三相異步電動(dòng)機(jī)及其控制電路

89 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(lái)驅(qū)動(dòng)各種金屬切削機(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)于各種電動(dòng)機(jī)我們應(yīng)該了解下列幾個(gè)方面的問(wèn)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）應(yīng)用場(chǎng)合和如何正確 使 用。 5.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 1三相異步電動(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)扇等附屬部分 ，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90 AX、 BY、 CZ。 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，其作用是嵌放轉(zhuǎn)子三相繞組。 轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組有兩種形式： 鼠籠式 - 鼠籠式異步電動(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 于構(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(shuō)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 91 (1)演示實(shí)驗(yàn)：在裝有手柄的蹄形磁鐵的兩極間放置一個(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。 (2)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)電流又使導(dǎo)體受到一個(gè)電磁力的作用，于是導(dǎo)體就沿磁鐵的旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，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。 (3)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 AX、 BY、 CZ，它們?cè)诳臻g按互差 1200 的規(guī)律對(duì)稱排列。并接成星形與三相電源 U、 V、 W 相聯(lián)。則三相定子 繞組便通過(guò)三相對(duì)稱電流：隨著電流在定子繞組中通過(guò)，在三相定子繞組中就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) (圖 5-4)。 00s i ns i n ( 1 2 0 )s i n ( 1 2 0 )UmVmWmi I ti I ti I t 圖 5-3 三相異步電動(dòng)機(jī)定子接線 當(dāng) t=00 時(shí)， 0Ai ， AX 繞組中無(wú)電流；Bi為負(fù)， BY 繞組中的電流從 Y 流入 B1 流出；Ci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)， 0Bi ， BY 繞組中無(wú)電流；Ai為正， AX 繞組中的電流從 A 流入 X流出；Ci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)， 0Ci ， CZ 繞組中無(wú)電流；Ai為 負(fù) ， AX 繞組中的電流從 X 流入 A流出；Bi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 合成磁場(chǎng)的方向如圖 5-4（ c）所示。 可見(jiàn)，當(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AiAi Bi CXBYCZ92 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 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)線圈串聯(lián)，繞組的始端之 間相差 600 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串聯(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： 0120 p ti i A i B i CO 120 240 36 0 ( a ) t = 0 ( b ) t = 1 2 0 ( c ) t = 2 4 0 A A AXXXB B BYYYCC CZZZ93 （ 2） 轉(zhuǎn)速 n 三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0 與 電動(dòng)機(jī) 磁極對(duì)數(shù) p 有關(guān)，它們的關(guān)系是： 1060 fnp （ 5-1） 由（ 5-1）可知，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0 決定于電流頻率 f1 和磁場(chǎng)的極數(shù) p。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=50Hz，因此對(duì)應(yīng)于不同極對(duì)數(shù) p 的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0，見(jiàn)表 5-1 表 5-1 p 1 2 3 4 5 6 n0 3000 1500 1000 750 600 500 （ 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 n0 相等，否則轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間就沒(méi)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(shuō)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)，又因?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，故又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 n0 常稱為同步轉(zhuǎn)速。 轉(zhuǎn)差率 s 用來(lái)表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 n 與磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速 n0 相差的程度的物理量。即： 000nn ns (5-2) 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 n0 開(kāi)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 S=1。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)之后， n0，（ n0-n）差值減小，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率 Sn0，重物受到制 動(dòng) 而等速下降。 5.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的控制 1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)直接接入電網(wǎng)，加上額定電壓，一般來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)的容量不大于直接供電變壓器容量的 20 30 時(shí)，都可以直接啟動(dòng)。 1）點(diǎn)動(dòng)控制 合上開(kāi)關(guān) S，三相電源被引入控制電路，但電動(dòng)機(jī)還不能起動(dòng)。按下按鈕SB，接觸器 KM 線圈通電，銜鐵吸合，常開(kāi)主觸點(diǎn)接通，電動(dòng)機(jī)定子接入三相電源起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。松開(kāi)按鈕 SB， 圖 5-13 點(diǎn)動(dòng)控制 接觸器 KM 線圈斷電，銜鐵松開(kāi)，常開(kāi)主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)因斷電而停轉(zhuǎn)。 ( a ) 接線示意圖 ( b ) 電氣原理圖 M 3 SB S FU KM M 3 S FU KM KM SB 109 2).直接起動(dòng)控制 （ 1）起動(dòng)過(guò)程。按下起動(dòng)按鈕 SB1，接觸器 KM 線圈通電，與 SB1 并聯(lián)的 KM 的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證松開(kāi)按鈕 SBl 后 KM 線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的 KM 的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。 （ 2）停止過(guò)程。按下停止按鈕 SB2，接觸器 KM 線圈斷電，與 SB1 并聯(lián)的 KM 的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，以保證松開(kāi)按鈕 SB2 后 KM 線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的 KM 的主觸點(diǎn)持續(xù)斷開(kāi)，電動(dòng) 機(jī)停轉(zhuǎn)。 與 SB1并聯(lián)的 KM的輔助常開(kāi)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(guò)載保護(hù)和零壓保護(hù)。 圖 5-14 直接起動(dòng)控制 起短路保護(hù)的是串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(guò)載保護(hù)的是熱繼電器 FR。當(dāng)過(guò)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(kāi)，使接觸器 KM 線圈斷電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的 KM 的主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。同時(shí) KM 輔助觸點(diǎn)也斷開(kāi)，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 KM 線圈的電磁吸力不足，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。 2正反轉(zhuǎn)控制 1）簡(jiǎn)單的 正反轉(zhuǎn)控制 （ 1）正向起動(dòng)過(guò)程。按下起動(dòng)按鈕SB1，接觸器 KM1 線圈通電，與 SB1 并聯(lián)的 KM1 的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證 KM1線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的KM1 的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)正向運(yùn)轉(zhuǎn)。 （ 2）停止過(guò)程。按 下停止按鈕 SB3，接觸器 KM1 線圈斷電，與 SB1 并聯(lián)的 KM1的輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，以保證 KM1 線圈持續(xù)失電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的 KM1 的主觸點(diǎn) 圖 5-15 簡(jiǎn)單的 正反轉(zhuǎn)控制 持續(xù)斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)定子電源，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 （ 3）反向起動(dòng)過(guò)程。按下起動(dòng)按鈕 SB2，接觸器 KM2 線圈通電，與 SB2 并聯(lián)的 KM2的輔助常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，以保證線圈持續(xù)通電，串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)回路中的 KM2 的主觸點(diǎn)持續(xù)閉合，電動(dòng)機(jī)連續(xù)反向運(yùn)轉(zhuǎn)。 M3 SFUKM KMSB 2SB1KMFRFRM3 SFUKM1SB3SB1KM2SB2KM1KM1KM2KM2FRFR110 缺點(diǎn)： KM1 和 KM2 線圈不能同時(shí)通電，因此不能同時(shí)按下 SB1 和 SB2，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 將接觸器 KM1 的輔助常閉觸點(diǎn)串入 KM2 的線圈回路中，從而保證在 KM1 線圈通電時(shí) KM2 線圈回路總是斷開(kāi)的；將接觸器 KM2 的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM1 的線圈回路中，從而保證在 KM2 線圈通電時(shí)KM1 線圈回路總是斷開(kāi)的。這樣接觸器的輔助常閉觸點(diǎn) KM1 和 KM2 保證了兩個(gè)接觸器線圈不能同時(shí)通電，這種控制方式稱為 互鎖 或者 聯(lián)鎖 ，這兩個(gè)輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱為 互鎖 或者 聯(lián)鎖 觸點(diǎn)。 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)處于正轉(zhuǎn)狀態(tài)要反轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕 SB3，使 互 鎖觸點(diǎn) KM1 閉合后按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕 SB2 才能使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；若電動(dòng)機(jī)處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)要正轉(zhuǎn)時(shí)必須先按停止按鈕 SB3，使 互 鎖觸點(diǎn) KM2 閉合后按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕 SB1 才能使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。 SB 3SB 1SB 2KM 1KM 1KM 2KM 2KM 2KM 1FR111 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，這一節(jié)課我們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)一步講述電動(dòng)機(jī)的繼電器 接觸器控制系 統(tǒng)。 2正反轉(zhuǎn)控制 3） 同時(shí)具有電氣 互 鎖和機(jī)械 互 鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路 采用復(fù)式按鈕，將 SB1 按鈕的常閉觸點(diǎn)串接在 KM2 的線圈電路中；將 SB2 的常閉觸點(diǎn)串接在 KM1 的線圈電路中；這樣，無(wú)論何時(shí)，只要按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕，在 KM2 線圈通電之前就首先使 KM1 斷電，從而保證 KM1 和 KM2 不同時(shí)通電；從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕實(shí)現(xiàn)的 互 鎖也叫機(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 3 Y 降壓 起 動(dòng) 控制 按 下起動(dòng)按鈕 SB1，時(shí)間繼電器 KT 和接觸器 KM2 同時(shí)通電吸合， KM2 的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，把定子繞組連接成星形，其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，接通接觸器KM1。 KM1 的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，將定子接入電源，電動(dòng)機(jī)在星形連接下起動(dòng)。 KM1 的一對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖。經(jīng)一定延時(shí)， KT 的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， KM2斷電復(fù)位，接觸器 KM3 通電吸合。 KM3 的常開(kāi)主觸點(diǎn)將定子繞組接成三角形， 使電動(dòng)機(jī)在額定 圖 5-18 Y 降壓起動(dòng)控制 電壓 下正常運(yùn)行。與按鈕 SB1 串聯(lián)的 KM3 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(kāi)，切斷了 KT、 KM2 的通路，即使誤按 SB1， KT 和 KM2 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 SB3，接觸器 KM1、 KM2 同時(shí)斷電釋放，電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 4行程控制 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(kāi)關(guān)的觸桿，將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，接觸器線圈斷電，使電動(dòng)機(jī)斷電而停止運(yùn)行。 M 3 S FU KM 1 KM 2 KM 3 U 1 V 2 V 1 W 2 W 1 U 2 SB 3 KM 1 SB 1 KM 1 KM 2 KM 3 KM 3 KM 1 KM 2 KT KM 2 KT FR FR SB 3SB 1SB 2KM 1KM 2KM 2KM 2KM 1KM 1FR112 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 SB1，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 SQ2位置時(shí)，擋塊壓下 SQ2，接觸器 KM1 斷電釋放， KM2 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 SQ1 位置時(shí)，擋塊壓下 SQ1， KM2 斷電釋放， KM1 通電吸合，電動(dòng)機(jī)又正向起動(dòng)運(yùn)行，工作臺(tái)又向前進(jìn)，如此一直循環(huán)下去，直到需要停止時(shí)按下 SB3，KM1 和 KM2 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 降壓起動(dòng)、 自耦變壓器降壓起動(dòng)和定子串電阻降壓起動(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(guò)程及控制要求； 4、搞清控制系統(tǒng)中各電機(jī)、電器的作用以及它們的控制關(guān)系； 5、主電路、控制電路分開(kāi)閱讀或設(shè)計(jì)； 6、控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下、自左而右的順序進(jìn)行讀圖或設(shè)計(jì)； 7、同一個(gè)電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都叫相同的名字； 8、 原理圖上所有電器，必須按國(guó)家統(tǒng)一符號(hào)標(biāo)注，且均按未通電狀態(tài)表示； 9、繼電器、接觸器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)； 10、控制順序只能由控制電路實(shí)現(xiàn)，不能由主電路實(shí)現(xiàn) M3 SFUKM KMSB2 SB1KMSQFRFRSB3SB1SB2KM1KM1KM2KM2KM1( b ) 自動(dòng)往返控制電路SQ1SQ 2KM2SQ2SQ1SQ2SQ1( a ) 往返運(yùn)動(dòng)圖FR113 習(xí)題： 1、有一臺(tái)四極三相異步電動(dòng)機(jī)，電源電壓的頻率為 50Hz，滿載時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率為 0.02。求電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電流頻率。 2、穩(wěn)定運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加，為什么電磁轉(zhuǎn)矩相應(yīng)增大；當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大磁轉(zhuǎn)矩時(shí)，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 3、已知某三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)為： PN=2.8KW， UN=220V/380V， IN=10A/5.8A，nN=2890r/min,cosN=0.89,f1=50Hz.求： 電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù) p 額定 轉(zhuǎn)矩 TN 和 額定效率 N。 4、試設(shè)計(jì)一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)既能連續(xù)長(zhǎng)動(dòng)工作，又能點(diǎn)動(dòng)工作的繼電器 接觸器控制線路。 5、一臺(tái)三相交流電動(dòng)機(jī)，額定相電壓為 220v，工作時(shí)每相負(fù)載 Z=(50+j25) 。 (1)當(dāng)電源線電壓為 380V 時(shí)，繞組應(yīng)如何連接 ？ (2)當(dāng)電源線電壓為 220v 時(shí)，繞組應(yīng)如何連接 ? (3)分別求上述兩種情況下的負(fù)載相電流和線電流。 6、某三相交流電 動(dòng)機(jī)，額定相電壓為 380V，工作時(shí)每相阻抗 Z=(40+j10) ，接在 220V三相交流電源中，正常工作時(shí)，各相負(fù)載星形聯(lián)結(jié)。但當(dāng)起動(dòng)時(shí)，為防止起動(dòng)時(shí)電流過(guò)大燒壞電動(dòng)機(jī)，改為三角形聯(lián)結(jié)。試分別計(jì)算電動(dòng)機(jī) 正 常工作時(shí)和起動(dòng)時(shí)的功率。 114 實(shí)驗(yàn)八 三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解交流接觸器、熱繼電器的結(jié)構(gòu)，并掌握其工作原理。 2掌握電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制的原理。 3掌握電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路正確的接線方法和操作方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 1直接起動(dòng)的正反轉(zhuǎn) 不少生產(chǎn)機(jī)械，例如吊車、刨床等都需要上下、左右等兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，這就要求拖動(dòng)它的電動(dòng)機(jī)必須能實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)控制。 由三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理可知，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致，要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向只要改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向即可，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向由三相電源的相