和eC的相量2024/6/16142）三相電源的連接（1）星形連接圖4-7星形連接供電圖4-8火線與零線之間電壓的相量關系2024/6/1615根據(jù)上圖可知星形連接即三相四線制供電：A、B、C為火線（相線），N中線（零線）。在低壓系統(tǒng)，中性點通常接地，所以也稱地線。圖4-9火線與火線的關系2024/6/1616表4-3三相電源星形連接的相關概念與計算名稱符號物理意義瞬時值與相量表示中性點N三相繞組末端連接點

相線L繞組始端引出的三根導線

相電壓Up相線與中線之間的電壓，也即火線對零線間的電壓線電壓Ul相線與相線之間的電壓，也即火線間的電壓（注意規(guī)定的正方向）2024/6/1617線電壓和相電壓的關系根據(jù)KVL定律可知：

由相量圖可知：同理，可推出：

線電壓與相電壓的通用關系表達式：其中：UP—相電壓；Ul—線電壓。結論：電源Y形聯(lián)接時，線電壓且線電壓超前相應的相電壓30°，三相線電壓也是對稱的。在日常生活與工農業(yè)生產中，多數(shù)用戶的電壓等級：UP=220V，Ul=380V。2024/6/1618（2）三角形連接圖4-10三角形連接供電根據(jù)上圖可知三角形連接即三相三線制供電：A、B、C為火線（相線）。2024/6/1619表4-4三相電源三角形連接的相關概念與計算名稱符號物理意義瞬時值與相量表示相線L

相電壓Up

線電壓Ul

線電壓和相電壓的關系根據(jù)KVL定律可知：

由相量圖可知：同理，可推出：線電壓與相電壓的通用關系表達式：結論：

問答互動請結合三相電源星形連接供電時特征總結分析三角形連接時各參數(shù)的特定與計算方法。2024/6/1620問答互動請問：在圖所示的直流路中，直流電源E是不允許如圖那樣串接的，而上圖中的三相交流電源eA、eB、eC卻是串聯(lián)的，請說明為什么交流電源可以？

圖4-13三個電源E的電壓瞬時值圖4-11直流電源E首尾串接圖4-12三相交流電源E首尾串接三相交流電源中可以串接的原因在于：三個電源的電壓任何瞬間相加均為零。2024/6/16212、三相負載三相電路的負載是由三部分組成的，其中每一部分叫做一相負載。如果每相負載的阻抗相等且阻抗角相同，則三相負載就是對稱的，叫做對稱三相負載。如三相異步電動機就是三相對稱負載。2024/6/16221）三相負載的聯(lián)接

三相負載也有Y和

D

兩種接法，至于采用哪種方法

，要根據(jù)負載的額定電壓和電源電壓確定。具體連接原則是：首先電源提供的電壓等于負載的額定電壓；其次是單相負載盡量均衡地分配到三相電源上。定子三相繞組的聯(lián)接方法，通常電機容量小于3kw時，采用Y連接，電機容量大于4KW時，采用Δ形連接。表4-5三相負載可有星形和三角形兩種接法三相電源的連接方式三相負載的連接方式三相電路的連接方式供電方式Y形連接Δ形連接Y形-Δ形連接三相三線制Y形連接Y形連接Y形-Y形連接三相三線制或三相四線制Δ形連接Y形連接Δ形-Y形連接三相三線制Δ形連接Δ形連接Δ形-Δ形連接三相三線制2024/6/1623(1)三相負載星形聯(lián)結圖4-14負載星形聯(lián)結電路圖圖4-15三相電機接線盒圖4-16Y聯(lián)結

2024/6/1624表4-6星形形（Y）負載電路分析計算方法名稱負載星形聯(lián)結時三相電路的計算負載對稱時（即ZA=ZB=ZC）負載不對稱時（即ZA≠ZB≠ZC）相電流每相負載上流過的電流1)負載端的線電壓

＝電源端線電壓

2)負載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流

1）負載不對稱時，各相單獨計算：相電壓→相電流→中線電流→各電流相量關系2)一般線電壓ul為已知，然后根據(jù)電壓和負載求的電流，即：工程實際將許多單相負載分成容量大致相等的三相，分別接到三相電源上。線電流

每根相線上流過的電流2024/6/1625

4)中線電流5）可見負載對稱時，中性線無電流，可省掉中性線，且

6）對稱負載星形聯(lián)結時，線電流等于相電流，即7）對稱負載星形聯(lián)結帶中性線時，只需計算一相電流，其它兩相電流可根據(jù)對稱性直接寫出（1）各相負載所承受的電壓為電源的相電壓（2）相電流等于線電流。即：三相負載通常不對稱：采用三相四線制，具有如下特征：

（1）必須引一根中性線供電流不對稱部分流過，即必須采用三相四線制

（2）不論負載有無變動，各相負載承受的電源相電壓不變，從而保證了各相負載正常工作（3）中性線不能斷開。并且通常取中性線的橫截面積小于端線的橫截面積。2024/6/1626

（3）三相負載各相負載上的電壓與該相電流之間的相位差為：（4）中性線電流等于三個線（相）電流的相量之和。由KCL得：作用：中性線的作用在于保證負載上的各相電壓接近對稱，在負載不平衡時不致發(fā)生電壓升高或降低，若一相斷線，其它電壓不變。結論：1）負載星形聯(lián)結帶中性線時，可將各相分別看作單相電路計算。2）不對稱負載Y聯(lián)結又未接中性線時，負載相電壓不再對稱，且負載電阻越大，負載承受的電壓越高。3）中線的作用：保證星形聯(lián)結三相不對稱負載的相電壓對稱。4）照明負載三相不對稱，必須采用三相四線制供電方式，且中性線（指干線）內不允許接熔斷器或刀閘開關。

2024/6/1627（2）三相負載三角形（△）聯(lián)結將三相負載的首尾相連，再將三個連接點與三相電源端線U、V、W連接，就構成了負載三角形連接的三相三線制電路。

圖4-17三相負載三角形聯(lián)結電路圖圖4-18三相電機三相繞組接線頭位置圖4-19三相異步電機三相繞組△聯(lián)結2024/6/1628表4-7三角形（△）負載電路分析計算方法

負載三角形（△）聯(lián)結時三相電路的計算

負載對稱時（即ZA=ZB=ZC）負載不對稱時相電流

每相負載上流過的電流1）負載對稱時，相電流對稱，即：1）各相按公式單獨計算；2）為已知，然后根據(jù)電壓和負載求電流。2024/6/1629負載三角形（△）聯(lián)結時三相電路的計算

負載對稱時（即ZA=ZB=ZC）負載不對稱時線電流

每根相線上流過的電流2）對稱三角形負載有，且線電流比相應的相電流滯后30°。為此線電流也對稱，即各相按

公式單獨計算。2024/6/1630結論：1）無論負載對稱與否，負載的相電壓與電源的線電壓相等。即：一般電源線電壓對稱，因此不論負載是否對稱，負載相電壓始終對稱，即：UAB=UBC=UCA=Ul=UP；2）對稱三角形負載有，線電流比相應的相電流滯后30。2024/6/16312）三相交流電路的功率表4-8三相交流電路功率計算

功率計算方法負載對稱負載不對稱有功功率三相負載總的

有功功率等于各相有功功率之和不對稱負載時各相分別計算相應功率，再求和。具體如下：；

無功功率三相負載總的

無功功率等于各相無功功率之和視在功率三相負載總的

視在功率等于各相視在功率之和2024/6/16323）三相負載的聯(lián)接原則：三相負載連接時應使加于每相負載上的電壓等于其額定電壓，而與電源的聯(lián)接方式無關。當負載的額定電壓=電源的線電壓時，應作D

聯(lián)結；當負載的額定電壓=電源線電壓時，應作Y聯(lián)結/。注：三相電動機繞組可以聯(lián)結成星形，也可以聯(lián)結成三角形，而照明負載一般都聯(lián)結成星形（且具有中性線）。2024/6/16333、三相交流電動機實現(xiàn)電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機，其中將機械能轉換為電能的設備成為發(fā)電機，將電能轉化為機械能的設備成為電動機。1）三相異步電動機三相異步電動機由靜止的定子和可以轉動的轉子兩大部分組成，定子與轉子之間有一很小的氣隙。定子主要由機座、定子鐵心和定子繞組等組成轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸構成。2024/6/16341）三相異步電動機的結構圖4-21三相異步電動機的內部結構圖4-20三相異步電動機的外部結構2024/6/16352）三相異步電動機工作原理三相異步電動機從靜止到開始旋轉主要經歷了如下幾個重要環(huán)節(jié)的物理變化：

圖4-22三相異步電動機的定子繞組、轉子繞組由此可知：異步電動機是通過載流的轉子繞組在磁場中受力而使電動機旋轉的，而轉子繞組中的電流由電磁感應產生，并非外部輸入，故異步電動機又稱感應電動機。2024/6/1636（1）旋轉磁場的產生規(guī)定：i:“+”

→首端流入，尾端流出；

i:“–”→尾端流入，首端流出；；

圖4-23三相交流電機定子繞組輸入三相交流電源2024/6/1637定子對稱三相繞組通入三相對稱電流，三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，每一相都將在電機氣隙空間產生旋轉磁場，三相電流產生的合成磁場也必將是一旋轉的磁場。即：一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360°。合成旋轉磁場變換情況具體如下圖所示：合成磁場方向向下合成磁場旋轉60°合成磁場旋轉90°圖4-24三相交流電機定子繞組生成合成旋轉磁場2024/6/1638（2）旋轉磁場的旋轉方向磁場旋轉方向取決于三相電流的相序。要改變電機的旋轉方向，只要改變定子三相電流的相序即可，實際操作中只需任意調換兩根電源進線即使磁場旋轉反向。

圖4-25合成磁場旋轉方向與輸入電源相序的關系2024/6/1639（3）異步電動機的旋轉方向轉子轉動方向和旋轉磁場的旋轉方向一致。圖4-26轉子轉動方向和旋轉磁場的關系2024/6/1640（4）旋轉磁場的極對數(shù)P注：如上圖所示，定子每相繞組中通入三相交流電iA、iB、iC，此時形成的合成旋轉磁場只有一對磁極N、S，則稱極對數(shù)為1，即P=1。圖4-27旋轉磁場的磁極對數(shù)為12024/6/1641若將上圖的定子繞組改為下圖所示的每相繞組由兩個線圈串聯(lián)，而且繞組的始端之間互差60°，在每相繞組中通入三相交流電iA、iB、iC后，此時形成的合成旋轉磁場有兩對磁極N、S，則稱極對數(shù)為2，即P=2。

圖4-28旋轉磁場的磁極對數(shù)為22024/6/1642（5）旋轉磁場的轉速旋轉磁場的轉速取決于磁場的極對數(shù)P。當p=1時，三相交流電流變化一個周期，合成的兩極磁場在空間也正好旋轉過一周，如果電流的頻率為f1，則旋轉磁場每分鐘的轉速為：n1=60f1（轉/分）如工頻：f1=50Hz，則旋轉磁場的轉速為：，當p=2時，則旋轉磁場的轉速為：2024/6/1643旋轉磁場轉速n1與極對數(shù)

p的關系為：當電動機為2p個磁極時，旋轉磁場的轉速為：可見：旋轉磁場轉速n1與頻率f1和極對數(shù)p有關。式中：n1—電機同步轉速；f1—電源頻率；p—磁極對數(shù)表4-9旋轉磁場轉速n1與頻率f1和極對數(shù)p的關系2024/6/1644（6）轉差率

由前面分析可知，電動機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，但轉子轉速

n不可能達到與旋轉磁場的轉速相等，即如果：n=n1，則轉子與旋轉磁場間沒有相對運動，磁通不切割轉子導條，也就無轉子電動勢、轉子電流和轉矩，因此，轉子轉速與旋轉磁場轉速間必須要有差別。為評價這種差別的程度大小，引入轉差率的概念，即用旋轉磁場的同步轉速和電動機轉子轉速之差與旋轉磁場的同步轉速之比稱為轉差率s。根據(jù)公式可知：轉子轉速n也可由轉差率求得：注：異步電機運行中：2024/6/16453）三相異步電動機的電磁轉矩及機械特性電磁轉矩T：轉子中各載流導體在旋轉磁場的作用下，受到電磁力所形成的轉距之總和。其物理表達式為：其中：CT--電磁轉矩常數(shù)

?--每極主磁通

I2--轉子電流

cosφ2--轉子回來功率因數(shù)但該式不方便測量和計算，經過演化推算出更方便分析和計算三相異步電動機特性的下式：2024/6/1646由公式可知：（1）T與定子每相繞組電壓U12成正比。U1↓→T↓↓（2）當電源電壓U1一定時，T是

s

的函數(shù)（3）R2

的大小對T有影響。繞線型異步電動機可外接電阻來改變轉子電阻R2，從而改變轉矩。根據(jù)轉矩公式可繪制得出三相異步電動機機械特性曲線如下：2024/6/1647電動機的電磁轉矩可以隨負載的變化而自動調整，這種能力稱為自適應負載能力。自適應負載能力是電動機區(qū)別于其它動力機械的重要特點（如：柴油機當負載增加時，必須由操作者加大油門，才能帶動新的負載)。4）三個重要轉矩參數(shù)額定轉矩TN最大轉矩Tmax起動轉矩Tst2024/6/1648表4-10三相異步電動機的主要參數(shù)名稱符號含義表達式備注額定轉矩TN電動機在額定負載時的轉矩

最大轉矩Tmax表征電機帶動最大負載的能力，即臨界轉差率sm情況下電機能輸出的轉矩。轉轉子軸上實際承受的機械負載轉矩T2不能大于最大轉矩Tmax，否則將造成電機堵轉(停車)。2024/6/1649名稱符號含義表達式備注過載系數(shù)KM

一般三相異步電動機的過載系數(shù)為T2

<Tmax起動轉矩

Tst電動機在啟動時刻具有的轉矩電機啟動時：n

=

0s=

1一般鼠籠異步電動機的啟動能力為1.0～2.0。注意：只有Tst

>T2時，電機才能起動，否則不能起動。起動能力KstKst體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。2024/6/16505）三相異步電動機的起動三相異步電動機起動時：由于n=0、s=1，接通電源后會出現(xiàn)起動電流大，起動轉矩小的起動問題，如一般中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5~7倍，電動機的起動轉矩為額定轉矩的(1.0~2.2)倍。這種問題帶來的直接后果就是大電流會使電網電壓降低，影響鄰近負載的工作，同時頻繁啟動時會造成熱量積累，使電機過熱。造成這種情況的根本原因在于：起動時，轉子轉速n=0，而定子線圈通電后產生的旋轉磁場與轉子中的線圈產生相對運動，而且相對運動變化速率趨于無窮大，故在轉子線圈中感應出的感應電動勢↑→轉子電流↑→定子電流↑，使電機過熱。2024/6/1651相異步電機的起動方法：(1)直接起動：20-30千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動，該方法簡單，但起動電流較大，易影響電網上其他負載正常工作。(2)降壓起動：在起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，以減小起動電流。鼠籠式電動機常用的降壓起動方法有Y－D換接啟動和自耦降壓啟動。(3)轉子串電阻啟動：用于繞線式異步電動機的啟動注：自耦降壓起動適合于容量較大的或正常運行時聯(lián)接成Y形而不能采用Y－D起動的鼠籠式異步電動機。自耦降壓起動的具體方法請自行查閱資料說明實現(xiàn)該起動方法的思路2024/6/1652▲Y－D

起動

圖4-30Y－D

起動器接線簡圖2024/6/1653設電機每相阻抗為Z，分析可知：降壓起動時的電流為直接起動時的1/3。{Y－D

起動應注意的問題：（a）可采用星三角起動器來實現(xiàn)。（b）僅適用于正常接法為三角形接法的電動機。

（c）Y－D

起動時，起動電流減小的同時，起動轉矩也減小了。所以降壓起動適合于空載或輕載起動的場合2024/6/1654▲轉子串電阻起動（適用于繞線式電動機）圖4-31轉子串電阻起動電路連接起動時將適當?shù)腞串入轉子電路中，起動后將R短路。轉子電路串電阻起動的特點：若電阻R選得適當，轉子電路串電阻起動既可以降低起動電流，又可以增加起動轉矩，該起動方法常用于要求起動轉矩較大的生產機械上。2024/6/16556)三相異步電動機的調速(1)變頻調速(無級調速)圖4-32變頻調速由公式轉速公式該方法的頻率調節(jié)范圍為0.5~幾百赫茲，可實現(xiàn)無級平滑調速，調速性能優(yōu)異，目前正獲得越來越廣泛的應用?？赏瞥鋈喈惒诫妱訖C有三種電氣調速方法，分別為：變頻調速方法具體又分為恒轉矩調速（f1<f1N）和恒功率調速（f1>f1N）。變頻調速思路如下：2024/6/1656（2）變極調速(有級調速)采用變極調速方法的電動機稱作雙速電機，由于調速時其轉速呈跳躍性變化，因而只用在對調速性能要求不高的場合，如銑床、鏜床、磨床等機床上。圖4-33磁極對數(shù)為2的有級調速圖4-34磁極對數(shù)為1的有級調速其思路如下圖所示：2024/6/1657（3）變轉差率調速(無級調速)變轉差率調速是繞線式電動機特有的一種調速方法。其優(yōu)點是：調速平滑、設備簡單投資少，缺點是能耗較大，這種調速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中。此不詳述，有興趣的同學可查閱資料學習。2024/6/1658

7）三相異步電動機的制動

在斷開三相電源的同時，給電動機其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成的固定磁場與旋轉的轉子作用，產生了與轉子旋轉方向相反的轉距（制動轉距），使轉子迅速停止轉動。圖4-35能耗制動工作原理如圖所示。（1）能耗制動2024/6/1659停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調，使電動機定子產生一個與轉子轉動方向相反的旋轉磁場，從而獲得所需的制動轉矩，使轉子迅速停止轉動。圖4-36反接制動工作原理如圖所示

（2）反接制動2024/6/1660（3）發(fā)電反饋制動圖4-37發(fā)電反饋制動當電動機轉子的轉速大于旋轉磁場的轉速時，旋轉磁場產生的電磁轉距作用方向發(fā)生變化，由驅動轉距變?yōu)橹苿愚D距，電動機進入制動狀態(tài)，同時將外力作用于轉子的能量轉換成電能回送給電網。工作原理如圖所示2024/6/16618）三相異步電動機的正、反轉方法：任意調換電源的兩根進線，電動機反轉。圖4-38三相異步電動機的正、反轉控制具體如圖所示2024/6/16629）三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)（1）型號：用以表明電動機的系列、幾何尺寸和極數(shù)。例如：380/220V、Y/D

，是指：線電壓為380V時采用Y聯(lián)結；線電壓為220V時采用

D聯(lián)結。（2）電壓：電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。2024/6/1663（3）電流：電動機在額定運行時定子繞組的線電流值。例如：Y/D

，6.73/11.64A，表示星形聯(lián)結下電機的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。籠型電機：h=72~93如：n

N=1440轉/分，sN=0.04。（4）功率與效率：額定功率是指電機在額定運行時軸上輸出的機械功率

P2，它不等于從電源吸取的電功率

P1。（5）額定轉差率：2024/6/16644、低壓電器的基本知識1）低壓電器：指用在交流50Hz、額定電壓1200V以下及直流額定電壓1500V以下的電路中，能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現(xiàn)對電路或電氣設備的切換、控制、保護、檢測和調節(jié)的工業(yè)電器。2）低壓電器一般由感應和執(zhí)行兩部分組成。感應部分接受外界的信號并作出有規(guī)律的反應。如：（1）在自動切換電器中，感應部分大多由電磁機構組成，如交流接觸器的線圈、鐵心和銜鐵構成電磁機構。（2）在手動電器中，感應部分通常為操作手柄，如主令控制器由手柄和凸輪塊組成感受部分；執(zhí)行部分根據(jù)指令要求執(zhí)行電路接通、斷開等任務。如：（1）交流接觸器的觸點連同滅弧裝置；（2）對自動開關類的低壓電器，還具有中間（傳遞）部分，它的任務是把感應和執(zhí)行兩部分聯(lián)系起來，使它們協(xié)同一致，按一定的規(guī)律動作。2024/6/1665表4-11低壓電器的分類分類依據(jù)名稱舉例（請查閱資料自行填寫）動作性質手動電器

自動電器

電器性能和用途控制電器

保護電器

有無觸點有觸點電器

無觸點電器

工作原理電磁式電器

非電量控制電器問答互動2024/6/1666知識準備3)常用低壓電器(1)按鈕開關請參照項目二中相應內容說出按鈕開關的組成結構及其電路符號。問答互動2024/6/1667性質和作用：按鈕開關屬于主令電器，是一種短時接通或斷開小電流電路的手動低壓控制電器，常用于控制電路中發(fā)出啟動、停止、正轉或反轉等指令，通過控制繼電器、接觸器等動作，從而控制主電路的通斷。動作原理：按下按鈕帽，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，松開按鈕帽，在復位彈簧的作用下，觸點復位。按鈕觸點允許通過的電流很小，一般不超過5A，不能直接控制主電路的通斷。種類：按鈕通常有常開按鈕、常閉按鈕、復合按鈕和帶燈按鈕等。按鈕選用：應根據(jù)它的作用，從觸點數(shù)、顏色和形狀等方面考慮，安裝時要根據(jù)控制工藝要求，合理布局，整齊排列。2024/6/1668（2）行程開關圖4-39行程開關外觀行程開關外形如圖所示。性質：行程開關又稱限位開關或位置開關，其作用和原理與按鈕相同，只是其觸頭的動作不是靠手動操作，而是利用生產機械某些運動部件的碰撞使其觸頭動作。行程開關觸點通過的電流一般也不超過5A。類型：行程開關有多種構造形式，常用的有按鈕式（直動式）、滾輪式（旋轉式），其中滾輪式又有單滾輪式和雙滾輪式兩種，2024/6/1669行程開關的選用原則：主要應根據(jù)被控制電路的特點、要求及生產現(xiàn)場條件和所需觸頭數(shù)量、種類等因素綜合考慮。行程開關的型號意義：2024/6/1670（3）萬能轉換開關萬能轉換開關是一種用于控制多回路的主令電器，由多組相同結構的開關元件疊裝而成。外形及凸輪通斷觸頭情況如下圖所示。圖4-40LW5系列萬能轉換開關外形及觸頭通斷示意圖2024/6/1671（4）交流接觸器接觸器外形結構圖4-41交流接觸器外觀及內部結構2024/6/1672表4-12常見交流接觸器交流接觸器CJTI系列交流接觸器CJ12系列-3真空接觸器CKJ-160/380-1

接觸器性質作用：是一種通用性很強的自動式開關電器，是電力拖動和自動控制系統(tǒng)中一種重要的低壓電器，它可以頻繁地接通和斷開交、直流主電路和大容量控制電路，具有欠壓釋放保護和零壓保護功能。2024/6/1673接觸器類型：接觸器按通過其觸點的電流種類不同可分為交流接觸器和直流接觸器，而且交、直流接觸器的工作原理基本相同。接觸器型號常用交流接觸器的類型CJ20、CJ12、CJ15、CJ16、CJ19、CJ24、CJ40、CJX1(3TB/3TF)、CJX2(LCD-1)、CJT12024/6/1674接觸器工作原理：①當接觸器的電磁線圈接通電源時，線圈電流產生磁場，使靜鐵心產生足以克服彈簧反作用力的吸力，將動鐵心向下吸合，使常開主觸頭和常開輔助觸頭閉合，常閉輔助觸頭斷開。主觸頭將主電路接通，輔助觸頭則接通或分斷與之相聯(lián)的控制電路。②當接觸器線圈斷電時，靜鐵心吸力消失，動鐵心在反作用彈簧力的作用下復位，各觸頭也隨之復位。接觸器的使用選擇原則：

①根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型；②接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致；③額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。2024/6/1675(5)繼電器繼電器外形結構2024/6/1676繼電器作用：主要用于控制與保護電路中進行信號轉換，具有輸入電路(又稱感應元件)和輸出電路(又稱執(zhí)行元件)，當感應元件中的輸入量(如電流、電壓、溫度、壓力等)變化到某一定值時繼電器動作，執(zhí)行元件便接通和斷開控制回路。類型：控制繼電器種類繁多，常用的有電流繼電器、電壓繼電器、中間繼電器、時間繼電器、熱繼電器，以及溫度、壓力、計數(shù)、頻率繼電器等等。注：電壓、電流繼電器和中間繼電器屬于電磁式繼電器，其結構、工作原理與接觸器相似，由電磁系統(tǒng)、觸頭系統(tǒng)和釋放彈簧等組成，但由于繼電器用于控制電路，流過觸頭的電流小，故不需要滅弧裝置。2024/6/1677（6）熔斷器結構外觀熔斷器選用原則：①對于照明線路等無沖擊電流負載，其熔體額定電流應等于或稍大于線路工作電流；②對一臺異步電動機的保護，其熔體額定電流可按電動機額定電流的1.5~2.5倍來選擇；③對多臺電動機共用一個熔斷器保護，其熔體額定電流可按容量最大一臺電動機的額定電流的1.5~2.5倍加上其余電動機的額定電流之和來選擇。圖4-42常見熔斷器外觀作用：主要串接于被保護電路的首端用來短路和嚴重過載保護。2024/6/1678（7）低壓斷路器斷路器在電路中作接通、分斷和承載額定工作電流，并能在線路和電動機發(fā)生過載、短路、欠壓的情況下進行可靠的保護。斷路器的動、靜觸頭及觸桿設計成平行狀，利用短路產生的電動斥力使動、靜觸頭斷開，分斷能力高，限流特性強。（8）空氣斷路器空氣斷路器功能相當于閘刀開關、過電流繼電器、失壓繼電器、熱繼電器及漏電保護器等電器部分或全部的功能總和，是低壓配電網中一種重要的保護電器，具有多種保護功能(過載、短路、欠電壓保護等)、動作值可調、分斷能力高、操作方便、安全等優(yōu)點，所以目前被廣泛應用。2024/6/1679圖4-43空氣斷路器的基本結構2024/6/1680表4-13空氣斷路器外觀及電路符號名稱實物外觀電路符號名稱實物外觀電路符號單極空氣開關

兩極空氣開關

2024/6/1681（9）電路中的開關開關在電路中通?？煞譃閱温?lián)開關與雙聯(lián)開關兩種，單聯(lián)開關也有一位、兩位、三位等多位開關，都集中在一個板面上，具體如下表所示。開關名稱實物外觀電路符號單聯(lián)開關

雙聯(lián)開關

電路中開關連接的注意事項：（1）“火線進開關，零線進燈頭”，即開關在使用中要將火線接入開關中，以達到控制負載通斷的目的。（2）單聯(lián)開關在電路中單個使用便可控制電路的通斷，雙聯(lián)開關在電路中需兩個配套使用才能控制電路的通斷，如圖所示。表4-14常見單聯(lián)、雙聯(lián)開關外觀及電路符號2024/6/1682（10）電路中的插座表4-15常見電源插座外觀及電路符號名稱插座外觀及其電路符號插座電路連接方法單相插座

三相插座

帶開關插座

插座連接的注意事項：對于單相插座的接法來說，通常兩眼插座按“左零右火”的接法來接；三眼插座按“上地左零右火”的接法來接。插座通常可分為單相插座和三相插座，其中單相插座又有單相兩孔和三孔插座，具體如下表所示。2024/6/1683（11）電度表類型：電度表是用于記錄用戶消耗電能多少的儀表，使用中常有如下幾種類型：電度表型號：單相電度表主要參數(shù)：額定電壓：220v；額定電流：３A（最大額定電流：6A）；電度表常數(shù)：1200r/(kw.h)；頻率：50Hz2024/6/1684表4-16幾種常用的電度表電度表名稱實物外觀電度表名稱實物外觀DT862型單相電度表

ic卡/接觸式單相電能表

電子式單相電度表

ic卡/非接觸ic卡單相電能表2024/6/1685電度表名稱實物外觀電度表名稱實物外觀三相四線電度表

三相四線互感器電度表

（電路符號）電源與電度表的連接方法：

在使用中，電度表接線遵循“1、3接進線，2、4接出線”的原則，即：電度表的1、3端子電源接進線，其1號端子接火線，3號端子接零線；電度表的2、4端子接出線，2號端子為火線，4號端子為零線。2024/6/1686（12）漏電保護器

漏電保護器又稱剩余電流保護器(RCD)，是低壓供電系統(tǒng)普遍采用的預防人體觸電的五大措施(電氣設備絕緣、保護接零(地)、等電位聯(lián)結、漏電保護器和電工安全用具措施)之一.

2024/6/1687任務實施【任務技能準備】1、安全用電操作技能

安全用電是指在用電和電氣操作中保證人身安全及設備安全，是電工操作的頭等大事。表4-17常見的觸點方式觸電方式含義示意圖單相觸電單相觸電是指人站在地面區(qū)域接地導體上，人體觸及一相帶電體的觸電事故。大部分觸電事故是單相觸電事故。1)常見觸電方式2024/6/1688觸電方式含義示意圖兩相觸電人體的兩處同時觸及兩相帶電體的觸電事故，這時人體承受的是380V的線電壓，其危險性一般比單相觸電大。跨步電壓觸電在高壓接地點附近地面電位很高，距接地點越遠則電位越低。應立即將故障地點隔離，不能隨便觸及，也不能在故障地點附近移動。已受到跨步電壓威脅者應采取單腳或雙腳并攏方式迅速跳出危險區(qū)域。2024/6/16892）影響電流對人體傷害程度的因素表4-18影響電流對人體傷害程度的因素影響因素具體情況通過人體

的電流值電流是危害人體的直接因素，一般認為30mA以下是安全電流。人體電阻值一般在干燥環(huán)境中，人體電阻大約在2kΩ左右；皮膚出汗時，約為lkΩ左右；皮膚有傷口時，約為800Ω左右。人體觸電時，皮膚與帶電體的接觸面積越大，人體電阻越小。電流通過人體時間的長短

電流在人體內持續(xù)的時間越長，使人體發(fā)熱和電解越嚴重，電阻減小，使流過人體的電流逐漸增大，傷害越來越大。電流流過

人體的途徑電流從頭部到身體任何部位及從左手經前胸到腳的途徑是最危險的。電流的頻率直流電、高頻和超高頻電流對人體的傷害程度較小。例如人體能耐受50mA的直流電流。觸電電壓電壓越高對人體的危險越大，通常規(guī)定36V或36V以下的電壓為安全電壓。2024/6/16903）安全用電保護用具絕緣手套、絕緣鞋、絕緣墊、絕緣工具4）安全用電保護方式安全用電的常見保護方式有保護接地、保護接零、防雷、漏電保護等措施，需要很清楚的掌握這些方式的操作方法其含義如下：▲保護接地——是指將電氣設備不帶電的金屬外殼與大地做電氣連接稱為保護接地?！Ｗo接零－－是指將電氣設備不帶電的金屬外殼與電源的零線相連接稱為保護接零。另外與此相關的概念還有：★工作接地－－接地電網中的中性點接地稱為工作接地。★重復接地－－系統(tǒng)中除工作接地外，還在整個零線的其他部位再進行的接地稱為重復接地2024/6/1691（1）保護接地：就是把用電設備的金屬外殼與接地體連接起來，使用電設備與大地緊密連通。保護接地原理圖不接地危險性示意圖圖4-44保護接地2024/6/1692在電源為三相三線制中性點不直接接地或單相制電力系統(tǒng)中應設保護接地線。若漏電設備已采取接地保護措施，故障電流將會通過接地體流散，流過人體的電流僅是全部接地電流中的一部分。在電源為三相五線制變壓器中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，如果單純采取保護接地，當某相發(fā)生碰殼短路時，人體與保護接地裝置處于并聯(lián)狀態(tài)，加在人體上的電壓等于接地電阻的電壓降，一般可達110V，這個電壓對人體還是很危險的。在380/220V低壓系統(tǒng)中，接地電流很小，一般不超過幾安，所以規(guī)定接地電阻不大于4歐姆，當容量在100千伏安以下時，接地電阻可放寬不大于10歐姆。2024/6/1693（2）保護接零圖4-45保護接零保護接零就是把電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網的零線緊密地連接起來，如下圖所示。2024/6/1694在電源為三相四線制變壓器中性點直接接地的電力系統(tǒng)中應采用保護接零，其利用電源零線使設備形成單相短路，促使線路上保護裝置迅速動作切斷電源。在三相四線制電力系統(tǒng)中，不允許只對某些設備采取接零，而對另外一些設備只采取保護接地而不接零。正確的做法是采取重復接地保護裝置，就是將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接。通常是把用電設備的金屬外殼同時接地和接零。還應該注意*零線回路中不允許裝設熔斷器和開關。*另外，三相四線制電路的零線截面，不宜小于相線截面的75%。2024/6/1695（3）防雷保護

一般由雷電引起局部地區(qū)感應過電壓，在架空線路可達300～400kV，在低壓架空線路上可達100kV，在通信線路上可達40～60kV，使用電設備直接遭受雷擊或雷電波侵入。防止雷電波侵入的主要措施是：在輸電線路等能夠引起雷電波侵入的設備在進入建筑物前裝設避雷器保護裝置，這樣可以將雷電高電壓限制在一定的范圍內，保證用電設備不被高電壓沖擊擊穿。（4）漏電保護漏電保護器能迅速斷開發(fā)生人身觸電、漏電和單相接地故障的低壓線路。家庭中安裝的漏電保護器，主要作用是防止人身觸電。漏電開關的動作電流值，一般不大于30mA，動作時間一般不超過0.1s。2024/6/16965）安全用電注意事項（1）判斷電線或用電設備是否帶電，必須用試電器（或測電筆等），決不允許用手去觸摸。（2）在檢修電氣設備或更換熔體時，應切斷電源，并在開關處掛上“嚴禁合閘”的牌子。（3）安裝照明線路時，開關和插座離地一般不低于1.3m。有必要時，插座可以裝低，但離地不應低于15cm。不要用濕手去摸開關、插座、燈頭等，也不要用濕布去擦燈泡。（4）在電力線路附近，不要安裝收音機、電視機的天線，不放風箏；不要在帶電設備周圍使用鋼板尺，嚴禁用銅絲代替熔絲。（5）發(fā)現(xiàn)電線或電氣設備起火，應迅速切斷電源，在帶電狀態(tài)下，決不能用水或泡沫滅火器滅火。（6）雷電天盡量不外出；遇雨時不要在大樹下躲雨或站在高處，而應就地蹲在低洼處，并盡量將雙腳并攏。2024/6/16972、觸電急救觸電以后，會出現(xiàn)神經麻痹、呼吸困難、血壓升高、昏迷、痙攣，直至呼吸中斷、心臟停跳等險象，呈現(xiàn)昏迷不醒的狀態(tài)。如果未見明顯的致命外傷，就不能輕率地認定觸電者已經死亡，而應該看作是“假死”，施行急救。有效的急救在于“快”而得法。即用最快的速度，施以正確的方法進行現(xiàn)場救護，多數(shù)觸電者是可以復活的。觸電急救的第一步是使觸電者迅速脫離電源，第二步是現(xiàn)場救護。2024/6/1698表4-19觸電急救方法

注意事項第一步：使觸電者脫離電源低壓電源拉就近拉開電源開關、拔出插銷或瓷插保險。1)救護人不得采用金屬和其他潮濕的物品作為救護工具。2)未采取絕緣措施前，救護人不得直接觸及觸電者的皮膚和潮濕的衣服。

切用帶有絕緣柄的利器切斷電源線。切斷時應防止帶電導線斷落觸及周圍的人體。多芯絞合線應分相切斷，以防短路傷人。挑如果導線搭落在觸電者身上或壓在身下，這時可用干燥的木棒、竹竿等挑開導線或用干燥的絕緣繩套拉導線或觸電者，使之脫離電源。拽救護人可戴上手套或在手上包纏干燥的衣服、圍巾、帽子等絕緣物品拖拽觸電者，使之脫離電源。墊如果觸電者由于痙攣手指緊握導線或導線纏繞在身上，救護人可先用干燥的木板塞進觸電者身下使其與地絕緣來隔斷電源，然后再采取其它辦法把電源切斷。2024/6/1699

注意事項第一步：使觸電者脫離電源高壓電源立即電話通知有關供電部門拉閘停電。3)在拉拽觸電者脫離電源的過程中，救護人宜用單手操作，這樣對救護人比較安全。4)當觸電者位于高位時，應采取措施預防觸電者在脫離電源后墜地摔傷或摔死。5)夜間發(fā)生觸電事故時，應考慮切斷電源后的臨時照明問題，以利救護。如電源開關離觸電現(xiàn)場不甚遠，則可戴上絕緣手套，穿上絕緣靴，拉開高壓斷路器，或用絕緣棒拉開高壓跌落保險以切斷電源。往架空線路拋掛裸金屬軟導線，人為造成線路短路，迫使繼電保護裝置動作，從而使電源開關跳閘。拋掛前，將短路線的一端先固定在鐵塔或接地引線上，另一端系重物。拋擲短路線時，應注意防止電弧傷人或斷線危及人員安全，也要防止重物砸傷人。如果觸電者觸及斷落在地上的帶電高壓導線，且尚未確證線路無電之前，救護人不可進入斷線落地點

8～10m的范圍內，以防止跨步電壓觸電。進入該范圍的救護人員應穿上絕緣靴或臨時雙腳并攏跳躍地接近觸電者。觸電者脫離帶電導線后應迅速將其帶至8～10m以外立即開始觸電急救。只有在確證線路已經無電，才可在觸電者離開觸電導線后就地急救。2024/6/16100第二步：現(xiàn)場救護

人工呼吸清除口中異物→仰頭抬頜→口對口→捏鼻翼→先吹兩大口→正常吹氣（每分鐘12次左右）胸部按壓首先，將觸電者頭、胸水平放置，最好躺在堅硬平面上；然后，按壓胸骨中下三分之一交界處下壓3.5-4.5厘米，按壓時手指不得壓在胸壁上，以免引起肋骨骨折，上抬時手不離胸，以免移位，垂直按壓，以免壓力分散；另外，人工呼吸與胸外按壓應同時交替進行，注意按壓與放松時間相等，用力均勻，每分鐘按壓80-100次，直至恢復心跳呼吸。2024/6/16101注意：參照安裝步驟及工藝要求、技能準備中的知識要求進行練習，經指導教師審閱合格后才能動手實施。2024/6/16102項目任務1：

結合項目四進一步熟悉電路中的各電器元件及其作用，并嘗試分析圖4-3中所示電動機往返控制電路的工作過程。圖4-3電動機往返控制電路技能操作任務2024/6/161031、操作步驟1）按電路圖4-3準備所有電工工具和電器元件，并對該線路所用到的元件進行核對和校驗。

器材名稱工具尖嘴鉗、螺釘旋具、活絡扳手等儀表T10—A電流表、T10—V電壓表、MF30型萬用表、5050型兆歐表電器元件HK系列開啟式負荷開關、LA10系列按鈕、JLXK1系列行程開關、RC1A系列插入式熔斷器或RL1系列螺旋式熔斷器、

CJ10—20交流接觸器、JR16系列熱繼電器、

JS7—A系列時間繼電器、JZ7系列中間繼電器操作任務實施表4-20所需的電工工具和電器元件

2024/6/161042）按電路圖安裝布置電器元件；3）按工藝要求進行接線；4）接線完成后，按電路圖檢查布線的正確性，并用萬用表進行檢查電路是否存在短路現(xiàn)象或者有地方沒有接通；5）檢查無誤后，接電源通電；2024/6/161052、安裝工藝要求1）布線通道盡可能少，同路并行導線按主、控電路分類集中，單層密排，緊貼安裝面布線；2）同一平面的導線應高低一致或前后一致，不能交叉；3）布線應橫平豎直，分布均勻；4）布線時禁止損傷線芯和導線絕緣；5）布線順序一般以接觸器為中心，由里向外，由低到高，先控制電路，后主電路的進行；6）在每根剝去絕緣層導線的兩端套上編碼套管；7）導線與接線端子或接線樁連接時，不得壓絕緣層、不反圈及不露銅過長；8）同一元件、同一回路的不同接點的導線間距離應保持一致；9）一個電器元件接線端子上的連接導線不得多余兩根，每節(jié)接線端子板上的連接導線一般只允許連接一根。2024/6/161063、安裝操作注意事項1）行程開關在外面看不見常開常閉觸點，所以必須要用萬用表進行測量，切忌大約判斷；2）KM1和KM2主觸頭之間的連線要看清楚，注意線路的換相；3）時間繼電器的端口必須清楚，接線時再確認一遍，注意端口沖突；4）工具和儀表使用要正確，在排除故障過程中，故障分析的思路和方法要正確；5）帶電檢修故障時，必須有指導教師在現(xiàn)場監(jiān)護，并要確保安全用電。2024/6/16107107電機常識知識拓展1、電機的分類2024/6/16108表4-21常用電機的分類電機名稱電機特點電機外觀力矩電機（具體有直流力矩電動機和交流力矩電動機兩種）直流力矩電機是一種扁平型多極永磁直流電動機，其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導體數(shù)，以降低轉矩脈動和轉速脈動。

交流力矩電機又可以分為同步和異步兩種，目前常用的是鼠籠型異步力矩電動機，它具有低轉速和大力矩的特點。一般在紡織工業(yè)中經常使用交流力矩電動機。

伺服電機能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量，拖動被控制元件，從而達到控制目的，主要應用在各種運動控制系統(tǒng)中，尤其是隨動系統(tǒng)。2024/6/16109步進

電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構，由于其具有結構簡單、可靠性高和成本低的特點，所以廣泛應用在生產實踐的各個領域，尤其是在數(shù)控機床制造領域、另外也可用于打印機、繪圖儀中。

開關磁阻電機是一種新型調速電動機，結構極其簡單且堅固，成本低，調速性能優(yōu)異，是傳統(tǒng)控制電動機強有力競爭者，具有強大的市場潛力。

無刷直流電機無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多，相應的轉動慣量可以減少—50%

同步

電動機與異步電機的定子結構基本相同，區(qū)別在于三相同步電機轉子是永久磁鐵組成的，工作時“緊跟”定子的旋轉磁場一起轉動，故名“同步”，主要用于大型機械，如鼓風機、水泵、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設備或者充當控制元件。

2024/6/161102、步進電機之前學習的直流電動機、異步電動機等都是作為動力使用的電機，通過對其速度的控制來實現(xiàn)電能到機械能轉換的效率。下面學習一種位置控制型電機，具體來說是一種專門用于速度和位置精確控制的特種電機。1）工作原理：利用電磁鐵原理，將脈沖信號轉換成線位移或角位移，每來一個電脈沖，電機轉動一個角度，帶動機械移動一小段距離，故稱步進電機。2）特點：（1）來一個脈沖，轉一個步距角；（2）控制脈沖頻率，可控制電機轉速；（3）改變脈沖順序，改變方向。

因為這個特點步進電機可以作為執(zhí)行元件和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術相結合，廣泛應用在各種自動化控制系統(tǒng)中，特別適合于機電一體化產品。隨著微電子和計算機技術的發(fā)展，步進電機的需求量與日俱增，在各個國民經濟領域都有應用。2024/6/161113）步進電機的結構步進機也主要由定子和轉子兩部分構成，而且它們均由磁性材料構成，下圖所示的定子和轉子上分別有六個、四個磁極，而且定子的六個磁極上有控制繞組，兩個相對的磁極組成一相。注意：這里的相和三相交流電中的“相”的概念不同。步進電機通的是直流電脈沖，這里主要是指線圖的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。

圖4-46步進電機的控制繞組圖4-47步進電機的結構2024/6/161124）步進電機的工作原理分析下面以步進電機三相單三拍的工作方式來說明其工作原理和過程，具體如下表所示，其他的三相單雙六拍、三相雙三拍等工作方式不再詳述，請查閱相關資料了解。表4-22步進電機三相單三拍的工作方式通電順序轉子旋轉過程過程描述旋轉角度A相通電

A方向的磁通經轉子形成閉合回路。若轉子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉子被磁化，吸引轉子，使轉子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，促使轉子、定子的齒對齊停止轉動。A相通電使轉子1、3齒和AA'相軸線對齊，轉子順時針轉過30°。2024/6/16113B相通電

B方向的磁通經轉子形成閉合回路。

若轉子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉子被磁化，吸引轉子，使轉子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，促使轉、定子的齒對齊停止轉動。B相通電使轉子2、4齒和BB'相軸線對齊，轉子順時針再轉過30°。C相通電

C方向的磁通經轉子形成閉合回路。

若轉子和磁場軸線方向原有一定角度，則在磁場的作用下，轉子被磁化，吸引轉子，使轉子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，促使轉、定子的齒對齊停止轉動。C相通電使轉子1、3齒和CC'相軸線