電氣拖動基礎(chǔ)知識

1、電氣拖動基礎(chǔ)知識一、引言用電動機拖動生產(chǎn)機械以完成特定的生產(chǎn)任務(wù)稱為“電力 拖動”電力拖動系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置，由電動機、 控制電動機的設(shè)備和生產(chǎn)機械組成，稱為電力拖動系統(tǒng)的三要 素。電力拖動理論主要研究電動機拖動生產(chǎn)機械的運動規(guī)律，當(dāng)電動機的電磁轉(zhuǎn)矩作為拖動生產(chǎn)機械的動力轉(zhuǎn)矩與生產(chǎn)機械的 阻力轉(zhuǎn)矩相平衡時，為穩(wěn)定狀態(tài)；否則，便是啟動、調(diào)速和制動 等過渡過程。電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩的關(guān)系稱為電動機的機械 特定，而與生產(chǎn)機械的阻力轉(zhuǎn)矩的關(guān)系則稱為生產(chǎn)機械的機械特 性。對電動機和生產(chǎn)機械的機械特性及工作狀態(tài)的研究，便是理解電力拖動規(guī)律的基本方法。由于電動機運轉(zhuǎn)的狀態(tài)不同及生產(chǎn) 機械負(fù)載類

2、型的不同，電動機的轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩不僅 在大小上，而且在方向上也是可以變化的。因此，對轉(zhuǎn)速、電磁 轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩的正方向應(yīng)有一個明確的規(guī)定。首先確定電動機的某一旋轉(zhuǎn)方向（如提升重物時上升的方向）轉(zhuǎn)速為正，貝y電動 機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同時為正，方向相反時為負(fù)；負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相反時為正，方向相同時為負(fù)。如果轉(zhuǎn)速為負(fù)，貝y 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同時為負(fù)， 方向相反時為正；負(fù)載轉(zhuǎn)矩與 轉(zhuǎn)速方向相同時為正，方向相反時為負(fù)。綜合上述兩種情況，可 以歸納為： 電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同時符號相同， 方向相反時符 號相反； 負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速方向相同時符號相反， 方向相反時符號 相同。二、低壓電器低

3、壓電器通常是指工作在交流電壓小于1200V、直流電壓小于1500V的電路中起通斷、保護(hù)、控制或調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備。1. 低壓電器的分類低壓電器的用途副昂奮、品種規(guī)格繁多、結(jié)構(gòu)原理各異，可 以從用途和動作方式等方面進(jìn)行分類。 按用途分類：低壓配電器。 這類電氣包括刀開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器和自動開關(guān)，主要用于 低壓配電系統(tǒng)中， 完成對系統(tǒng)的控制與保護(hù)， 在系統(tǒng)發(fā)生故障的 情況下動作準(zhǔn)確，工作可靠，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)短路電流時，其熱效 應(yīng)不會損壞電氣；低壓控制電器。這類電器包括接觸器、控制繼 電器及各種主令電器等， 主要用于設(shè)備電氣控制系統(tǒng)。 要求其壽 命長、體積小、重量輕、工作可靠。按動作方式分類：自動

4、切換 電器，它依靠電器本身參數(shù)的變化或外來信號（如電流、電壓、 溫度、壓力、速度、熱量等）自動完成接通、分?jǐn)嗷蚴闺妱訖C啟 動、反向及停止等動作，如接觸器、繼電器等；手控電器，它依 靠外力（人力） 直接操作來進(jìn)行切換等動作， 如按鈕、 刀開關(guān)等。2. 電器按其執(zhí)行機構(gòu)還可分為有觸點電氣和無觸點電器。 低壓電器一般有兩個基本部分。 一個是感受部分， 它感受外 界的信號，做出有規(guī)律的反應(yīng)。在自動切換電器中，感受部分大 多由電磁結(jié)構(gòu)組成； 在手控電器中， 感受部分通常為操作手柄等。 另一個是執(zhí)行部分， 如觸點連同滅弧系統(tǒng)， 它根據(jù)指令執(zhí)行電路 接通、切斷等任務(wù)。對自動開關(guān)類的低壓電器，還具有中間（傳

5、遞）部分，它的任務(wù)是把感受和執(zhí)行來過年部分聯(lián)系起來，使他 們協(xié)同一致，按一定的規(guī)律動作。三、電磁機構(gòu) 電磁機構(gòu)的作用是將電磁能轉(zhuǎn)換成機械能并帶動觸點閉合 或斷開。1. 結(jié)構(gòu)形式 電磁機構(gòu)通常采用電磁鐵的形式，由吸引線圈、鐵芯（又稱 靜鐵芯或磁軛）和銜鐵（也稱為動鐵芯）三部分組成。其工作原 理：線圈通入電流后，磁通通過鐵芯、銜鐵和工作氣隙形成閉合 回路。因銜鐵受到電磁力，便吸向鐵芯，但銜鐵的運動首都啊哦 反作用彈簧的拉力， 故只有當(dāng)電磁力打魚彈簧反力時， 銜鐵才能 可靠地被鐵芯吸住。電磁吸力應(yīng)大于彈簧反力，以便吸牢，但吸 力也不宜過大， 過大會在吸合時使銜鐵和鐵芯產(chǎn)生嚴(yán)重撞擊。 電 磁鐵有各種結(jié)

6、構(gòu)形式。鐵芯有E形和U形，動作方式有直動式和 轉(zhuǎn)動式。它們各有不同的機電性能，適用于不同的場合。直流勵磁的電磁鐵和交流勵磁的電磁鐵在結(jié)構(gòu)上也有不同。 直流電磁鐵在穩(wěn)定狀態(tài)下通過恒定磁通， 鐵芯中沒有磁滯損耗和 渦流損耗，也就不產(chǎn)生熱量，只有線圈是產(chǎn)生熱量的熱源，因此 直流線圈通常沒有骨架， 且呈細(xì)長型， 以增加它和鐵芯直接接觸 的面積， 從而使纜圈產(chǎn)生的熱量通過鐵芯散發(fā)出去， 交流鐵芯中 因為通過交變磁通， 鐵芯中有磁滯損耗和渦流損耗， 所以產(chǎn)生熱 量。為此，一方面鐵芯用硅銅片疊成，以減少鐵芯損耗；另一方 面將線圈制成短粗型， 并由線圈骨架把它和鐵芯分開， 以免鐵芯 的熱量傳給線圈，使其過熱燒

7、壞。交流電磁機構(gòu)工作時， 其線圈電流是由線圈本書的阻抗決定 的，該阻抗受鐵芯磁路的影響。當(dāng)線圈通電，鐵芯未吸合時，阻 抗小、電流大；鐵芯吸合后，阻抗大電流小，故電磁機構(gòu)吸合瞬 間存在一個類此電動機的“啟動電流”， 如果通、斷電過于頻繁， 則會使線圈過熱，一旦銜鐵 被卡住吸合不上時鐵芯線圈還有被 燒毀的危險， 而直流點此機構(gòu)其線圈電流時由其本書的純電阻決 定的，與鐵芯磁路無關(guān)，所以工作室即使銜鐵被卡住，也不會影 響線圈電流，因此直流電磁鐵運行可靠，平穩(wěn)、無噪聲，一般用 于較重要的控制場合。2. 熔斷器熔斷器是一種廣泛應(yīng)用的最簡單有效的保護(hù)電器之一， 在低 壓配電線路和用電設(shè)備中主要作為短路保護(hù)只

8、用。 使用時熔斷器 串接在被保護(hù)的電路中， 當(dāng)流過它的電流超過規(guī)定值時， 熔體產(chǎn) 生的熱量使自身融化而切斷電路。 由于熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單， 使 用方便、價格低廉，可靠性高等優(yōu)點，因而應(yīng)用極為廣泛。3. 接觸器接觸器是一種自動電磁式開關(guān)， 用來頻繁接通、 斷開電動機 或其它負(fù)載主電流，具有低電壓釋放保護(hù)功能，能遠(yuǎn)距離控制， 時電力拖動直控系統(tǒng)中， 應(yīng)用最廣泛的電器， 它主要由觸電系統(tǒng)、 電磁機構(gòu)及滅弧裝置等組成。 按主觸電通過電流種類不同， 可分 為交流接觸器和直流接觸器兩大類。4. 繼電器繼電器是根據(jù)外界輸入的信號 （電的或非電的） 來控制電路 中電流的“通”與“斷”的， 自動切換電器。 它主要用來反映各 種控制信號，以改變電路的工作狀態(tài)，實現(xiàn)既定的控制程序，達(dá) 到預(yù)定的控制目的， 同時提供一定的保護(hù)。 它一般不直接控制電 流較大的主電路， 而通過接觸器實現(xiàn)主電路控制。 繼電器具有結(jié) 構(gòu)簡單、體積小、反應(yīng)靈敏。工作可靠等特點。因而應(yīng)用廣泛。繼電器主要感測機構(gòu)、中間機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)等多部分組成， 剛測機構(gòu)吧感測到的參量傳遞給中間機構(gòu)，并和整定值相比較， 當(dāng)滿足預(yù)定要求時，執(zhí)行機構(gòu)便動作。從而接通或斷開電路。繼 電器種類很多： 按用途分有控制繼電器和保護(hù)繼電器； 按反映信 號分有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼