整套課件教程：電機與電氣控制項目式教程

1、電機與電氣控制項目式教程模塊一 電機基本知識項目一 變壓器的使用與維護項目二 直流電機的認識與拆裝項目三 三相交流異步電機下一頁返回模塊二 電氣控制電路的開發(fā)項目一 自動運料系統(tǒng)電氣控制電路的開發(fā)項目二 混凝土攪拌機電氣控制電路的開發(fā)上一頁下一頁返回模塊三 電氣控制電路的檢修項目一 型搖臂鉆床電氣控制電路的檢修項目二 萬能銑床電氣控制電路的檢修上一頁返回模塊一 電機基本知識項目一 變壓器的使用與維護項目二 直流電機的認識與拆裝項目三 三相交流異步電機返回項目一變壓器的使用與維護任務(wù)一單相變壓器的使用與維護一、單相變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器作為一種靜止的電氣設(shè)備， 其基本結(jié)構(gòu)主要是鐵芯、繞組及其他部件。

2、圖所示為變壓器的組成結(jié)構(gòu)。. 鐵芯變壓器的磁路部分鐵芯主要由鐵芯柱和鐵軛兩部分構(gòu)成， 鐵芯柱上套裝變壓器繞組線圈， 鐵軛起連接鐵芯柱使磁路閉合的作用。） 鐵芯材料下一頁返回項目一變壓器的使用與維護對鐵芯的要求是導磁性能要好， 因此為了減小磁阻、減小交變磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗， 變壓器的鐵芯大多采用. 的薄硅鋼片疊裝而成。硅鋼片分為熱軋硅鋼片和冷軋硅鋼片兩類， 冷軋硅鋼片的導磁性能較好， 鐵耗較小， 是目前制作變壓器鐵芯的主要材料。） 鐵芯結(jié)構(gòu)按照繞組套入鐵芯的形式， 變壓器的鐵芯可以分為心式和殼式兩種基本形式。心式： 繞組分裝在兩個鐵芯柱上。結(jié)構(gòu)簡單、用鐵量較少、散熱條件較好，

3、適用于容量大、電壓高的變壓器,如圖- （） 所示。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護殼式： 繞組裝在同一個鐵芯上， 繞組呈上下纏繞或里外纏繞， 機械強度好， 但制造工藝復雜， 且外層繞組需用的銅線較多， 適用于小型特殊變壓器， 如圖 （） 所示。. 繞組變壓器的電路部分繞組是變壓器的電路部分， 它主要由絕緣良好的銅或鋁的漆包線、紗包線或絲包線繞制而成的， 對繞組的電氣、耐熱、機械等性能均有嚴格的要求， 以保證變壓器安全運行。在變壓器中， 接到高壓側(cè)的繞組稱為高壓繞組， 接到低壓側(cè)的繞組稱為低壓繞組。高低壓繞組按安放形式的不同可分為同心式繞組和交疊式繞組。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用

4、與維護（） 同芯式繞組： 高、低壓線圈繞在同一鐵芯柱上， 同心排列。一般高壓線圈排在外側(cè)， 低壓線圈排在內(nèi)側(cè)， 這樣有利于對鐵芯的絕緣。變壓器高、低壓繞組與鐵芯之間都留有一定的絕緣間隙， 并以絕緣筒（一般采用木紙或鋼紙板絕緣圓筒） 隔開， 如圖 （） 所示。同芯式繞組結(jié)構(gòu)簡單， 制造方便， 國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。（） 交疊式繞組： 又稱為餅式繞組， 是把變壓器的高、低壓繞組分別繞成若干個“餅式” 繞組， 高、低壓“餅式” 繞組交替地套裝在鐵芯柱上， 如圖 （） 所示。為便于絕緣， 鐵芯柱兩端靠近鐵軛外總是套裝低壓繞組。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護交疊式繞組因其結(jié)構(gòu)比較牢固，

5、 電氣上易構(gòu)成多條支路并聯(lián)， 但絕緣較復雜， 主要應(yīng)用于低電壓、大電流的變壓器上， 如電爐變壓器、電焊變壓器等。. 其他部件（） 油箱： 由于存在變壓器鐵芯損耗與繞組損耗， 這些損耗會使鐵芯與繞組發(fā)熱， 影響變壓器的安全工作， 因此， 通常將裝好的變壓器鐵芯、繞組浸入變壓器油中進行冷卻。另外變壓器油具有良好的絕緣作用。為了增加散熱面積， 容量較大的變壓器， 常采用帶有鋼管散熱器的外殼幫助散熱， 這稱為油浸自冷式； 裝有散熱風扇協(xié)助散熱的， 稱為油浸風冷式；裝設(shè)油泵強迫使油在冷卻器中循環(huán)冷卻的， 稱為強迫油循環(huán)冷卻式。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護（） 儲油柜： 儲油柜也稱為油枕， 裝

6、置在油箱上方， 通過連通管與油箱連通， 起到保護變壓器油的作用。（） 氣體繼電器（也稱為瓦斯繼電器）： 氣體繼電器安裝在油箱和儲油柜的連接管道中間， 是變壓器內(nèi)部故障的保護裝置。當變壓器內(nèi)部絕緣被擊穿或匝間短路時， 變壓器油和其他絕緣物分解氣體， 氣壓增大， 沖擊氣體繼電器， 使其接點動作， 通過控制保護回路， 及時發(fā)出故障信號或切除電源。（） 安全氣道（也稱為防爆管）： 安全氣道是裝置在較大容量變壓器油箱頂上的一個鋼質(zhì)長筒， 下筒口與油箱連通， 上筒口以玻璃板封口， 當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障， 壓力達到一定程度時， 就把薄玻璃沖破， 釋放變壓器內(nèi)部的壓力， 防止變壓器爆炸。上一頁下一頁返回項目一

7、變壓器的使用與維護（） 絕緣套管： 絕緣套管裝置在變壓器油箱蓋上面， 以確保變壓器的引出線與油箱絕緣。（ ） 分接開關(guān)： 分接開關(guān)裝置在變壓器油箱蓋上面， 通過調(diào)節(jié)分接開關(guān)來改變原繞組的匝數(shù)， 從而使副繞組的輸出電壓可以調(diào)節(jié)， 以避免副繞組的輸出電壓因負載變化而過分偏離額定值， 調(diào)節(jié)范圍為。. 變壓器的分類（） 按照用途分， 主要有電力變壓器、調(diào)壓變壓器、儀用互感器（如測量用電流互感器和電壓互感器）、供特殊電源用的變壓器（如整流變壓器、電爐變壓器、電焊變壓器、脈沖變壓器）。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護（） 按照繞組數(shù)目分， 主要有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器

8、。（ ） 按照相數(shù)分， 主要有單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。（） 按照冷卻方式分， 主要有干式變壓器、充氣式變壓器、油浸式變壓器（按照冷卻條件， 又可細分為自冷變壓器、風冷變壓器、水冷變壓器、強迫油循環(huán)風冷變壓器、強迫油循環(huán)水冷變壓器）。（） 按照調(diào)壓方式分， 主要有無載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器、自動調(diào)壓變壓器。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護（） 按容量大小分， 主要有小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。. 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)為了保證變壓器的正常使用， 在每臺變壓器的外殼上都附有銘牌， 標志其型號和主要參數(shù)。變壓器的銘牌數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容：（） 額定容量。 是指

9、變壓器的視在功率， 表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。對于三相變壓器， 額定容量是指三相容量之和。（） 額定電壓。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護額定電壓標志銘牌上的各繞組在空載、額定分接下端電壓的保證值， 其單位為 和。三相變壓器額定電壓為線電壓。（） 額定電流。額定電流是根據(jù)額定容量和額定電壓計算出的電流。（） 額定頻率。我國規(guī)定變壓器的額定頻率為。二、單相變壓器的工作原理單相變壓器是指接在單相交流電源上， 用來改變單相交流電壓的變壓器， 其功率一般都比較小， 主要應(yīng)用于機床設(shè)備控制電路、安全照明電路以及各種家用電器的電源適配器中。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護圖 所

10、示是單相變壓器的工作原理， 其中閉合鐵芯由絕緣硅鋼片疊合而成， 原線圈（初級線圈） 匝數(shù)用 表示、副線圈（次級線圈） 匝數(shù)用 表示、輸入 輸出電壓和電流分別為、 和、。當變壓器的一次側(cè)繞組加上交流電壓時， 該繞組中就會有交流電流流過， 于是在鐵芯磁路中就產(chǎn)生了交變磁通， 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律， 一次側(cè)和二次側(cè)繞組中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢， 其大小分別為：上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護. 變壓器空載運行變壓器原邊接電源， 副邊不接負載的狀態(tài)根據(jù)圖， 忽略變壓器一、二次側(cè)繞組的電阻和漏磁通及鐵芯的損耗時， 原、副線圈的感應(yīng)電動勢與輸入、輸出電壓相等， 因此綜合式（） 和式（） 可知這說明變

11、壓器一、二次側(cè)電壓比約等于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護變壓器通過改變一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比， 就可以很方便地改變輸出電壓的大小。. 變壓器負載運行變壓器原邊接電源， 副邊接負載的狀態(tài)圖 所示為單相變壓器負載運行狀態(tài)示意。當變壓器的原邊繞組接上電源， 副邊繞組接上負載后， 副邊繞組中有電流 流過， 變壓器工作時， 若電源電壓不變， 鐵芯中的主磁通 也基本不變。因此， 當變壓器接入負載后， 一次側(cè)繞組的磁動勢 和二次側(cè)繞組的磁動勢 與變壓器空載時的磁動勢 基本相等， 即上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護式（） 可以簡化為：若不考慮式（） 中的符號，

12、則有 ， 即3. 變壓器匹配運行變壓器不僅具有電壓變換和電流變換的作用， 還具有阻抗變換的作用。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的阻抗值分別如式（） 和式（） 所述：由此可以看出變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組的阻抗比為：上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護在電子電路中， 為了獲得較大的功率輸出， 往往對輸出電路的輸出阻抗與所接的負載阻抗有一定的要求。因此可以通過改變變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比， 改變變壓器一、二次側(cè)的阻抗比， 進而獲得所需的阻抗匹配。任務(wù)二三相變壓器的使用與維護一、三相變壓器的結(jié)構(gòu)三相變壓器由三臺單相變壓器按一定的方式組合而成， 其鐵芯如

13、圖 所示， 當三相繞組通入三相對稱交流電流時， 其所產(chǎn)生的三相主磁通也是對稱的， 即每相磁路都以其他兩相的鐵芯柱作為閉合回路。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護三相變壓器有三個高壓繞組， 分別為、 相； 有三個低壓繞組， 分別為、 相。同相繞組套在同一個鐵芯柱上。二、三相變壓器的銘牌銘牌是裝在變壓器外殼上的金屬標牌， 上面標有型號、容量、額定值等參數(shù)， 是用戶安全、經(jīng)濟、合理地使用變壓器的依據(jù)。三相變壓器的銘牌如圖 所示。. 型號型號可以表示變壓器的結(jié)構(gòu)特點、額定容量和高壓側(cè)的電壓等級。型號中各個符號的含義如圖 所示。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護. 額定電壓 在三相變壓器中，

14、 額定電壓是指線電壓。是指變壓器一次側(cè)繞組的額定電壓； 是指一次側(cè)繞組為額定電壓時， 二次側(cè)繞組的開路電壓， 即。圖 中變壓器銘牌的額定電壓 分別為。. 額定電流 在三相變壓器中， 額定電流是指線電流。 是指變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組連續(xù)運行所允許通過的最大電流， 即在某種冷卻方式和額定溫升條件下允許的滿載電流值。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護圖中變壓器銘牌所示的額定電流 分別為. . 。. 額定容量 是指變壓器的視在功率， 表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。三相變壓器的額定容量 。圖 中變壓器銘牌所示的額定容量為。. 短路電壓短路電壓又稱為阻抗電壓。它表示在額定電流時變壓器阻抗壓

15、降的大小。通常用它與額定電壓的百分比來表示。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護. 額定溫升額定溫升是變壓器在額定運行狀態(tài)時允許超過周圍環(huán)境溫度的值。通常周圍環(huán)境溫度設(shè)為。此外， 變壓器銘牌上還標有相數(shù)（）、頻率（）、額定效率（. ）、連接組別（） 等參數(shù)。三、三相變壓器一次側(cè)繞組的連接三相變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組根據(jù)不同需要， 可以有星形和三角形兩種接法。一次側(cè)繞組星形接法用 表示， 三角形接法用 表示。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護二次側(cè)繞組星形接法用 表示， 有中線時用 表示， 三角形接法用 表示。三相變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的首端分別用、 和、 標記， 末端分別用、

16、和、 標記。三相變壓器一次側(cè)繞組的連接形式如圖 所示。. 星形接法將三個繞組的末端連在一起， 再將三個繞組的首端引出箱外， 其接線如圖 （）所示。. 三角形接法上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護將三個繞組的各相首尾相連構(gòu)成一個閉合回路， 把三個連接點接到電源上去， 如圖（）、圖 （） 所示。四、三相變壓器的連接組別三相變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組不同的接法， 形成了不同的連接組別， 也反映出不同的一次側(cè)、二次側(cè)線電壓之間的相位關(guān)系?，F(xiàn)以 連接組別的三相變壓器為例， 說明三相變壓器連接組別的判斷方法， 如圖 所示。在圖 中， 同一鐵芯柱上的兩個繞組， 不管它們屬于哪一相， 只要兩個首端是同名端

17、， 則相電動勢同相位； 若兩個首端是異名端， 則相電動勢相位相反。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護根據(jù)相電動勢的這種關(guān)系及三相對稱的原理， 畫出一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組各個相電動勢相量以及對應(yīng)的線電動勢相量和。 表示高壓側(cè)為星形連接， 低壓側(cè)為帶中線的星形連接， 高壓側(cè)與低壓側(cè)的線電壓同相位。變壓器輸出為三相四線制， 適用于同時有動力負載和照明負載的場合。任務(wù)三特種變壓器的使用與維護在交流供電系統(tǒng)中運行的是高電壓和大電流， 為了監(jiān)視系統(tǒng)運行和記錄用電量， 需要測量電壓和電流參數(shù)值。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護但如果直接使用電壓表和電流表進行測量， 不僅操作起來很危險， 而且由

18、于被測數(shù)值相差巨大， 比如電流大小范圍可從幾安培到上萬安培， 所需要的儀表規(guī)格將很繁多。因此在實際生產(chǎn)中并不采取直接測量電壓和電流的方法， 而是通過互感器按一定比例降低為標準值后間接測量。一、電流互感器電流互感器屬于儀用互感器的范疇， 主要用來與儀表和繼電器等低壓電器組成二次回路， 對一次回路進行測量、控制、調(diào)節(jié)和保護， 主要用于電網(wǎng)中的大電流測量。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護在結(jié)構(gòu)上電流互感器與普通單相變壓器相似， 它也有鐵芯和一次側(cè)繞組、二次側(cè)繞組，但它的一次側(cè)繞組匝數(shù)只有一匝或幾匝， 導線橫截面較大， 串聯(lián)在被測電路中。二次側(cè)繞組匝數(shù)很多， 導線橫截面很小， 與電流表串聯(lián)構(gòu)成

19、閉合回路， 電流互感器的外形和測量電路如圖 所示。由變壓器的工作原理可知， 若電流互感器二次側(cè)繞組的電流表讀數(shù)為， 則一次側(cè)電路的被測電流 為上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護在使用電流互感器時的注意事項如下：（） 二次側(cè)不允許開路， 否則電流互感器處于空載運行狀態(tài)， 一次側(cè)繞組通過的電流稱為勵磁電流， 它使鐵芯中的磁通和鐵耗猛增， 導致鐵芯發(fā)熱燒壞繞組； 另外電流互感器產(chǎn)生很大的磁通， 使二次側(cè)繞組中感應(yīng)出很高電壓， 危及人身安全或破壞繞組絕緣。（） 二次側(cè)繞組中裝卸儀表時， 必須先將二次側(cè)繞組短路。（） 二次側(cè)必須可靠接地， 以保證工作人員及設(shè)備的安全。二、電壓互感器電壓互感器屬于儀

20、用互感器的范疇， 主要用于電網(wǎng)中大電壓的測量。其結(jié)構(gòu)和普通降壓變壓器一樣， 但它的變壓比更準確。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護電壓互感器的一次側(cè)接高電壓， 二次側(cè)接電壓表， 電壓互感器的外形與測量電路如圖 所示。由變壓器的工作原理可知， 若電壓互感器二次側(cè)繞組的電壓表讀數(shù)為， 則一次電路的被測電壓 為電壓互感器二次側(cè)所接的電壓表刻度實際上已經(jīng)被放大了 倍， 按圖 接線可以直接讀出一次側(cè)的被測數(shù)值。在使用電壓互感器時的注意事項如下：上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護（） 二次側(cè)不允許短路， 否則當二次側(cè)繞組短路時， 將產(chǎn)生很大的短路電流， 導致電壓互感器燒壞。（） 電壓互感器應(yīng)具

21、有一定的額定容量， 使用時， 二次側(cè)不宜接過多的儀表， 否則超過電壓互感器的額定值， 使電壓互感器內(nèi)部阻抗壓降增大， 影響測量的精確度。（） 二次側(cè)必須可靠接地， 以保證工作人員及設(shè)備的安全。三、自耦變壓器自耦變壓器的“耦” 是電磁耦合的意思， 普通的變壓器是通過原、副邊線圈電磁耦合來傳遞能量， 原、副邊沒有直接的電的聯(lián)系， 而自耦變壓器的原、副邊有直接的電的聯(lián)系，它的低壓線圈就是高壓線圈的一部分， 由于調(diào)節(jié)電壓方便， 其在實驗、試驗中被廣泛使用。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護自耦變壓器接線圖如圖 所示。由變壓器的工作原理可知， 自耦變壓器的電壓比為：由式（） 可知， 只要改變自耦變

22、壓器的匝數(shù)， 即可調(diào)節(jié)其輸出電壓的大小。自耦變壓器既可以實現(xiàn)升壓也可以實現(xiàn)降壓， 當作為降壓變壓器使用時， 從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組； 當作為升壓變壓器使用時， 外施電壓只加在繞組的部分線匝上。上一頁下一頁返回項目一變壓器的使用與維護自耦變壓器的特點如下：（） 是單線圈變壓器， 一、二次側(cè)共用一個繞組。（） 是一、二次側(cè)繞組既有磁耦合， 又有電聯(lián)系的變壓器。（） 二次側(cè)功率部分通過磁耦合關(guān)系得到， 一部分直接從電源得到。（） 具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省用銅量、效率比一般變壓器高等優(yōu)點。（） 缺點是一次側(cè)、二次側(cè)電路中有電的聯(lián)系， 可能發(fā)生把高電壓引入低繞組的危險事故， 很不安全， 因此要求在

23、使用時必須正確接線， 且外殼必須接地。上一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝子項目一初識直流電機任務(wù)一直流電機的結(jié)構(gòu)與銘牌直流電機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用， 如電動自行車、電動叉車、電動汽車、電動牽引車、電動玩具及電動工具等。了解和掌握直流電機的結(jié)構(gòu)和工作原理是非常重要的。一、直流電機的結(jié)構(gòu)直流電機是直流發(fā)電機和直流電動機的總稱。直流電機是可逆的， 即一臺直流電機既可作為發(fā)電機運行， 又可作為電動機運行。當用作發(fā)電機時， 其將機械能轉(zhuǎn)換為電能； 當用作電動機時， 其將電能轉(zhuǎn)換為機械能。下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝直流電機主要由定子和轉(zhuǎn)子（電樞） 兩大部分構(gòu)成， 其結(jié)構(gòu)如圖 所示。. 定子

24、部分定子的主要作用是產(chǎn)生主磁場并作為機械支撐， 它主要由主磁極、換向（磁） 極、機座和電刷裝置組成。圖 所示為定子的結(jié)構(gòu)剖面圖。） 主磁極主磁極是一種電磁鐵， 它的主要作用是產(chǎn)生恒定的磁場。圖 所示是主磁極的裝配圖。主磁極的鐵芯用. 厚的低碳鋼板沖片疊壓緊固而成。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝把事先繞制好的勵磁繞組套在主極鐵芯外面， 整個主磁極再用螺釘固定在機座的內(nèi)表面。各主磁極上的勵磁繞組連接必須使通過勵磁電流時， 相鄰磁極的極性呈 極和 極交替的排列， 為了讓氣隙磁密沿電樞圓周方向的氣隙空間里分布得更加合理一些， 鐵芯下部（稱為極靴） 比套繞組的部分（稱為極身） 寬。這樣也可使

25、勵磁繞組牢固地套在鐵芯上。） 換向極換向極又稱附加極或間極， 其作用是改善直流電機的換向性能， 消除直流電機帶負載時換向器產(chǎn)生的有害火花。換向極是由鐵芯和套在鐵芯上的換向極繞組組成的。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝鐵芯常用整塊鋼板或厚鋼板制成， 換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。換向極的數(shù)目一般與主磁極的數(shù)目相同，只有小功率的直流電機不裝換向極或裝設(shè)只有主磁極數(shù)目一半的換向極。） 機座機座是直流電機的外殼， 一方面用來固定主磁極、換向極和端蓋等， 另一方面也是電機磁路的一部分， 這部分磁路稱為定子磁軛。為了保證良好的機械強度和導磁性能， 機座一般采用鑄鋼制造或用厚鋼板卷制焊接而成。） 電刷

26、裝置上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝電刷裝置的作用是固定電刷， 并使電刷與旋轉(zhuǎn)的換向器保持滑動接觸， 將轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通， 使電流經(jīng)電刷輸入轉(zhuǎn)子或從轉(zhuǎn)子輸出。電刷裝置由電刷、刷握、壓緊彈簧以及匯流條等構(gòu)成。. 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩， 它主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風扇組成。圖 所示為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。） 電樞鐵芯電樞鐵芯作用有兩個， 一個是作為主磁路的主要部分； 另一個是嵌放電樞繞組。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝通常用. . 厚的涂有絕緣漆的硅鋼片的沖片疊壓而成， 固定在轉(zhuǎn)軸上。） 電樞繞組電樞繞組是由許多按一定規(guī)律排列和連接的線圈組成

27、的， 它是直流電機的主要電路部分， 是通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動勢以實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵性部件， 感應(yīng)電動勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生， 機械能和電能的相互轉(zhuǎn)換都在這里進行。） 換向器換向器也是直流電機的重要部件。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在直流發(fā)電機中， 它的作用是將繞組內(nèi)的交變電動勢轉(zhuǎn)換為電刷端上的直流電動勢； 在直流電動機中， 它將電刷上所通過的直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流。換向器由多個相互絕緣的換向片組成， 換向片之間用云母絕緣。二、直流電機的勵磁方式與銘牌. 直流電機的勵磁方式直流電機的勵磁方式是指勵磁繞組中勵磁電流的獲得方式。直流電機的運行特性與它的勵磁方式有很大的關(guān)系

28、。直流電機的勵磁方式可以分為他勵、并勵、串勵和復勵。復勵又可分為積復勵和差復勵。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝直流電機的勵磁方式如圖 所示， 圖中 為勵磁電流， 為電樞電流。） 他勵直流電機他勵直流電機的勵磁電源和電樞電源分別為獨立電源， 這兩個電源的電壓可以相同也可以不同。他勵直流電機的勵磁電流與電樞電流無關(guān)， 不受電樞回路的影響。他勵直流電機的機械特性較硬， 適用于精密加工的直流電動機拖動系統(tǒng)。） 并勵直流電機并勵直流電機的勵磁電源與電樞電源由同一電源供電， 與他勵方式相比， 其可節(jié)省一個直流電源。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝并勵直流電機的機械特性基本上與他勵直流

29、電機相同， 機械特性較硬， 一般用于恒壓拖動系統(tǒng)。中小型直流電動機多采用并勵方式。） 串勵直流電機串勵直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后， 再接于直流電源。為了減小勵磁繞組的電壓降和銅耗， 勵磁繞組通常用截面積較大的導線繞成， 且匝數(shù)較少。串勵直流電機的機械特性較軟， 主要應(yīng)用于電動車輛的驅(qū)動。） 復勵直流電機復勵直流電機有兩個勵磁繞組， 即并勵繞組和串勵繞組。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同， 則稱為積復勵； 若兩個磁通勢方向相反， 則稱為差復勵。積復勵直流電機具有較大的起動轉(zhuǎn)矩， 機械特性較軟， 介于并勵直流電機與串勵直流電機之

30、間。它多用于起動轉(zhuǎn)矩要求較大， 轉(zhuǎn)速變化不大的場合。差復勵直流電機的起動轉(zhuǎn)矩小， 機械特性較硬， 一般用于起動轉(zhuǎn)矩要求較小的小型恒壓拖動系統(tǒng)中。. 直流電機的銘牌每臺直流電機的機座表面上都有一塊銘牌， 上面標注了電機的額定參數(shù)， 它是正確選擇和合理使用電機的依據(jù)。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝某直流電機的銘牌數(shù)據(jù)見表。） 型號如型號 的含義為： “” 表示一般用途的直流電機， “” 表示第三次改型設(shè)計，數(shù)字“” 代表機座號， “” 表示鐵芯長度。） 額定功率額定功率指電機在額定運行狀態(tài)時的輸出功率， 對發(fā)電機來說是指線端輸出的電功率，等于額定電壓與額定電流的乘積， 即 ； 對電動機

31、來說是指其軸上輸出的機械功率，等于額定電壓與額定電流之積再乘以額定效率， 即 。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝額定功率的單位為或。） 額定電壓額定電壓用 表示， 指在額定運行狀態(tài)下， 直流發(fā)電機的輸出電壓或直流電動機的輸入電壓， 單位為。） 額定電流額定電流用 表示， 是指額定負載時允許電機長期輸入（電動狀態(tài)） 或輸出（發(fā)電狀態(tài)） 的電流， 單位為。） 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速用 表示， 是指電機在額定電壓和額定負載時的旋轉(zhuǎn)速度， 單位為 。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝直流電機運行時， 若各個物理量都與它的額定值一樣， 就稱為額定運行狀態(tài)或額定工況。在額定狀態(tài)下， 直電機能可

32、靠地工作， 并具有良好的性能。但實際應(yīng)用中， 直流電機不總是運行在額定狀態(tài)。如果流過直流電機的電流小于額定電流， 稱為欠載運行； 超過額定電流， 稱為過載運行。長期過載或欠載運行都不好。長期過載運行有可能因過熱而損壞電機；長期欠載運行， 電機沒有得到充分利用， 效率降低， 不經(jīng)濟。為此選擇電機時， 應(yīng)根據(jù)負載的要求， 盡量讓電機工作在額定狀態(tài)。任務(wù)二直流電機的工作原理直流電機的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律和電磁定律。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝直流電機是根據(jù)載流導體在磁場中受力這一基本原理工作。直流發(fā)電機是根據(jù)切割磁場的導體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢這一基本原理工作。一、直流電動機工作原理分析

33、圖 所示是一臺最簡單的直流電動機的模型。定子是兩個在空間上固定的主磁極和。在主磁極之間， 有一個可以轉(zhuǎn)動的線圈， 就是轉(zhuǎn)子， 有效邊為 和， 接到換向片上。為了使線圈與外電路接通， 換向器與空間固定的電刷、 相接觸。當電刷 接直流電源的正極， 電刷 接直流電源的負極時， 電流將從電刷 通過換向片流入線圈， 并從電刷 流出。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝 極下線圈有效邊的電流方向是， 極下線圈有效邊的電流方向是。根據(jù)電磁力定律， 線圈 邊和 邊將分別受到電磁力的作用， 電磁力的方向可按左手定則確定。在圖示瞬時， 線圈 邊的受力方向為自右向左， 邊的受力方向自左向右， 兩個電磁力對轉(zhuǎn)軸

34、形成逆時針方向作用的力矩， 即電磁轉(zhuǎn)矩。在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下， 轉(zhuǎn)子將按照逆時針方向轉(zhuǎn)動， 當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了后， 導體 轉(zhuǎn)到 極下， 導體 轉(zhuǎn)到 極下時， 由于直流電源供給的電流方向不變， 仍從電刷 流入， 經(jīng)導體、 后， 從電刷 流出。這時導體 的受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃螅?導體 的受力方向是從左向右， 產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時針方向。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝因此， 電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動， 由于換向器配合電刷對電流的換向作用， 直流電流交替地由導體 和 流入， 使線圈邊只要處于 極下， 其中通過電流的方向便是由電刷 流入的方向， 而在 極下時， 總是從電刷 流出的方向。這就保證了每個極下線

35、圈邊中的電流始終是一個方向， 從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩， 使電動機能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動機的工作原理。二、直流發(fā)電機工作原理分析直流發(fā)電機的簡化模型如圖 所示。當原動機拖動電樞以恒速 逆時針方向轉(zhuǎn)動時， 根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知， 在線圈邊和 中有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生， 感應(yīng)電動勢的方向可以用右手定則確定。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝如圖瞬時， 線圈 處于 極下， 其電動勢的方向為， 并通過換向片引到電刷， 因此 刷的極性為正， 線圈 邊處于 極下， 電動勢的方向為由， 所以電刷 的極性為負。當轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)過后， 線圈 邊電動勢的方向變?yōu)椋?邊的電動勢方向變?yōu)?。雖然兩個線圈邊的電動

36、勢方向都發(fā)生了改變， 但由于 邊通過換向片變?yōu)榕c電刷 接觸， 電刷 仍為正極性。同理， 可分析出電刷 仍為負極性。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝隨著轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)， 線圈的每個有效邊交替切割極和 極磁力線而感應(yīng)出交變電動勢， 但由于進入到 極下的線圈邊總是和電刷 相接觸，進入到 極下的線圈邊總是和電刷 相接觸， 因此電刷 始終是正極性， 電刷 始終是負極性， 所以在電刷、 之間引出的是方向不變的直流電動勢。任務(wù)三直流電機的機械特性一、直流電機的感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩. 直流電機的感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。根據(jù)電磁感應(yīng)定律， 轉(zhuǎn)子繞組中每根導體的感應(yīng)電動

37、勢如下：上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝直流電機的轉(zhuǎn)子繞組由許多導體按照一定規(guī)律連接， 每并聯(lián)支路所有導體的感應(yīng)電動勢都是疊加的， 即轉(zhuǎn)子電動勢等于并聯(lián)支路中每根導體中的感應(yīng)電動勢。導體運動的線速度與轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速 成正比。根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)、繞指規(guī)律和電磁感應(yīng)的有關(guān)知識可以寫出轉(zhuǎn)子電動勢的表達式為：直流電機感應(yīng)電動勢的方向在實際中由右手定則判定。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝它是由磁場方向和轉(zhuǎn)速方向來確定的， 只要改變其中一個量的方向， 感應(yīng)電動勢的方向就會改變。當直流電機運行于電動狀態(tài)時， 感應(yīng)電動勢的方向與電樞電流的實際方向相反， 電機吸收電網(wǎng)電能， 故稱這時的感應(yīng)

38、電動勢為反電動勢。當直流電機運行于發(fā)電狀態(tài)時， 感應(yīng)電動勢的方向與電樞電流的實際方向相同， 電樞繞組通過電刷輸出電能。. 直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩 是由轉(zhuǎn)子繞組通入直流電后， 在主磁場的作用下使得轉(zhuǎn)子繞組的導體受到力 的作用而形成的。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝根據(jù)電磁力定律， 轉(zhuǎn)子繞組通入直流電后， 每根有效導體受到的電磁力可以表示為：直流電機受到的電磁轉(zhuǎn)矩 是由所有有效的導體所受電磁力共同產(chǎn)生的， 正比于電磁力， 根據(jù)電磁感應(yīng)的有關(guān)知識推導出電磁轉(zhuǎn)矩的表達式為：二、直流電機的平衡方程式. 電動勢平衡方程式上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝他勵直流電機的運行

39、等效電路圖如圖 所示。由基爾霍夫電壓定律可知：. 功率平衡方程式由電動勢平衡方程式（） 可得電樞銅耗上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝所以三、直流電機的機械特性分析. 他勵直流電機的機械特性將公式 代入 ， 得出轉(zhuǎn)速特性方程式為：將公式 代入式（） 可得機械特性方程：上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝假定電源電壓、磁通、轉(zhuǎn)子回路電阻 都為常數(shù)， 則式（） 可以寫為. 他勵直流電機的固有機械特性在 ， ， 的條件下， 電機的機械特性稱為固有機械特性。根據(jù)固有機械特性的定義， 可得固有特性方程為：上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝固有特機械特性曲線是一條斜率為 的直線， 如

40、圖 所示。. 他勵直流電機的人為機械特性在固有機械特性方程式中， 當電壓、磁通、轉(zhuǎn)子回路電阻中任意一個參數(shù)改變而獲得的特性， 稱為直流電動機的人為機械特性， 以下分別加以討論。） 轉(zhuǎn)子回路串接電阻時的人為機械特性上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在 ， ， 即在保持電壓及磁通不變的條件下， 轉(zhuǎn)子回路串接電阻時， 人為機械特性方程式為：由此可見，通過在轉(zhuǎn)子回路串接適當?shù)碾娮瑁?可以改變機械特性曲線的硬度。這將有助于分析直流電機轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動和調(diào)速的原理。） 改變轉(zhuǎn)子電壓 時的人為機械特性上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在 ， 的條件下， 改變轉(zhuǎn)子電壓 時的人為機械特性方程

41、式為：由式（） 可知， 在改變轉(zhuǎn)子電壓時， 特性曲線的斜率保持不變， 但與 軸的交點隨著電壓成正比而變化。一般要求外加電壓不超過電機的額定值， 所以只能減小轉(zhuǎn)子電壓。因此人為機械特性如圖 所示， 其是一組斜率不變的、低于固有特性的平行線。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝） 改變磁通 時的人為機械特性一般電機在額定磁通下運行時， 電機的磁路已接近飽和， 因此， 改變磁通實際上只能減弱磁通。在 ， 時， 減弱磁通時的人為機械特性方程式為：由式（） 可以看出， 特性方程與 軸的交點和斜率與磁通成反比， 減弱磁通時， 軸交點升高， 斜率增加， 如圖 所示。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識

42、與拆裝任務(wù)四直流電機的拆裝一、直流電機的拆卸步驟（） 拆去接至電機的所有連線；（） 拆除電機的地腳螺栓；（） 拆除與電機相連接的傳動裝置；（） 拆去軸承端的聯(lián)軸器或帶輪；（） 拆去換向器端的軸承外蓋；（） 打開換向器端的視察窗， 從刷盒中取出電刷， 再拆下刷桿上的連接線；上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝（） 拆下?lián)Q向器端的端蓋， 取出刷架；（） 用紙或布把換向器包好；（） 對于小型直流電機， 可先把后端蓋固定螺栓松掉， 用木槌敲擊前軸端， 有后端蓋螺孔的用螺栓擰入螺孔， 使端蓋止口與機座脫開， 把帶有端蓋的電機轉(zhuǎn)子從定子內(nèi)小心地抽出；（10） 對于中型直流電機， 可將后端軸承蓋拆下，

43、 再卸下后端蓋；（） 將電樞小心地抽出， 防止損傷繞組和換向器；（） 如發(fā)現(xiàn)軸承有異?，F(xiàn)象， 可將軸承卸下。電機電樞、定子的零部件如有損壞， 則繼續(xù)拆卸， 并重點檢查和修復換向裝置。直流電機的拆卸分解如圖 所示。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝二、直流電機的裝配步驟（） 清理零部件；（） 定子裝配；（） 裝軸承內(nèi)蓋及熱套軸承；（） 裝刷架于前端蓋內(nèi)；（） 將帶有刷架的端蓋裝到定子機座上；（） 將機座立放， 機座在上， 端蓋在下， 并將電刷從刷盒中取出來， 吊掛在刷架外側(cè)；（） 將轉(zhuǎn)子吊入定子內(nèi)， 使軸承進入端蓋軸承孔；（） 裝端蓋及軸承外蓋；上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝

44、（） 將電刷放入刷盒內(nèi)并壓好；（） 裝出線盒及接引出線；（） 裝其余零部件；（） 安裝好電機。三、拆裝時的注意事項（） 拆下刷架前， 要作好標記， 便于安裝后調(diào)整電刷中性線的位置；（） 抽出電樞時要仔細， 不要碰傷換向器及繞組；（） 取出的電樞必須放在木架或木板上， 并用布或紙包好；（） 擰緊端蓋螺栓時， 必須按對角線上下左右逐步擰緊；上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝（） 拆卸前對原有配合位置作一些標記， 以便組裝時恢復原狀；（） 測量電阻時必須注意： 應(yīng)采用蓄電池或直流穩(wěn)壓電源； 繞組中流過的電流一般不應(yīng)超過繞組額定電流的； 電流表和電壓表的讀數(shù)應(yīng)很快地同時讀出。子項目二直流電機的

45、控制任務(wù)一直流電機的起動與反轉(zhuǎn)要正確使用一臺電機， 首先碰到的問題是怎樣把它開動起來， 要使電機起動過程達到最優(yōu)要求， 應(yīng)考慮的問題包括以下幾個方面： （） 起動電流的大??； （） 起動轉(zhuǎn)矩的大??；上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝（） 起動時間的長短； （） 起動過程是否平滑， 即加速是否均勻； （） 起動過程中的能量損耗和發(fā)熱量的大?。?（） 起動設(shè)備是否簡單和可靠性如何。一、直流電機的起動所謂電機的起動， 是指電機接通電源后， 轉(zhuǎn)速由零上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。對直流電機起動的要求是， 在保證起動轉(zhuǎn)矩足夠大的前提下， 盡量減小起動電流。直流電機的起動方法有： 全壓起動、降壓起動、轉(zhuǎn)子

46、回路串接電阻起動。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝. 全壓起動全壓起動就是直流電機在額定電壓下直接起動。起動時， 轉(zhuǎn)子電流為：. 減壓起動在電機起動瞬間， ， ， /。如果降低電源電壓， 就可以減小起動電流。隨著轉(zhuǎn)速的上升， 反電動勢 逐漸增大， 將電源電壓逐步升到額定值， 使電機達到額定轉(zhuǎn)速。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在整個起動過程中， 利用自動控制裝置， 使電壓連續(xù)升高， 保持轉(zhuǎn)子電流為最大允許電流，從而使系統(tǒng)在較大的加速轉(zhuǎn)矩下迅速起動。這是一種比較理想的起動方法。降壓起動的優(yōu)點是既限制了起動電流， 起動過程又平穩(wěn)、能量損耗又小。其缺點是必須有單獨的可調(diào)壓直流電源

47、， 起動設(shè)備復雜、初期投資大，多用于要求經(jīng)常起動的場合和大中型電機的起動， 實際使用的直流伺服系統(tǒng)多采用這種起動方法。目前， 廣泛應(yīng)用的是大功率半導體器件所組成的可控整流電源， 它不僅可以用于直流電機的調(diào)速， 而且還可用于降壓起動。. 轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝這種起動方式是在直流電機起動時， 電樞繞組兩端加額定電樞電壓， 在電機的電樞回路中串入合適的起動電阻； 隨著起動過程的進行， 逐漸地將串接在電樞回路中的電阻逐級切除， 直到電樞回路中的電阻只剩下電樞本身的電阻為止。直流電機電樞串接電阻起動電路如圖 所示。為什么要將起動電阻分段切除？ 這是因為當電機轉(zhuǎn)動

48、起來后， 產(chǎn)生了反電動勢， 這時的電機起動電流應(yīng)為：上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝二、直流電機的反轉(zhuǎn)直流電機的電磁轉(zhuǎn)矩為 ， 由上式可知， 要使直流電機反轉(zhuǎn)， 只要改變電機的電磁轉(zhuǎn)矩方向， 電機就可以反向運行。改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向有兩種方法： 一個是電樞繞組兩端極性不變， 而將勵磁繞組反接；另一個是勵磁繞組極性不變而將電樞繞組反接。如果兩者同時改變， 則電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變。任務(wù)二直流電機的調(diào)速為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率， 工作機械的運行速度不可能是單一的。應(yīng)按照工作機械的要求人為地調(diào)節(jié)拖動電機的運行速度。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝所謂直流電機的調(diào)速， 是指人為地改變電

49、機的相關(guān)電氣參數(shù)， 使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化， 從而達到預定的轉(zhuǎn)速。他勵直流電機的機械特性方程為：由上面的方程式可知， 要使電機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化， 有以下的三種方式：（） 改變電樞電壓調(diào)速；上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝（） 改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速；（） 改變磁通調(diào)速。一、改變電樞電壓調(diào)速調(diào)速前， 電機穩(wěn)定工作在圖 所示的固有機械特性曲線 的 點上。這時如加在轉(zhuǎn)子兩端的電壓降低， 在此瞬間電機的轉(zhuǎn)速由于慣性作用而來不及變化， 電動勢 也來不及變化。由式（） 可知， 轉(zhuǎn)子電流 將減小， 這必將導致電磁轉(zhuǎn)矩 變小， 電動機將從 點瞬時過渡到人為機械特性曲線 的 點。這時電機電磁轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩，

50、轉(zhuǎn)速將下降。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在轉(zhuǎn)速下降的同時， 電動勢 也隨之減小， 轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩又重新增大。當轉(zhuǎn)子電流及電磁轉(zhuǎn)矩增加到原來與負載轉(zhuǎn)矩相平衡的數(shù)值時， 電機便穩(wěn)定在人為機械特性曲線的 點上。如果轉(zhuǎn)子電壓下降幅度較大， 使， 為負值， 電機便過渡到回饋發(fā)電制動狀態(tài)，從固有機械特性曲線 的 點瞬時過渡到另一人為機械特性曲線 的點。這時系統(tǒng)的動能將變?yōu)殡娔芑仞侂娋W(wǎng)。電機在電磁制動轉(zhuǎn)矩和負載阻轉(zhuǎn)矩的作用下， 轉(zhuǎn)速下降。隨后， 電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化沿著人為機械特性曲線， 從點過渡到 點， 并以轉(zhuǎn)速 的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行于 點。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝這種調(diào)速方

51、法的主要優(yōu)點有： 電壓調(diào)節(jié)可以很細， 實現(xiàn)無級調(diào)速， 平滑性很好； 由于特性沒有軟化， 相對穩(wěn)定性較好； 可以調(diào)節(jié)至較低的轉(zhuǎn)速， 因此調(diào)速范圍較廣； 調(diào)速過程能量損耗較小。二、改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速在調(diào)速前， 電機帶額定負載運行于圖 所示的固有機械特性曲線 的 點， 對應(yīng)轉(zhuǎn)速為， 轉(zhuǎn)子電流為， 由于轉(zhuǎn)速不能躍變， 反電動勢 也不會躍變， 轉(zhuǎn)子電流將隨著電阻的串入而減小， 使電磁轉(zhuǎn)矩 減小， 這時運行點由固有特性曲線的 點過渡到人為特性曲線 的 點。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝這時電機電磁轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩， 轉(zhuǎn)速將沿著特性曲線 下降， 在轉(zhuǎn)速下降的同時， 電動勢 隨之減小， 轉(zhuǎn)子電流

52、及電磁轉(zhuǎn)矩又重新增大。當轉(zhuǎn)子電流及電磁轉(zhuǎn)矩增加到原來與負載轉(zhuǎn)矩相平衡的數(shù)值時， 電機便穩(wěn)定運行在轉(zhuǎn)速較額定值低的人為機械特性曲線 的 點上。這種調(diào)速方法的缺點是： 由于所串接電阻體積大， 只能實現(xiàn)有級調(diào)速， 調(diào)速的平滑性差； 低速時， 特性較軟， 穩(wěn)定性較差； 因為轉(zhuǎn)子電流不變， 電阻損耗隨電阻成正比變化， 轉(zhuǎn)速越低， 需串入的電阻越大， 電阻損耗越大， 效率越低。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝但這種調(diào)速方法具有設(shè)備簡單、操作方便的優(yōu)點， 適于作短時調(diào)速， 在起重和運輸牽引裝置中得到廣泛的應(yīng)用。三、改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速的過程如圖 所示。當磁通減弱時， 其電磁轉(zhuǎn)矩的大小不僅取決于

53、磁通， 還與電樞電流密切相關(guān)； 磁通減小， 導致電樞反電動勢減小， 電樞電流增大， 所以電磁轉(zhuǎn)矩反而增大； 當電磁轉(zhuǎn)矩超過負載轉(zhuǎn)矩時， 電機的工作點由固有機械特性曲線上的 點過渡到人為機械特性曲線上的 點， 在 點， 電機的電磁轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩， 電機轉(zhuǎn)速沿著人為機械特性曲線升高， 升高到 點時， 電機的電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩相等， 電機穩(wěn)定運行。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝改變磁通調(diào)速方法的優(yōu)點是調(diào)速級數(shù)多， 平滑性好； 控制設(shè)備體積小， 投資少， 能量損耗小。其主要缺點是只能使轉(zhuǎn)速升高而不能降低。因為正常工作時， ， 磁路已趨飽和， 所以只能采取弱磁調(diào)速的方法。而弱磁使轉(zhuǎn)速升高又

54、受到換向和機械強度的限制， 因此該方法在實際應(yīng)用中受到限制。任務(wù)三直流電機的制動一、制動的概念生產(chǎn)機械的制動， 可以通過機械和電氣兩種基本方式來實現(xiàn)， 通常這兩種方法是配合使用的， 以下重點分析直流電機電氣制動的方法、特性和使用特點。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝電氣制動是指電機運行時， 其電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反時的工作狀態(tài)。因此此時的電磁轉(zhuǎn)矩對運行的電機而言， 起到了阻礙的作用， 故稱為電氣制動， 或稱為制動工作狀態(tài)。由于在電氣制動的工作狀態(tài)下， 電機將機械能轉(zhuǎn)換成了電能， 所以也被稱為發(fā)電狀態(tài)。根據(jù)運行電路和能量傳遞的不同， 電氣制動可以分為能耗制動、反接制動和回饋制動三種方

55、式。二、能耗制動上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝能耗制動的方法是將正在運轉(zhuǎn)的電機轉(zhuǎn)子兩端從電源斷開（勵磁繞組仍接電源）， 并立刻在轉(zhuǎn)子兩端接入一制動電阻， 這樣電機就從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)， 將其動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑陔娮枭希?故稱為能耗制動。他勵直流電機能耗制動的原理和機械特性如圖所示。圖 所示為電動狀態(tài)運行， 開關(guān)合在 的位置。電動勢、電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向方向如圖中所示。如將開關(guān)倒合到 的位置， 電動機被切斷電源而接入一個制動電阻。這時在系統(tǒng)慣性作用下， 電機繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， 勵磁仍然保持不變。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝在電動勢作用下， 變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)， 把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)所貯存的動能

56、變?yōu)殡娔埽?消耗在制動電阻和轉(zhuǎn)子內(nèi)阻中。由于此時作用于電動機的電網(wǎng)電壓 ， 則電機的電流為：能耗制動狀態(tài)原理如圖 （） 所示。在能耗制動時， 因 ， 則 ， 電機的機械特性方程式為：上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝圖 （） 中還繪出了不同制動電阻時的機械特性?？梢钥闯?， 在一定的轉(zhuǎn)速下， 轉(zhuǎn)子總電阻越大， 制動電流和制動轉(zhuǎn)矩越小。因此， 在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻， 可滿足不同的制動要求。能耗制動的優(yōu)點是： 制動減速較平穩(wěn)可靠， 控制電路較簡單， 當轉(zhuǎn)速減至零時， 制動轉(zhuǎn)矩也減小到零， 便于實現(xiàn)準確停車。其缺點是： 制動轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降成正比地減小， 影響到制動效果。能耗制動適用于不可

57、逆運行， 制動減速要求較平穩(wěn)的情況。三、反接制動上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝電源反接制動原理如圖 所示， 當接觸器 觸點閉合時， 電機以電動狀態(tài)運行，旋轉(zhuǎn)方向和電動勢方向如圖中實線箭頭所示， 電流 和電磁轉(zhuǎn)矩 的方向用虛線箭頭表示。若將開關(guān)投向 的位置， 這時加在轉(zhuǎn)子繞組兩端的電源電壓極性便和電機運行時相反， 因為這時磁場和轉(zhuǎn)向不變， 電動勢方向不變。于是外加電壓與電動勢方向相同， 這樣， 轉(zhuǎn)子電流為：轉(zhuǎn)子電流 變?yōu)樨撝担?電磁轉(zhuǎn)矩 的方向也發(fā)生變化， 起到制動作用， 使轉(zhuǎn)速迅速下降。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝因為制動時接于電機的電源電壓符號改變， 所以電源反接的

58、機械特性方程式為：電源反接過程的機械特性曲線如圖 （） 所示。在制動前， 電機運行在固有特性曲線的 點上， 當串入電阻 并將電源反接的瞬間， 電機工作點變到電源反接的人為特性曲線 的 點上， 電機的電磁轉(zhuǎn)矩 變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩， 這使電機工作點沿特性曲線 開始減速。上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝當轉(zhuǎn)速降至零時， 如果是反抗性負載， 當 時， 電動機便停止旋轉(zhuǎn)； 當 時， 在反向的電磁轉(zhuǎn)矩的作用下， 電機將反向起動， 進入反向電運行狀態(tài)。要避免電機反轉(zhuǎn)， 必須在 的瞬間切斷電源， 并使機械抱閘動作， 以保證電動機準確停車。反接制動的優(yōu)點是： 制動轉(zhuǎn)矩較恒定， 制動作用比較強烈， 制動快。其

59、缺點是： 所產(chǎn)生的沖擊電流大， 需串入相當大的電阻， 故能量損耗大， 轉(zhuǎn)速為零時， 若不及時切斷電源， 會自行反向加速。這種方法適用于要求正反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中， 它可使系統(tǒng)迅速制動， 并隨之立即反向起動。四、回饋制動上一頁下一頁返回項目二直流電機的認識與拆裝電機由電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)， 把外力輸入的機械能變成電能回饋給電網(wǎng)， 因此電機的這種運行狀態(tài)稱作為回饋制動。回饋制動適用于位能負載的穩(wěn)定高速下降， 在調(diào)速過程開始可能出現(xiàn)過渡性回饋制動狀態(tài)?；仞佒苿拥膬?yōu)點是： 不需要改接線路即可從電動狀態(tài)自行轉(zhuǎn)換到制動狀態(tài)， 將軸上的機械功率變?yōu)殡姽β史答伝仉娋W(wǎng)， 簡便、可靠而經(jīng)濟。其缺點是只有當 時才能產(chǎn)生

60、回饋制動， 故不能用來使電機停車， 所以其應(yīng)用范圍較窄。上一頁返回項目三三相交流異步電機子項目一初識三相交流異步電機任務(wù)一三相交流異步電機的結(jié)構(gòu)和銘牌一、三相交流異步電機的結(jié)構(gòu)三相交流異步電機主要由兩大部分組成， 一是固定不變的部分， 簡稱為定子； 二是可以自由旋轉(zhuǎn)的部分， 簡稱為轉(zhuǎn)子。在定子和轉(zhuǎn)子之間還有一個很小的氣隙。此外， 三相交流異步電機還有端蓋、軸承和風扇等部件， 具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。三相交流異步電機只有定子繞組與交流電源連接， 轉(zhuǎn)子是自行閉合的。下一頁返回項目三三相交流異步電機雖然定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組在電路上是分開的， 但兩者卻在同一磁路上。. 定子三相交流異步電機的定子主要由