電氣基礎(chǔ)知識

1、 第二章第二章 學(xué)看電氣控制電路圖學(xué)看電氣控制電路圖電氣控制基礎(chǔ)知識電氣控制基礎(chǔ)知識復(fù)習(xí)復(fù)習(xí) 電氣元件及其圖符介紹電氣元件及其圖符介紹 電氣控制設(shè)備圖符電氣控制設(shè)備圖符 電氣控制設(shè)備圖符電氣控制設(shè)備圖符 電氣控制設(shè)備圖符電氣控制設(shè)備圖符2.1電路與線路的基本概念電路與線路的基本概念 任何電源向外供電，任何用電設(shè)備要使用電能都任何電源向外供電，任何用電設(shè)備要使用電能都必須要導(dǎo)線將電源和用電設(shè)備兩者合理的連接起來，必須要導(dǎo)線將電源和用電設(shè)備兩者合理的連接起來，讓電流形成回路，才能使電流在用電設(shè)備中做功。電讓電流形成回路，才能使電流在用電設(shè)備中做功。電工學(xué)中將這種電流通過的路徑稱為電路。而一般的電工

2、學(xué)中將這種電流通過的路徑稱為電路。而一般的電路都是用導(dǎo)線連接的，又稱為線路。路都是用導(dǎo)線連接的，又稱為線路。 2.2 電氣控制電路的特點(diǎn)電氣控制電路的特點(diǎn)1、多部件設(shè)備可分開表示、多部件設(shè)備可分開表示 在電路圖中，為了便于讀識，由多個(gè)部在電路圖中，為了便于讀識，由多個(gè)部件構(gòu)成的電氣元件及設(shè)備可以采用集中表示件構(gòu)成的電氣元件及設(shè)備可以采用集中表示法、半集中表示法及分開表示法。對于較復(fù)法、半集中表示法及分開表示法。對于較復(fù)雜的控制中路一般采用分開表示法。雜的控制中路一般采用分開表示法。2、電路中有些設(shè)備無電磁線圈、電路中有些設(shè)備無電磁線圈 對于交流接觸器、電壓繼電器、延時(shí)繼電對于交流接觸器、電壓繼

3、電器、延時(shí)繼電器等，它們的觸點(diǎn)動作都是由其吸引線圈中電流器等，它們的觸點(diǎn)動作都是由其吸引線圈中電流接通和斷開來實(shí)現(xiàn)的。但對于有些元件如行程開接通和斷開來實(shí)現(xiàn)的。但對于有些元件如行程開關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器等是沒有吸引線圈關(guān)、速度繼電器、壓力繼電器等是沒有吸引線圈只有觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)的動作是由依靠外力或其他只有觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)的動作是由依靠外力或其他因素來實(shí)現(xiàn)的。因素來實(shí)現(xiàn)的。 2.2 電氣控制電路的特點(diǎn)電氣控制電路的特點(diǎn) 2.2 電氣控制電路的特點(diǎn)電氣控制電路的特點(diǎn)3、主線路與其他線路是分開畫的、主線路與其他線路是分開畫的 在電氣控制線路圖中，電源進(jìn)線、主回路、在電氣控制線路圖中，電源進(jìn)線、主

4、回路、輔助回路通常都是分開表示，也叫做展開式線路輔助回路通常都是分開表示，也叫做展開式線路圖。圖。 電源進(jìn)線：電源進(jìn)線：通常采用水平線畫法或垂直線通常采用水平線畫法或垂直線畫法，三相交流電源的相序畫法，三相交流電源的相序L1、L2、L3由上到下由上到下或自左向右依次排列畫出，中性線或自左向右依次排列畫出，中性線N或保護(hù)接地或保護(hù)接地PE畫在相線的下面或最右邊。畫在相線的下面或最右邊。 主回路：主回路：每個(gè)受電的動力裝置及其保護(hù)器每個(gè)受電的動力裝置及其保護(hù)器件組成的回路。通常是垂直畫出的，主回路可采件組成的回路。通常是垂直畫出的，主回路可采用單線表示，也可使用多線表示。用單線表示，也可使用多線表

5、示。 2.2 電氣控制電路的特點(diǎn)電氣控制電路的特點(diǎn) 控制回路及信號回路：控制回路及信號回路：控制回路及信號回控制回路及信號回路通常畫在兩條及幾條水平電源線間。路通常畫在兩條及幾條水平電源線間。 主、輔回路的排列順序：主、輔回路的排列順序：無論是主回路還無論是主回路還輔助回路他們所使用的電器元件通常是根據(jù)生產(chǎn)輔助回路他們所使用的電器元件通常是根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的先后順序從上至下，從左到右依次排列，設(shè)備的先后順序從上至下，從左到右依次排列，可以水平布置也可垂直布置?？梢运讲贾靡部纱怪辈贾?。 2.2 電氣控制電路的特點(diǎn)電氣控制電路的特點(diǎn)5、交叉導(dǎo)線接點(diǎn)畫法、交叉導(dǎo)線接點(diǎn)畫法 在電氣控制線路圖中，對于直接

6、聯(lián)系的交在電氣控制線路圖中，對于直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的接點(diǎn)，通常是用小黑點(diǎn)表示，沒有直接叉導(dǎo)線的接點(diǎn)，通常是用小黑點(diǎn)表示，沒有直接聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的接點(diǎn)不用小黑點(diǎn)表示。聯(lián)系的交叉導(dǎo)線的接點(diǎn)不用小黑點(diǎn)表示。6、元件標(biāo)有位置編號、元件標(biāo)有位置編號 在電氣控制線路圖中，各元器件通常標(biāo)有位在電氣控制線路圖中，各元器件通常標(biāo)有位置編號，以供尋求對應(yīng)的元器件，同時(shí)將線路圖置編號，以供尋求對應(yīng)的元器件，同時(shí)將線路圖劃分圖區(qū)，并在圖的上方標(biāo)注線路的用途、作用，劃分圖區(qū)，并在圖的上方標(biāo)注線路的用途、作用，在圖的下方設(shè)置圖區(qū)號。在圖的下方設(shè)置圖區(qū)號。7、接線端有回路標(biāo)號、接線端有回路標(biāo)號 在電氣控制線路圖中，主回路及

7、其控制回路在電氣控制線路圖中，主回路及其控制回路都具有回路編號。都具有回路編號。 3 常用電動機(jī)控制單元接線圖常用電動機(jī)控制單元接線圖 機(jī)床或其他生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)動部件大都是由機(jī)床或其他生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)動部件大都是由電動機(jī)來帶動的，為了完成一定的生產(chǎn)順序，電動機(jī)來帶動的，為了完成一定的生產(chǎn)順序，需要對電機(jī)的啟、停，正反轉(zhuǎn)及延時(shí)動作進(jìn)行需要對電機(jī)的啟、停，正反轉(zhuǎn)及延時(shí)動作進(jìn)行控制。這一控制過程由斷路器、接觸器等來實(shí)控制。這一控制過程由斷路器、接觸器等來實(shí)現(xiàn)。在線路圖中，各種電器設(shè)備都有統(tǒng)一的符現(xiàn)。在線路圖中，各種電器設(shè)備都有統(tǒng)一的符號來表示，且規(guī)定所有設(shè)備的觸點(diǎn)都是在起始號來表示，且規(guī)定所有設(shè)備的觸點(diǎn)都

8、是在起始狀態(tài)下的位置，即在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械狀態(tài)下的位置，即在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械動作的位置。動作的位置。本圖中本圖中QS的作用：用于引入電的作用：用于引入電源，并控制小功率電機(jī)的啟動、源，并控制小功率電機(jī)的啟動、停止。停止。 3.1 電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖 3.1.1 由組合開關(guān)組成的電動機(jī)由組合開關(guān)組成的電動機(jī) 全壓啟動正轉(zhuǎn)控制線路全壓啟動正轉(zhuǎn)控制線路A、識圖指導(dǎo)、識圖指導(dǎo) 圖中只有幾個(gè)元器件，只圖中只有幾個(gè)元器件，只要了解要了解QS的作用就能了解整個(gè)的作用就能了解整個(gè)線路圖的工作原理。線路圖的工作原理。B、工作原理、工作原理 QS合上后，三相電源合上后，三相電源L1L

9、3就會給電機(jī)就會給電機(jī)M供電，電供電，電機(jī)機(jī)M運(yùn)行，運(yùn)行，QS斷開后電機(jī)斷開后電機(jī)M失失電，停止運(yùn)行。電，停止運(yùn)行。 3.1 電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖 3.1.2 由接觸器構(gòu)成的具有自鎖由接觸器構(gòu)成的具有自鎖功能電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路功能電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路工作原理工作原理 1、電源、電源 2、電機(jī)啟動、電機(jī)啟動 3、電機(jī)停止、電機(jī)停止 4、電機(jī)保護(hù)、電機(jī)保護(hù) 3.1 電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路圖 3.1.3 由接觸器構(gòu)成的具有過載由接觸器構(gòu)成的具有過載保護(hù)的電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路保護(hù)的電機(jī)正轉(zhuǎn)控制線路工作原理工作原理 1、啟動過程、啟動過程 2、停止過程、停止過程 3、電機(jī)保護(hù)、電機(jī)保護(hù)

10、 短路保護(hù)，過載保護(hù)短路保護(hù)，過載保護(hù) 失電壓保護(hù)失電壓保護(hù) 3.2 電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖 3.2.1 由倒順開關(guān)構(gòu)成的電機(jī)正由倒順開關(guān)構(gòu)成的電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路圖反轉(zhuǎn)控制線路圖工作原理工作原理 1、正轉(zhuǎn)運(yùn)行、正轉(zhuǎn)運(yùn)行 2、反轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行 倒順開關(guān)通常有倒順開關(guān)通常有6個(gè)接線柱，個(gè)接線柱，其中其中L1、L2、L3分別與三相電分別與三相電源相連，源相連，D1、D2、D3端則分別端則分別與三相電機(jī)相連。倒順開關(guān)的手與三相電機(jī)相連。倒順開關(guān)的手柄有三個(gè)位置，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停柄有三個(gè)位置，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)及停止位置。止位置。 3.2 電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖 3.

11、2.2 由兩只接觸器構(gòu)成具有由兩只接觸器構(gòu)成具有連鎖的電機(jī)正反轉(zhuǎn)線路圖連鎖的電機(jī)正反轉(zhuǎn)線路圖工作原理工作原理 1、正轉(zhuǎn)運(yùn)行、正轉(zhuǎn)運(yùn)行 2、反轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行互鎖或連鎖的概念互鎖或連鎖的概念 3.2 電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制線路圖 3.2.3 由連鎖開關(guān)構(gòu)成具有由連鎖開關(guān)構(gòu)成具有連鎖的電機(jī)正反轉(zhuǎn)線路圖連鎖的電機(jī)正反轉(zhuǎn)線路圖工作原理工作原理 1、正轉(zhuǎn)運(yùn)行、正轉(zhuǎn)運(yùn)行 2、反轉(zhuǎn)運(yùn)行、反轉(zhuǎn)運(yùn)行互鎖開關(guān)互鎖開關(guān)SB2、SB3的觸點(diǎn)關(guān)系的觸點(diǎn)關(guān)系 3.3 電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖 3.3.1 由交流接觸器構(gòu)成的按鈕由交流接觸器構(gòu)成的按鈕點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制線路點(diǎn)動正轉(zhuǎn)控制線路工作原理工作原

12、理 1、啟動過程、啟動過程 2、停止過程、停止過程各元件器的作用各元件器的作用 3.3 電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖 3.3.2 由交流接觸器構(gòu)成的按鈕由交流接觸器構(gòu)成的按鈕點(diǎn)動、連動正轉(zhuǎn)控制線路點(diǎn)動、連動正轉(zhuǎn)控制線路工作原理工作原理 1、啟動過程、啟動過程 2、停止過程、停止過程各元件器的作用各元件器的作用 3.3 電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖電機(jī)點(diǎn)動控制線路圖 3.3.3 由一只開關(guān)構(gòu)成的按鈕點(diǎn)由一只開關(guān)構(gòu)成的按鈕點(diǎn)動、連動正轉(zhuǎn)控制線路動、連動正轉(zhuǎn)控制線路工作原理工作原理 1、啟動過程、啟動過程 2、停止過程、停止過程各元件器的作用各元件器的作用 3.4 電機(jī)間隙工作控制線路圖電機(jī)間隙工作控

13、制線路圖 3.4.1 由兩只時(shí)間繼電器構(gòu)成的由兩只時(shí)間繼電器構(gòu)成的電機(jī)間隙工作線路電機(jī)間隙工作線路工作原理工作原理 間隙運(yùn)行過程間隙運(yùn)行過程 3.5 電機(jī)遠(yuǎn)程、多地控制線路圖電機(jī)遠(yuǎn)程、多地控制線路圖 3.5.1 由一只交流接觸器構(gòu)成的由一只交流接觸器構(gòu)成的三地控制電機(jī)線路圖三地控制電機(jī)線路圖工作原理工作原理 就地控制就地控制 遠(yuǎn)程控制遠(yuǎn)程控制 3.6 電機(jī)星電機(jī)星-三角啟動控制線路圖三角啟動控制線路圖 3.6.1 星星-三角啟動控制線路圖三角啟動控制線路圖工作原理工作原理1、主回路、主回路2、二次控制回路、二次控制回路星三角啟動的優(yōu)缺點(diǎn)：星三角啟動的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)星形啟動時(shí)，優(yōu)點(diǎn)：電機(jī)星

14、形啟動時(shí)，啟動電流只有三角形啟動時(shí)啟動電流只有三角形啟動時(shí)的的1/3左右，啟動電流特性比左右，啟動電流特性比較好，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)。較好，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)。 缺點(diǎn)：星形啟動時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)缺點(diǎn)：星形啟動時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩也對應(yīng)下降三角形啟動時(shí)矩也對應(yīng)下降三角形啟動時(shí)的的1/3，轉(zhuǎn)矩特性較差。，轉(zhuǎn)矩特性較差。 3.6 電機(jī)星電機(jī)星-三角啟動控制線路圖三角啟動控制線路圖 3.6.1 星星-三角啟動控制線路圖三角啟動控制線路圖 3.7 電機(jī)自耦降壓啟動控制線路圖電機(jī)自耦降壓啟動控制線路圖 3.7.1 自耦降壓啟動自耦降壓啟動 控制線路圖控制線路圖自耦降壓啟動的優(yōu)缺點(diǎn)：自耦降壓啟動的優(yōu)缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：自耦降壓優(yōu)點(diǎn)：自耦降壓

15、60%啟動時(shí)，電機(jī)啟動電流約啟動時(shí)，電機(jī)啟動電流約為額定電流的為額定電流的3-5倍，減少倍，減少對電壓的壓降。對電壓的壓降。 缺點(diǎn)：自耦降壓啟動缺點(diǎn)：自耦降壓啟動需自耦降壓器，造價(jià)較高，需自耦降壓器，造價(jià)較高，接線較復(fù)雜，適用于容量接線較復(fù)雜，適用于容量較大的電機(jī)啟動。較大的電機(jī)啟動。電氣工程自動化相關(guān)知識電氣工程自動化相關(guān)知識電氣工程中常見名詞電氣工程中常見名詞電機(jī)、編碼器電機(jī)、編碼器變頻器、軟啟動器、變頻器、軟啟動器、PLC傳感器、常見低壓電器傳感器、常見低壓電器一、電氣常見名詞解釋一、電氣常見名詞解釋電流電流 ：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子或離子在電場力的作用下有規(guī)律的流動。：導(dǎo)體內(nèi)的自由電子或離子

16、在電場力的作用下有規(guī)律的流動。 規(guī)定正電荷移動的方向?yàn)檎较颉Ｓ米帜敢?guī)定正電荷移動的方向?yàn)檎较?。用字?I I 表示，單位為表示，單位為A A （安）。（安）。電壓電壓 ：電路中兩點(diǎn)之間的電位差。用字母：電路中兩點(diǎn)之間的電位差。用字母U U表示，單位是表示，單位是V V（伏）。（伏）。電阻電阻 ：導(dǎo)體能導(dǎo)電，同時(shí)對電流有阻力作用，這種阻礙電流通過的：導(dǎo)體能導(dǎo)電，同時(shí)對電流有阻力作用，這種阻礙電流通過的 能力成為電阻，用字母能力成為電阻，用字母R R表示，單位是表示，單位是（歐姆）。（歐姆）。電容電容 ：凡是用絕緣介質(zhì)隔開的兩個(gè)導(dǎo)體就構(gòu)成一個(gè)電容器。兩個(gè)極：凡是用絕緣介質(zhì)隔開的兩個(gè)導(dǎo)體就構(gòu)成一

17、個(gè)電容器。兩個(gè)極 板在單位電壓作用下每一極板上所儲存的電荷量叫做電容。板在單位電壓作用下每一極板上所儲存的電荷量叫做電容。直流電：大小和方向不隨時(shí)間變化的電流。直流電：大小和方向不隨時(shí)間變化的電流。交流電交流電 ：大小和方向隨時(shí)間周期性變化的電流。：大小和方向隨時(shí)間周期性變化的電流。電功率電功率 ：單位時(shí)間（：單位時(shí)間（1S1S）電流所做的功。用符號）電流所做的功。用符號P P表示，單位為表示，單位為W W或或 者者KWKW。有功功率有功功率 ：正弦交流電路的瞬時(shí)功率在一個(gè)周期的平均值。：正弦交流電路的瞬時(shí)功率在一個(gè)周期的平均值。無功功率無功功率 ：具有電感或電容的電路中，在半周期的時(shí)間里，電

18、源的能量變成：具有電感或電容的電路中，在半周期的時(shí)間里，電源的能量變成 磁場（或電場）的能量儲存起來，而在另半周期內(nèi)的時(shí)間里，又磁場（或電場）的能量儲存起來，而在另半周期內(nèi)的時(shí)間里，又 把儲存的能量釋放出來還給電源。它只與電源進(jìn)行能量交換而沒把儲存的能量釋放出來還給電源。它只與電源進(jìn)行能量交換而沒 有消耗能量。與電源交換能量的速率的振幅值叫無功功率。有消耗能量。與電源交換能量的速率的振幅值叫無功功率。功率因數(shù)功率因數(shù) ：有功功率與視在功率的比值。：有功功率與視在功率的比值。相電壓相電壓 ：三相電路中，相線與中性線之間的電壓。：三相電路中，相線與中性線之間的電壓。線電壓線電壓 ：三相電路中，相線

19、與相線之間的電壓。：三相電路中，相線與相線之間的電壓。頻率頻率 ：交流電在：交流電在1s1s內(nèi)電流方向改變的次數(shù)。用字母內(nèi)電流方向改變的次數(shù)。用字母f f表示，單位是表示，單位是HZHZl 防護(hù)等級：防護(hù)等級：IP第一位第一位第二位第二位0無防護(hù)無防護(hù)0無防護(hù)無防護(hù)1防直徑防直徑50mm的固體的固體1防滴，垂直滴水無影響防滴，垂直滴水無影響2防直徑防直徑12mm的固體的固體2與水平偏垂直與水平偏垂直15滴水無影響滴水無影響3防直徑防直徑2.5mm的固體的固體3對偏垂直對偏垂直60 的噴濺水無影響的噴濺水無影響4防直徑防直徑1mm的固體的固體4防任何方向的濺水防任何方向的濺水5防塵防塵5防任何方

20、向的低壓噴射水防任何方向的低壓噴射水6塵密塵密6對高壓噴射水的防護(hù)對高壓噴射水的防護(hù)7防浸入水防浸入水15cm到到1m之間的防護(hù)之間的防護(hù)8對承壓時(shí)長期水浸入的防護(hù)對承壓時(shí)長期水浸入的防護(hù)l 絕緣材料的耐熱等級絕緣材料的耐熱等級級別級別絕緣材料絕緣材料極限工作溫度（極限工作溫度（）Y Y木材、棉花、纖維等木材、棉花、纖維等9090A A漆包線、瀝青漆等漆包線、瀝青漆等105105E E玻璃布、油性樹脂漆玻璃布、油性樹脂漆等等120120B B玻璃纖維、石棉等玻璃纖維、石棉等130130F F聚酯和醇酸類材料聚酯和醇酸類材料155155H H有機(jī)硅云母、硅有機(jī)漆等有機(jī)硅云母、硅有機(jī)漆等18018

21、0C C石英、石棉、電瓷材料等石英、石棉、電瓷材料等180180以上以上二、電機(jī)和編碼器的相關(guān)知識二、電機(jī)和編碼器的相關(guān)知識電機(jī)電機(jī) 現(xiàn)代社會中，電能是使用最為廣泛的一種能源。在電能的生產(chǎn)、輸送和使現(xiàn)代社會中，電能是使用最為廣泛的一種能源。在電能的生產(chǎn)、輸送和使用方面，電機(jī)發(fā)揮著重要作用。用方面，電機(jī)發(fā)揮著重要作用。 電機(jī)主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器和電動機(jī)。發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)電機(jī)主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器和電動機(jī)。發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，發(fā)出的電壓為出的電壓為10.520KV，為了減少遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失，應(yīng)采用高壓輸電，為了減少遠(yuǎn)距離輸電中的能量損失，應(yīng)采用高壓輸電，這時(shí)候就需要變壓器

22、將變壓到這時(shí)候就需要變壓器將變壓到110KV、220KV、330KV、500KV或更高。當(dāng)電能或更高。當(dāng)電能輸輸送到用電區(qū)后，由于用電設(shè)備需要的電壓等級不同，再由變壓器變換到所需的送到用電區(qū)后，由于用電設(shè)備需要的電壓等級不同，再由變壓器變換到所需的等級，如等級，如380V，220V等。等。 電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，用來驅(qū)動各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。如冶金車電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，用來驅(qū)動各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。如冶金車輛、各種機(jī)床、水泵、風(fēng)機(jī)等都要用電機(jī)來驅(qū)動。輛、各種機(jī)床、水泵、風(fēng)機(jī)等都要用電機(jī)來驅(qū)動。l 電機(jī)的分類電機(jī)的分類 電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。

23、電機(jī)常用的分類方式有兩種：一是按功能分，有發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變電機(jī)常用的分類方式有兩種：一是按功能分，有發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器和控制電機(jī)四大類；二是按電機(jī)結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分，有變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。壓器和控制電機(jī)四大類；二是按電機(jī)結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分，有變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī)。電機(jī)電機(jī)變壓器變壓器直流電機(jī)直流電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流發(fā)電機(jī)直流電動機(jī)直流電動機(jī)交流電機(jī)交流電機(jī)控制電機(jī)控制電機(jī)同步電機(jī)同步電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)同步電動機(jī)同步電動機(jī)異步電機(jī)異步電機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步發(fā)電機(jī)異步電動機(jī)異步電動機(jī)l 變壓器相關(guān)知識變壓器相關(guān)知識 1、簡介 定義：是一種靜止電器是一種靜止電器,它通過線圈間的電磁感應(yīng)它通過線圈間的電磁感應(yīng),將

24、一種電壓等級的將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。 額定容量：表示在額定使用條件下變壓器的輸出能力，以視在功率的表示在額定使用條件下變壓器的輸出能力，以視在功率的千伏安表示。對三相變壓器而言，額定容量表示三相容量之和。千伏安表示。對三相變壓器而言，額定容量表示三相容量之和。 額定電壓：表示變壓器各繞組在空載時(shí)額定分接下的電壓值，以伏或表示變壓器各繞組在空載時(shí)額定分接下的電壓值，以伏或千伏表示。在三相變壓器中，如沒有特殊說明，額定電壓都是指線電千伏表示。在三相變壓器中，如沒有特殊說明，額定電壓都是指線電壓。壓。 額定電流

25、：變壓器各繞組在額定負(fù)載情況下的電流值，以安表示。在變壓器各繞組在額定負(fù)載情況下的電流值，以安表示。在三相變壓器中，如沒有特殊說明，都是指線電流。三相變壓器中，如沒有特殊說明，都是指線電流。2、基本工作原理 變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動勢。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZ1212de= - Ndtde= -

26、 Ndt 只要只要(1)磁通有磁通有變化量變化量;(2)一、二一、二次繞組的匝數(shù)不同，次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的就能達(dá)到改變壓的目的。目的。3、相關(guān)公式、相關(guān)公式 變壓比變壓比 變流比變流比 主磁通主磁通m 與外加相電壓與外加相電壓U1、頻率、頻率f的關(guān)系的關(guān)系 U1E1=4.44*f*N1* m2121NNUU1221IIUU4 4、分類、分類 按用途分：電力變壓器和特種變壓器。按用途分：電力變壓器和特種變壓器。 按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組按繞組數(shù)目分：單繞組（自耦）變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。變壓器和多繞組變壓器。 按相數(shù)分：單相

27、變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。 按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分：心式變壓器和殼式變壓器。 按調(diào)壓方式分：無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器按調(diào)壓方式分：無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。器。 連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的升壓變壓器連接發(fā)電機(jī)的封閉連接發(fā)電機(jī)的封閉母線母線 與電網(wǎng)相連與電網(wǎng)相連的高壓出線端的高壓出線端三相干式變壓器接觸調(diào)壓器電源變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器l 直流電機(jī)直流電機(jī)

28、 分為直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)分為直流發(fā)電機(jī)和直流電動機(jī)1、直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)、直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 調(diào)速性能好調(diào)速性能好:調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)。調(diào)速范圍廣，易于平滑調(diào)節(jié)。 起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。起動、制動轉(zhuǎn)矩大，易于快速起動、停車。 易于控制。易于控制。2、直流電機(jī)的應(yīng)用、直流電機(jī)的應(yīng)用 軋鋼機(jī)、電氣機(jī)車、無軌電車、中大型龍門刨床等調(diào)速范圍大的大軋鋼機(jī)、電氣機(jī)車、無軌電車、中大型龍門刨床等調(diào)速范圍大的大型設(shè)備。型設(shè)備。 用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機(jī)等。用蓄電池做電源的地方，如汽車、拖拉機(jī)等。 家庭：電動縫紉機(jī)、電動自行車、電動玩具。家庭：電動縫紉機(jī)、電動自行車、電動玩具。3、

29、直流電動機(jī)工作原理 把電刷把電刷A A、B B接到直流電源上，電刷接到直流電源上，電刷A A接正極，電刷接正極，電刷B B接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈接負(fù)極。此時(shí)電樞線圈中將電流流過。中將電流流過。 直流電動機(jī)直流電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。械能的旋轉(zhuǎn)機(jī)械。 在磁場作用下，在磁場作用下，N N極性下導(dǎo)體極性下導(dǎo)體abab受力方向從右向左，受力方向從右向左，S S 極下導(dǎo)體極下導(dǎo)體cdcd受受力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)力方向從左向右。該電磁力形成逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。阻轉(zhuǎn)矩時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方

30、向旋轉(zhuǎn)。 原原N N極性下導(dǎo)體極性下導(dǎo)體abab轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)到S S極下，受極下，受力方向從左向右，原力方向從左向右，原S S 極下導(dǎo)體極下導(dǎo)體cdcd轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)到到N N極下，受力方向從右向左。該電磁極下，受力方向從右向左。該電磁力形成逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈力形成逆時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。線圈在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼在該電磁力形成的電磁轉(zhuǎn)矩作用下繼續(xù)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。續(xù)逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。實(shí)際的直流電動機(jī)的電樞并非單一線圈，實(shí)際的直流電動機(jī)的電樞并非單一線圈，磁極也并非一對。磁極也并非一對。 當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時(shí)當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)到右圖所示位置時(shí)額定條件下電機(jī)所額定條件下電機(jī)所能提供的功率能提供的功率N

31、P額定功率額定功率指電刷間輸出的額指電刷間輸出的額定電功率定電功率發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)指軸上輸出的指軸上輸出的機(jī)械功率機(jī)械功率電動機(jī)電動機(jī)發(fā)電機(jī)：是指輸出額定電壓；發(fā)電機(jī)：是指輸出額定電壓；電動機(jī)：是指輸入額定電壓。電動機(jī)：是指輸入額定電壓。在額定工況下，電機(jī)出線在額定工況下，電機(jī)出線端的平均電壓端的平均電壓NU額定電壓額定電壓在額定電壓下，運(yùn)行于額定在額定電壓下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對應(yīng)的電流功率時(shí)對應(yīng)的電流NI額額定定電電流流在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額在額定電壓、額定電流下，運(yùn)行于額定功率時(shí)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速定功率時(shí)對應(yīng)的轉(zhuǎn)速. .Nn額額定定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速速fNI額額定定勵(lì)勵(lì)磁磁電電流流對應(yīng)于額定電壓、額定電

32、流、額定轉(zhuǎn)速對應(yīng)于額定電壓、額定電流、額定轉(zhuǎn)速及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流及額定功率時(shí)的勵(lì)磁電流電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如電機(jī)銘牌上還標(biāo)有其它數(shù)據(jù)，如勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號勵(lì)磁電壓、出廠日期、出廠編號等。等。4 4、 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式 供給勵(lì)磁繞組電流的方式稱為勵(lì)磁方式。分為供給勵(lì)磁繞組電流的方式稱為勵(lì)磁方式。分為他勵(lì)他勵(lì)和和自勵(lì)自勵(lì)兩大類，兩大類，自勵(lì)方式又分自勵(lì)方式又分并勵(lì)并勵(lì)、串勵(lì)串勵(lì)和和復(fù)勵(lì)復(fù)勵(lì)三種方式。三種方式。1 1、他勵(lì)、他勵(lì)：直流電機(jī)的勵(lì)磁電流由其它：直流電機(jī)的勵(lì)磁電流由其它直流電源單獨(dú)供給。直流電源單獨(dú)供給。aIIGUfUfIaII 他勵(lì)直流電機(jī)的電樞電

33、流和負(fù)他勵(lì)直流電機(jī)的電樞電流和負(fù)載電流相同，即：載電流相同，即：2 2、并勵(lì)、并勵(lì)：電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組并聯(lián)。且滿足并聯(lián)。且滿足afI =I+IfIUIaEaI3 3、串勵(lì)、串勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。滿勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)。滿足足afI = I= IUIaIfIaE4 4、復(fù)勵(lì)：、復(fù)勵(lì)： 并勵(lì)和串勵(lì)兩種勵(lì)磁方式的結(jié)合。電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與并勵(lì)和串勵(lì)兩種勵(lì)磁方式的結(jié)合。電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與電樞繞組串聯(lián)，一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)。電樞繞組串聯(lián)，一個(gè)與電樞繞組并聯(lián)。2fIUaEIaI1fIIaEUaI1fI2fI 直流電動機(jī)的電動機(jī)的起動起動是指電動機(jī)接通電源

34、后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀是指電動機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程。態(tài)的過程。stTstNstaTC IUIR起動瞬間，起動轉(zhuǎn)矩和起動電流分別為起動瞬間，起動轉(zhuǎn)矩和起動電流分別為 為了限制起動電流，他勵(lì)直流電動機(jī)通常采用為了限制起動電流，他勵(lì)直流電動機(jī)通常采用電樞回路串電阻電樞回路串電阻或或降低電降低電樞電壓樞電壓起動。起動。 起動時(shí)由于轉(zhuǎn)速為零，電樞電動勢為零，而且電樞電阻很小，所以起起動時(shí)由于轉(zhuǎn)速為零，電樞電動勢為零，而且電樞電阻很小，所以起動電流將達(dá)很大值，將達(dá)到額定電流的動電流將達(dá)很大值，將達(dá)到額定電流的10-2010-20倍。倍。 過大的起動電流將引起電網(wǎng)電壓下降

35、、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、過大的起動電流將引起電網(wǎng)電壓下降、影響電網(wǎng)上其它用戶的正常用電、使電動機(jī)的換向惡化；同時(shí)過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機(jī)構(gòu)。一使電動機(jī)的換向惡化；同時(shí)過大的沖擊轉(zhuǎn)矩會損壞電樞繞組和傳動機(jī)構(gòu)。一般直流電動機(jī)不允許直接起動。般直流電動機(jī)不允許直接起動。1、起動過程以三級電阻起動時(shí)電動機(jī)為例以三級電阻起動時(shí)電動機(jī)為例331RRRRRst2ststaLLIT2IT21IT1ITem0nabn1122aststRRRR1ncd211astRRRITemef3aRNngh3nMaRS1SU1stR2stR3stR2S3S 電樞回路串電阻起動電樞回路串電阻起動l 在電樞回

36、路串入啟動電阻，可以限制啟動電流，但啟動電流也在電樞回路串入啟動電阻，可以限制啟動電流，但啟動電流也不能太小，應(yīng)控制在額定電流的不能太小，應(yīng)控制在額定電流的22.5倍范圍內(nèi)，并使啟動轉(zhuǎn)矩倍范圍內(nèi)，并使啟動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩，迅速完成啟動過程。大于額定轉(zhuǎn)矩，迅速完成啟動過程。l 一般不允許將啟動電阻在電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)接入電路使用，因一般不允許將啟動電阻在電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)接入電路使用，因?yàn)殚L時(shí)間通過電流會燒毀電阻。為長時(shí)間通過電流會燒毀電阻。l 這種方式的缺點(diǎn)是啟動過程中要消耗大量的能量，因此對經(jīng)常這種方式的缺點(diǎn)是啟動過程中要消耗大量的能量，因此對經(jīng)常頻繁啟動和大中型直流電機(jī)不適用。頻繁啟動和大中型

37、直流電機(jī)不適用。 降壓起動降壓起動 當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時(shí)，可采用降壓方法起動當(dāng)直流電源電壓可調(diào)時(shí)，可采用降壓方法起動。 起動時(shí)，以較低的電源電壓起動電動機(jī)，起動電流隨電源起動時(shí)，以較低的電源電壓起動電動機(jī)，起動電流隨電源電壓的降低而正比減小。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，反電動勢逐電壓的降低而正比減小。隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，反電動勢逐漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉(zhuǎn)矩保持在漸增大，再逐漸提高電源電壓，使起動電流和起動轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。一定的數(shù)值上，保證按需要的加速度升速。 降壓起動需專用電源，設(shè)備投資較大，但它起動平穩(wěn)，起降壓起動需專用電源，設(shè)備投資較大，但

38、它起動平穩(wěn)，起動過程能量損耗小，因此對啟動頻繁和大中型電機(jī)中得到廣泛動過程能量損耗小，因此對啟動頻繁和大中型電機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用。l 直流電機(jī)的制動直流電機(jī)的制動直流電動機(jī)在脫離電源后要求迅速停轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)這一目的成為制動。直流電動機(jī)在脫離電源后要求迅速停轉(zhuǎn)，能實(shí)現(xiàn)這一目的成為制動。制動的方法有機(jī)械制動和電磁制動兩類。制動的方法有機(jī)械制動和電磁制動兩類。 機(jī)械制動是利用機(jī)械裝置，使電動機(jī)在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)，常用方機(jī)械制動是利用機(jī)械裝置，使電動機(jī)在切斷電源后迅速停轉(zhuǎn)，常用方式有制動器和電磁抱閘。式有制動器和電磁抱閘。 電磁制動的方法一般有能耗制動、反接制動和回饋制動三種。電磁制動的方法一般有

39、能耗制動、反接制動和回饋制動三種。 制動原理：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速方向相同時(shí)制動原理：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速方向相同時(shí), ,電機(jī)運(yùn)行于電動機(jī)狀電機(jī)運(yùn)行于電動機(jī)狀態(tài)態(tài); ;當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反時(shí)當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)速方向相反時(shí), ,電機(jī)運(yùn)行于制動狀態(tài)。電機(jī)運(yùn)行于制動狀態(tài)。 1、 能耗制動 U電動電動MaEaInemTfIS制動制動BRaBIemBT電動狀態(tài)，如圖所示。電動狀態(tài)，如圖所示。將開關(guān)將開關(guān)S S投向制動電阻投向制動電阻 上即實(shí)現(xiàn)制動上即實(shí)現(xiàn)制動. .BR 脫離電源后，由于慣性，電樞保持原來方脫離電源后，由于慣性，電樞保持原來方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動勢向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，電動勢 方向不變。由方

40、向不變。由 產(chǎn)生的電產(chǎn)生的電樞電流樞電流 的方向與電動狀態(tài)時(shí)的的方向與電動狀態(tài)時(shí)的 方向相反方向相反, ,對對應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩 與與 方向相反方向相反, ,為制動性質(zhì)為制動性質(zhì), ,電電機(jī)處于制動狀態(tài)。機(jī)處于制動狀態(tài)。aEaEaBIaIemBTemT 制動運(yùn)行時(shí)，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械的慣性力的拖動制動運(yùn)行時(shí)，電機(jī)靠生產(chǎn)機(jī)械的慣性力的拖動而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲存的動能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電而發(fā)電，將生產(chǎn)機(jī)械儲存的動能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在電阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。阻上，直到電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 一般電阻越小，制動電流越大，制動轉(zhuǎn)矩也越一般電阻越小，制動電流越大，制動轉(zhuǎn)矩也越大。實(shí)際中制動電阻常常為滑動變阻器

41、。大。實(shí)際中制動電阻常常為滑動變阻器。l 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 制動減速平穩(wěn)、可靠；制動減速平穩(wěn)、可靠； 制動線路較簡單；制動線路較簡單； 便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車；便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車； 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低成正比減小，低速時(shí)制動效果差；制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速降低成正比減小，低速時(shí)制動效果差； 有能量損耗；有能量損耗； 應(yīng)用場合應(yīng)用場合 不要求反轉(zhuǎn)及減速要求較平穩(wěn)的場合；不要求反轉(zhuǎn)及減速要求較平穩(wěn)的場合； 電壓反接制動時(shí)接線如圖所示。電壓反接制動時(shí)接線如圖所示。2、電壓反接制動 U電動電動MaEaInemTfIS制動制動BRaBIemBT 開關(guān)開關(guān)S S投向投向“電動電動”側(cè)時(shí)，電樞接正極電壓，電側(cè)時(shí)，電樞接正極電

42、壓，電機(jī)處于電動狀態(tài)。進(jìn)行制動時(shí)，開關(guān)投向機(jī)處于電動狀態(tài)。進(jìn)行制動時(shí)，開關(guān)投向“制動制動”側(cè)，電樞回路串入制動電阻側(cè)，電樞回路串入制動電阻 后，接上極性相反的后，接上極性相反的電源電壓，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流：電源電壓，電樞回路內(nèi)產(chǎn)生反向電流：BRaaaBaBaBUEUEIRRRR 反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很反向的電樞電流產(chǎn)生反向的電磁轉(zhuǎn)矩，從而產(chǎn)生很強(qiáng)的制動作用強(qiáng)的制動作用電壓反接制動電壓反接制動。l 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 制動轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，不隨著制動轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定，不隨著n下降而減少；下降而減少； 制動強(qiáng)烈，制動時(shí)間短。制動強(qiáng)烈，制動時(shí)間短。 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 制動時(shí)的能量損耗大；制動時(shí)的能量損耗大；

43、 制動到制動到n=0時(shí)，如不斷電會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)；時(shí)，如不斷電會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)； 制動沖擊大，電機(jī)的壽命降低。制動沖擊大，電機(jī)的壽命降低。 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 要求迅速制動停轉(zhuǎn)并反轉(zhuǎn)的場合要求迅速制動停轉(zhuǎn)并反轉(zhuǎn)的場合回饋制動原理 當(dāng)電動機(jī)在電動狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于某種因素，如用電動機(jī)拖動機(jī)車下坡，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，進(jìn)入發(fā)電狀態(tài)，此時(shí)nn0，使得EaU，電樞電流為與電動狀態(tài)時(shí)相反，因磁通方向未變，則電磁轉(zhuǎn)矩T的方向隨著Ia的反向而反向，對電動機(jī)起到制動作用。在電動狀態(tài)時(shí)電樞電流從電網(wǎng)的正端流向電動機(jī)，而在制動時(shí)，電樞電流從電樞流向電網(wǎng)，因而稱為回饋制動。 U電動電動MaEaInemTfISaBIem

44、BTl 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 不需改變線路，就可以從電動機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)；不需改變線路，就可以從電動機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)； 電能可回饋給電網(wǎng)，比較經(jīng)濟(jì)。電能可回饋給電網(wǎng)，比較經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 當(dāng)轉(zhuǎn)速當(dāng)轉(zhuǎn)速n低于理想轉(zhuǎn)速低于理想轉(zhuǎn)速n0時(shí)，不能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩；時(shí)，不能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩； 不能使轉(zhuǎn)速制動到不能使轉(zhuǎn)速制動到0。應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 用于轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速的場合；用于轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速的場合； 在降壓及增磁調(diào)速時(shí)，可自行轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)。在降壓及增磁調(diào)速時(shí)，可自行轉(zhuǎn)入回饋制動狀態(tài)。直流電動機(jī)的調(diào)速 電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機(jī)械調(diào)、電氣調(diào)速或二者配合調(diào)速。通過電力拖動系統(tǒng)的調(diào)速可以采用機(jī)械調(diào)、電氣調(diào)速或二

45、者配合調(diào)速。通過改變傳動機(jī)構(gòu)速比進(jìn)行調(diào)速的方法稱為改變傳動機(jī)構(gòu)速比進(jìn)行調(diào)速的方法稱為機(jī)械調(diào)速機(jī)械調(diào)速；通過改變電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行；通過改變電動機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)速的方法稱為調(diào)速的方法稱為電氣調(diào)速電氣調(diào)速。他勵(lì)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為他勵(lì)直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為aaseUI (RR )nC 電氣調(diào)速方法電氣調(diào)速方法: :1.1.調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速; ;2.2.電樞串電阻調(diào)速電樞串電阻調(diào)速; ;3.3.調(diào)磁調(diào)速調(diào)磁調(diào)速。目前最流行的是直流調(diào)速器，它具有啟動、調(diào)速、制動的優(yōu)點(diǎn)，這里不再目前最流行的是直流調(diào)速器，它具有啟動、調(diào)速、制動的優(yōu)點(diǎn)，這里不再介紹了。介紹了。 改變電動機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動機(jī)的機(jī)械特性，使工作點(diǎn)發(fā)

46、改變電動機(jī)的參數(shù)就是人為地改變電動機(jī)的機(jī)械特性，使工作點(diǎn)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。調(diào)速前后，電動機(jī)工作在不同的機(jī)械特性上。生變化，轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。調(diào)速前后，電動機(jī)工作在不同的機(jī)械特性上。1 1、三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)一、定子部分1.1.定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成定子鐵心：由導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊成導(dǎo)磁部分。導(dǎo)磁部分。2 2、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)、定子繞組：放在定子鐵心內(nèi)圓槽內(nèi)導(dǎo)電部分。導(dǎo)電部分。3 3、機(jī)座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。、機(jī)座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。二、轉(zhuǎn)子部分1 1、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，

47、也是磁路的一部分。、轉(zhuǎn)子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。2 2、轉(zhuǎn)子繞組：、轉(zhuǎn)子繞組： 1 1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽內(nèi)插入一根裸導(dǎo)條，形成一個(gè)多相對稱短路繞組。成一個(gè)多相對稱短路繞組。2 2）繞線式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組，嵌）繞線式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。放在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)。 異步電動機(jī)的氣隙是均勻的。大小為機(jī)械條件所能允許達(dá)到的最小值。異步電動機(jī)的氣隙是均勻的。大小為機(jī)械條件所能允許達(dá)到的最小值。三、氣隙按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分：繞線型異步電動機(jī)繞線型異步電動機(jī)鼠籠型異步電動機(jī)鼠籠型異步電動機(jī)下面

48、是它主要部件的拆分圖。下面是它主要部件的拆分圖。 右圖是一臺三相鼠籠型異步電右圖是一臺三相鼠籠型異步電動機(jī)的外形圖。動機(jī)的外形圖。鼠籠型轉(zhuǎn)子鼠籠型轉(zhuǎn)子鐵心和繞組鐵心和繞組結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)示意圖三相繞線型三相繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖鑄鋁轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心和繞組轉(zhuǎn)子鐵心和繞組三相異步電動機(jī)的基本工作原理三相異步電動機(jī)的基本工作原理U2U1W2V1W1V21nn轉(zhuǎn)動原理1 1、電生磁、電生磁：三相對稱繞組通往三相三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2 2、磁生電、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。感應(yīng)電動勢和電流。3 3、電磁力、

49、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，將形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 只要轉(zhuǎn)子繞組和氣隙旋轉(zhuǎn)磁通密只要轉(zhuǎn)子繞組和氣隙旋轉(zhuǎn)磁通密度之間有相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子就會有電流，度之間有相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子就會有電流，就會有電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電就會有電磁轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子上，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子以恒速磁轉(zhuǎn)矩等于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)子以恒速n n運(yùn)行。運(yùn)行。在定子三相對稱的定子繞組中通入對稱三相電流即在氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場：I coscos(120 )cos(120 )am

50、bmcmitiItiIt 為了分析旋轉(zhuǎn)磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向，為了分析旋轉(zhuǎn)磁動勢的旋轉(zhuǎn)方向，設(shè)三相對稱電流按余弦規(guī)律變化，設(shè)三相對稱電流按余弦規(guī)律變化，U U 相相電流最大時(shí)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，電流取首進(jìn)尾出電流最大時(shí)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，電流取首進(jìn)尾出為正，電流波形和各時(shí)刻旋轉(zhuǎn)磁動勢的為正，電流波形和各時(shí)刻旋轉(zhuǎn)磁動勢的位置如圖所示：位置如圖所示：l 定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速記為定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速記為n1，又稱為同步轉(zhuǎn)速又稱為同步轉(zhuǎn)速:l 式中：式中： n1的單位為每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)（的單位為每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)（rpm） f為電源的頻率為電源的頻率 p為繞組磁場的極數(shù)為繞組磁場的極數(shù)l 例如，對工頻例如，對工頻50Hz電源，電源，2極，極

51、，4極，極，6極，極，8極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)極電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速分別為：速分別為：l 3000rpm,1500rpm,1000rpm,750rpm,等等等等1120fnp同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速l 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為：異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可表示為：l 式中式中S稱為轉(zhuǎn)差率；稱為轉(zhuǎn)差率；l 當(dāng)電機(jī)剛剛開始起動時(shí)，當(dāng)電機(jī)剛剛開始起動時(shí)，n=0，s=1；l 若電機(jī)處于理想空載，若電機(jī)處于理想空載，n=n1, s=0，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步，轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場同步，故故n1稱為同步轉(zhuǎn)速；稱為同步轉(zhuǎn)速；l 額定負(fù)載情況下，額定負(fù)載情況下，s為為25%，所以異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，所以異步電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN總是總是接近同步速

52、，如接近同步速，如2890rpm,1450rpm,975rpm,741rpm等等。等等。l 轉(zhuǎn)差率的大小反映了電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)差率的大小反映了電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)。1120(1)(1)fnnssp異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 異步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù), ,異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)異步電機(jī)有三種運(yùn)行狀態(tài)機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔芎蜋C(jī)械能變成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能能量關(guān)系能量關(guān)系制動制動驅(qū)動電磁轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速外力使電機(jī)快速旋轉(zhuǎn)外力使電機(jī)沿磁場反方向旋轉(zhuǎn)定子繞組接對稱電源實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)電磁制動電動機(jī)狀態(tài)10 n n0n n10 s1s0s額定

53、值關(guān)系有：額定值關(guān)系有：3NNNNNPU I cos)VkV(UN或或額額定定電電壓壓額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)加在定子繞組上的線電壓定子繞組上的線電壓. .)kW(PN額額定定功功率率額定條件下轉(zhuǎn)軸上額定條件下轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。輸出的機(jī)械功率。)A(IN額額定定電電流流在額定運(yùn)行狀態(tài)下流在額定運(yùn)行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流入定子繞組的線電流.min)/r(nN額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速額定運(yùn)行時(shí)電額定運(yùn)行時(shí)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速動機(jī)的轉(zhuǎn)速.NNf額額定定效效率率額額定定頻頻率率額額定定功功率率因因數(shù)數(shù)Ncos二、額定值二、額定值 三相異步電動機(jī)的定子部分在結(jié)構(gòu)上和同步電動機(jī)的定子部分完全相同。三相異步

54、電動機(jī)的定子部分在結(jié)構(gòu)上和同步電動機(jī)的定子部分完全相同。 對中、小容量的低壓異步電動機(jī)，通常定子三相繞組的六個(gè)出線頭都引對中、小容量的低壓異步電動機(jī)，通常定子三相繞組的六個(gè)出線頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活地接成出，這樣可根據(jù)需要靈活地接成“Y Y”形或形或“D D”形。形。 “Y”形連接時(shí)，線電流形連接時(shí)，線電流=相電流，線電壓相電流，線電壓= 相電壓；相電壓； “D”形連接時(shí)，線電壓形連接時(shí)，線電壓=相電壓，線電流相電壓，線電流= 相電流相電流三、接線三、接線U U1 1 V V1 1 W W1 1U U1 1 V V1 1 W W1 1U U 2 2 V V2 2 W2W2D D聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)Y

55、 Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)U U2 2 V V2 2 W W2 233 實(shí)用表達(dá)式實(shí)用表達(dá)式 工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。工程上常根據(jù)電機(jī)的額定功率、額定轉(zhuǎn)速、過載能力來求出實(shí)用表達(dá)式。方法是：方法是：9550NNNPTn mTNTT 11NNnnsn T TN N 是電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩， PN 是電機(jī)的額定功率，是電機(jī)的額定功率， nN 是額定轉(zhuǎn)速是額定轉(zhuǎn)速T 是過載能力是過載能力 三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性一、固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性固有機(jī)械特性是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)

56、是指電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下，按規(guī)定的接線，定、轉(zhuǎn)子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性。子電路不外接阻抗時(shí)的機(jī)械特性。S Sm m 為最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率。為最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率。sn0nNsNnmsm10TNTstTmTem幾個(gè)特殊點(diǎn)：幾個(gè)特殊點(diǎn)：A AB BC CD1.起動點(diǎn)A:01emstn,s,TT 2.最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)B:mmemmnn ,ss ,TT 3.額定運(yùn)行點(diǎn)CNmemNnn ,ss ,TT 4.同步運(yùn)行點(diǎn)D100emnn ,s,T 二、人為機(jī)械特性 人為機(jī)械特性人為機(jī)械特性是指人為改變電源參數(shù)或電動機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。是指人為改變電源參數(shù)或電動機(jī)參數(shù)而得到的機(jī)械特性。snsm

57、1 0TLUN0T TststT Tm mT Tememn10.8U0.8UN N0.64Tst0.64Tm1. 1. 降壓時(shí)的人為機(jī)械特性降壓時(shí)的人為機(jī)械特性 下降后下降后, , 和和 均下降均下降, , 但但 不變不變, , 和和 減少。減少。1UmTstTmsstkT 如果電機(jī)在定額負(fù)載下運(yùn)如果電機(jī)在定額負(fù)載下運(yùn)行行, , 下降后下降后, , 下降下降, , 增增大大, , 轉(zhuǎn)子電流因轉(zhuǎn)子電流因 增增大而增大大而增大, ,導(dǎo)致電機(jī)過載。長期導(dǎo)致電機(jī)過載。長期欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減欠壓過載運(yùn)行將使電機(jī)過熱，減少使用壽命。少使用壽命。1Uns22sEsE TST和和KST分別是啟動轉(zhuǎn)矩

58、和轉(zhuǎn)矩倍數(shù)分別是啟動轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩倍數(shù)2. 2. 轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性轉(zhuǎn)子回路串對稱電阻時(shí)的人為機(jī)械特性串電阻后串電阻后, , 、 不變，不變， 增大。增大。nmTms在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增在一定范圍內(nèi)增加電阻，可以增加加 。當(dāng)。當(dāng) 時(shí)時(shí) ，若再，若再增加電阻，增加電阻， 減小。減小。stT1ms stmTT stT 串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。串電阻后，機(jī)械特性線性段斜率變大，特性變軟。 除了上述特性外，還有改除了上述特性外，還有改變電源頻率、極對數(shù)等人為機(jī)械特變電源頻率、極對數(shù)等人為機(jī)械特性。性。1 0TstTmTems n0n1smR2Tsts sm mR

59、2+Rs 三相異步電動機(jī)的起動 起動指電動機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程起動指電動機(jī)接通電源后由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的過程. .對電對電動機(jī)的起動性能要求二：起動電流小動機(jī)的起動性能要求二：起動電流小, ,起動轉(zhuǎn)矩不大。起動轉(zhuǎn)矩不大。1.1.起動電流大的原因起動電流大的原因 起動時(shí)起動時(shí) , ,轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢大轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢大, ,使轉(zhuǎn)子電流大使轉(zhuǎn)子電流大, ,根據(jù)磁動勢平根據(jù)磁動勢平衡關(guān)系衡關(guān)系, ,定子電流必然增大定子電流必然增大. .1, 0sn2.2.起動轉(zhuǎn)矩不大的原因起動轉(zhuǎn)矩不大的原因從下述公式分析從下述公式分析022stemTTTCI cos 起動時(shí)起動時(shí),

60、, ,遠(yuǎn)大于運(yùn)行時(shí)的遠(yuǎn)大于運(yùn)行時(shí)的 , ,轉(zhuǎn)子漏抗轉(zhuǎn)子漏抗 很大很大, , 很低很低, ,盡管盡管 很大很大, ,但但 并不大并不大. .1ss22sXXs2cos2I22cosI 由于起動電流大由于起動電流大, ,定子漏阻抗壓降大定子漏阻抗壓降大, ,使定子感應(yīng)電動勢減小使定子感應(yīng)電動勢減小, ,對應(yīng)的氣隙對應(yīng)的氣隙磁通減小磁通減小. .由上述兩個(gè)原因使得起動轉(zhuǎn)矩不大由上述兩個(gè)原因使得起動轉(zhuǎn)矩不大. . 三相籠型異步電動機(jī)的起動三相籠型異步電動機(jī)的起動一、直接起動可以直接起動的條件：起動電流倍數(shù)可以直接起動的條件：起動電流倍數(shù) )kW()kVAkI電電動動機(jī)機(jī)容容量量電電源源容容量量（341