交流電動機及繼電接觸器

第7章交流電動機生活中處處有電動機7.1三相異步電動機的構(gòu)造7.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理7.3三相異步電動機的電路分析7.4三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性7.5三相異步電動機的起動7.6三相異步電動機的調(diào)速7.7三相異步電動機的制動7.8三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)7.9三相異步電動機的選擇學習要點三相異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩與機械特性三相異步電動機的起動三相異步電動機的調(diào)速三相異步電動機的制動三相異步電動機銘牌數(shù)據(jù)一、電機的概念：能實現(xiàn)電能與機械能互換的旋轉(zhuǎn)機械的裝置發(fā)電機：把機械能轉(zhuǎn)換為電能的電機電動機：把電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機二、電動機的分類：動力用電動機交流電動機異步機同步機鼠籠式繞線式直流電動機他勵、并勵、串勵、復勵電風扇及其電動機洗衣機及其電動機機床的電動機三相異步電動機由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成?！?.1三相異步電動機的構(gòu)造定子：靜止部分，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。（機座、定子鐵心、定子繞組等）轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動部分，在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應電動勢或電流。（轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸等）V2V1W2U2U1W1定子定子繞組（三相）機座定子鐵心轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子的導條轉(zhuǎn)子鐵心1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A----X（U1-U2）B----Y（V1-V2）C----Z（W1-W2）三相繞組機座：鑄鋼或鑄鐵鼠籠轉(zhuǎn)子

銅環(huán)鼠籠轉(zhuǎn)子的導條繞線式鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組2.轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。

(1)

鼠籠式轉(zhuǎn)子

鐵心槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體。或鑄鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)

繞線式轉(zhuǎn)子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。P218圖7.1.3P219圖7.1.5鼠籠式電動機與繞線式電動機的的比較：鼠籠式：

結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、工作可靠；不能人為改變電動機的機械特性。繞線式：

結(jié)構(gòu)復雜、價格較貴、維護工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動機的機械特性。§

7.2三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理磁鐵閉合線圈結(jié)論：線圈轉(zhuǎn)動的條件1、有轉(zhuǎn)動的磁場導體切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢e旋轉(zhuǎn)磁場2、線圈閉合產(chǎn)生感應電流i力矩旋轉(zhuǎn)線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向一致

轉(zhuǎn)速大?。簄<n0

三相異步電動機是利用定子繞組中三相交流電所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流相互作用而工作的。因此，我們首先分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生和特點，隨后討論轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。一、旋轉(zhuǎn)磁場1、產(chǎn)生：在三相定子繞組中通入三相交流電，在定子空間便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(?)電流出()電流入U1V2W1V1W2U2U1U2V1V2W1W2規(guī)定：電流正半周時由首端流入，末端流出電流負半周時由末端流入，首端流出AXYCBZAAXYCBZ結(jié)論：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場AXYCBZ600

to三相電流合成磁場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)120°iU(A)iV(B)iW(C)0n合成磁場旋轉(zhuǎn)60°NS旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序,與三相電流的相序一致。2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向改變電機的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序（換接其中兩相）0n

(1)在對稱的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場。

結(jié)論(2)磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序為U（A）-V（B）-W(C)時磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)；電流相序為U(A)-W(C)-V(B)時磁場逆時針方向旋轉(zhuǎn)。

方法：將與電源相接的任意兩相互換(改變相序)，就可實現(xiàn)反轉(zhuǎn)。三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)UVWM3~電源反轉(zhuǎn)UVWM3~電源3、旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)（p）每相繞組只有一組線圈，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：將每相繞組分成兩段放入定子槽內(nèi)，形成的磁場則是兩對磁極。極對數(shù)即：每相繞組由幾個線圈組成，就有幾對磁極4、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小(n0)又稱同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)工頻：磁極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關系當p=1時r/min

6010pfn=極對數(shù)同步轉(zhuǎn)速P223表7.2.1二、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動原理在三相定子繞組中通入三相交流電轉(zhuǎn)子導體切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢轉(zhuǎn)子導體中產(chǎn)生感應電流帶電導體在磁場中受到磁場力的作用推動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動磁場力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩在定子空間便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場n1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向

與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致，若要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向只需改變輸入電流的相序，即對調(diào)兩根電源線即可。2、電動機的轉(zhuǎn)速n電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但異步電動機無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運動無轉(zhuǎn)子電動勢（轉(zhuǎn)子導體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果無法轉(zhuǎn)動

轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。異步電動機在額定負載下運行時的轉(zhuǎn)差率約為1%~9%。3、轉(zhuǎn)差率S

異步電動機同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即△n=n0-n0%1000×-=nnns電動機起動瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）異步電動機的工作范圍：0<S<1反接制動時：S>1

電動機在正常運轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)速n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速n0，因而稱為異步電動機。又因為產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應所產(chǎn)生的，所以也稱為感應電動機。思考：說明三相異步電動機運行在什么樣的情況下其轉(zhuǎn)差率為下列數(shù)值：（1）0<S<1（2）S=1（3）S>1

例：一臺三相異步電動機，其額定轉(zhuǎn)速nN=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動機的極對數(shù)和額定負載下的轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關系可知：解：n0=1000r/min,p=3額定轉(zhuǎn)差率為由6010=pfn2.5%=100%10009751000×-=%10000×-=nnNnsN典型§

7.3三相異步電動機的電路分析定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組是兩個相互分離的電路，但是又通過磁路實現(xiàn)相互聯(lián)系，使得定子電路和轉(zhuǎn)子電路的電動勢及電流之間形成相互影響的關系。

三相異步電動機的電磁關系，相當于特殊的變壓器：E1=4.44K1f1N1定子電路的電動勢：其中，K1為定子繞組系數(shù)，與定子繞組的結(jié)構(gòu)有關N1為定子繞組線圈的匝數(shù)f1為電源的頻率為旋轉(zhuǎn)磁場每極的磁通一、定子電路分析

理想情況下，忽略定子繞組的電阻和漏磁通，則：近似可認為定子繞組上感應電動勢的有效值近似等于外加電源電壓的有效值：即：U1E1=4.44K1f1N1可以看出：當電源頻率不變時，U1∝二、轉(zhuǎn)子電路分析1、起動瞬間此時n=0,s=1

轉(zhuǎn)子不動，轉(zhuǎn)子繞組相當于變壓器的副邊，轉(zhuǎn)子繞組上感應電動勢與交流電源的頻率相同。也就是說，繞組在頻率為f1的旋轉(zhuǎn)磁場中感應出同頻率的電動勢。由因此，1o轉(zhuǎn)子繞組的感應電動勢同理，E20=4.44K2f20N2=4.44K2f1N2其中，K2為轉(zhuǎn)子繞組系數(shù)，與轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)有關N2為轉(zhuǎn)子繞組線圈的匝數(shù)2o轉(zhuǎn)子繞組的感抗3o轉(zhuǎn)子繞組的感應電流R2為轉(zhuǎn)子繞組的每相電阻4o轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)2、轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子感應電勢頻率f2：轉(zhuǎn)子導體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速：△n=n0-n=sn0轉(zhuǎn)子以△n的轉(zhuǎn)速切割磁力線取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度-00=nnns（）由△n=60n0-n=60即隨著轉(zhuǎn)速的提高，轉(zhuǎn)差逐漸變小，轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的速率下降，轉(zhuǎn)子繞組中感應電動勢的頻率f2也隨之下降1o轉(zhuǎn)子繞組的感應電動勢E2=4.44K2f2N2=4.44K2sf1

N2=sE202o轉(zhuǎn)子繞組的感抗3o轉(zhuǎn)子繞組的感應電流4o轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)=SX20可見，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率

s有關，即與轉(zhuǎn)速n有關?！?Iˉs-nE2ˉ-一、轉(zhuǎn)矩公式（P228（7.4.1））

22cosfIKTTF=常數(shù)，與電機結(jié)構(gòu)有關旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)將其中參數(shù)代入：NfUF=11144.4§

7.4三相異步電動機的轉(zhuǎn)矩與機械特性由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式?jīng)Q定于電機結(jié)構(gòu)和電源頻率的常數(shù)電源電壓由公式可知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。繞線式異步電動機可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)距。1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T二、轉(zhuǎn)矩特性曲線OTS1根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式Tmax:臨界（最大）轉(zhuǎn)矩Sm臨界轉(zhuǎn)差率Tst:起動轉(zhuǎn)矩TN:額定轉(zhuǎn)矩三、三相異步電動機的機械特性

雖然電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線反映了電動機的在電源電壓一定時，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率S的關系，

但在實際應用中更需要直接了解的是電源電壓一定時電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關系。OT-00=nnns當S=0時，n=n0T=0當S=1時，n=0T=Tst1.機械特性曲線2.三個重要轉(zhuǎn)矩（1）額定轉(zhuǎn)矩TN電動機在額定電壓下帶額定負載時的輸出轉(zhuǎn)矩。(N?m)額定功率額定轉(zhuǎn)速注意單位9550NNnPNP==602NnpNNNPT=w

如某普通機床的主軸電機(Y132M-4型)的額定功率為7.5kW,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為：m.N7.4914405.79550==9550NNN=nPT（2）起動轉(zhuǎn)矩Tst電動機起動瞬間電機軸上的轉(zhuǎn)矩。起動時n=0，s=1(2)Tst與R2有關，適當使

R2Tst。對繞線式電機可改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2提高Tst。OTTst

Tst體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。起動系數(shù)（能力）：若

Tst

>TL電機能起動，否則不能起動。鼠籠式電機=1~2.2（3）最大（臨界）轉(zhuǎn)矩Tmax電機能提供的極限轉(zhuǎn)矩，即帶動最大負載的能力。說明：1o轉(zhuǎn)子軸上機械負載轉(zhuǎn)矩TL

不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車、悶車)現(xiàn)象。OTTmax

當U1

一定時，Tmax為定值可以看出：三相異步機的Tmax

和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動很敏感，使用時要注意電壓的變化。令：求得電機嚴重過熱而燒壞。ˉˉˉ?μmax121max,

a.TUUT3o選擇的電動機時，必須考慮TLmax，要求Tmax＞TLmax。三相異步機2o若最大過載接近Tmax，短時間允許。202mXRs=由R2smn

繞線式電機改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實現(xiàn)調(diào)速。b.sm與R2

有關。例：有一臺三相異步電動機，它的額定輸出功率PN=5.5kW,額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min,起動能力為1.5，過載系數(shù)為2.0。求此電動機的額定轉(zhuǎn)矩，起動轉(zhuǎn)矩，臨界轉(zhuǎn)矩。解：nN=1450r/minn0=1500r/min所以，p=2,9550NNN=nPT14505.59550==m.N2.36Tmax=2.0*TN=2*36.2=m.N4.72思考：若電源電壓下降到額定電壓的2/3時，電動機能否帶動TL=30的負載起動？答：因為Tst∝U12所以Tst=1.5*TN=1.5*36.2=m.N3.54=m.N1.24﹤30

N?m因為Tst

<TL無法起動3.電動機的自適應負載能力穩(wěn)定區(qū)TL非穩(wěn)定區(qū)TL

>TnsI2T

T=TLTL′TLTO此過程中，n、s,I2

I1電源提供的功率自動增加。電動機的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負載的變化而自動調(diào)整，這種能力稱為自適應負載能力。達到新的平衡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）。ab§

7.5三相異步電動機的起動一、啟（起）動：

n=0，s=1,接通電源。

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(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1~2.2倍

二、起動問題：起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小。原因：起動時，n=0，轉(zhuǎn)子導體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應電動勢轉(zhuǎn)子電流定子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低頻繁起動時造成熱量積累影響：電機過熱影響其他負載工作三、起動方法：直接起動降壓起動Y－換接起動自耦降壓起動轉(zhuǎn)子串電阻起動二三十千瓦以下的異步電動機一般采用直接起動。僅適用于繞線式電動機僅適用于鼠籠式電動機1、直接起動（全壓起動）利用開關將額定電壓直接加到定子繞組上使電動機起動2、降壓起動1oY－換接起動借助起動設備將電源電壓適當降低后加到定子繞組上進行起動，待電機轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時再使電壓恢復到額定值。正常工作時定子繞組為連接的電動機，在起動時連接成Y形，待電動機轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后再換接成三角形。起動電流大，起動轉(zhuǎn)矩小起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩小+－

起動U1U2V1V2W1W2+－正常運行U1U2V1V2W1W2設：電機每相阻抗為ZZUl3IlY=星形聯(lián)結(jié)時：UlZ3=ZUl3IlD=三角形聯(lián)結(jié)時：

Y－換接起動的電流為直接起動時的1/3a僅適用于正常運行為三角形聯(lián)接的電機。

Y-換接起動應注意的問題正常運行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1bY－

起動時由于

Y－換接起動時的轉(zhuǎn)矩為直接起動時的1/32o自耦降壓起動

電源電壓經(jīng)自耦變壓器加到定子繞組上，降壓起動；待電動機轉(zhuǎn)速到達額定轉(zhuǎn)速時定子繞組再直接與電源相連。自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的輸出電壓。QJ2系列：55%，64%，73%QJ3系列：40%，60%，80%其中，K為變壓器的變比與百分比抽頭為反比關系3、繞線式電動機轉(zhuǎn)子電路串電阻起動定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動電流小，起動轉(zhuǎn)矩大起動時將適當?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動后將R短路。TˉˉT12II-TR+￠=220220)(stXREI轉(zhuǎn)子電路串電阻起動的特點：

若R2選得適當，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩（臨界轉(zhuǎn)矩不變）。常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上。TO負載不變時，改變電機的轉(zhuǎn)速-00=nnns()pfs1601-=()nsn01-=三種調(diào)速方法變頻變極變轉(zhuǎn)差率§

7.6三相異步電動機的調(diào)速1、變頻調(diào)速改變f改變n（）

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~（2）調(diào)節(jié)范圍大，費用高特點：（1）頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)無級調(diào)速頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~320赫茲（3）僅適用于鼠籠式電機2、變極調(diào)速（改變p改變n）（1）有級調(diào)速，經(jīng)濟采用變極調(diào)速方法的電動機稱作雙速電機，由于調(diào)速時其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如金屬切削機床、升降機、起重設備、風機、水泵等。特點：3、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速）特點：（1）無級調(diào)速，調(diào)速范圍?。?）僅適用于繞線式電機這種調(diào)速方式廣泛應用于各種提升、起重設備中（2）僅適用于鼠籠式電機制動方法電機斷電后，由于慣性不會立即停轉(zhuǎn)機械制動電氣制動能耗制動反接制動發(fā)電反饋制動1、反接制動

停車時，將接入電動機的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動機定子產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。

（1）方法§

7.7三相異步電動機的制動2、能耗制動b需在定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組中串電阻，以限制制動電流c能耗大（1）方法

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，直流電流形成恒定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動。相當于發(fā)電機（機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽?，以消耗轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)換為電能實現(xiàn)制動（2）特點a當電機轉(zhuǎn)速接近零時，應立即切斷電源，否則電機反轉(zhuǎn)。速度繼電器控制（2）特點a制動準確、平穩(wěn)、制動轉(zhuǎn)矩小b需要直流電§

7.8三相異步電動機的銘牌數(shù)據(jù)每臺電動機的外殼上都附有一塊銘牌，上面標注著這臺電動機的基本技術數(shù)據(jù)1.型號

例如：

Y-132M－4

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)機座長度代號機座軸心高（mm）三相異步電動機Y表示鼠籠式；YR表示繞線式M表示中機座，S表示短機座，L表示長機座3.電壓電動機在額定運行時在指定接法下，定子繞組上應加的線電壓的有效值。2.轉(zhuǎn)速n：如：n=1440轉(zhuǎn)/分同步轉(zhuǎn)速1500r/min轉(zhuǎn)差率例：380/220Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法；線電壓為220V時采用接法。說明：一般規(guī)定電動機的運行電壓不能高于或低于額定值的5％。如果標有兩種電壓，表示對應不同的接法例：對于拖動額定負載運行的三相異步電動機，若電源電壓稍有下降，那么電動機的電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩分別如何變化？-2ES-n00-=nns4.頻率：電機所接三相交流電源的頻率，我國工頻為50HZTˉ（T＜TL）T∝U12-1IT-TL=△T=0T不變ˉn如：

表示：三角形接法時，電機的線電流為11.2A星形接法時線電流為6.48A相電流為6.48A相電流為6.48A5.電流：電動機在額定運行時在指定接法下，定子繞組的線電流的有效值6.功率和效率額定功率（額定容量）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功率P1。輸入功率：效率：P1=P2+△Pcu+△PFe+△Pm銅損鐵損摩擦損耗鼠籠電機

=72~93％變形（更常用）：單位：W7.接法電機在額定電壓下，三相定子繞組應采用的連接方式Y(jié)系列三相異步電動機通常功率在3kW及以下采用星形接法；4kW以上采用三角形接法四、三相異步電動機的選擇根據(jù)電源選擇合適的電機根據(jù)負載選擇合適的電機忌“大馬拉小車”“小馬拉大車”

一臺三相異步電動機，定子繞組△型聯(lián)接，其額定數(shù)據(jù)為：PN=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：1）磁極對數(shù)p、額定轉(zhuǎn)差率SN

2)額定電流IN、起動電流Ist

3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、臨界轉(zhuǎn)矩Tmax

、和起動轉(zhuǎn)矩Tst

。例：典型

4）如果負載轉(zhuǎn)矩TL=

510.2N?m,試問在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動機能否起動？

5）采用Y-

換接起動時，能否帶動TL′=200N?m的負載起動？比較Tst與TL2）由3）

由Ist/IN=7.0Ist=7IN=7×84.2=589.4解：1）nN=1480r/minn0=1500r/min由p=24）在U=UN時

Tst=551.8N?m>510.2N?m能起動在U′=0.9UN時不能起動（Tst∝U12）5）IstY=（1/3）Ist△；TstY=（1/3）Tst

△﹤200

N?m不能起動例：一臺正常運行的電機，在電源電壓U1不變而負載稍有增大時，T、n、I1怎么變？一臺正常運行的電機，在TL不變，而U1稍有減小時，T、n、I1怎么變？例：TLTL

>TnsI2T

T=TLI1-2ES-Tˉ（T＜TL）-1IT-TL=ˉnTnI1nI1T不變第十章繼電接觸器控制系統(tǒng)學習要點常用控制電器及電氣圖形符號電動機的基本控制環(huán)節(jié)和保護環(huán)節(jié)電動機的基本控制原則電氣原理圖的讀圖要點1.了解常用低壓電器的符號、功能和用途。2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3.掌握過載、短路和失壓保護的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設計簡單的控制電路。本章要求繼電接觸器控制系統(tǒng)概述1、定義：為什么要進行繼電接觸器控制？快速、靈活、方便、自動、保護采用按鈕、接觸器、繼電器等控制電器實現(xiàn)對電動機和生產(chǎn)機械的控制和保護，稱為繼電接觸器控制。應用電動機拖動生產(chǎn)機械，稱為電力拖動。2、功能：（1）能實現(xiàn)電機的起動、調(diào)速、制動、反轉(zhuǎn)等自動控制（2）能對電機的控制時間以及被電機拖動的工件的行程

等實現(xiàn)準確控制（3）不僅能對一臺電機控制，而且能對電機程控和協(xié)調(diào)控制3、重點：常用電器、基本控制環(huán)節(jié)、基本保護環(huán)節(jié)§1常用控制電器實現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設備，統(tǒng)稱為控制電器，如開關、按鈕、繼電器、接觸器等。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號。一、常用電器1、開關：用來接通或斷開電路的電器。（1）閘刀開關三相閘刀開關常用作電源開關，也可用作小容量電機作不頻繁直接起動的起動開關注意：應垂直安裝QS符號：文字符號圖形符號（2）組合開關組合開關又稱轉(zhuǎn)換開關，可實現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關。（3）自動空氣斷路器具有一定的短路、過載、失壓保護功能組合控制開關是一種結(jié)構(gòu)緊湊的手動開關．它是由在可旋轉(zhuǎn)的軸上裝有一個或幾個極片和裝在殼體上的固定極片組成。

組合開關主要用來作為電氣的電源引入開關，小容量電機的啟動，多速電機的換速，電機的正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止的控制。2、按鈕：簡單的手動開關，用來接通和斷開小電流的控制電器只能應用在控制電路大電壓、大電流主電路：控制電路：小電壓、小電流常閉觸點常開觸點外形圖結(jié)構(gòu)圖常開觸頭：常閉觸頭：未動作前斷開的觸頭（動合觸頭）未動作前閉合的觸頭（動斷觸頭）符號：SB常閉按鈕SB常開按鈕SB復合按鈕SB4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動按鈕)復合按鈕1234123復位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭常開靜觸頭外殼按鈕帽3、交流接觸器：利用電磁吸力使觸點動作，用來接通或斷開主電路或其他設備的開關電器。一部分在主電路，一部分在控制電路電磁系統(tǒng)觸點系統(tǒng)鐵心線圈常開觸點：常閉觸點：未通電時打開，通電閉合未通電時閉合，通電打開主觸點：三對常開觸頭，可以通過大電流，用在主電路中輔助觸點：兩對常開、兩對常閉觸頭，用在控制電路中總體起開關的作用~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧M3~電機動作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機接通電源主觸點做成橋式：

為了減小每個斷點上的電壓。每個觸點有兩個斷點，主觸點是連動的。

吸引線圈：引出兩個接線端子通過按鈕接在電源上。符號：主觸點

KM輔助觸點

常開觸點常閉觸點KMKM動作原理：線圈通電后，常開主觸點閉合，常開輔助觸點閉合，常閉輔助觸點斷開，斷電后復原KM線圈接觸器控制對象：電動機及其它電力負載接觸器技術指標：額定工作電壓、電流、觸點數(shù)目等。4、繼電器：與接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：接觸器的主觸點可以通過大電流；繼電器的體積和觸點容量小，觸點數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。反映某種物理量（電壓、電流、速度、時間等）變化的一種自動電器，只起信號傳遞的作用（1）中間繼電器（電磁繼電器）通常用于傳遞信號和同時控制多個電路，也可直接用它來控制小容量電動機或其他電氣執(zhí)行元件。符號：KA線圈常閉觸頭KA當交流接觸器的輔助觸點不夠時，可用中間繼電器常開觸頭KA（2）熱繼電器對電機實現(xiàn)過載保護的繼電器，是利用電流的熱效應原理工作的發(fā)熱元件常閉觸頭雙金屬片I扣板I發(fā)熱元件發(fā)熱元件電動機過載時轉(zhuǎn)速n降低一段電阻不大的電阻絲s增大I2增大I1增大電阻絲發(fā)熱熱元件要串聯(lián)在主電路中I雙金屬片雙金屬片兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬片。

受熱時，由于雙金屬片的膨脹程度不同，下層的膨脹系數(shù)大，下層的膨脹程度大于上層，雙金屬片向上彎曲，使扣板托扣，觸點動作。常閉觸點接在控制電路中。發(fā)熱元件常閉觸頭雙金屬片I扣板工作原理：主電路電流超過額定值電阻絲發(fā)熱雙金屬片受熱膨脹向上彎曲雙金屬片與扣板托扣斷開控制電路斷開主電路彈簧帶動扣板將常閉觸點斷開符號串聯(lián)在主電路中常閉觸頭FR控制觸頭，串聯(lián)在控制電路中，控制電機的通、斷電發(fā)熱元件FR熱繼電器的技術指標整定電流：指長期通過熱元件而不至于引起其動作的最大電流。當熱元件中的電流超過此電流20%時，熱繼電器應在20分鐘內(nèi)動作。（應注意整定電流與電動機的額定電流基本一致。）說明1、電機起動時，由于雙金屬片使其彎曲到常閉觸點斷開的程度需要一段時間，因此電機起動過程中熱繼電器不動作。2、由于熱繼電器比熔斷器動作慢，所以不能用作短路保護3、經(jīng)過一段時間雙金屬片冷卻后，按下復位按鈕就可以使常閉觸點恢復原位5、熔斷器：短路保護常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。由電阻率較高而熔點較低的合金制成，當電路短路時，短路電流使熔體熔斷，及時切斷電源，以達到保護電路和電氣設備的目的符號FU火線上必須有熔斷器中線上不能有熔斷器使用中注意：繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。在電工技術中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實際位置，突出的是電氣原理。二、電氣原理圖電氣線路圖電氣裝配圖電氣接線圖電氣原理圖：用規(guī)定的電氣圖形、符號等按工作原理繪制的圖形1、電氣原理圖分為主電路（通過強電流部分）控制電路（通過弱電流部分）三相電源、電機、閘刀開關、熔斷器、熱繼電器的發(fā)熱元件、交流接觸器的主觸點等起動按鈕、停止按鈕、交流接觸器線圈、熱繼電器等2、電氣原理圖繪制原則