港口電氣設(shè)備整套課件匯總完整版電子教案(全)

1、港口電氣設(shè)備二直流電動機(jī)電力拖動三 三相異步電機(jī)電力拖動一電力拖動基礎(chǔ)知識 緒 論一、課題引入 電力拖動的相關(guān)知識是本課程學(xué)習(xí)的前提和基礎(chǔ)，港口機(jī)械系統(tǒng)大多數(shù)為電力拖動系統(tǒng)，其電氣設(shè)備的控制需要掌握生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性、電機(jī)的機(jī)械特性和交、直流電動機(jī)起動、制動、調(diào)速的原理及分析方法等知識。例如門坐式起重機(jī)則是控制電機(jī)進(jìn)行相關(guān)行走機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)和起升機(jī)構(gòu)的操作，來完成相應(yīng)的任務(wù)，要對四大機(jī)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，需要對電機(jī)起動、制動、調(diào)速等知識具有比較深入的認(rèn)識，能夠運用相關(guān)知識進(jìn)行基本電氣控制線路的設(shè)計。二、課題分析 本課題主要分電力拖動基本知識、直流電動機(jī)電力拖動、交流電動機(jī)電力拖動三部分內(nèi)

2、容，該三部分內(nèi)容為電機(jī)及拖動課程的核心內(nèi)容。本課題再次有針對性的學(xué)習(xí)，為了使學(xué)生對港口電氣設(shè)備本課程能夠更好的理解與學(xué)習(xí)，是必須掌握好的知識點。 本課題需要掌握的要點：（1）生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性、電動機(jī)的機(jī)械特性及工作狀態(tài)；（2）直流電動機(jī)的工作原理，直流電動機(jī)起動、制動、調(diào)速的原理以及與負(fù)載配合的分析方法；（3）交流電動機(jī)的工作原理，交流電動機(jī)起動、制動、調(diào)速的原理以及與負(fù)載配合的分析方法。三、相關(guān)知識（一）電力拖動基礎(chǔ) 凡是由電動機(jī)拖動生產(chǎn)機(jī)械，并完成一定工藝要求的系統(tǒng)，都稱為電力拖動系統(tǒng)。生產(chǎn)機(jī)械稱為電動機(jī)的負(fù)載。電力拖動系統(tǒng)一般構(gòu)成如圖所示。1 生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性 不同生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載

3、轉(zhuǎn)矩TL隨轉(zhuǎn)速n變化規(guī)律不同，用負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性來表征，即n=f(TL)。各種生產(chǎn)機(jī)械的特性大致可分為以下三種類型恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 恒功率負(fù)載特性 通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性TL=常數(shù)，與轉(zhuǎn)速n無關(guān)反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向始終與生產(chǎn)機(jī)械運動的方向相反，總是阻礙電動機(jī)的運轉(zhuǎn)，如軋鋼機(jī)、機(jī)床的平移機(jī)構(gòu)、電力機(jī)車等。 當(dāng)下放重物時負(fù)載轉(zhuǎn)矩變?yōu)轵?qū)動轉(zhuǎn)矩，其作用方向與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同，促使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。 起重設(shè)備提升重物時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL為阻力矩，與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩由重力作用產(chǎn)生，其大小和方向始終不變恒功率負(fù)載特性風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載特性 PL=常數(shù),TL=9.55P

4、/nTL=Kn2 例：車床切削粗加工時,切削量大(TL大)，用低速檔；精加工時，切削量小(TL小)，用高速檔 電扇、水泵、油泵等 注意：以上三類是典型的負(fù)載特性，實際生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性常為幾種類型負(fù)載的綜合。 2 電動機(jī)的機(jī)械特性及工作狀態(tài)（1）電動機(jī)的機(jī)械特性不同的電動機(jī)有不同的固有特性，電動機(jī)的固有特性主要分為以下三類。1 絕對硬的機(jī)械特性該種機(jī)械特性如圖的特性曲線1所示，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩改變時，其轉(zhuǎn)速不變，例如，同步電動機(jī)的機(jī)械特性。2 硬特性該機(jī)械特性如圖的特性曲線2和4所示，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速雖然隨著力矩增大而下降，但下降陡度不大，例如，直流并勵電動機(jī)和交流異步電動機(jī)在臨界轉(zhuǎn)差率以上的機(jī)械特性

5、。3 軟特性該機(jī)械特性如圖中特性曲線3所示，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩的增加而下降，下降的陡度很大，例如直流串勵電動機(jī)的機(jī)械特性。（2）電動機(jī)的工作狀態(tài)（二）直流電機(jī)電力拖動 （1）直流電機(jī)的基本工作原理直流發(fā)電機(jī)的基本工作原理基于電磁感應(yīng)原理：右手定則產(chǎn)生磁場：（N、S極）運動導(dǎo)線ab、cd切割磁場線圈感應(yīng)電動勢交變換向整流電刷間輸出直流電動勢直流發(fā)電機(jī)的工作原理模型直流電動機(jī)的基本工作原理基于電磁力定律：左手定則載流導(dǎo)體ab、cd在磁場中產(chǎn)生電磁力f形成電磁轉(zhuǎn)矩帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)換向器作用：在發(fā)電機(jī)中起整流作用，使線圈中的交變電動勢電刷間的直流電動勢。在電動機(jī)中起逆變作用，使電刷間的直流電線圈內(nèi)的交變電

6、，保證電動機(jī)的轉(zhuǎn)向恒定。直流電動機(jī)工作原理模型（2）直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1-電樞鐵心 2-主磁極 3-勵磁繞組 4-電樞齒 5-換向極繞組 6-換向極鐵心 7-電樞槽 8-底座 9-電樞繞組 10-極掌(極靴） 11-磁軛（機(jī)座）直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖直流電機(jī)的徑向剖面示意圖靜止部分:定子旋轉(zhuǎn)部分:轉(zhuǎn)子中間有氣隙電磁方面：產(chǎn)生磁場和構(gòu)成磁路。 機(jī)械方面：整個電機(jī)的支撐。作用主要部件：磁極、機(jī)座、換向極、電刷、軸承、端蓋等作用感應(yīng)電動勢和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換主要部件：電樞鐵心、電樞繞組、換向器、軸承和風(fēng)扇等主磁極1、定子部分產(chǎn)生磁場，N、S 相隔，用p表示極對數(shù)導(dǎo)磁和機(jī)械支撐機(jī)座由磁極鐵心和

7、勵磁繞組構(gòu)成,磁極鐵心由極身和極靴組成.作用:改善直流電機(jī)的換向，一般電機(jī)容量超過1kW時均應(yīng)安裝換向極。 安裝在相鄰兩主磁極之間，用螺釘固定在機(jī)座上。用整塊鋼制成，也可用厚11.5mm厚鋼板或硅鋼片疊成1-刷握 2-銅絲辮 3-壓緊彈簧 4-電刷塊（石墨材料）換向極電刷作用：將旋轉(zhuǎn)的電樞與固定不動的外電路相連，把直流電壓和直流電流引入或引出 2、轉(zhuǎn)子部分材料：為減小磁滯損耗和渦流損耗，電樞鐵心 用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片疊成，表面有絕緣層。 作用：通過磁通和嵌放電樞繞組。電樞鐵心鐵心沖片上層有效邊端接部分端接部分下層有效邊線圈首端線圈尾端作用：用于產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和通過電流，實現(xiàn)機(jī)電

8、能量的轉(zhuǎn)換。電樞線圈電樞繞組：電樞線圈按一定規(guī)律連接形成。其并聯(lián)支路對數(shù)用a表示。單疊繞組：a=p單波繞組：a=1單波、單疊繞組聯(lián)接示意圖換向器材料：采用導(dǎo)電性能好、硬度大、耐磨性能好的紫銅或銅合金制成。 作用：實現(xiàn)電刷內(nèi)外 交直流的轉(zhuǎn)換。由許多燕尾狀的銅片間隔絕緣云母片而成主極極靴和電樞間的間隙。不均勻。3、氣隙作用：保證了電機(jī)的轉(zhuǎn)子的正常旋轉(zhuǎn)，又是磁路的重要組成部分。小型電機(jī)氣隙約為0.75mm；大型電機(jī)氣隙可達(dá)510mm 。2 直流電動機(jī)的機(jī)械特性人為機(jī)械特性 如果人為地改變固有機(jī)械特性中的氣隙磁通、電源電壓和電樞回路電阻Rpa中的任意一個參數(shù)，這樣的機(jī)械特性稱為人為機(jī)械特性。 （1）電

9、樞回路串電阻時的人為機(jī)械特性 斜率 增加電 阻 增 加n0 不變(2)改變電源電壓的人為機(jī)械特性(3)改變磁通的人為機(jī)械特性磁通減小電壓降低U降低， 不變，n0減小(2)改變電源電壓的人為機(jī)械特性減小， 增大，n0增大1、全壓起動3 直流電動機(jī)的起動和反轉(zhuǎn)起動：電動機(jī)接通電源后，由靜止?fàn)顟B(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。他勵直流電動機(jī)的起動方法 額定電壓加于電動機(jī)的電樞兩端，由于起動瞬間n=0， Ea=0， 由U=EaIaRa故起動電流和轉(zhuǎn)矩分別為 ：他勵電動機(jī)的全壓起動先合Q 1再合Q2后果引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)上其他用戶 使電動機(jī)的換向嚴(yán)重惡化，甚至?xí)龎碾妱訖C(jī) 過大的沖擊轉(zhuǎn)矩，機(jī)械軸過度沖

10、擊，損壞傳動機(jī)構(gòu) 由于電樞電阻Ra阻值很小，額定電壓下直接起動的起動電流很大，通?？蛇_(dá)額定電流的（1020）倍。起動轉(zhuǎn)矩也相當(dāng)大。 所以，直流電動機(jī)一般不允許全壓起動。起動設(shè)備簡單、操作方便的全壓起動只適用于容量很小的直流電動機(jī)。（1）要有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩(TstTL)。 （2）起動電流要限制在一定的范圍內(nèi)。 （3）起動設(shè)備簡單、可靠，操作方便，起動時間短。對直流電動機(jī)的起動的要求：電樞回路串電阻起動減壓起動注意：起動時應(yīng)保證電動機(jī)的磁通為最大值，以在限制起動電流的情況下使轉(zhuǎn)矩較大。 對于容量較大的電機(jī)，為限制起動電流，可用 減壓起動 減壓起動即起動前將電源電壓降低，以減小起動電流Ist。為獲

11、得足夠的起動轉(zhuǎn)矩（TstTL），起動時電流通常限制在(1.52)IN 內(nèi)，則起動電壓應(yīng)為： Ust=IstRa=(1.52)INRa 當(dāng)n，Ea Ia, Tst 須U 保證起動電流和轉(zhuǎn)矩保持在一定的數(shù)值上。至U=UN，起動結(jié)束。 電樞回路串電阻起動 電樞回路串電阻起動時，電源電壓為額定值且恒定不變，在電樞回路中串接一起動電阻Rst，達(dá)到限制起動電流的目的。采用4級起動時電動機(jī)的電路接線圖 及其機(jī)械特性 串入全 部電阻逐級切 除電阻穩(wěn)定運行點轉(zhuǎn)速逐步上升切換轉(zhuǎn)矩TSt2起動點Ist1和Tst1為最大值直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn) 要使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，必須改變電磁轉(zhuǎn)矩T的方向。只要將磁通和Ia任意一個參數(shù)改變方向

12、，電磁轉(zhuǎn)矩即改變方向。在自動控制中，通常直流電動機(jī)的反轉(zhuǎn)實施方法有兩種：由： 1、改變勵磁電流方向 ：保持電樞兩端電壓極性不變，將 勵磁繞組反接，使勵磁電流反向，磁通即改變方向。 2、改變電樞電壓極性：保持勵磁繞組兩端的電壓極性不變，將電樞繞組反接，電樞電流a即改變方向。實際應(yīng)用中大多采用改變電樞電壓極性的方法來實現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。 4 直流電動機(jī)的調(diào)速調(diào)速：機(jī)械調(diào)速:電氣調(diào)速:改變傳動機(jī)構(gòu)速比 改變電動機(jī)參數(shù),人為地改變電動機(jī)的 機(jī)械特性，從而使負(fù)載工作點發(fā)生變化， 轉(zhuǎn)速隨之變化。 由得調(diào)速方法：降壓U減弱磁通電樞回路串電阻調(diào)速指標(biāo)1.調(diào)速范圍 電動機(jī)在額定負(fù)載下可能運行的最高轉(zhuǎn)速與 最低轉(zhuǎn)速

13、之比，通常又用D表示:受電動機(jī)的機(jī)械強(qiáng)度、換向條件、電壓 等級等方面的限制 受到低速運行時轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性的限制 不同的生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速范圍的要求不同，例如車床 20120 ，龍門刨床1040，軋鋼機(jī) 3120，造紙機(jī)320 等。 顯然，在相同的n0情況下，電動機(jī)的機(jī)械特性愈硬，n愈小，靜差率就愈小，相對穩(wěn)定性就愈好。 生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速時，要求靜差率小于一定值，以使負(fù)載發(fā)生變化時，轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)變化，保持一定的穩(wěn)定程度，生產(chǎn)機(jī)械容許的靜差率用r表示。例如，普通車床要求r30 ，一般設(shè)備要求r50 ，高精度的造紙機(jī)要求r0.1 。 靜差率與調(diào)速范圍兩個指標(biāo)是相互制約,要統(tǒng)疇考慮。2.調(diào)速的相對穩(wěn)定性

14、（靜差率）負(fù)載變化時，轉(zhuǎn)速變化的程度。 轉(zhuǎn)速變化小，其相對穩(wěn)定性好 3.調(diào)速的平滑性 在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)越多，即調(diào) 速越平滑，相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比稱為平滑系數(shù)：1，則平滑性好， 當(dāng) =1時，稱為無級調(diào)速，即轉(zhuǎn)速可以連續(xù)調(diào)節(jié)。 調(diào)速不連續(xù)時，級數(shù)有限，稱為有級調(diào)速。4.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性 對調(diào)速設(shè)備的投資和電能消耗等經(jīng)濟(jì)效果的綜合比較。 （2）改變電樞電路串電阻的調(diào)速電樞回路串電阻的機(jī)特，Rpa愈大，特性愈軟，轉(zhuǎn)速愈低。調(diào)速過程：電動機(jī)原穩(wěn)定運行在固有機(jī)械特性的a點上，當(dāng)pa接入瞬間，因n不能突變，工作點從a點跳至人為機(jī)械特性的b點，這時，IaT U，Ia方向與電動運行狀態(tài)相反，T的方向與電動

15、運行狀態(tài)時相反，為制動性質(zhì)，P10，電機(jī)向電源回饋電能，此時電機(jī)的運行狀態(tài)稱為回饋制動。 當(dāng)位能性負(fù)載進(jìn)行電樞反接制動，當(dāng)n=0時，如不切除電源，電機(jī)便在電磁轉(zhuǎn)矩和位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下，迅速反向加速，至 n n0時，電機(jī)進(jìn)入反向回饋制動狀態(tài)，此時因n為負(fù)，T為正，機(jī)械特性位于第IV象限，最終穩(wěn)定下放重物運行于d點 反向回饋制動對位能性負(fù)載下放時起限速作用。所串電阻Rbk越大，下放速度越高，安全性越差。所以常切除電阻，稱在固有機(jī)特上，下放重物。（三）三相異步電動機(jī)電力拖動風(fēng)罩前端蓋機(jī)座接線盒蓋轉(zhuǎn)子導(dǎo)條風(fēng)扇定子繞組封閉式籠型異步電動機(jī)零部件圖風(fēng)罩（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)

16、構(gòu)定子定子鐵心定子鐵心是電動機(jī)主磁路的一部分，并要放置定子繞組。為了導(dǎo)磁性能良好和減少交變磁場在鐵心中的鐵心損耗，故采用片間絕緣的0.5mm厚的硅鋼片迭壓而成。為了放置定子繞組，在鐵心內(nèi)圓開有槽。定子鐵心槽型和繞組分布示意圖 鐵心內(nèi)圓開槽的形狀有：半閉口槽、半開口槽和開口槽等，分別如圖a、b、c所示。它們分別對應(yīng)放置小型、中型和大、中型的三相異步電動機(jī)的定子繞組。 三相異步電動機(jī)的定子主要由定子鐵心、定子繞組、機(jī)座等構(gòu)成定子定子繞組三相定子繞組的聯(lián)結(jié) 定子繞組是電動機(jī)的定子電路部分，它將通過電流建立磁場，并感應(yīng)電動勢以實現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。三相定子繞組的每相由許多線圈按一定的規(guī)律的嵌放在鐵心槽內(nèi)

17、。定子繞組的線圈示意圖 三相繞組的六個出線端（U1、V1、W1，U2、V2、W2）都引至接線盒上。為了接線方便，這六個出線端在接線板上的排列如圖所示，根據(jù)需要可聯(lián)接成星形或三角形聯(lián)結(jié)。定子機(jī)座 在中小型電動機(jī)中，端蓋兼有軸承座的作用，則機(jī)座還要支撐電動機(jī)的轉(zhuǎn)子部分，故機(jī)座要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度。中小型電動機(jī)一般采用鑄鐵機(jī)座。 對于封閉式中小型異步電動機(jī)其機(jī)座表面有散熱筋片以增加散熱面積，使緊貼在機(jī)座內(nèi)壁上的定子鐵心中的定子鐵耗和銅耗產(chǎn)生的熱量，通過機(jī)座表面加快散發(fā)到周圍空氣中不使電動機(jī)過熱。機(jī)座是電動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的組成部分，主要作用是固定和支撐定子鐵心還要固定端蓋。散熱筋片轉(zhuǎn)子 三相異步電動機(jī)

18、的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組等所構(gòu)成。 三相異步電動機(jī)按轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)分類：有籠型異步電動機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)兩類。下面以這兩種轉(zhuǎn)子分別介紹轉(zhuǎn)子的構(gòu)成?；\型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心沖片轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子鐵心也是電動機(jī)主磁路的一部分并要放置轉(zhuǎn)子繞組。它也用0.5mm厚的沖有轉(zhuǎn)子槽形的硅鋼片迭壓而成。中小型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心一般都直接固定在轉(zhuǎn)軸上?；\型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心沖片轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出轉(zhuǎn)矩的部件，它必須具有足夠的剛度和強(qiáng)度。轉(zhuǎn)軸一般用中碳鋼車削加工而成，軸伸端銑有鍵槽，用來固定皮帶輪或聯(lián)軸器。 籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心沖片轉(zhuǎn)軸籠型轉(zhuǎn)子繞組是在轉(zhuǎn)子鐵心的每個槽內(nèi)放入一根導(dǎo)體，在伸出鐵心的兩端分別用兩個

19、導(dǎo)電端環(huán)把所有的導(dǎo)條聯(lián)結(jié)起來，形成一個自行閉合的短路繞組。如果去掉鐵心，剩下來的繞組形狀就像一個松鼠籠子 故稱籠型繞組故稱籠型繞組籠型轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心沖片轉(zhuǎn)軸中小型三相異步電動機(jī)，籠型轉(zhuǎn)子一般采用鑄鋁，將導(dǎo)條、端環(huán)和風(fēng)葉一次鑄出；也有用銅條焊接在兩個銅端環(huán)上的銅條籠型繞組。在生產(chǎn)實際中籠型導(dǎo)條是斜的，以改善籠型電動機(jī)的起動性能 轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，也是一個對稱三相繞組。它聯(lián)結(jié)成Y形后，其三根引出線分別接到軸上的三個集電環(huán)，再經(jīng)電刷引出而與外部電路接通。轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子可以通過集電環(huán)與電刷而在轉(zhuǎn)子回路中串入外接的附加電阻或其它控制裝置，以便改善三相異步電動機(jī)的起動性能及調(diào)速性能。

20、 轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)還裝有提刷短路裝置。當(dāng)電動機(jī)起動完畢而又不需調(diào)速時，可操作手柄將電刷提起切除全部電阻同時使三只集電環(huán)短路起來，其目的是減少電動機(jī)在運行中電刷磨損和摩擦損耗。 氣隙 三相異步電動機(jī)氣隙，比同容量直流電動機(jī)的氣隙要小得多，中小型異步電動機(jī)一般僅為0.21.5mm。 氣隙的大小對三相異步電動機(jī)的性能影響極大。氣隙大，則磁阻大，由電網(wǎng)提供的勵磁電流(滯后的無功電流)大，使電動機(jī)運行時的功率因數(shù)降低。但是氣隙過小時，將使裝配困難；運行不可靠，易發(fā)生”掃膛”。 設(shè)起動時旋轉(zhuǎn)磁場方向如圖為順時針，磁場轉(zhuǎn)速n1轉(zhuǎn)子導(dǎo)體靜止，與旋轉(zhuǎn)磁場之間存在著相對運動，根據(jù)右手定則, 轉(zhuǎn)子繞組

21、內(nèi)電動勢和電流方向如圖：上出下進(jìn)根據(jù)左手定則，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體受力，形成電磁轉(zhuǎn)矩T，方向如圖，驅(qū)動轉(zhuǎn)子順時針旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n總是小于旋 轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。 所以稱為異步電動機(jī) 三相異步電動機(jī)的基本工作原理轉(zhuǎn)差率 對普通的三相異步電動機(jī)，為了使額定運行時的效率較高，通常設(shè)計成使它的額定轉(zhuǎn)速略低于但很接近于對應(yīng)的同步速，所以額定轉(zhuǎn)差率sN一般為1.5%5%。n=n1(1s) 轉(zhuǎn)差率s是異步電機(jī)運行 的重要參數(shù)。電動狀態(tài)的轉(zhuǎn)差率s的范圍是：01。 其中s=0，是理想空載狀態(tài)；s=1，是起動瞬間。2 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 描述電力拖動系統(tǒng)各種運行狀態(tài)的有效工具是機(jī)械特性。而異步電動機(jī)的機(jī)械特性

22、是由電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)差率的關(guān)系特性演化而來的。因此首先研究與之相關(guān)的異步電動機(jī)的各種電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式 。 電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式 由相關(guān)公式可推得：異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與主磁通、轉(zhuǎn)子電流的有功分量成正比，與主磁通成正比，物理意義非常明確，所以稱為電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式。它常用來定性分析三相異步電動機(jī)的運行問題。 轉(zhuǎn)矩常數(shù)電磁轉(zhuǎn)矩的參數(shù)表達(dá)式由相關(guān)公式可推得： 上式反映了三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T與電源相電壓U1、頻率f1、電動機(jī)的的參數(shù)(r1 、r2、 X1、 X2、p及m1)以及轉(zhuǎn)差率s之間的關(guān)系，稱為參數(shù)表達(dá)式。 當(dāng)U1、f1及電動機(jī)的參數(shù)不變時，電磁轉(zhuǎn)矩T僅與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，對應(yīng)于不同s的值，有不

23、同的T值，將這些數(shù)據(jù)繪成曲線，就是T=f(s)曲線，也稱T -s曲線 。三相異步電動機(jī)的T-s曲線 (1) 電動狀態(tài)(0s1) s=0時，T=0當(dāng)s， s0區(qū)間，Ts 當(dāng)s繼續(xù)至s1區(qū)間，T1/s 最大轉(zhuǎn)矩點最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 過載能力 一般：2.02.2 起動時，s=1，代入公式：起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)一般：1.82.0 臨界轉(zhuǎn)差率 最大轉(zhuǎn)矩 三相異步電動機(jī)的T-s曲線 (2) 發(fā)電狀態(tài)(s 1 )轉(zhuǎn)子受外力拖動，nn n1s0，T1磁場反向 轉(zhuǎn)子反向 對應(yīng)的T- s曲線是電動狀態(tài)T- s曲線的延伸 產(chǎn)生的T與n轉(zhuǎn)向相反，起制動作用，此時電機(jī)處于制動狀態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式 在實際中用參數(shù)表達(dá)計算T

24、，需電動機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，比較麻煩。因此推導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩的實用表達(dá)式為 電機(jī)手冊和產(chǎn)品目錄中的PN、nN、 m等值來計算 以上三種異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，應(yīng)用場合有所不相同。一般物理表達(dá)式適用于定性分析T與1及I2cos2間的關(guān)系；參數(shù)表達(dá)式可分析參數(shù)的變化對電動機(jī)運行性能的影響；實用表達(dá)式適用于工程計算。 Tmax=mTN=9.55m PN /nN 式中實際使用時，先根據(jù)巳知數(shù)據(jù)計算出Tmax和sm，再把它們代入實用表達(dá)式，取不同的s值即可得到不同的T值了。 2 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 我們常用機(jī)械特性n=f(T)曲線來分析拖動系統(tǒng)中電動機(jī)的電力拖動問題，它與T-s曲線的變換關(guān)系如下： T-

25、 s曲線變換為n-T曲線 一、固有機(jī)械特性 指三相異步電動機(jī)工作在UN和fN下，由電動機(jī)本身固有的參數(shù)所決定的機(jī)械特性。在正常工作情況下,與直流他勵電動機(jī)一樣固有機(jī)械特性是硬特性。 最大轉(zhuǎn)矩點起動點同步點2 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性 二、人為機(jī)械特性 在分析電動機(jī)拖動系統(tǒng)的運行時，常利用人為機(jī)械來進(jìn)行分析。由機(jī)械特性的參數(shù)表達(dá)式可知，人為地改變異步電動機(jī)的任何一個參數(shù)(U1、f1、p、定子回路電阻或電抗、轉(zhuǎn)子回路電阻或電抗等)，都可以得到各不相同的機(jī)械特性。這些機(jī)械特性統(tǒng)稱為：人為機(jī)械特性。 定性討論幾種人為機(jī)械特性的特點。注意：定性畫人為機(jī)械特性時，只要先定性畫出固有機(jī)械特性，然后抓住人為機(jī)

26、械特性的同步點、最大轉(zhuǎn)矩點、起動點與固有機(jī)械特性比較有何變化，最終通過這三個特殊點，定性畫出人為機(jī)械特性。 二、人為機(jī)械特性 Tmax U12降壓人為機(jī)械特性 2）最大轉(zhuǎn)矩點 nm=n1(1sm)不變 3）起動點Tst U12端電壓U1 ，n ；電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩Tst和過載能力(m =Tmax/TN)都顯著地下降了，這在實際應(yīng)用中必須注意。1）同步點若U1 太多，使Tmax1后，Tst隨Rp ，反而減小 三、三相異步電動機(jī)的穩(wěn)定運行區(qū)域 三相異步電動機(jī)的穩(wěn)定運行區(qū)域 最大轉(zhuǎn)矩點到起動點,n=f(T)曲線是上斜的曲線，對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和恒功率負(fù)載，不能穩(wěn)定運行。由電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要和充分條件

27、，下斜的機(jī)械特性與恒轉(zhuǎn)矩、恒功率、通風(fēng)機(jī)型負(fù)載，都可穩(wěn)定運行。從理想空載點即同步點到最大轉(zhuǎn)矩點，n=f (T)曲線是下斜特性。 不能穩(wěn)定運行 能穩(wěn)定運行3 三相異步電動機(jī)的起動與直流電動機(jī)一樣，我們希望在起動電流較小的情況下能獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。但實際情況是，加全壓： 起動時，n=0,s=1，等效電路中的附加電阻(1-s)r2/s=0，相當(dāng)于電路短路，所以： 起動電流大：Ist=(57) IN。起動轉(zhuǎn)矩并不很大， Tst=(1.82) TN。而Ist大， Ist Z1 ， E1 ， 1；另s=1，X2s=X2最大， cos 2 ，由Tst=CT1I2cos2,得到Tst并不是很大3 三相異步電

28、動機(jī)的起動 三相異步電動機(jī)起動時的起動電流大主要是對電網(wǎng)不利，起動轉(zhuǎn)矩并不很大主要是對負(fù)載不利。 前者引起電網(wǎng)電壓下降，并影響并聯(lián)在同一電網(wǎng)上的其它負(fù)載正常工作。后者是起動轉(zhuǎn)矩按電壓平方下降，可能會使電動機(jī)帶不動負(fù)載起動。 不同類型的機(jī)械負(fù)載，不同容量的電網(wǎng)，對電動機(jī)起動性能的要求是不同的。有時要求有較大的起動轉(zhuǎn)矩，有時要求限制起動電流，但更多的情況兩個要求須同時滿足。 總之，一般情況下起動要求是盡可能限制起動電流，有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩，同時起動設(shè)備盡可能簡單經(jīng)濟(jì)、操作方便，且起動時間要短。 3 三相籠型異步電動機(jī)的起動全壓起動 利用刀開關(guān)或接觸器將電動機(jī)定子繞組直接接到額定電壓的電源上，又稱全

29、壓起動。 優(yōu)點：起動設(shè)備和操作最簡單。 缺點：起動電流大、起動轉(zhuǎn)矩不很大。容量較大時滿足：采用全壓起動小容量的籠型異步電動機(jī)，常采用全壓起動。 不滿足上述經(jīng)驗公式，說明電動機(jī)起動電流太大，對電網(wǎng)不利，則采用減壓起動。減壓起動 減壓起動時并不能降低電源電壓，只是采用某種方法使加在電動機(jī)定子繞組上的電壓降低。減壓起動的目的是減小起動電流，但同時使電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩減小(TU12)。所以這種起動方法是對電網(wǎng)有利的，對負(fù)載不利。對于某些機(jī)械負(fù)載在起動時要求帶滿負(fù)載起動，就不能用這種方法起動，但對于起動轉(zhuǎn)矩要求不高的設(shè)備，這種方法是適用的。 常用的方法 定子串電阻或電抗減壓起動 自耦變壓器減壓起動 星/三角

30、(Y/)減壓起動 (1) 定子串電阻或電抗減壓起動 電動機(jī)起動時，在定子電路中串入電阻或電抗，起動完畢切除。串入的電阻或電抗起分壓作用，定子繞組上的U1 UN，此時Ist1優(yōu)點：1）如果電網(wǎng)限制的起動電流相同時，用自耦變壓器減壓起動將獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩。2）起動自耦變壓器的二次繞組一般有三個抽頭，用戶可根據(jù)電網(wǎng)允許的起動電流和機(jī)械負(fù)載所需的起動轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選配。有73%、64%、55%（即1/k=0.73、0.64、0.55) 或：80%、60%、40%（即1/k=0.80、0.60、0.40)。 減壓起動 (2) 自耦變壓器減壓起動 缺點：采用自耦變壓器減壓起動時的線路較復(fù)雜，設(shè)備價格較高，不允

31、許頻繁起動。 減壓起動 (3) 星/三角(Y/)減壓起動 適用于正常工作時是聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)。起動時Y聯(lián)結(jié)，每相電壓自然降為1/ Y/起動線路圖 Y起動原理圖 限流效果好；但起動轉(zhuǎn)矩也跌得厲害，為原來的1/3。因此只適于空載和輕載起動。軟起動 籠型異步電動機(jī)的軟起動是區(qū)別于傳統(tǒng)減壓起動方式的一種新型的起動方式，它使電動機(jī)的輸入電壓從零伏或低電壓開始，按預(yù)先設(shè)置的方式逐步上升，直到全電壓結(jié)束。 軟起動依賴于串接在電源和電動機(jī)之間的軟起動器，并以接觸器接線相配合。 軟起動優(yōu)點：無沖擊電流，恒流起動 ，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流；可重載起動。軟起動接線示

32、意圖 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動 對于需要大、中容量電動機(jī)帶動重載起動的生產(chǎn)機(jī)械或者需要頻繁起動的電力拖系統(tǒng)，不僅要限制起動電流而且還要足夠大的起動轉(zhuǎn)矩。這就需要用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻或串頻敏變阻器來改善起動性能。 三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動 轉(zhuǎn)子串電阻三級起動圖轉(zhuǎn)子串電阻三級起動特性 1轉(zhuǎn)子串電阻起動起動時，轉(zhuǎn)子串入全部電阻，( r2+Rst)，Ist ，Tst 。常用分級切除電阻(稱分級起動)，使起動較平穩(wěn)。切換轉(zhuǎn)矩 最大起動轉(zhuǎn)矩 負(fù)載轉(zhuǎn)矩 如三級起動起動過程：abcdefg最后將穩(wěn)定運行于固有機(jī)械特性的h點。 可見串電阻起動，在逐級切除電阻的瞬時，轉(zhuǎn)矩從Tst2躍至Tst

33、1，使起動不夠平穩(wěn)。當(dāng)不需頻繁起動或調(diào)速時，可用頻敏變阻器起動。三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動 2. 轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動 3050mm厚鋼片疊壓成鐵心，鐵損大起動時，s=1即f2=f1最高，頻敏變阻器鐵耗pFem最大，對應(yīng)的等效電阻Rmp也很大。使Ist ，Tst ，獲得較好的起動性能。隨著n ，s，f2 , 因pFem f 2 ，Rmp (這時sXmp也)，即隨n ，自動且連續(xù)地減小起動電阻值。當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定值時，sN很小即f2極低，所以Rmp及sXmp都很小，相當(dāng)于將起動阻抗全部切除。4 三相異步電動機(jī)的調(diào)速可得三相異步電動機(jī)調(diào)速方法： 改變電機(jī)極對數(shù)改變電源頻率 改變轉(zhuǎn)差率 改變定子電壓

34、改變轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子串轉(zhuǎn)差電動勢電源頻率恒定 改變磁場極對數(shù)p同步轉(zhuǎn)速n1改變。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n跟隨改變只適用于籠型電動機(jī)，因為籠型轉(zhuǎn)子繞組 的極對數(shù)是感應(yīng)產(chǎn)生的，隨定子磁場極對 數(shù)改變而自動改變，使兩磁場極對數(shù)保持 一致，從而形成有效的平均電磁轉(zhuǎn)矩。（1）籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速 改變繞組連接 改變電流方向 改變極對數(shù) （1）籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速 1變極原理 三相籠型異步電動機(jī)變極時一相繞組的接法 設(shè)定子每相繞組都由兩個完全對稱的“半相繞組”所組成 （1）籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速 2 兩種常用的變極方案 變極同時， 任兩相出線端對調(diào)，保證電動機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。適用于電梯、傳輸帶類恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載調(diào)速適用于

35、車床切削等恒功率負(fù)載調(diào)速 三相籠型異步電動機(jī)常用的兩種變極接線 每相順串，再Y聯(lián)結(jié)每相反并每相順串，再聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)等效YY等效YY每相反并Y聯(lián)結(jié)籠型異步電動機(jī)的變極調(diào)速 變極調(diào)速具有操作簡單、成本低、效率高、機(jī)械特性硬等優(yōu)點，而且還有采用不同的接線方式既可適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速也可適用于恒功率調(diào)速。但是，它是一種有級調(diào)速而且只能是有限的幾檔速度，因而適用于對調(diào)速要求不高且不需要平滑調(diào)速的場合。 （2）變頻調(diào)速U1E1=4.44f1N1kN11 結(jié)果：鐵心嚴(yán)重飽和, I0急劇增大，其后果是導(dǎo)致功率因數(shù)降低、損耗增加，效率降低，從而使電動機(jī)的負(fù)載能力變小。 改變電源頻率，可以平滑調(diào)節(jié)同步速n1，從而使電動

36、機(jī)獲得平滑調(diào)速。 由1 變頻與調(diào)壓的配合 若f ,U1不變, 1 基頻以下調(diào)速 基頻以上調(diào)速 變頻時1保持不變 U1 UN f , 1 （2）變頻調(diào)速 2變頻調(diào)速時的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)變頻調(diào)速機(jī)械特性 基頻以下時 ,U/ f =常數(shù)同步點 n1f1 最大轉(zhuǎn)矩點 起動轉(zhuǎn)矩點 Tst1/f1基頻以上時Tmax， Tst （2）變頻調(diào)速 變頻調(diào)速平滑性好，效率高，機(jī)械特性硬，調(diào)速范圍寬廣，只要控制端電壓隨頻率變化的規(guī)律，可以適應(yīng)不同負(fù)載特性的要求。是異步電動機(jī)尤為籠型電動機(jī)調(diào)速的發(fā)展方向，隨著電力電子技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，使變頻調(diào)速得到了廣泛應(yīng)用的保證（變頻器實現(xiàn)）。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子

37、串電阻調(diào)速 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻后同步速不變，最大轉(zhuǎn)矩不變，但臨界轉(zhuǎn)差率增大，機(jī)械特性運行段的斜率變大。在同一負(fù)載轉(zhuǎn)矩下所串電阻值越大，轉(zhuǎn)速越低。 繞線轉(zhuǎn)子串電阻的機(jī)械特性調(diào)速過程：設(shè)電動機(jī)原來運行于固有機(jī)械特性的a點，串入Rp1后，I2 ，T ，T0P2Pm= T 0s=01吸收電功率，輸出機(jī)械功率（1）能耗制動斷開 交流接通直流轉(zhuǎn)子在慣性作用下旋轉(zhuǎn)，切割靜止磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢電流電磁力制動轉(zhuǎn)矩n迅速 。把轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化為電能消耗在轉(zhuǎn)子回路電阻上，能量耗盡，系統(tǒng)停車能耗制動制動電阻Rbk 作用限制制動電流，增大制動轉(zhuǎn)矩異步電動機(jī)的能耗制動 三相異步電動機(jī)的能耗制動，制動平穩(wěn)，能

38、準(zhǔn)確快速地停車；電機(jī)不從電網(wǎng)吸取交流電能，比較經(jīng)濟(jì)。 能耗制動機(jī)械特性 （2）反接制動 1電源反接制動(反接正轉(zhuǎn))電源反接制動 任意對調(diào)兩相 n10 ，s1( II象限) E2、sE2、I2及T都與電動狀態(tài)時相反，即T 起制動作用。制動過程:a b n快速至0 瞬時，T0，若不切除電源，電機(jī)將反向起動。制動電阻Rbk 作用:限制制動電流，增大制動轉(zhuǎn)矩(Tb Tb)電機(jī)即從電網(wǎng)吸取電能，又從軸上吸取機(jī)械能，經(jīng)濟(jì)性較差。但制動效果優(yōu)于能耗制動（n=0,T0)P1 Pem=m1I22r2/s 0P2Pm= T 0 ，n1 (IV象限 )(1)原理和機(jī)特過程：a b n至0 ，Tc0P20都轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子

39、回路的銅耗，經(jīng)濟(jì)性差。（3）回饋制動(再生發(fā)電制動) 1反向回饋制動n10，n0， s0 (IV象限) 兩相對調(diào) 適用于將重物高速穩(wěn)定下放(1) 原理和機(jī)特電機(jī)反向起動后電動加速(T0,n0),當(dāng)加速到等于同步速n1時，雖T=0，但重力轉(zhuǎn)矩的作用，使電動機(jī)繼續(xù)加速至高于同步速( ) IV象限，s0，n0，n0，nn1，sn1，進(jìn)入回饋制動，在T及TL的共同制動下系統(tǒng)開始減速，從b點到n1的降速過程中都是s0 ，所以是回饋制動過程。從n1至c點，是電動降速過程。 結(jié)束模塊一 港口常用低壓電器 課題二常用自動控制電器課題三課題四 常用保護(hù)電器課題一常用非自動控制電器 其他電器模塊一 港口常用低壓電

40、器 課題一 常用非自動控制電器 常用非自動控制電器基本結(jié)構(gòu)、種類及型號常用非自動控制電器主要電氣性能常用非自動控制電器選用與使用知識點合理選用常用非自動控制電器正確安裝與使用常用非自動控制電器技能點一、課題引入 在港口機(jī)械（包括起重機(jī)械和運輸機(jī)械）的電氣控制中，一些常用的非自動控制電器作為電氣控制的基本器件，仍發(fā)揮著重要作用。甚至在一些小型港口碼頭這些電器仍起著主導(dǎo)作用，因此掌握常用非自動控制電器的基本性能，合理選擇及正確使用這些電器是港口電氣工程技術(shù)人員基本技能。二、課題分析 學(xué)習(xí)常用非自動控制電器的知識，首先了解非自動控制電器的基本結(jié)構(gòu)，掌握其電氣控制的基本原理及電氣參數(shù)。其次是根據(jù)實際工

41、作需要合理選擇電器，正確安裝、使用與維護(hù)電器。三、相關(guān)知識（一）刀開關(guān) 圖1-1刀開關(guān)圖形符號和文字符號a）單極 b）雙極 c）三極1、膠蓋閘刀開關(guān)圖1-2HK系列瓷底膠蓋閘刀開關(guān)結(jié)構(gòu)圖、圖形符號和文字符號1-膠蓋2-膠蓋固定螺絲3-進(jìn)線座4-靜插座5-熔絲6-瓷底板7-出線座8-動觸刀9-瓷柄 膠蓋閘刀開關(guān)的型號（HK2- / ）含義如下： 1、膠蓋閘刀開關(guān)HK 2 / 極數(shù) 額定電流 開啟式負(fù)荷開關(guān) 設(shè)計序號 膠蓋閘刀開關(guān)安裝和使用注意事項： 1、膠蓋閘刀開關(guān)在操作過程中，拉閘與合閘的動作要迅速，以利于迅速滅弧，減少刀片的灼傷。 安裝時，閘刀開關(guān)在合閘狀態(tài)下手柄應(yīng)該向上，不能倒裝和平裝，以

42、防止閘刀松動落下時誤合閘。 電源進(jìn)線應(yīng)接在靜插座一邊的進(jìn)線端，用電設(shè)備應(yīng)接在動觸刀一邊的出線端。 2、鐵殼開關(guān)圖1-3HH系列鐵殼開關(guān)1熔斷器2夾座3閘刀4手柄 5轉(zhuǎn)軸6速動彈簧 鐵殼開關(guān)的型號（HH4- / ）含義如下： 2、鐵殼開關(guān)HH 4 / 極數(shù) 額定電流 封閉式負(fù)荷開關(guān) 設(shè)計序號 鐵殼開關(guān)安裝和使用注意事項： 對于電熱和照明電路，鐵殼開關(guān)可以根據(jù)額定電流選擇；對于電動機(jī)，開關(guān)額定電流可選為電動機(jī)額定電流的2倍 。 外殼應(yīng)可靠接地，防止意外漏電，造成觸電事故。 2、鐵殼開關(guān)（二）組合開關(guān) 圖1-4 HZ10-10/3型組合開關(guān) a)外型 b)結(jié)構(gòu) c)圖形符號和文字符號1-手柄 2-轉(zhuǎn)

43、軸 3-扭簧 4-凸輪 5-絕緣墊板 6-動觸片 7-靜觸片 8-絕緣桿 9-接線柱 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖 HZ系列組合開關(guān)的型號（HZ10- / ）含義如下HZ 10 / 極數(shù) 用途代號 封閉式負(fù)荷開關(guān) 設(shè)計序號 額定電流 圖1-6LA911型按鈕(a) 外形(b) 結(jié)構(gòu)1接線柱2按鈕帽3復(fù)位彈簧4動斷靜觸頭5動合靜觸頭6動觸頭（三）按鈕 結(jié)構(gòu) 按鈕外形圖1-7部分按鈕的外形 按鈕符號圖1-8按鈕的圖形符號和文字符號 LA系列按鈕符號的型號（LA - ）含義如下LA結(jié)構(gòu)形式代號（K、S、J、X、H、F） 動斷觸點數(shù)動合觸點數(shù)設(shè)計序號按 鈕主令電器常用的按鈕型號為LAY3、LA6、LA10、LA

44、9等系列 （四）腳踏開關(guān) 腳踏開關(guān)是用于交流50Hz額定工作電壓至380V，直流至220V的控制電路中，借助腳踏板的傳動，驅(qū)動觸頭元件作出相應(yīng)的分、合動作，從而操縱著電力驅(qū)動裝置和控制電路。 LT1型腳踏開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)電流種類額定電壓/V額定電流/A關(guān)合電流/A感性負(fù)載時的分?jǐn)嚯娏?A直流20010501.5交流200、38010表1-1LT1型腳踏開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù) LT3型腳踏開關(guān)的外形 LT3型腳踏開關(guān)的結(jié)構(gòu)形式分為：無安全防護(hù)裝置型和有安全防護(hù)裝置型兩類。它的操作頻率為300次/小時，機(jī)械壽命為100萬次。 圖1-9LT3型腳踏開關(guān)的外形（四）凸輪控制器 凸輪控制器，是一種具有多種

45、切換功能的控制電器，在起重設(shè)備中是通過它的觸頭完成對電動機(jī)的起動、調(diào)速、換向以及線路聯(lián)鎖保護(hù)的控制，進(jìn)而實現(xiàn)各機(jī)構(gòu)按規(guī)定的程序進(jìn)行動作。凸輪控制器結(jié)構(gòu)1-凸輪 2-杠桿 3-動觸點 4-靜觸點 5-彈簧 6-滾子凸輪控制器觸點動作原理圖 注：按電路的需要，可以做成多種不同形狀的凸輪，而得到多種規(guī)律的觸頭分合順序，去控制多個電路 凸輪控制器的型號表示方法KT線路特征J1/額定電流（A）設(shè)計序號交流凸輪控制器凸輪控制器的型號表示方法KT線路特征J/額定電流（A）設(shè)計序號交流凸輪控制器10凸輪線路特征：KT10系列用1、2、 3、 5、 7數(shù)字表示 1控制一臺繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)； 2控制兩臺繞線轉(zhuǎn)子

46、異步電動機(jī)（沒有控制電動機(jī)定子 線路的觸頭）； 3控制一臺籠型異步電動機(jī)； 5控制兩臺繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)； 7控制一臺繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)（轉(zhuǎn)子回路串接頻敏變阻器）。凸輪控制器關(guān)合表的表示方法（一）觸頭左零位右321123K1K2K3K4K5表1-2 凸輪控制器觸頭關(guān)合次序表“” 表示在該位置時，觸頭是閉合的，沒有“” 表示觸頭是斷開的 凸輪控制器關(guān)合表的表示方法（二）圖1-11凸輪控制器觸頭通斷直接表示法 黑點表示在該位置時，觸頭是閉合的，沒有黑點表示觸頭是斷開的 （六）主令控制器 主令控制器是向控制電路發(fā)出指令并控制主電路工作的一種間接控制電器，必須用一套接觸器繼電器組成的控制屏來配合工作，

47、用來控制電動機(jī)的起動、制動、換向和調(diào)速。 主令控制器的工作原理基本上與凸輪控制器相似，用來控制控制回路的。 主令控制器的應(yīng)用：由于線路復(fù)雜，使用元件多，成本高，體積大，故僅在電動機(jī)容量較大、操作頻率高、起重機(jī)工作繁重、起重機(jī)機(jī)構(gòu)多、要求起重機(jī)工作時有較好的調(diào)速、點動性能等情況下才采用。主令控制器的型號表示方法LK1810KL/輔助規(guī)格代號，表示觸頭分合程序，用數(shù)字表示 操作方式：“L”表示立式手柄，無字母時表示水平式手柄防護(hù)形式：“K”表示無防護(hù)式，無字母時表示為防護(hù)式基本規(guī)格代號，表示約定的發(fā)熱電流 設(shè)計代號 主令控制器主令控制器觸點的關(guān)合表表示方法 主令控制器觸點的關(guān)合表的表示方法與凸輪控

48、制器相同 圖1-12中，SB為主令控制器的鎖開關(guān)，操作手柄時，只有按下時操作方可有效，K1用作零位保護(hù)，K2、K3用作方向控制，編碼器的轉(zhuǎn)軸與操作手柄機(jī)械關(guān)聯(lián)，圖1-12最新主令控制器功能組成圖結(jié)束模塊一 港口常用低壓電器 課題二常用自動控制電器課題三課題四 常用保護(hù)電器課題一常用非自動控制電器 其他電器模塊一 港口常用低壓電器 課題二 常用自動控制電器 常用自動控制電器基本結(jié)構(gòu)、種類及型號常用自動控制電器主要電氣性能常用自動控制電器選用與使用知識點合理選用常用自動控制電器正確安裝與使用常用自動控制電器技能點一、課題引入 自動控制電器主要包括接觸器和繼電器，是實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制、多點控制及自動化智

49、能化控制的基礎(chǔ)器件，一些反應(yīng)參數(shù)變化的繼電器則成為可編程控制器（PLC）傳感器件。因此接觸器和繼電器的合理選擇及其正確使用是電氣自動控制基礎(chǔ)和前提。學(xué)習(xí)接觸器和繼電器的相關(guān)知識也是學(xué)習(xí)可編程控制器技術(shù)的基礎(chǔ)，是港口電氣設(shè)備與控制必備基礎(chǔ)知識。二、課題分析 現(xiàn)代大型港口機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)是以PLC為核心，但接觸器仍是切換大電流、大功率負(fù)載的執(zhí)行電器，繼電器則在電氣控制系統(tǒng)中發(fā)揮著保障作用。如何合理選擇接觸器？怎樣正確使用接觸器？各種繼電器又如何選用和使用呢？ 三、相關(guān)知識（一）接觸器 接觸器是一種依靠電磁力的作用使觸點閉合或分離，從而接通或分?jǐn)嘟恢绷髦麟娐泛痛笕萘靠刂齐娐?，并能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動控制

50、和頻繁操作，具有欠（零）電壓保護(hù)，是自動控制系統(tǒng)和電力拖動系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的低壓控制電器 。1、交流接觸器組成： （1）交流接觸器電磁系統(tǒng)（2）觸點系統(tǒng)（3）滅弧裝置（4）其他部件 反作用力彈簧、緩沖彈簧、傳動機(jī)構(gòu)和接線柱等1-動觸點；2-靜觸點； 3-銜鐵；4-緩沖彈簧； 5-電磁線圈： 6-靜鐵心；7-墊氈；8-觸點彈簧； 9-滅弧罩；10-觸點壓力簧片圖1-13CJ20交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖 交流接觸器結(jié)構(gòu) 交流接觸器工作原理2、直流接觸器圖1-14 直流接觸器的結(jié)構(gòu)原理圖1-鐵芯；2-線圈；3-銜鐵；4-靜觸點；5- 動觸點；6-輔助觸點； 7、8-接線柱；9-彈簧；10-底板接觸器圖形符

51、號及文字符號 圖115接觸器的文字符號與圖形符號a)輔助動斷觸點b)輔助動合觸點c)主觸點d)線圈3、直流接觸器（1）額定電壓 接觸器銘牌上的額定電壓是指主觸點的額定電壓 （2）額定電流 接觸器銘牌上額定電流是指的主觸點的額定電流 （3）吸引線圈的額定電壓 （4）電氣壽命和機(jī)械壽命 以萬次表示 （5）額定操作頻率 以次/h表示。4、接觸器的選擇（1）根據(jù)接觸器所控制的負(fù)載情況，來確定接觸器的類別 （2）根據(jù)被控電路中電流大小情況，確定接觸器的容量等級 （3）根據(jù)控制回路的電壓來選擇接觸器的吸引線圈的電壓。 （4）根據(jù)使用地點的周圍環(huán)境來選擇有關(guān)系列或特殊規(guī)格的接觸器 5、接觸器的使用（1）定期

52、檢查接觸器的零件，要求可動部分靈活，緊固件無松動。 （2）允許在去掉滅弧罩的情況下使用，防止觸點分?jǐn)鄷r電弧互相連接而造成相間短路事故 （3）接觸器應(yīng)垂直安裝，傾斜度不應(yīng)超過5，否則會影響接觸器的動作特性。 （二）繼電器 繼電器是一種根據(jù)電量或非電量的變化來通斷小電流電路的自動控制電器 。分類：按動作原理分：有電磁式繼電器、電子式繼電器、熱繼電器等。按吸引線圈電流分：有直流繼電器、交流繼電器等。按輸入信號分：有電流、電壓、時間、溫度、速度和壓力繼電器按輸出形式分：有無觸點和有觸點繼電器等。按用途分：有控制繼電器、保護(hù)繼電器、通信繼電器、航空和航海用繼電器等。一、電磁式繼電器圖116電磁式繼電器的

53、圖形符號和文字符號a)線圈一般符號 b)過電流、欠電流繼電器線圈 c)過電壓、欠電壓繼電器線圈 d)動合、動斷觸點 電磁式繼電器工作原理及結(jié)構(gòu)和電磁式接觸器相似，由電磁機(jī)構(gòu)和觸點系統(tǒng)組成。 1、電流繼電器反映電流變化 圖117 JT4系列過電流繼電器）外形 b)結(jié)構(gòu)1-鐵芯；2-磁軛；3-反作用彈簧；4-銜鐵；5-線圈；6-觸點2、電壓繼電器根據(jù)電壓大小而動作3、中間繼電器傳遞信號和控制多個電路的輔助控制電器 中間繼電器適用方面： (1)當(dāng)電壓或電流繼電器觸點容量不夠時； (2)當(dāng)其他繼電器或接觸器觸點不夠時； (3)電動機(jī)額定電流不超過5A的電氣控制系統(tǒng) 二、時間繼電器 時間繼電器是從得到輸

54、入信號(線圈的通電或斷電)開始，經(jīng)過一定的延遲后才輸出信號(觸點的閉合或斷開)的繼電器 。 分類： 電磁式 空氣阻尼式 電動式和電子式 1、空氣阻尼式時間繼電器利用空氣通過小孔節(jié)流進(jìn)入氣囊的原理來獲得延時動作圖118JS7A系列時間繼電器1-線圈2-鐵心3-銜鐵4-反作用力彈簧5-推板6-活塞桿7-塔形彈簧 8-弱彈簧9-橡皮膜10-空氣室壁11-調(diào)節(jié)螺釘 12-進(jìn)氣孔 13-活塞 14、16-微動開關(guān)15-杠桿斷電通電2、電動式時間繼電器微型同步電動機(jī)拖動減速齒輪以獲得延時動作圖119JS11電動式時間繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-延時值整定；2-指針定位；3-指針；4-刻度盤；5-復(fù)位游絲； 6-差

55、動齒輪； 7-減速齒輪；8-同步電動； 9-凸輪；10-脫扣機(jī)構(gòu)； 11-延時觸頭；12-不延時觸頭；13-離合電磁鐵；14-凸輪；15-動觸點；16-靜觸點；17-接線插腳3、電子式時間繼電器利用電容兩端的電壓不能突變而獲得延時信號獲得延時動作圖1-20 JS20系列電子時間繼電器4、無觸點重復(fù)延時繼電器應(yīng)用電子技術(shù)，實現(xiàn)的無觸點可重復(fù)延時 圖1-21重復(fù)延時繼電器電氣原理圖 時間繼電器的圖形符號和文字符號：圖1-22時間繼電器的圖形符號和文字符號線圈一般符號b)通電延時線圈 c)斷電延時線圈d)延時閉合的動合觸點e) 延時斷開的動斷觸點f) 延時斷開的動合觸點g) 延時閉合的動斷觸點 h)

56、瞬時動合觸點i) 瞬時動斷觸點 三、速度繼電器反映轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向變化的信號繼電器組成：1轉(zhuǎn)子2電動機(jī)軸3定子4繞組 5定子柄6靜觸點7動觸點8簧片圖1-23 速度繼電器結(jié)構(gòu)原理圖 速度繼電器的圖形符號和文字符號：圖124速度繼電器的圖形符號、文字符號a) 轉(zhuǎn)子b) 動合觸點c) 動斷觸點結(jié)束模塊一 港口常用低壓電器 課題二常用自動控制電器課題三課題四 常用保護(hù)電器課題一常用非自動控制電器 其他電器模塊一 港口常用低壓電器 課題三 常用保護(hù)電器 常用保護(hù)電器基本結(jié)構(gòu)、電氣保護(hù)原理、種類及型號常用保護(hù)電器主要電氣保護(hù)性能常用保護(hù)電器選用、使用與維護(hù)知識點合理選用常用保護(hù)電器正確安裝、使用與維護(hù)常用保護(hù)

57、電器技能點一、課題引入 港口電氣設(shè)備在運行中可能某種原因如電器絕緣老化、電動機(jī)堵轉(zhuǎn)等，使電路的電流超過設(shè)計的極限值，此時若不能及時發(fā)現(xiàn)并采取有效的措施，就可能造成電路或電器的燒毀，甚至危及人身與財產(chǎn)安全。因此，在港口電氣設(shè)備中都采取多種形式的保護(hù)措施，以確保港口電氣設(shè)備的安全運行，裝卸生產(chǎn)的順利進(jìn)行識。二、課題分析 在港口電氣設(shè)備中有過載保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓保護(hù)、起升高度限制、超載保護(hù)等等，不同的保護(hù)目的所采用的保護(hù)電器也不同，相同的保護(hù)目的也有不同參數(shù)選擇。根據(jù)實際的工作需要如何合理選擇保護(hù)電器，使保護(hù)電器既不會誤動作也能保證電路、電器的安全？這是本課題要學(xué)習(xí)的內(nèi)容呢？ 三、相關(guān)知識（一）熔

58、斷器 熔斷器器俗稱保險絲，是一種簡單而有效的保護(hù)電器組成：熔體、熔管（或熔座） 電流保護(hù)形式：過載延時保護(hù) 短路瞬時保護(hù)1、熔斷器的分類（1）插入式熔斷器 （2）螺旋式熔斷器（3）封閉式熔斷器（4）快速熔斷器（5）自復(fù)熔斷器 常用的熔斷器主要有以下五種： （1）插入式熔斷器1熔體 2動觸點 3瓷插件 4靜觸點 5瓷座圖1-25 插入式熔斷器組成： 常見的插入式熔斷器有RC1A系列，其額定電壓為380V，熔斷器的額定電流有5A、10A、15A、30A、60A、100A、200A七個等級 （2）螺旋式熔斷器圖1-26 螺旋式熔斷器1底座 2熔體 3瓷帽 4熔斷指示器（3）封閉式熔斷器（有填料）圖1

59、-27 有填料封閉管式熔斷器1瓷底座 2彈簧片 3管體 4絕緣手柄 5熔體（3）封閉式熔斷器（無填料）圖1-28 無填料密閉管式熔斷器1銅圈 2熔斷管 3管帽 4插座5特殊墊圈 6熔體 7熔片2、熔斷器的選擇（1）熔斷器的安秒特性（保護(hù)特性） 熔斷器的熔斷時間t與通電電流I的關(guān)系曲線t = f ( I ) 圖1-29 熔斷器的安秒特性曲線（2）熔斷器的選擇 當(dāng)用于保護(hù)無起動過程的平穩(wěn)負(fù)載如照明線路、電阻、 電爐等，可按下式計算：URTR URT ，且 IRTR IRT式中 URTR 熔斷器額定電壓； IRTR 熔斷器額定電流； URT 線路額定電壓； IRT 負(fù)載額定電流。（2）熔斷器的選擇

60、用于保護(hù)單臺長期工作的電動機(jī)時： IRTR （1.52.5）IRT用于保護(hù)頻繁起動的電動機(jī)時： IRTR （3.58）IRT用于保護(hù)多臺電動機(jī)時： IRTR （1.52.5）IRTmax +IRT式中 IRTmax多臺電動機(jī)中容量最大的一臺電動機(jī)的額定 電流； IRT其余電動機(jī)額定電流之和。3、熔斷器的型號表示及符號 熔斷器的型號表示方法：熔體的額定電流熔體的額定電流熔斷器的額定電流A：改進(jìn)型設(shè)計設(shè)計序號結(jié)構(gòu)形式：C（插入式）、L（螺旋式）熔斷器 熔斷器的符號表示方法：圖 130 熔斷器的符號4、熔斷器的使用與安裝 （1）正確選擇熔斷器和熔體。（2）對于插入式熔斷器，熔體擰緊方向應(yīng)正確，擰力應(yīng)