電動(dòng)機(jī)及其控制教材

第6章電動(dòng)機(jī)及其控制6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)6.4單相異步電動(dòng)機(jī)6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值*6.5直流電機(jī)*6.6其他用途的電動(dòng)機(jī)*6.7電動(dòng)機(jī)的選擇6.8常用低壓電器6.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路*6.10可編程控制器16.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)三相電動(dòng)機(jī)單相電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)電動(dòng)機(jī)串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的分類：1.發(fā)電機(jī)2.電動(dòng)機(jī)——將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；——將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。6.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理26.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理1.三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成。定子機(jī)座：起固定和支撐定子鐵心的作用，一般用鑄鐵制造。定子鐵心：由硅鋼片（0.5mm）沖疊而成，鐵心內(nèi)開有均勻的槽，用以嵌放定子繞組。定子繞組：完全相同的三相定子繞組是由銅導(dǎo)線繞制而成，空間互差120度，可接成Y或Δ。36.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理接線盒定子三相繞組的聯(lián)結(jié)：通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2

聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)：>4kW△聯(lián)結(jié)：<3kW46.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成，嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組：有鼠籠式和繞線式兩種。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子

在轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)放銅條，兩端部用短路環(huán)形成一體，或在槽中澆鑄鋁液，形成轉(zhuǎn)子繞組。56.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理(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。三相繞組端線連接到裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)銅滑環(huán)上，通過一組電刷與外電路相連接，便于串入電阻改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能。

鼠籠式和繞線式只是在轉(zhuǎn)子構(gòu)造上不同，它們的工作原理是一樣的?；h(huán)66.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較鼠籠式電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：無特殊要求的一般生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)，如水泵、通風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、傳送帶和機(jī)床等都采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)：是調(diào)速困難，起動(dòng)性能較差，不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、工作可靠。繞線式電動(dòng)機(jī)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大。優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)性能較好，可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。應(yīng)用：重載和頻繁起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，如起重機(jī)、鍛壓機(jī)等。76.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理86.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理對(duì)稱三相繞組通入對(duì)稱三相電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(磁場(chǎng)能量)磁場(chǎng)繞組切割轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生e和

i轉(zhuǎn)子繞組在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來機(jī)械負(fù)載旋轉(zhuǎn)起來三相交流電能輸出機(jī)械能量96.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o106.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

i“+”：首端流入，尾端流出。

i“–”：尾端流入，首端流出。

AYCBZX(?)電流出電流參考方向：取繞組始端到末端的方向?yàn)殡娏鞯膮⒖挤较?，AX。電流實(shí)際方向：o(

)電流入116.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理AXYCBZAXYCBZAXYCBZ600900o合成磁場(chǎng)方向向下三相電流合成磁場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°126.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理AXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°分析可知：當(dāng)定子繞組中通入三相電流后，它們產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是隨著電流的交變?cè)诳臻g不斷地旋轉(zhuǎn)著。

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過360°136.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理146.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序。改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序（換接其中兩相）oo156.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)ABCM3~電源ABCM3~電源166.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：o

tAXBYCZAXYCBZ176.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC186.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)0C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'196.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理工頻：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0

toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ206.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理p=2時(shí)0216.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)

p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過的空間角度同步轉(zhuǎn)速226.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理（2）轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)原理AXYCBZ定子三相繞組通入三相交流電方向:順時(shí)針

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E20旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電流

I2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力FF電磁轉(zhuǎn)矩TnF236.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理轉(zhuǎn)差率：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。246.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)差率s例:一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,

即p=3256.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理問：三相異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降，電動(dòng)機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速有何變化？【答】電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，若電源電壓下降，將導(dǎo)致電流升高，而轉(zhuǎn)速下降。問：

nN=2980r/min的三相異步電動(dòng)機(jī)，n0是多少？p是多少？【答】n0=3000r/min

p=

1266.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值1.三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩特性

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)6.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值276.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值電磁轉(zhuǎn)矩公式也可以表示為：由公式可知1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1

T

2.當(dāng)電源電壓

U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對(duì)

T有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外接電阻來改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)距。286.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值OTS1OTS1296.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得OTS1306.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值過載系數(shù)(能力)一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為工作時(shí)必須使T2

<Tmax

，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞。316.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0時(shí)，s=1(2)Tst與

R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2

Tst

。對(duì)繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。

Tst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。

若

Tst

>T2電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。起動(dòng)能力326.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)能力表示為：額定轉(zhuǎn)矩(N?m)

例：如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(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336.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值2.三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性TmaxTN穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間TOTstabc電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。硬的機(jī)械特性：ab段相對(duì)比較平坦，說明電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩在較大范圍變化時(shí)，它的轉(zhuǎn)速變化不大。運(yùn)行特性好。此過程中，

n

、s

E2,I2

I1

電源提供的功率自動(dòng)增加。TL

s

T2>TT=TLn

T

達(dá)到新的平衡非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間穩(wěn)定運(yùn)行346.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值非穩(wěn)定運(yùn)行TmaxTN穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間TOTstabc非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)間TL

s

T2>TT<<TLn

T

n0停車在此區(qū)間，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩不能適應(yīng)負(fù)載的變化。

軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。356.2三相異步電動(dòng)機(jī)的特性和額定值3.三相異步電動(dòng)機(jī)的額定值1.額定功率PN：在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的輸出機(jī)械功率。

2.額定電壓UN

：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電壓。3.額定轉(zhuǎn)速nN

：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速。

4.額定電流IN

：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下，定子繞組的線電流。5.額定頻率fN

：6.額定效率：額定功率與輸入功率之比。366.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)1.三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)

起動(dòng)問題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。

一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的(1.0~2.2)倍。原因：起動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。起動(dòng)時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子電流定子電流

直接起動(dòng)6.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)376.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)大電流使電網(wǎng)電壓降低，影響鄰近負(fù)載的工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累，使電機(jī)過熱后果：

<7.5kW異步電動(dòng)機(jī)允許直接起動(dòng)。電源容量足夠大時(shí)。

降壓起動(dòng)（適用于鼠籠式）（適用于繞線式）星形-三角形(Y－

)

換接起動(dòng)自耦變壓器降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)電子軟起動(dòng)386.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)

Y－

換接起動(dòng)+－

起動(dòng)U1U2V1V1W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2396.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)

Y－

減壓起動(dòng)的特點(diǎn)：

(1)電源電壓不變，定子繞組接法改變；

(2)降壓起動(dòng)時(shí)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的406.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)結(jié)的電機(jī)。

Y－

起動(dòng)Y－

換接起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合Y-

換接起動(dòng)應(yīng)注意的問題416.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)

自耦變壓器降壓起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)適合于容量較大的或正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)成Y形不能采用Y－

起動(dòng)的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。合刀閘開關(guān)Q

Q2上合：切除自耦變壓器，全壓工作。

Q2下合：接入自耦變壓器，降壓起動(dòng)。426.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)

轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)電阻降壓起動(dòng)RRR滑環(huán)電刷定子轉(zhuǎn)子起動(dòng)電阻?常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。436.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)電子軟起動(dòng)電子軟起動(dòng)方式主要適用于交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行和停止的控制和保護(hù)。交流異步電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置均采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和電力電子技術(shù)相結(jié)合常見的輕載軟起動(dòng)方法：限流或恒流起動(dòng)法和電壓控制起動(dòng)法；重載軟起動(dòng)方法：斜坡電壓法、轉(zhuǎn)矩控制法、轉(zhuǎn)矩加脈沖突跳控制法。446.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)2.三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速變極對(duì)數(shù)調(diào)速(有級(jí)調(diào)速)三種電氣調(diào)速方法采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對(duì)調(diào)速性能要求不高的場(chǎng)合，不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。改變電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)p、供電電源頻率f及轉(zhuǎn)差率s均可改變轉(zhuǎn)速。

456.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)變頻調(diào)速(無級(jí)調(diào)速)

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~變頻調(diào)速方法恒轉(zhuǎn)距調(diào)速（f1<f1N）恒功率調(diào)速（f1>f1N）頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~幾百赫茲

變頻調(diào)速方法可實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速,調(diào)速性能優(yōu)異，因而正獲得越來越廣泛的應(yīng)用。466.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)476.3三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)To變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

(無級(jí)調(diào)速)

變轉(zhuǎn)差率調(diào)速是繞線式電動(dòng)機(jī)特有的一種調(diào)速方法。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速平滑、設(shè)備簡單投資少，缺點(diǎn)是能耗較大。這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中。nn'??TLTLs

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單相異步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于電動(dòng)工具、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)、電風(fēng)扇等小功率電器中。單相異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置單相繞組,轉(zhuǎn)子一般用鼠籠式。定子繞組中通入單相交流電后,形成脈動(dòng)磁場(chǎng)，若不采取措施，將無法獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。定子定子繞組轉(zhuǎn)子AA'

NS為了獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，單相異步電動(dòng)機(jī)的定子進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)。常用的有電容分相式和罩極式異步電動(dòng)機(jī)。鼠籠式轉(zhuǎn)子，但定子結(jié)構(gòu)不同。6.4單相異步電動(dòng)機(jī)491.電容分相式異步電動(dòng)機(jī)電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子中放置有兩個(gè)繞組，一個(gè)稱為主繞組（或稱為工作繞組），另一個(gè)稱為輔助繞組（或者稱為起動(dòng)繞組）,兩個(gè)繞組在空間相隔90o。起動(dòng)時(shí)，輔助繞組經(jīng)電容接電源，兩個(gè)繞組的電流相位相差近90o，即可獲得所需的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。6.4單相異步電動(dòng)機(jī)50設(shè)兩相電流為兩相電流正弦波形如圖所示450900iBiAO6.4單相異步電動(dòng)機(jī)51ABB'A'ABB'A'ABB'A'兩相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)450900iBiAO6.4單相異步電動(dòng)機(jī)52

C為起動(dòng)電容，C1為運(yùn)行電容，通常C>C1，所以電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后仍要用離心開關(guān)S將起動(dòng)電容C切除。這種電動(dòng)機(jī)的功率較大，一般為60-750KW，廣泛用于潛水泵電動(dòng)機(jī)。

電容電動(dòng)機(jī)的接線

6.4單相異步電動(dòng)機(jī)532.罩極式單相異步電機(jī)~~i

1

2定子繞組鼠籠式轉(zhuǎn)子短路環(huán)極掌(極靴)

罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)向不能改變，常用于電風(fēng)扇、吹風(fēng)機(jī)中；電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)向可改變，故常用于洗衣機(jī)等電器中。6.4單相異步電動(dòng)機(jī)54

當(dāng)電流i流過定子繞組時(shí)，產(chǎn)生了一部分磁通

1，同時(shí)產(chǎn)生的另一部分磁通與短路環(huán)作用生成了磁通

2。由于短路環(huán)中感應(yīng)電流的阻礙作用，使得

2在相位上滯后

1，從而在電動(dòng)機(jī)定子極掌上形成一個(gè)向短路環(huán)方向移動(dòng)的磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子獲得所需的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

6.4單相異步電動(dòng)機(jī)556.4單相異步電動(dòng)機(jī)3.控制元件

離心開關(guān)：使單相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)繞組脫離電源。起動(dòng)繼電器：用電冰箱中的電動(dòng)機(jī)與壓縮機(jī)組裝在一起，放在密封的罐子里，不便于安裝離心開關(guān)，采用起動(dòng)繼電器代替離心開關(guān)。

PTC起動(dòng)器：能“通”或“斷”的熱敏電阻。隨著PTC熱敏電阻本體溫度的升高呈現(xiàn)出階躍性的增加,溫度越高,電阻值越大，可用作延時(shí)型起動(dòng)開關(guān)。566.7電動(dòng)機(jī)的選擇三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y132S－6

功率3kW

頻率

50Hz電壓380V

電流7.2A

聯(lián)結(jié)Y轉(zhuǎn)速960r/min

功率因數(shù)0.76

絕緣等級(jí)

B6.7電動(dòng)機(jī)的選擇576.7電動(dòng)機(jī)的選擇1、功率的選擇功率選得過大不經(jīng)濟(jì)，功率選得過小電動(dòng)機(jī)容易因過載而損壞。對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)械的功率。586.7電動(dòng)機(jī)的選擇2.類型的選擇3.結(jié)構(gòu)型式的選擇生產(chǎn)機(jī)械不帶負(fù)載起動(dòng)的，通常采用籠型異步電動(dòng)機(jī)，如一般機(jī)床、水泵等；若要帶負(fù)載起動(dòng)，可采用高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)；若起動(dòng)、制動(dòng)頻繁，且要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，可選用繞線型異步電動(dòng)機(jī)，如起重機(jī)、軋鋼機(jī)等。根據(jù)工作環(huán)境的條件選擇不同的結(jié)構(gòu)型式，如開啟式、防護(hù)式、封閉式電動(dòng)機(jī)。596.7電動(dòng)機(jī)的選擇4、轉(zhuǎn)速的選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。

Y系列鼠籠電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380V一個(gè)等級(jí)。大功率電動(dòng)機(jī)才采用3kV和6kV。5、電壓的選擇根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求選定。轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)，體積小，價(jià)格便宜；而轉(zhuǎn)速低的電動(dòng)機(jī)，體積大，價(jià)格貴。應(yīng)當(dāng)兼顧經(jīng)濟(jì)的目的，結(jié)合生產(chǎn)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的成本選擇合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)。60三相異步電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，若其中一相和電源斷開，則變成單相運(yùn)行。此時(shí)和單相電動(dòng)機(jī)一樣，電動(dòng)機(jī)仍會(huì)按原來方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱。三相異步電動(dòng)機(jī)若在啟動(dòng)前有一相斷電，和單相電動(dòng)機(jī)一樣將不能啟動(dòng)。此時(shí)只能聽到嗡嗡聲，長時(shí)間啟動(dòng)不了，也會(huì)過熱，必須趕快排除故障。6.7電動(dòng)機(jī)的選擇61圖片62圖片63防爆式電動(dòng)機(jī)繞線式式電動(dòng)機(jī)圖片64柴油發(fā)電機(jī)圖片65轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子圖片66定子繞組圖片67直流電機(jī)小直流電機(jī)圖片68步進(jìn)電機(jī)硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)、機(jī)器人等精密控制圖片69步進(jìn)電機(jī)圖片70交流伺服電機(jī)工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)圖片71交流伺服電機(jī)圖片72三相同步電機(jī)圖片73單相電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)圖片746.8常用低壓電器常用電器元件：

刀開關(guān)、熔斷器、斷路器、交流接觸器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕、行程開關(guān)等。低壓電器：

工作在交流電壓1200V或直流電壓1500V及以下的電路中能根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備。6.8常用低壓電器756.8常用低壓電器1.刀開關(guān)

作用：常用于電氣設(shè)備維修時(shí)與電源隔離

分為：單刀：用在某一相線上雙刀：用在兩相上三刀:用在三相上

符號(hào)QK

選擇:

極數(shù)與電源進(jìn)線數(shù)相等,額定電壓和額定電流等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電壓和額定電流。766.8常用低壓電器刀開關(guān)776.8常用低壓電器

—它的主要部分就是熔體，也叫保險(xiǎn)絲。作用短路保護(hù)符號(hào)2.熔斷器（FU）FU

選擇:

主要是確定熔體的額定電流。照明線路的熔斷器熔體的額定電流應(yīng)略大于線路實(shí)際的工作電流，電阻性負(fù)載的熔化系數(shù)選用1.5～2為宜，容性負(fù)載的熔體額定電流大于電容器額定電流的1.6倍。786.8常用低壓電器熔斷器

796.8常用低壓電器例：在如圖所示電路中,為了顯示某一相熔斷器是否熔斷,可以在每相熔斷器兩端并聯(lián)一個(gè)指示燈,試說明其工作原理?QFUM3~答:當(dāng)電路工作正常時(shí),熔斷器熔體未斷,

指示燈兩端電壓不為0,指示燈亮;

當(dāng)某一相熔體熔斷時(shí),指示燈兩端電壓為0,指示燈不亮.HL806.8常用低壓電器3.自動(dòng)空氣開關(guān)

—自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)或低壓斷路器作用可實(shí)現(xiàn)短路、過載、欠壓、失壓保護(hù)。

符號(hào)QF×××816.8常用低壓電器826.8常用低壓電器短路器（空氣開關(guān)）836.8常用低壓電器4.交流接觸器交流接觸器的外形與結(jié)構(gòu)用于頻繁接通、切斷主電路和大容量控制電路，并具有欠壓和失壓保護(hù)功能的自動(dòng)開關(guān)電器，是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的控制電器之一。(a)外形(b)結(jié)構(gòu)846.8常用低壓電器856.8常用低壓電器按狀態(tài)分:按用途分:動(dòng)合觸點(diǎn)動(dòng)斷觸點(diǎn)主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)觸電分類866.8常用低壓電器線圈輔助觸點(diǎn)鐵心銜鐵電源電機(jī)主觸點(diǎn)常閉常開彈簧~M3~876.8常用低壓電器符號(hào)線圈KM用于主電路流過的大電流(需加滅弧裝置)用于控制電路流過的小電流(無需加滅弧裝置)KM動(dòng)合(常開)輔助觸點(diǎn)動(dòng)斷(常閉)輔助觸點(diǎn)KM動(dòng)合(常開)主觸點(diǎn)KM886.8常用低壓電器交流接觸器896.8常用低壓電器5.熱繼電器

繼電器和接觸器的結(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(diǎn)可以通過大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)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。906.8常用低壓電器5.熱繼電器~發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長時(shí)間過載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，杠桿被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開。發(fā)熱元件杠桿工作原理結(jié)構(gòu)原理圖雙金屬片常閉觸頭用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。916.8常用低壓電器符號(hào)發(fā)熱元件FR動(dòng)斷觸點(diǎn)FR5.熱繼電器926.8常用低壓電器6.時(shí)間繼電器是從得到輸入信號(hào)(線圈通電或斷電)起，經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后才動(dòng)作的繼電器。主要用在按時(shí)間順序控制的電路中，適用于定時(shí)控制，。按動(dòng)作分：電磁式、空氣阻尼式、電動(dòng)式和電子式。按延時(shí)分：通電延時(shí)型和斷電延時(shí)型。936.8常用低壓電器常開觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開微動(dòng)開關(guān)2微動(dòng)開關(guān)1常開觸頭常閉觸頭線圈通電

銜鐵向下吸合連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作工作原理調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)氣孔托板線圈動(dòng)鐵心恢復(fù)彈簧擋塊釋放彈簧活塞桿橡皮膜排氣孔

通電延時(shí)空氣式時(shí)間繼電器946.8常用低壓電器符號(hào)956.8常用低壓電器7.中間繼電器

中間繼電器觸頭容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，用于控制線路。通常用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。符號(hào)KA線圈常開觸頭KA常閉觸頭KA966.8常用低壓電器8.按鈕和行程開關(guān)作用：

用于接通或斷開控制（輔助）電路。手動(dòng)開關(guān)。結(jié)構(gòu)：

按鈕.（SB）1—常閉觸點(diǎn)或動(dòng)斷觸點(diǎn)2—常開觸點(diǎn)或動(dòng)合觸點(diǎn)觸點(diǎn)1觸點(diǎn)2按鈕帽復(fù)位彈簧976.8常用低壓電器復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭橋式靜觸頭常開靜觸頭外殼4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)常閉按鈕常開按鈕復(fù)合按鈕1234123按鈕帽986.8常用低壓電器996.8常用低壓電器行程開關(guān)（SQ）用于自動(dòng)往復(fù)控制或限位保護(hù)等。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。未撞擊撞擊ST常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)ST

符號(hào)1006.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路1.電動(dòng)機(jī)的直接起?？刂浦麟娐房刂齐娐返堕_關(guān)熔斷器接觸器主觸頭熱繼電器發(fā)熱元件電動(dòng)機(jī)熱繼電器動(dòng)斷觸頭起動(dòng)按鈕停止按鈕接觸器輔助觸頭接觸器線圈1016.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路線路工作原理SB2

KM線圈通電

KM主觸頭閉合

KM輔助觸頭閉合

M起動(dòng)QK

SB1

KM線圈斷電

KM主觸頭斷開

KM輔助觸頭斷開

M停轉(zhuǎn)1026.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路電路保護(hù)環(huán)節(jié)熱繼電器過載保護(hù)熔斷器短路保護(hù)接觸器零壓、欠壓保護(hù)熱繼電器動(dòng)斷觸點(diǎn)1036.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路電動(dòng)機(jī)的保護(hù)

短路保護(hù)是因短路電流會(huì)引起電器設(shè)備絕緣損壞產(chǎn)生強(qiáng)大的電動(dòng)力，使電動(dòng)機(jī)和電器設(shè)備產(chǎn)生機(jī)械性損壞，故要求迅速、可靠切斷電源。通常采用熔斷器FU和過流繼電器等。欠壓是指電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，引起電流增加甚至使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，失壓(零壓)是指電源電壓消失而使電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能自動(dòng)重新起動(dòng)(亦稱自起動(dòng))，易造成人身或設(shè)備故障。常用的失壓和欠壓保護(hù)有：對(duì)接觸器實(shí)行自鎖；用低電壓繼電器組成失壓、欠壓保護(hù)。

過載保護(hù)是為防止三相電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中電流超過額定值而設(shè)置的保護(hù)。常采用熱繼電器FR保護(hù)，也可采用自動(dòng)開關(guān)和電流繼電器保護(hù)。1046.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路1.長動(dòng)和點(diǎn)動(dòng)控制SB1SB2FRKMFRKMFUQ3~M..點(diǎn)動(dòng)控制1056.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..長動(dòng)控制1066.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..長動(dòng)控制利用自身輔助觸點(diǎn)，維持線圈通電的作用稱自鎖自鎖1076.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路SB1KMSB2FRKMFRKMFUQ3~M..長動(dòng)控制去掉KM輔助觸點(diǎn),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制。1086.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路KMSB2FRKMSB1打開SA電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)時(shí)：自鎖觸點(diǎn)不起作用帶手動(dòng)開關(guān)的點(diǎn)動(dòng)控制電路SA1096.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路3.電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制KMRM3~FUQFRKMF基本原理

將接到電源的任意兩根線對(duì)調(diào)即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，為此可用兩個(gè)交流接觸器來實(shí)現(xiàn)。1106.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路SBst1SBstpQFUFR3~KMFKMFKMFKMRKMRFRSBst2KMFKMRKMR正轉(zhuǎn)觸點(diǎn)正轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)接觸器反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)互鎖1116.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路SBst1SBstpQFUFR3~SBst2KMFKMFKMFKMFKMRKMRKMRKMRFR

SBF和SBR決不允許同時(shí)按下，否則造成電源兩相短路。112KMFKMFSBRSBKMRSBFKMFKMRKMR當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)按鈕SBR先斷開斷電閉合通電斷開停止正轉(zhuǎn)閉合閉合電機(jī)反轉(zhuǎn)雙重互鎖：既有接觸器常閉觸點(diǎn)的電氣互鎖，也有復(fù)合按鈕常閉觸點(diǎn)的機(jī)械互鎖。6.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路1136.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路1146.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路正反轉(zhuǎn)控制線路改錯(cuò)3~MFRFUQ......KMFFRKMRSB1SBFKMFSBRKMRKMRKMFKMR1156.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路4順序控制與多地點(diǎn)控制1#2#

例如：皮帶運(yùn)輸起動(dòng)要求:1#電機(jī)先起動(dòng)，2#電機(jī)才動(dòng)。停車要求:2#電機(jī)先停，1#電機(jī)才停。1166.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路順序控制電路（1）：兩電機(jī)只保證起動(dòng)的先后順序，沒有延時(shí)要求。

KM1KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1FRFR1FR2控制電路1176.9常用電動(dòng)機(jī)控制電路三地