電工電子技術(shù)_異步電動機(jī)及控制電路

1、電工電子技術(shù)2第第6 6章章 異步電動機(jī)及控制電路異步電動機(jī)及控制電路1.1.三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法。三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法。2.2.單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理。3.3.手動電器、自動電器。手動電器、自動電器。4.4.三相異步電動機(jī)的基本控制。三相異步電動機(jī)的基本控制。知識點：知識點：要求掌握：要求掌握：1.1.三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法。三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法。2.2.三相異步電動機(jī)的運行和控制方法。三相異步電動機(jī)的運行和控制方法。3.3.常用低壓控制電器的動作原理。常用低壓控制電器的動作原理。4.4.常用電動機(jī)典型控制電路的工

2、作原理。常用電動機(jī)典型控制電路的工作原理。了解：了解：1.1.三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)。三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)。2.2.單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。3.3.手動電器、自動電器的結(jié)構(gòu)。手動電器、自動電器的結(jié)構(gòu)。3 現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的生產(chǎn)機(jī)械大多是由電動機(jī)來拖動的。如各種機(jī)床、水現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的生產(chǎn)機(jī)械大多是由電動機(jī)來拖動的。如各種機(jī)床、水泵、通風(fēng)機(jī)、鍛壓和鑄造機(jī)械、傳送帶、起重機(jī)等都靠三相異步電動機(jī)帶動；而醫(yī)療泵、通風(fēng)機(jī)、鍛壓和鑄造機(jī)械、傳送帶、起重機(jī)等都靠三相異步電動機(jī)帶動；而醫(yī)療器械、家用電器等常使用單相異步電動機(jī)。為了提高生產(chǎn)率，通常采用

3、一些諸如繼電器械、家用電器等常使用單相異步電動機(jī)。為了提高生產(chǎn)率，通常采用一些諸如繼電器、接觸器、按鈕、空氣開關(guān)、行程開關(guān)等低壓電器構(gòu)成的控制電路來實現(xiàn)生產(chǎn)過程器、接觸器、按鈕、空氣開關(guān)、行程開關(guān)等低壓電器構(gòu)成的控制電路來實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。本章先介紹三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，再介紹的自動控制。本章先介紹三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和使用方法及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，再介紹手動和自動低壓電器的結(jié)構(gòu)、動作原理，在此基礎(chǔ)上，介紹常用電動機(jī)的控制電路。手動和自動低壓電器的結(jié)構(gòu)、動作原理，在此基礎(chǔ)上，介紹常用電動機(jī)的控制電路。第第6 6章章 異步電動機(jī)及控制電路異步電動機(jī)及控制電路46.6.1

4、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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.1 6.1 繞線式異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)繞線式異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩部分組成。三相異步電動機(jī)主要由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）兩部分組成。在定子和轉(zhuǎn)子之間有氣隙，定子兩端有端蓋支撐轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸。按照轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形在定子和轉(zhuǎn)子之間有氣隙，定子兩端有端蓋支撐轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸。按照轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式不同，又分為繞線式異步電動機(jī)和籠形異步電動機(jī)，如式不同，又分為繞線式異步電動機(jī)和籠形異步電動機(jī)，如圖圖6.16.1和和圖圖6.26.2所示。所示。6.1.16.1.1 三相異步電動機(jī)的基本

5、結(jié)構(gòu)三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖圖6.2 6.2 三相籠形異步電動機(jī)的組成部件三相籠形異步電動機(jī)的組成部件5 定子是由定子鐵心、三相定子繞組、機(jī)座等定子是由定子鐵心、三相定子繞組、機(jī)座等3 3部分組成的。現(xiàn)分別介紹如下。部分組成的?，F(xiàn)分別介紹如下。 定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分，緊貼機(jī)座內(nèi)壁。它由厚定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分，緊貼機(jī)座內(nèi)壁。它由厚0.5mm0.5mm互相絕緣的硅互相絕緣的硅鋼片壓疊而成。定子鐵心的內(nèi)圓周有均勻分布的許多線槽，用來嵌放定子繞組。鋼片壓疊而成。定子鐵心的內(nèi)圓周有均勻分布的許多線槽，用來嵌放定子繞組。 定子繞組是由許多絕緣線圈連接而成。中、小型電動機(jī)一般用高強(qiáng)度漆包線

6、定子繞組是由許多絕緣線圈連接而成。中、小型電動機(jī)一般用高強(qiáng)度漆包線繞制成對稱三相繞組，每相之間互成繞制成對稱三相繞組，每相之間互成120120電角，對稱均勻地嵌放在定子鐵心槽內(nèi)電角，對稱均勻地嵌放在定子鐵心槽內(nèi)。三個繞組的首端用。三個繞組的首端用U U1 1、V V1 1、W W1 1表示，末端用表示，末端用U U2 2、V V2 2、W W2 2表示，三相共表示，三相共6 6個出線端固個出線端固定在接線盒內(nèi)。通常根據(jù)銘牌規(guī)定，定子繞組可以接成星形或三角形，如定在接線盒內(nèi)。通常根據(jù)銘牌規(guī)定，定子繞組可以接成星形或三角形，如圖圖6.36.3所所示。示。 機(jī)座大多數(shù)是用鑄鐵澆鑄成型，質(zhì)量較大，用于

7、固定和支撐定子鐵心。機(jī)座大多數(shù)是用鑄鐵澆鑄成型，質(zhì)量較大，用于固定和支撐定子鐵心。1. 1. 定子定子6.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理66.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.3 6.3 定子鐵心沖片圖和定子繞組的連接定子鐵心沖片圖和定子繞組的連接7 轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等部分組成。轉(zhuǎn)子的鐵心也轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等部分組成。轉(zhuǎn)子的鐵心也是電動機(jī)磁路的一部分，由外圓周上沖有均勻線槽的硅鋼片疊壓而成，并是電動機(jī)磁路的一部分，由外圓周上沖有均勻線槽的硅鋼片疊壓而成

8、，并固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的線槽中放置轉(zhuǎn)子繞組。固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的線槽中放置轉(zhuǎn)子繞組。 籠形轉(zhuǎn)子的繞組是在轉(zhuǎn)子的線槽中放置一根根銅條，銅條的兩端用短籠形轉(zhuǎn)子的繞組是在轉(zhuǎn)子的線槽中放置一根根銅條，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來，如路環(huán)焊接起來，如圖圖6.4(a)6.4(a)所示；而中、小型電動機(jī)常用鑄鋁的方法，將所示；而中、小型電動機(jī)常用鑄鋁的方法，將槽中的鋁條及兩端短路環(huán)和風(fēng)扇鑄成一個整體，如槽中的鋁條及兩端短路環(huán)和風(fēng)扇鑄成一個整體，如圖圖6.4(b)6.4(b)所示。如果將所示。如果將鐵心去掉，轉(zhuǎn)子繞組就好像是一只鼠籠，故稱為籠形轉(zhuǎn)子。鐵心去掉，轉(zhuǎn)子繞組就好像是一只鼠籠，故稱為籠形轉(zhuǎn)子。2

9、. 2. 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子6.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.4 6.4 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子8 三相異步電動機(jī)之所以能旋轉(zhuǎn)起來，是因為其磁路中存在旋轉(zhuǎn)磁場。三相異步電動機(jī)之所以能旋轉(zhuǎn)起來，是因為其磁路中存在旋轉(zhuǎn)磁場。為便于分析，設(shè)在三相異步電動機(jī)的定子鐵心中相隔為便于分析，設(shè)在三相異步電動機(jī)的定子鐵心中相隔120120角對稱地放置角對稱地放置匝數(shù)相同的匝數(shù)相同的3 3個繞組，它們的首端分別為個繞組，它們的首端分別為U U1 1、V V1 1、W W1 1，末端分別為，末端分別為U U2 2、V V2 2、W W2 2，并且把三相繞組接成星形，如，并且把三相

10、繞組接成星形，如圖圖6.5(a)6.5(a)所示。所示。6.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.5 6.5 三相對稱電流三相對稱電流6.1.26.1.2 三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場1. 1. 旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生9 只要將同三相電源連接的只要將同三相電源連接的3 3根導(dǎo)線中的任意兩根的一端對調(diào)位置，例如，根導(dǎo)線中的任意兩根的一端對調(diào)位置，例如，將電動機(jī)三相定子繞組的將電動機(jī)三相定子繞組的V V1 1端蓋與電源端蓋與電源L L3 3相連，相連，W W1 1與與L L2 2相連，則旋轉(zhuǎn)磁場就反相連，則旋轉(zhuǎn)磁場就反轉(zhuǎn)了

11、，如轉(zhuǎn)了，如圖圖6.76.7所示。由所示。由圖圖6.66.6和和. .可見旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序可見旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致，或者說旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向由三相電流的相序決定。如改變?nèi)嚯娏飨嘈蛞恢?，或者說旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向由三相電流的相序決定。如改變?nèi)嚯娏飨嘈颍▽⑦B接三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩個對換一下），則旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)（將連接三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩個對換一下），則旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向就隨之改變，三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)就是利用這個原理。方向就隨之改變，三相異步電動機(jī)的反轉(zhuǎn)就是利用這個原理。6.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原

12、理圖圖6.6 6.6 三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（p=1p=1）2.2.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向106.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.7 6.7 旋轉(zhuǎn)磁場的反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)磁場的反轉(zhuǎn)11 三相異步電動機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)和三三相異步電動機(jī)的極數(shù)就是旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)。旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)和三相繞組的排列有關(guān)。在上述相繞組的排列有關(guān)。在上述圖圖6.66.6所示的情況下，每相繞組只有一個線圈，繞所示的情況下，每相繞組只有一個線圈，繞組的始端之間相差組的始端之間相差120120空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一

13、對磁極，即空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有一對磁極，即p=1p=1。如將定子繞組安排得如如將定子繞組安排得如圖圖6.86.8那樣，即每相繞組有兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端那樣，即每相繞組有兩個線圈串聯(lián)，繞組的始端之間相差之間相差6060空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極，即空間角，則產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極，即p=2p=2，如，如圖圖6.96.9所所示。示。6.6.1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.8 6.8 產(chǎn)生兩對磁極旋轉(zhuǎn)磁場的定子繞組產(chǎn)生兩對磁極旋轉(zhuǎn)磁場的定子繞組3.3.旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的磁極數(shù)圖圖6.9 6.9 三相電流產(chǎn)生二對磁極

14、的旋轉(zhuǎn)磁場三相電流產(chǎn)生二對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場12 至于三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，它與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而旋轉(zhuǎn)磁場的至于三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，它與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的磁極數(shù)。在一對磁極的情況下，由轉(zhuǎn)速取決于磁場的磁極數(shù)。在一對磁極的情況下，由圖圖6.96.9可見，當(dāng)電流從可見，當(dāng)電流從t=0t=0到到t=60t=60經(jīng)歷了經(jīng)歷了6060時，磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了時，磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了6060。當(dāng)電流交變。當(dāng)電流交變了一次（一個周期）時，磁場恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)。設(shè)電流的頻率為了一次（一個周期）時，磁場恰好在空間旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)。設(shè)電流的頻率為f f1 1，即電流每秒鐘交變即電流每秒鐘

15、交變f f1 1次或每分鐘交變次或每分鐘交變60f60f1 1次，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為次，則旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為n0=60fn0=60f1 1，轉(zhuǎn)速的單位為轉(zhuǎn)速的單位為r/minr/min（轉(zhuǎn)每分）。（轉(zhuǎn)每分）。 在旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極的情況下，由在旋轉(zhuǎn)磁場具有兩對磁極的情況下，由圖圖6.96.9可見，當(dāng)電流也從可見，當(dāng)電流也從t=0t=0到到t=60t=60經(jīng)歷了經(jīng)歷了6060時，而磁場在空間僅旋轉(zhuǎn)了時，而磁場在空間僅旋轉(zhuǎn)了3030。就是說，當(dāng)電流交。就是說，當(dāng)電流交變了一次時，磁場僅旋轉(zhuǎn)了半轉(zhuǎn)，比變了一次時，磁場僅旋轉(zhuǎn)了半轉(zhuǎn)，比p=1p=1情況下的轉(zhuǎn)速慢了一半，即情況下的轉(zhuǎn)速慢了一半，即6.6.

16、1 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)構(gòu)和工作原理和工作原理4.4.旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速13 當(dāng)三項異步電動機(jī)的定子繞組通入三相當(dāng)三項異步電動機(jī)的定子繞組通入三相電流后，即在定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心及其之間電流后，即在定子鐵心、轉(zhuǎn)子鐵心及其之間的空氣隙中產(chǎn)生一個同步轉(zhuǎn)速為的空氣隙中產(chǎn)生一個同步轉(zhuǎn)速為n n0 0的旋轉(zhuǎn)磁的旋轉(zhuǎn)磁場，在空間按順時針方向旋轉(zhuǎn)，如場，在空間按順時針方向旋轉(zhuǎn)，如圖圖6.106.10所所示。因轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，所以靜止的轉(zhuǎn)子與旋示。因轉(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動，所以靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生相對運動，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生相對運動，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電功勢，并在形成

17、閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中應(yīng)電功勢，并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右于定則判定。在產(chǎn)生感應(yīng)電流，其方向用右于定則判定。在圖圖6.106.10中，轉(zhuǎn)子上方導(dǎo)體電流流出紙面，下中，轉(zhuǎn)子上方導(dǎo)體電流流出紙面，下方導(dǎo)體電流流進(jìn)紙面。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場方導(dǎo)體電流流進(jìn)紙面。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場中受到磁場力中受到磁場力F F的作用，的作用，F(xiàn) F的方向用左手定則的方向用左手定則判定。磁場力判定。磁場力F F在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。由在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。由圖圖6.106.10可見，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的可見，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向方向致。致。6.6.1 1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相

18、異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理和工作原理圖圖6.10 6.10 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理圖理圖6.1.36.1.3 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理14 由三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理可知，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是由三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理可知，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子繞組中的電流由轉(zhuǎn)子繞組中的電流I I2 2與旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通與旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通相互作用而產(chǎn)生的。因此相互作用而產(chǎn)生的。因此，電磁轉(zhuǎn)矩的大小與，電磁轉(zhuǎn)矩的大小與I I2 2及及成正比。由于轉(zhuǎn)子電路既有電阻、也有感抗成正比。由于轉(zhuǎn)子電路既有電阻、也有感抗存在，故轉(zhuǎn)子電流存在，故轉(zhuǎn)子電流I I2 2滯后于轉(zhuǎn)

19、子感應(yīng)電動勢滯后于轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢E2E2一個相位差角一個相位差角2 2，轉(zhuǎn)子電，轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)為路的功率因數(shù)為coscos2 2。因此異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與。因此異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與、I I2 2、coscos2 2成正比。成正比。 每相定子繞組都嵌放在定子鐵心中，當(dāng)每相定子繞組的電壓每相定子繞組都嵌放在定子鐵心中，當(dāng)每相定子繞組的電壓U U1 1和頻和頻率率f f1 1一定時，旋轉(zhuǎn)磁場的每極磁通量一定時，旋轉(zhuǎn)磁場的每極磁通量基本不變。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化時基本不變。當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速變化時，由于轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流的大小和頻率都要隨之變化，于是轉(zhuǎn)子電路的感，由于轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流的大小和頻率都要隨之變化，

20、于是轉(zhuǎn)子電路的感抗及抗及coscos2 2也隨之改變。這就是說，也隨之改變。這就是說，I I2 2和和coscos2 2都因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，都因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，即轉(zhuǎn)差率即轉(zhuǎn)差率s s的變化而改變?？梢宰C明，異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的變化而改變。可以證明，異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩T T可表示為可表示為6.2 6.2 三相異步電動機(jī)的運行特性三相異步電動機(jī)的運行特性6.2.16.2.1 三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩15 在電源電壓在電源電壓U U1 1和轉(zhuǎn)子電阻為和轉(zhuǎn)子電阻為R R2 2為定值時，電磁轉(zhuǎn)矩為定值時，電磁轉(zhuǎn)矩T T與轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)差率s s的關(guān)的關(guān)系曲線系曲線T=f(s)T=

21、f(s)或轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)速n n與轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩T T的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線n=f(T)n=f(T)稱為電動機(jī)的機(jī)械特性稱為電動機(jī)的機(jī)械特性。由電磁轉(zhuǎn)矩公式可畫出三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線，如。由電磁轉(zhuǎn)矩公式可畫出三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線，如圖圖6.116.11所所示。示。6.2 6.2 三相異步電動機(jī)的運行特性三相異步電動機(jī)的運行特性6.2.26.2.2 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性圖圖6.11 6.11 三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線161. 1. 起動轉(zhuǎn)矩起動轉(zhuǎn)矩T Tstst的起動過程的起動過程 電動機(jī)剛起動電動機(jī)剛起動(n(n0 0，s s1)

22、1)時的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩，用時的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩，用T Tstst表示。從表示。從圖圖6.116.11上可以看出，當(dāng)起動轉(zhuǎn)矩上可以看出，當(dāng)起動轉(zhuǎn)矩T Tstst大于轉(zhuǎn)軸上的阻轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)起來，并在電大于轉(zhuǎn)軸上的阻轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)子就旋轉(zhuǎn)起來，并在電磁轉(zhuǎn)矩作用下逐漸加速。磁轉(zhuǎn)矩作用下逐漸加速。圖圖6.12 6.12 對應(yīng)不同電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻時三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線對應(yīng)不同電源電壓和轉(zhuǎn)子電阻時三相異步電動機(jī)的機(jī)械特性曲線6.2 6.2 三相異步電動機(jī)的運行特性三相異步電動機(jī)的運行特性172. 2. 額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩T TN N 電動機(jī)在額定負(fù)載下工作時的電磁轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩，用電動機(jī)在額定

23、負(fù)載下工作時的電磁轉(zhuǎn)矩稱為額定轉(zhuǎn)矩，用T TN N表示。電動機(jī)表示。電動機(jī)在勻速運行時，電磁轉(zhuǎn)矩在勻速運行時，電磁轉(zhuǎn)矩T T必須與阻轉(zhuǎn)矩必須與阻轉(zhuǎn)矩T T2 2相平衡。阻轉(zhuǎn)矩主要是機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡。阻轉(zhuǎn)矩主要是機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T T2 2，此外還包括空載損耗轉(zhuǎn)矩，此外還包括空載損耗轉(zhuǎn)矩T T0 0( (主要是機(jī)械摩擦和風(fēng)阻所產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)矩主要是機(jī)械摩擦和風(fēng)阻所產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)矩) )，由于，由于T0T0很小，可忽略不計。這樣，電磁轉(zhuǎn)矩很小，可忽略不計。這樣，電磁轉(zhuǎn)矩T T應(yīng)該與電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)該與電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2T2相等。即相等。即 式中，式中，P P2 2是電動機(jī)軸上輸出

24、的機(jī)械功率，單位為是電動機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率，單位為W W；T T是電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，單位是，單位是N Nm m；n n是轉(zhuǎn)速，單位是是轉(zhuǎn)速，單位是r/minr/min。功率如果用。功率如果用kWkW為單位時，則額定轉(zhuǎn)矩為為單位時，則額定轉(zhuǎn)矩為 根據(jù)電動機(jī)銘牌上的額定功率和額定轉(zhuǎn)速，即可應(yīng)用上式求得電動機(jī)的額根據(jù)電動機(jī)銘牌上的額定功率和額定轉(zhuǎn)速，即可應(yīng)用上式求得電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩定轉(zhuǎn)矩T TN N。6.2 6.2 三相異步電動機(jī)的運行特性三相異步電動機(jī)的運行特性183. 3. 最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩T Tmaxmax 從機(jī)械特性曲線上看，轉(zhuǎn)矩有一個最大值，稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩，用從

25、機(jī)械特性曲線上看，轉(zhuǎn)矩有一個最大值，稱為最大轉(zhuǎn)矩或臨界轉(zhuǎn)矩，用T Tmaxmax表示。最大轉(zhuǎn)矩為表示。最大轉(zhuǎn)矩為 顯然，電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)該小于最大轉(zhuǎn)矩，而且不能太接近最大轉(zhuǎn)矩，顯然，電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩應(yīng)該小于最大轉(zhuǎn)矩，而且不能太接近最大轉(zhuǎn)矩，否則電動機(jī)稍微一過載就立即悶車。三相異步電動機(jī)的短時允許過載能力用電否則電動機(jī)稍微一過載就立即悶車。三相異步電動機(jī)的短時允許過載能力用電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩T Tmaxmax與額定轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩TNTN之比來表示，稱為過載系數(shù)之比來表示，稱為過載系數(shù)，即，即 一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)一般三相異步電動機(jī)的過載系數(shù)=1.8=1.82.22.2。6.

26、2 6.2 三相異步電動機(jī)的運行特性三相異步電動機(jī)的運行特性19 每一臺異步電動機(jī)的機(jī)座上都安裝一塊銘牌，上面標(biāo)有這臺電動機(jī)的主要每一臺異步電動機(jī)的機(jī)座上都安裝一塊銘牌，上面標(biāo)有這臺電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。為了正確選擇、使用和維護(hù)電動機(jī)，必須熟悉這些銘牌數(shù)據(jù)的含義技術(shù)數(shù)據(jù)。為了正確選擇、使用和維護(hù)電動機(jī)，必須熟悉這些銘牌數(shù)據(jù)的含義?，F(xiàn)以。現(xiàn)以Y132M-4Y132M-4型電動機(jī)的銘牌為例，如型電動機(jī)的銘牌為例，如圖圖6.136.13所示，逐項說明各個數(shù)據(jù)的意義所示，逐項說明各個數(shù)據(jù)的意義。6.3 6.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)圖圖6.13 6.13 Y132MY132M

27、- -4 4型電動機(jī)的名牌型電動機(jī)的名牌20 電動機(jī)的型號是表示電動機(jī)的類型、用途和技術(shù)特征的代號，用大寫漢語電動機(jī)的型號是表示電動機(jī)的類型、用途和技術(shù)特征的代號，用大寫漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成并各有一定的含義，如拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成并各有一定的含義，如圖圖6.146.14所示。所示。6.3 6.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)圖圖6.14 6.14 Y123MY123M- -4 4型號的含義型號的含義1. 1. 型號型號21 功率是電動機(jī)在額定運行情況下，其軸上輸出的機(jī)械功率，即額定功率，功率是電動機(jī)在額定運行情況下，其軸上輸出的機(jī)械功率，即額定功率，單位是單位是

28、kWkW，通常用，通常用P P2N2N（或（或P PN N）表示。輸出功率）表示。輸出功率P2NP2N不等于電動機(jī)從電源輸入的電不等于電動機(jī)從電源輸入的電功率功率P P1N1N，其差值，其差值P P1N1N-P-P2N2N就是電動機(jī)的各種損耗，如銅損、鐵損及機(jī)械損耗等。就是電動機(jī)的各種損耗，如銅損、鐵損及機(jī)械損耗等。其比值其比值P P2N2N/P/P1N1N為電動機(jī)的效率，一般籠形異步電動機(jī)在額定運行時的效率約為為電動機(jī)的效率，一般籠形異步電動機(jī)在額定運行時的效率約為72%93%72%93%。6.3 6.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)2. 2. 功率功率 頻率是指加到定子

29、繞組上的電源頻率，我國工業(yè)用電的標(biāo)準(zhǔn)頻率為頻率是指加到定子繞組上的電源頻率，我國工業(yè)用電的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz50Hz。3. 3. 頻率頻率 電壓是指電動機(jī)在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值，又稱額定電壓電壓是指電動機(jī)在額定運行時定子繞組上應(yīng)加的線電壓值，又稱額定電壓U UN N, ,單位是單位是V V。有時銘牌上標(biāo)有分子和分母兩個電壓值，例如，。有時銘牌上標(biāo)有分子和分母兩個電壓值，例如，220/380V220/380V，這表，這表示當(dāng)電源的線電壓為示當(dāng)電源的線電壓為220V220V時，電動機(jī)定子繞組接成三角形。如電源線電壓為時，電動機(jī)定子繞組接成三角形。如電源線電壓為380V380V，則接成

30、星形。，則接成星形。4. 4. 頻率頻率22 電流是指電動機(jī)在額定運行時定子繞組的電流值，又稱額定電流電流是指電動機(jī)在額定運行時定子繞組的電流值，又稱額定電流ININ。單位。單位是是A A。有時銘牌上有分子和分母兩個電流值，即相應(yīng)于定子繞組采用三角形或星。有時銘牌上有分子和分母兩個電流值，即相應(yīng)于定子繞組采用三角形或星形連接時的線電流。形連接時的線電流。6.3 6.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)5. 5. 電流電流 接法是指電動機(jī)定子三相繞組在額定運行時所應(yīng)采取的連接方式。有接法是指電動機(jī)定子三相繞組在額定運行時所應(yīng)采取的連接方式。有Y Y連連接和連接。通常接和連接。通常

31、Y Y系列三相異步電動機(jī)功率在系列三相異步電動機(jī)功率在4kW4kW以上的均采用形接法，以以上的均采用形接法，以便采用便采用Y-Y-變換起動。變換起動。6. 6. 接法接法 轉(zhuǎn)速是指在電源為額定電壓、額定頻率和電動機(jī)軸上輸出額定功率時，電轉(zhuǎn)速是指在電源為額定電壓、額定頻率和電動機(jī)軸上輸出額定功率時，電動機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)速，即額定轉(zhuǎn)速動機(jī)每分鐘的轉(zhuǎn)速，即額定轉(zhuǎn)速nNnN。額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系是。額定轉(zhuǎn)速與同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系是n nN N=(1=(1s sN N)n)n1 1, , 由于由于sNsN很小，故很小，故n nN N與與n n1 1相差很小，從它就可判斷出電動機(jī)的磁極對數(shù)，相差很小，從它就可判

32、斷出電動機(jī)的磁極對數(shù)，例如，例如，n nN N=1440r/min=1440r/min，其磁極對數(shù)，其磁極對數(shù)p=2p=2。7. 7. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速23 絕緣等級是指電動機(jī)繞組所用的絕緣材料按使用時的最高允許溫度而劃分絕緣等級是指電動機(jī)繞組所用的絕緣材料按使用時的最高允許溫度而劃分的不同等級。常用絕緣材料的等級及其最高允許溫度如的不同等級。常用絕緣材料的等級及其最高允許溫度如表表6.26.2所示。所示。 上述最高允許溫度是環(huán)境溫度（上述最高允許溫度是環(huán)境溫度（4040）和允許溫升之和。）和允許溫升之和。6.3 6.3 三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)三相異步電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)8.8.絕緣等級絕緣等級 工作方

33、式又稱定額，是對電動機(jī)在銘牌規(guī)定的技術(shù)條件下運行持續(xù)時間的工作方式又稱定額，是對電動機(jī)在銘牌規(guī)定的技術(shù)條件下運行持續(xù)時間的限制，以保證電動機(jī)的溫度不超過允許值。電動機(jī)的工作方式可分為以下限制，以保證電動機(jī)的溫度不超過允許值。電動機(jī)的工作方式可分為以下3 3種：種：連續(xù)工作方式、短時工作方式和斷續(xù)周期工作方式。連續(xù)工作方式、短時工作方式和斷續(xù)周期工作方式。9.9.工作方式工作方式24 電動機(jī)的起動就是將電動機(jī)的定子繞組與電源接通后，轉(zhuǎn)子由靜止電動機(jī)的起動就是將電動機(jī)的定子繞組與電源接通后，轉(zhuǎn)子由靜止到以額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行的過程。到以額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運行的過程。 三相異步電動機(jī)在使用時，可能經(jīng)常起動和停

34、車，因此起動性能的三相異步電動機(jī)在使用時，可能經(jīng)常起動和停車，因此起動性能的好壞直接影響生產(chǎn)過程和相鄰負(fù)載，異步電動機(jī)的起動性能包括起動電好壞直接影響生產(chǎn)過程和相鄰負(fù)載，異步電動機(jī)的起動性能包括起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、起動時間及起動的可靠性等，其中最主要的是起動電流流、起動轉(zhuǎn)矩、起動時間及起動的可靠性等，其中最主要的是起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。和起動轉(zhuǎn)矩。 6.4 6.4 三相異步電動機(jī)的使用三相異步電動機(jī)的使用6.4.16.4.1 三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動 當(dāng)使用三相異步電動機(jī)時，必須了解它的起動性能、調(diào)速方法及制當(dāng)使用三相異步電動機(jī)時，必須了解它的起動性能、調(diào)速方法及制動原理等，下面

35、將介紹這幾方面的內(nèi)容。動原理等，下面將介紹這幾方面的內(nèi)容。1.1.起動電流和起動轉(zhuǎn)矩起動電流和起動轉(zhuǎn)矩25 （1 1）直接起動）直接起動 直接起動就是在起動時將電動機(jī)直接接到電源上，使電動機(jī)在額定直接起動就是在起動時將電動機(jī)直接接到電源上，使電動機(jī)在額定電壓下起動。電壓下起動。 （2 2）降壓起動）降壓起動 對于大容量的三相異步電動機(jī)，由于起動電流大，造成電網(wǎng)電壓的對于大容量的三相異步電動機(jī)，由于起動電流大，造成電網(wǎng)電壓的波動很大，故不允許直接起動，就要在起動時降低加在定子繞組上的電波動很大，故不允許直接起動，就要在起動時降低加在定子繞組上的電源電壓，以使起動電流降低，這就是降壓起動。源電壓，

36、以使起動電流降低，這就是降壓起動。 1 1）Y-Y-換接的降壓起動。換接的降壓起動。Y-Y-換接的降壓起動適用于額定運行時換接的降壓起動適用于額定運行時定子繞組為形連接的異步電動機(jī)，其電路原理為定子繞組為形連接的異步電動機(jī)，其電路原理為圖圖6.156.15。 2 2）自耦變壓器降壓起動。自耦變壓器降壓起動是利用三相自耦變）自耦變壓器降壓起動。自耦變壓器降壓起動是利用三相自耦變壓器來降低加到電動機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動電流，原理如壓器來降低加到電動機(jī)定子繞組的電壓，以減小起動電流，原理如圖圖6.166.16所示。所示。 6.4 6.4 三相異步電動機(jī)的使用三相異步電動機(jī)的使用2.2.起動方法

37、起動方法266.4 6.4 三相異步電動機(jī)的使用三相異步電動機(jī)的使用圖圖6.15 6.15 Y Y- -降壓起動電路原理圖降壓起動電路原理圖圖圖6.16 6.16 自耦變壓器降壓起動電路自耦變壓器降壓起動電路27 機(jī)械制動主要是利用電磁力、彈簧力、液壓力等產(chǎn)生的摩擦阻力，機(jī)械制動主要是利用電磁力、彈簧力、液壓力等產(chǎn)生的摩擦阻力，使電動機(jī)迅速準(zhǔn)確停車。主要用于某些位能負(fù)載，如電梯、提升機(jī)、起使電動機(jī)迅速準(zhǔn)確停車。主要用于某些位能負(fù)載，如電梯、提升機(jī)、起重機(jī)等，防止它們停止時產(chǎn)生滑動。重機(jī)等，防止它們停止時產(chǎn)生滑動。6.4 6.4 三相異步電動機(jī)的使用三相異步電動機(jī)的使用6.4.26.4.2 三相

38、異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動 當(dāng)電動機(jī)電源切斷后，由于慣性電動機(jī)運轉(zhuǎn)總要經(jīng)過一段時間才能當(dāng)電動機(jī)電源切斷后，由于慣性電動機(jī)運轉(zhuǎn)總要經(jīng)過一段時間才能停止下來，在實際生產(chǎn)過程中，為了使電動機(jī)能準(zhǔn)確、迅速地停車，以停止下來，在實際生產(chǎn)過程中，為了使電動機(jī)能準(zhǔn)確、迅速地停車，以節(jié)省時間。保證生產(chǎn)的安全及工作的準(zhǔn)確性，對電動機(jī)采取各種措施，節(jié)省時間。保證生產(chǎn)的安全及工作的準(zhǔn)確性，對電動機(jī)采取各種措施，這些措施稱為制動，俗稱這些措施稱為制動，俗稱“剎車剎車”。制動的方法主要有機(jī)械制動和電氣。制動的方法主要有機(jī)械制動和電氣制動兩種。制動兩種。1.1.機(jī)械制動機(jī)械制動28 電氣制動包括能耗制動、反接制

39、動等。電氣制動包括能耗制動、反接制動等。 能耗制動是在電動機(jī)切斷電源后，在定子繞組中通入一直流電流，產(chǎn)生能耗制動是在電動機(jī)切斷電源后，在定子繞組中通入一直流電流，產(chǎn)生一制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。其原理電路如一制動轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉。其原理電路如圖圖6.186.18所示。所示。當(dāng)電動機(jī)停機(jī)時，開關(guān)當(dāng)電動機(jī)停機(jī)時，開關(guān)S S從運行位置快速拉向制動位置，使電動機(jī)脫離電源，從運行位置快速拉向制動位置，使電動機(jī)脫離電源，同時使其中兩相定子繞組中通入直流電流。此電流會在空間產(chǎn)生一靜止固定同時使其中兩相定子繞組中通入直流電流。此電流會在空間產(chǎn)生一靜止固定的磁場，而定子由于慣性仍

40、按原方向旋轉(zhuǎn)，它和靜止的磁場發(fā)生相對運動，的磁場，而定子由于慣性仍按原方向旋轉(zhuǎn)，它和靜止的磁場發(fā)生相對運動，產(chǎn)生電磁力，其方向用左手定則可判定出與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向相反，從而使電產(chǎn)生電磁力，其方向用左手定則可判定出與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的方向相反，從而使電動機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)功，此制動方法準(zhǔn)確可靠，能量損耗小，缺點是需要直流電動機(jī)迅速停止轉(zhuǎn)功，此制動方法準(zhǔn)確可靠，能量損耗小，缺點是需要直流電源。源。6.4 6.4 三相異步電動機(jī)的使用三相異步電動機(jī)的使用2.2.電氣制動電氣制動圖圖6.18 6.18 三相異步電動機(jī)的能耗制動三相異步電動機(jī)的能耗制動296.5 6.5 單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)6.5.16.5.1

41、 單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu) 單相異步電動機(jī)由單相電源供電，它廣泛應(yīng)用于家用電器和醫(yī)療器單相異步電動機(jī)由單相電源供電，它廣泛應(yīng)用于家用電器和醫(yī)療器械上，如電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)設(shè)備和醫(yī)療機(jī)械中都使用單相械上，如電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)設(shè)備和醫(yī)療機(jī)械中都使用單相異步電動機(jī)作為原動機(jī)。異步電動機(jī)作為原動機(jī)。 從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動機(jī)與三相籠形異步電動機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子從結(jié)構(gòu)上看，單相異步電動機(jī)與三相籠形異步電動機(jī)相似，其轉(zhuǎn)子也為籠形，所不同的是單相異步電動機(jī)的定子繞組有兩個，一個為工作也為籠形，所不同的是單相異步電動機(jī)的定子繞組有兩個，一個為工作繞組，它在全部運行中均接入電網(wǎng)

42、；另一個為起動繞組，它僅在起動瞬繞組，它在全部運行中均接入電網(wǎng)；另一個為起動繞組，它僅在起動瞬間接入，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到間接入，當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到70%70%85%85%的同步轉(zhuǎn)速時，由離心開關(guān)將其從的同步轉(zhuǎn)速時，由離心開關(guān)將其從電源自動切除（電容或電阻分相電動機(jī)）。下面分別介紹單相異步電動電源自動切除（電容或電阻分相電動機(jī)）。下面分別介紹單相異步電動機(jī)的基本工作原理和主要類型。機(jī)的基本工作原理和主要類型。圖圖6.196.19為一單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。為一單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖圖6.19 6.19 單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖單相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)圖306.5 6.5 單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)6

43、.5.26.5.2 單相異步電動機(jī)的原理單相異步電動機(jī)的原理 由于單相異步電動機(jī)定子繞組流入大小和方向隨時間變化的交流電由于單相異步電動機(jī)定子繞組流入大小和方向隨時間變化的交流電流，因此它產(chǎn)生一個大小和方向隨時間脈動的磁場（即脈動磁場），根流，因此它產(chǎn)生一個大小和方向隨時間脈動的磁場（即脈動磁場），根據(jù)磁場理論可知，一個脈動磁場可分解為大小相等（均為原脈動磁場幅據(jù)磁場理論可知，一個脈動磁場可分解為大小相等（均為原脈動磁場幅值的一半）、轉(zhuǎn)速相同（均為值的一半）、轉(zhuǎn)速相同（均為n n1 1=60f/p=60f/p），而轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁場），而轉(zhuǎn)向相反的兩個旋轉(zhuǎn)磁場，對每個旋轉(zhuǎn)磁場而言，它對轉(zhuǎn)子

44、的作用如同三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁，對每個旋轉(zhuǎn)磁場而言，它對轉(zhuǎn)子的作用如同三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的作用。場對轉(zhuǎn)子的作用。6.5.36.5.3 單相異步電動機(jī)的起動單相異步電動機(jī)的起動 根據(jù)獲得旋轉(zhuǎn)磁場方式的不同，單相異步電動機(jī)常用的起動方法有根據(jù)獲得旋轉(zhuǎn)磁場方式的不同，單相異步電動機(jī)常用的起動方法有：分相起動和罩極起動兩種。：分相起動和罩極起動兩種。1.1.分相起動分相起動 圖圖6.206.20所示為單相電容分相電動機(jī)，定子有兩套繞組，一套為工作所示為單相電容分相電動機(jī)，定子有兩套繞組，一套為工作繞組繞組1 1；另一套為起動繞組；另一套為起動繞組2 2，它與工作繞組在空間互差，它與工作繞

45、組在空間互差9090電角度。電角度。316.5 6.5 單相異步電動機(jī)單相異步電動機(jī)2.2.罩極起動罩極起動 單相罩極電動機(jī)的結(jié)構(gòu)如單相罩極電動機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖圖6.216.21所示。它一般采用凸極定子，工作所示。它一般采用凸極定子，工作繞組為集中繞組，套在定子上，在極靴表面繞組為集中繞組，套在定子上，在極靴表面1/31/31/41/4處開有一個小槽，處開有一個小槽，將磁極分成大小不等的兩部分，在小的磁極部分嵌入短路銅環(huán)，稱為罩將磁極分成大小不等的兩部分，在小的磁極部分嵌入短路銅環(huán)，稱為罩極，轉(zhuǎn)子仍為籠形。極，轉(zhuǎn)子仍為籠形。圖圖6.20 6.20 單相電容分相電動機(jī)單相電容分相電動機(jī)326.6 6

46、.6 低壓電器低壓電器6.6.16.6.1 手動電器手動電器1.1.閘刀開關(guān)閘刀開關(guān) 閘刀開關(guān)是一種手動控制電器。閘刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，主要由刀片閘刀開關(guān)是一種手動控制電器。閘刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)簡單，主要由刀片（動觸點）和刀座（靜觸點）組成。如（動觸點）和刀座（靜觸點）組成。如圖圖6.226.22所示為膠木蓋瓷座閘刀開所示為膠木蓋瓷座閘刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)和符號。關(guān)的結(jié)構(gòu)和符號。圖圖6.22 6.22 閘刀開關(guān)閘刀開關(guān)336.6 6.6 低壓電器低壓電器2.2.按鈕按鈕 按鈕是一種簡單的手動開關(guān)，用來接通或斷開控制電路。按鈕是一種簡單的手動開關(guān)，用來接通或斷開控制電路。圖圖6.23(a)6.23(a)是按鈕的

47、外形圖、結(jié)構(gòu)圖和電路符號。是按鈕的外形圖、結(jié)構(gòu)圖和電路符號。 圖圖6.23(b)6.23(b)是按鈕的結(jié)構(gòu)圖，它有兩對靜觸頭和一對動觸頭，動觸是按鈕的結(jié)構(gòu)圖，它有兩對靜觸頭和一對動觸頭，動觸頭的兩個觸點之間是導(dǎo)通的。頭的兩個觸點之間是導(dǎo)通的。圖圖6.23 6.23 按鈕按鈕346.6 6.6 低壓電器低壓電器3.3.轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān) 轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，實轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱組合開關(guān)，實際上也是一種刀開關(guān)，不過它的際上也是一種刀開關(guān)，不過它的刀片是轉(zhuǎn)動式的，其結(jié)構(gòu)如刀片是轉(zhuǎn)動式的，其結(jié)構(gòu)如圖圖6.24(a)6.24(a)所示。多極的轉(zhuǎn)換開關(guān)是所示。多極的轉(zhuǎn)換開關(guān)是由數(shù)層動觸片和靜觸片組裝而成由數(shù)層動

48、觸片和靜觸片組裝而成，動觸片安裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸，動觸片安裝在操作手柄的轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動時，可以同時使上，當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動時，可以同時使一些觸片合攏，另一些觸片斷開一些觸片合攏，另一些觸片斷開，故轉(zhuǎn)換開關(guān)可以同時切換多條，故轉(zhuǎn)換開關(guān)可以同時切換多條電路。轉(zhuǎn)換開關(guān)還可以作為電路。轉(zhuǎn)換開關(guān)還可以作為5 55kW5kW以下籠形電動機(jī)的直接起動開以下籠形電動機(jī)的直接起動開關(guān)，其接線圖為關(guān)，其接線圖為圖圖6.24(b)6.24(b)。圖圖6.24(c)6.24(c)為其在電路圖中的圖形符為其在電路圖中的圖形符號和文字符號。號和文字符號。圖圖6.24 6.24 組合開關(guān)結(jié)構(gòu)圖及電路符號組合開關(guān)結(jié)構(gòu)圖及電路符號

49、356.6 6.6 低壓電器低壓電器6.6.26.6.2 自動電器自動電器1.1.行程開關(guān)行程開關(guān) 行程開關(guān)是根據(jù)生產(chǎn)行程開關(guān)是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的行程信號進(jìn)行動作機(jī)械的行程信號進(jìn)行動作的電器。它的種類很多，的電器。它的種類很多，常用的有單滾輪式、雙滾常用的有單滾輪式、雙滾輪式和推桿式等，其外形輪式和推桿式等，其外形如如圖圖6.25(a)6.25(a)所示，其結(jié)構(gòu)所示，其結(jié)構(gòu)基本相同，只是傳動裝置基本相同，只是傳動裝置不同而已。不同而已。圖圖6.25(b)6.25(b)是推是推桿式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，桿式行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，它有一對常開觸頭和一對它有一對常開觸頭和一對常閉觸頭，它是靠被控對常閉觸頭，它是

50、靠被控對象的運動部件碰壓而動作象的運動部件碰壓而動作。圖圖6.25(c)6.25(c)是行程開關(guān)的是行程開關(guān)的符號。符號。圖圖6.25 6.25 行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)及符號行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)及符號366.6 6.6 低壓電器低壓電器2.2.自動空氣開關(guān)斷路器自動空氣開關(guān)斷路器 自動空氣開關(guān)斷路器又稱自動自動空氣開關(guān)斷路器又稱自動空氣開關(guān)，或稱為自動開關(guān)，它是空氣開關(guān)，或稱為自動開關(guān)，它是低壓電路中廣泛應(yīng)用的一種控制保低壓電路中廣泛應(yīng)用的一種控制保護(hù)電器。它具有一種或多種保護(hù)功護(hù)電器。它具有一種或多種保護(hù)功能，如短路、過載和欠電壓保護(hù)。能，如短路、過載和欠電壓保護(hù)。它可用作低壓配電的電源開關(guān)，或它可用作低

51、壓配電的電源開關(guān)，或用作電動機(jī)不頻繁起動時的操作開用作電動機(jī)不頻繁起動時的操作開關(guān)，或用于照明電路中。其特點是關(guān)，或用于照明電路中。其特點是：保護(hù)功能強(qiáng)，動作后不需要換元：保護(hù)功能強(qiáng)，動作后不需要換元件，運行安全可靠，操作方便，斷件，運行安全可靠，操作方便，斷流能力強(qiáng)。流能力強(qiáng)。 自動空氣開關(guān)可分為自動空氣開關(guān)可分為DZDZ和和DWDW兩兩大系列，大系列，圖圖6.26(a)6.26(a)是是DZ4DZ4型開關(guān)外型開關(guān)外形圖，形圖，圖圖6.26(b)6.26(b)是具有過載及短路是具有過載及短路保護(hù)的自動開關(guān)工作原理圖，保護(hù)的自動開關(guān)工作原理圖，圖圖6.26(c)6.26(c)所示為電路圖形符號

52、。所示為電路圖形符號。圖圖6.26 6.26 斷路器的結(jié)構(gòu)原理圖和電路符號斷路器的結(jié)構(gòu)原理圖和電路符號376.6 6.6 低壓電器低壓電器3.3.熔斷器熔斷器 熔斷器俗稱保險絲，是電路中最常用的保熔斷器俗稱保險絲，是電路中最常用的保護(hù)電器，主要用于電路和電器設(shè)備的短路保護(hù)護(hù)電器，主要用于電路和電器設(shè)備的短路保護(hù)，它串接在被保護(hù)的電路中，用，它串接在被保護(hù)的電路中，用FUFU表示。實際表示。實際應(yīng)用時，常把熔斷器與閘刀開關(guān)組合在一起，應(yīng)用時，常把熔斷器與閘刀開關(guān)組合在一起，作為一個元件，即可接通或斷開電源，又可起作為一個元件，即可接通或斷開電源，又可起短路保護(hù)作用。短路保護(hù)作用。 熔斷器是根據(jù)電

53、流的熱效應(yīng)工作的，主要熔斷器是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的，主要由熔體和熔管組成。熔體一般由熔點比較低的由熔體和熔管組成。熔體一般由熔點比較低的合金制成，如鉛錫合金絲、青鉛合金絲等。當(dāng)合金制成，如鉛錫合金絲、青鉛合金絲等。當(dāng)電路正常工作時，即負(fù)載為額定電流，此時熔電路正常工作時，即負(fù)載為額定電流，此時熔體的溫度較低，若電路發(fā)生過載或短路故障，體的溫度較低，若電路發(fā)生過載或短路故障，熔斷器的熔體電流達(dá)到額定值，熔體電阻的功熔斷器的熔體電流達(dá)到額定值，熔體電阻的功率損耗使其溫度上升，很快達(dá)到熔斷溫度而自率損耗使其溫度上升，很快達(dá)到熔斷溫度而自行熔斷。行熔斷。 熔斷器的形式有管式（熔斷器的形式有管式（RL

54、IRLI）、插式（）、插式（RCIARCIA）和螺旋式（）和螺旋式（RMIORMIO）等。如）等。如圖圖6.276.27所示。所示。 圖圖6.27 6.27 熔斷器的結(jié)構(gòu)及符號熔斷器的結(jié)構(gòu)及符號386.6 6.6 低壓電器低壓電器4.4.交流接觸器交流接觸器 交流接觸器常用來接通和斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路，每小時可開閉千余交流接觸器常用來接通和斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路，每小時可開閉千余次。次。 接觸器主要由電磁鐵和觸點兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動作的。接觸器主要由電磁鐵和觸點兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動作的。圖圖6.28(a)6.28(a)是交流接觸器的主要結(jié)構(gòu)圖。

55、當(dāng)吸引線圈通電后，吸引是交流接觸器的主要結(jié)構(gòu)圖。當(dāng)吸引線圈通電后，吸引“出出”字形動鐵字形動鐵心（上鐵心），而使動合觸點閉合。心（上鐵心），而使動合觸點閉合。圖圖6.28 6.28 交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理及電路符號交流接觸器的結(jié)構(gòu)原理及電路符號396.6 6.6 低壓電器低壓電器5.5.繼電器繼電器 繼電器是繼電器是種根據(jù)特定輸入信號（如電壓、電流、時間、速度等）而動作種根據(jù)特定輸入信號（如電壓、電流、時間、速度等）而動作的自動控制電器，其種類很多，有中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器等類型的自動控制電器，其種類很多，有中間繼電器、熱繼電器、時間繼電器等類型。 （1 1）中間繼電器）中間繼電器 中

56、間繼電器通常用來傳遞信號和同時控制多個電路，也可用來直接控制小中間繼電器通常用來傳遞信號和同時控制多個電路，也可用來直接控制小容量電動機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。容量電動機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。 （2 2）熱繼電器）熱繼電器 電動機(jī)在運行時，若軸上負(fù)載超過額定負(fù)載時，則電動機(jī)的定子繞組的電電動機(jī)在運行時，若軸上負(fù)載超過額定負(fù)載時，則電動機(jī)的定子繞組的電流就會超過其額定電流，電機(jī)會發(fā)熱；另外，當(dāng)電動機(jī)的定子繞組某一相斷開流就會超過其額定電流，電機(jī)會發(fā)熱；另外，當(dāng)電動機(jī)的定子繞組某一相斷開，處于單相運行時，電動機(jī)的電流會超過額定電流。，處于單相運行時，電動機(jī)的電流會超過額定電流。 （3 3）時間繼電器）時

57、間繼電器 時間繼電器的種類很多，有空氣式、電磁式、電子式等。時間繼電器的種類很多，有空氣式、電磁式、電子式等。406.7 6.7 常用電動機(jī)的控制電路常用電動機(jī)的控制電路6.7.16.7.1 電動機(jī)直接起?？刂齐妱訖C(jī)直接起?？刂?.1.控制原理控制原理 由于生產(chǎn)工藝的不同，驅(qū)動機(jī)械的電動機(jī)的動作也是多種多樣的，如由于生產(chǎn)工藝的不同，驅(qū)動機(jī)械的電動機(jī)的動作也是多種多樣的，如電動機(jī)的起動與停止、電動機(jī)的點動、正反轉(zhuǎn)、順序動作等。通過開關(guān)、電動機(jī)的起動與停止、電動機(jī)的點動、正反轉(zhuǎn)、順序動作等。通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點的接通或斷開來實現(xiàn)的各種控制電路稱按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點的接

58、通或斷開來實現(xiàn)的各種控制電路稱為繼電接觸器控制系統(tǒng)。任何復(fù)雜的控制電路都是由一些典型的控制環(huán)節(jié)為繼電接觸器控制系統(tǒng)。任何復(fù)雜的控制電路都是由一些典型的控制環(huán)節(jié)組成。典型的控制環(huán)節(jié)有直接起?？刂啤Ⅻc動控制、正反轉(zhuǎn)控制、異地控組成。典型的控制環(huán)節(jié)有直接起停控制、點動控制、正反轉(zhuǎn)控制、異地控制等。下面分別介紹這幾個典型的控制電路。制等。下面分別介紹這幾個典型的控制電路。 實際工作中更多的情況要求電動機(jī)連續(xù)長時間運轉(zhuǎn)，如實際工作中更多的情況要求電動機(jī)連續(xù)長時間運轉(zhuǎn)，如圖圖6.326.32所示的所示的電路就是為滿足這一要求而設(shè)計的電動機(jī)的連續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路，其工作過電路就是為滿足這一要求而設(shè)計的電動機(jī)的連

59、續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路，其工作過程如下。程如下。 (1)(1)起動過程起動過程 (2)(2)停止過程停止過程 416.7 6.7 常用電動機(jī)的控制電路常用電動機(jī)的控制電路圖圖6.32 6.32 電動機(jī)直接起動控制線路的結(jié)構(gòu)圖和原理圖電動機(jī)直接起動控制線路的結(jié)構(gòu)圖和原理圖426.7 6.7 常用電動機(jī)的控制電路常用電動機(jī)的控制電路2. 2. 保護(hù)措施保護(hù)措施 圖圖6.326.32所示控制電路還可實現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和失壓保護(hù)。所示控制電路還可實現(xiàn)短路保護(hù)、過載保護(hù)和失壓保護(hù)。 （1 1）短路保護(hù)）短路保護(hù) 實現(xiàn)短路保護(hù)的是串接在主電路中的熔斷器實現(xiàn)短路保護(hù)的是串接在主電路中的熔斷器FUFU。一旦電路發(fā)

60、生短路故。一旦電路發(fā)生短路故障，熔體立即熔斷，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)。障，熔體立即熔斷，電動機(jī)立即停轉(zhuǎn)。 （2 2）過載保護(hù)）過載保護(hù) 實現(xiàn)過載保護(hù)的是熱繼電器實現(xiàn)過載保護(hù)的是熱繼電器FRFR。當(dāng)過載時，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱。當(dāng)過載時，熱繼電器的發(fā)熱元件發(fā)熱，將其常閉觸點斷開，使接觸器，將其常閉觸點斷開，使接觸器KMKM線圈斷電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的線圈斷電，串聯(lián)在電動機(jī)回路中的KMKM的的主觸點斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。同時主觸點斷開，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。同時KMKM輔助觸點也斷開，解除自鎖。故障排除輔助觸點也斷開，解除自鎖。故障排除后若要重新起動，需按下后若要重新起動，需按下FRFR的復(fù)位按鈕，使的復(fù)位按鈕，使