電動機及基本控制電路

1、知識目標知識目標 了解三相異步電動機機的結構和了解三相異步電動機機的結構和工作原理。工作原理。 了解三相異步電動機的機械特性了解三相異步電動機的機械特性和參數。和參數。 能識讀三相籠型異步電動機的基能識讀三相籠型異步電動機的基本控制電路，了解其分析方法。本控制電路，了解其分析方法。技能目標技能目標 學會點動與連續(xù)運行控制線路的學會點動與連續(xù)運行控制線路的配線及安裝。配線及安裝。 學會接觸器互鎖正反轉控制電路學會接觸器互鎖正反轉控制電路配電板的配線及安裝。配電板的配線及安裝。6.1 6.1 交流異步電動機交流異步電動機6.2 6.2 三相異步電動機的基本控制電路三相異步電動機的基本控制電路6.3

2、 6.3 實訓項目實訓項目電動機按取用電能的種類，可分為直電動機按取用電能的種類，可分為直流電動機和交流電動機兩大類。流電動機和交流電動機兩大類。交流電動機可分為同步電動機和異步交流電動機可分為同步電動機和異步電動機兩種，其中異步電動機按所使用交電動機兩種，其中異步電動機按所使用交流電源的相數不同又分為三相交流異步電流電源的相數不同又分為三相交流異步電動機（見圖動機（見圖6.2）和單相交流異步電動機。）和單相交流異步電動機。 6.1.1 三相異步電動機的基本三相異步電動機的基本結構結構1三相異步電動機的結構三相異步電動機的結構圖圖6.3 三相異步電動機的結構三相異步電動機的結構（1）定子。）定

3、子。三相異步電動機的定子由定子鐵芯、三相異步電動機的定子由定子鐵芯、定子繞組、機座等組成。定子繞組、機座等組成。如圖如圖6.4所示。所示。 定子鐵芯。定子鐵芯。 定子繞組。定子繞組。 機座。機座。 圖圖6.4 定子定子 圖圖6.5 定子鐵芯定子鐵芯（2）轉子（轉動部分）。）轉子（轉動部分）。 轉子鐵芯。轉子鐵芯。 轉子繞組。轉子繞組。 圖圖6.8 轉子繞組轉子繞組a籠型轉子?；\型轉子。 b繞線型轉子繞線型轉子 圖圖6.9 籠型繞組籠型繞組 圖圖6.10 繞線型轉子接線示意圖繞線型轉子接線示意圖2三相異步電動機的銘牌三相異步電動機的銘牌（1）型號。）型號。 圖圖6.12 三相異步電動機銘牌三相異

4、步電動機銘牌（2）主要參數。）主要參數。 額定功率額定功率PN。 額定電壓額定電壓UN。 絕緣等級。絕緣等級。 額定電流額定電流IN。 額定轉速額定轉速nN。 額定頻率額定頻率f。 功率因數功率因數cos 。 6.1.2 三相異步電動機的工作三相異步電動機的工作原理原理1三相交流電的旋轉磁場三相交流電的旋轉磁場（1）旋轉磁場的產生。）旋轉磁場的產生。 圖圖6.13 三相定子繞組三相定子繞組 圖圖6.14 三相對稱電流波形圖三相對稱電流波形圖（2）旋轉磁場的旋轉方向。）旋轉磁場的旋轉方向。 （3）旋轉磁場的轉速。）旋轉磁場的轉速。 2三相異步電動機的轉動原理三相異步電動機的轉動原理圖圖6.16

5、三相異步電動機運轉原理三相異步電動機運轉原理6.1.3 三相異步電動機的機械三相異步電動機的機械特性特性三相異步電動機的主要特性是它的機三相異步電動機的主要特性是它的機械特性。械特性。機械特性是表示電動機轉速機械特性是表示電動機轉速n與電磁與電磁轉矩轉矩T之間的關系，圖之間的關系，圖6.17所示為三相異步所示為三相異步電動機的機械特性圖。電動機的機械特性圖。圖圖6.17 異步電動機機械特性圖異步電動機機械特性圖在機械特性圖上有在機械特性圖上有3個轉矩，是應用個轉矩，是應用和選擇電動機時應注意的。和選擇電動機時應注意的。 （1）額定轉矩）額定轉矩TN。 （2）最大轉矩）最大轉矩Tm。（3）起動轉

6、矩）起動轉矩Tst。 6.1.4 單相異步電動機（選學）單相異步電動機（選學）1單相異步電動機的基本結構和單相異步電動機的基本結構和工作原理工作原理2電容分相式單相異步電動機電容分相式單相異步電動機圖圖6.18 電容分相式電動機電容分相式電動機6.2.1 電動機的直接起動控制電動機的直接起動控制1直接起動的條件直接起動的條件直接起動的優(yōu)點是：所用電氣設備少、直接起動的優(yōu)點是：所用電氣設備少、線路簡單、維修量較小。線路簡單、維修量較小。缺點是：會使電源電壓降低而影響其缺點是：會使電源電壓降低而影響其他電氣設備的穩(wěn)定運行，所以允許直接起他電氣設備的穩(wěn)定運行，所以允許直接起動的電動機容量受到一定的限

7、制。動的電動機容量受到一定的限制。一臺電動機只需滿足下述一臺電動機只需滿足下述3個條件中個條件中的的1個，即能采用直接起動，否則應采用降個，即能采用直接起動，否則應采用降壓起動。壓起動。（1）容量在）容量在7.5kW以下的三相異步以下的三相異步電動機。電動機。（2）電動機在起動瞬間造成的電網）電動機在起動瞬間造成的電網電壓降不大于電源電壓正常值的電壓降不大于電源電壓正常值的10%，對于不經常起動的電動機可放寬到對于不經常起動的電動機可放寬到15%。（3）滿足下面經驗公式：）滿足下面經驗公式：式中式中 為電動機起動電流與額定電為電動機起動電流與額定電流之比。流之比。stN3kV A44kWII變

8、壓器容量()電動機功率()stNII2單向點動控制電路單向點動控制電路接觸器點動正轉控制電路是自動控制接觸器點動正轉控制電路是自動控制中最簡單的控制電路，如圖中最簡單的控制電路，如圖6.19所示。所示。只有按起動按鈕只有按起動按鈕SB時，電動機才運轉，時，電動機才運轉，松手不按就停轉，所以叫做點動。松手不按就停轉，所以叫做點動。 圖圖6.19 接觸器點動控制電路原理圖接觸器點動控制電路原理圖 接觸器點動正轉控制電路的工作原理接觸器點動正轉控制電路的工作原理如下所述。如下所述。先合上電源開關先合上電源開關QS。起動：按下 SB KM 線圈得電 KM 主觸點閉合 電動機 M 運轉 停止：松開 SB

9、 KM 線圈斷電 KM 主觸點斷開 電動機 M 停轉 3接觸器自鎖連續(xù)運轉控制電路接觸器自鎖連續(xù)運轉控制電路合上電源開關合上電源開關QS。KM 主觸點閉合 電動機 M 起動運轉 KM 輔助觸點閉合 自鎖 起動：按 SB2 KM 線圈得電 KM 主觸點斷開 電動機 M 停轉 KM 輔助觸點斷開 自鎖解除 停止：按 SB1 KM 線圈斷電 圖圖6.20 接觸器自鎖連續(xù)運轉控制電路接觸器自鎖連續(xù)運轉控制電路4具有過載保護的連續(xù)運轉控制具有過載保護的連續(xù)運轉控制電路電路圖圖6.21 具有過載保護的連續(xù)運轉控制電路具有過載保護的連續(xù)運轉控制電路6.2.2 電動機的正反轉控制電動機的正反轉控制生產機械往往

10、要求運動部件可以朝正、生產機械往往要求運動部件可以朝正、反兩個方向運動，例如，工作臺的前進和反兩個方向運動，例如，工作臺的前進和后退、機床主軸的正轉和反轉、電梯的上后退、機床主軸的正轉和反轉、電梯的上升和下降、機械裝置的夾緊和放松等，這升和下降、機械裝置的夾緊和放松等，這都要求電動機能實現正轉和反轉。都要求電動機能實現正轉和反轉。1接觸器互鎖正反轉控制電路接觸器互鎖正反轉控制電路圖圖6.22 接觸器互鎖正反轉控制電路接觸器互鎖正反轉控制電路工作原理如下所述。工作原理如下所述。合上電源開關合上電源開關QS。正轉控制：正轉控制：反轉控制：反轉控制：2按鈕互鎖正反轉控制電路按鈕互鎖正反轉控制電路這種

11、電路的優(yōu)點是操作方便，缺點是這種電路的優(yōu)點是操作方便，缺點是易產生短路故障。易產生短路故障。如正轉接觸器如正轉接觸器KM1主觸點發(fā)生熔焊故主觸點發(fā)生熔焊故障而不分斷時，若按反轉按鈕障而不分斷時，若按反轉按鈕SB3進行換進行換向，則會產生短路故障。向，則會產生短路故障。圖圖6.23 按鈕互鎖正反轉控制電路按鈕互鎖正反轉控制電路3雙重互鎖正反轉控制電路雙重互鎖正反轉控制電路圖圖6.24 雙重互鎖正反轉控制電路雙重互鎖正反轉控制電路6.2.3 三相異步電動機的降壓三相異步電動機的降壓起動控制（選學）起動控制（選學）降壓起動是將電源電壓適當降低后，降壓起動是將電源電壓適當降低后，加到電動機定子繞組上進

12、行起動，當電動加到電動機定子繞組上進行起動，當電動機起動后，再使電壓恢復到額機起動后，再使電壓恢復到額 定值。定值。1Y-降壓起動控制電路降壓起動控制電路（1）Y-降壓起動的原理。降壓起動的原理。 （2）Y-降壓起動的自動控制電路。降壓起動的自動控制電路。 工作原理如下所述。工作原理如下所述。先合上電源開關先合上電源開關QS。圖圖6.25 時間繼電器控制的時間繼電器控制的Y-降壓起動電路降壓起動電路任務一任務一 點動與連續(xù)運行控制點動與連續(xù)運行控制電路配電板的配線及安裝電路配電板的配線及安裝1實訓目的實訓目的（1）熟悉電工通用工具的分類，掌）熟悉電工通用工具的分類，掌握電工通用工具的使用方法。

13、握電工通用工具的使用方法。（2）學會在電動機控制板上布置和）學會在電動機控制板上布置和安裝低壓電器元件。安裝低壓電器元件。（3）學習簡單電氣控制電路接線圖）學習簡單電氣控制電路接線圖的繪制。的繪制。（4）學會點動與連續(xù)運行控制電路）學會點動與連續(xù)運行控制電路的接線。的接線。（5）學會電氣控制電路簡單故障的）學會電氣控制電路簡單故障的排除。排除。2器材準備器材準備（1）工具：驗電筆、鋼絲鉗、尖嘴）工具：驗電筆、鋼絲鉗、尖嘴鉗、旋具（一字形和十字形）、電工鉗、旋具（一字形和十字形）、電工刀和剝線鉗。刀和剝線鉗。（2）儀表：萬用表。）儀表：萬用表。（3）器材：如表）器材：如表6.1所示。所示。3實訓

14、相關知識實訓相關知識（1）導線線頭與接線端子的連接。）導線線頭與接線端子的連接。（2）控制板的配線。）控制板的配線。 （3）電氣控制電路不通電自檢的方）電氣控制電路不通電自檢的方法。法。 4實訓內容與步驟實訓內容與步驟（1）識讀電氣控制原理圖。）識讀電氣控制原理圖。明確電路所用電器元件名稱及其作用，明確電路所用電器元件名稱及其作用，熟悉電路的工作過程和工作原理。熟悉電路的工作過程和工作原理。（2）根據圖）根據圖6.19和圖和圖6.21所示畫出電所示畫出電氣接線圖。氣接線圖。（3）按表）按表6.1所示配齊電器元件，并所示配齊電器元件，并逐一進行質量檢測。逐一進行質量檢測。（4）按接線圖在配電板上

15、合理布置）按接線圖在配電板上合理布置和安裝電器元件。和安裝電器元件。（5）進行明配線練習，注意工藝要）進行明配線練習，注意工藝要求。求。（6）不通電自檢的方法如下。）不通電自檢的方法如下。5問題討論問題討論（1）螺旋式熔斷器的上接線端和下）螺旋式熔斷器的上接線端和下接線端是否可以對調接線？為什么？接線端是否可以對調接線？為什么？（2）交流接觸器線圈的額定電壓為）交流接觸器線圈的額定電壓為220V，若誤接到，若誤接到380V電源上會產生電源上會產生什么后果？反之，若接觸器線圈電壓什么后果？反之，若接觸器線圈電壓為為380V，而電源線電壓為，而電源線電壓為220V，其，其結果又如何？結果又如何？（

16、3）如何在一個電路中既能實現點）如何在一個電路中既能實現點動控制又能實現連續(xù)運轉控制？動控制又能實現連續(xù)運轉控制？任務二任務二 接觸器互鎖正反轉控接觸器互鎖正反轉控制電路配電板的配線及安裝制電路配電板的配線及安裝1實訓目的實訓目的（1）學習電動機控制板上低壓電器）學習電動機控制板上低壓電器元件的合理布局和安裝。元件的合理布局和安裝。（2）學習接觸器互鎖正反轉控制電）學習接觸器互鎖正反轉控制電路接線圖的繪制。路接線圖的繪制。（3）學會接觸器互鎖正反轉控制電）學會接觸器互鎖正反轉控制電路的接線。路的接線。（4）學習電動機配電板的明配線工）學習電動機配電板的明配線工藝。藝。（5）學會電氣控制電路簡單

17、故障的）學會電氣控制電路簡單故障的排除。排除。2器材準備器材準備（1）工具：）工具：電筆、鋼絲鉗、尖嘴鉗、旋具（一字電筆、鋼絲鉗、尖嘴鉗、旋具（一字形和十字形）、電工刀和剝線鉗。形和十字形）、電工刀和剝線鉗。（2）儀表：萬用表。）儀表：萬用表。（3）器材：如表）器材：如表6.2所示。所示。3實訓內容與步驟實訓內容與步驟（1）根據表）根據表6.2所示配齊電器元件，所示配齊電器元件，并逐一進行質量檢測。并逐一進行質量檢測。（2）將電器元件固定在配電板上。）將電器元件固定在配電板上。要求元件安裝牢固，符合工藝要求。要求元件安裝牢固，符合工藝要求。注意不得損壞電器元件。元件布置參注意不得損壞電器元件。元件布置參考圖如圖考圖如圖6.35所示，按鈕放置在配電所示，按鈕放置在配電板外。板外。（3）根據圖）根據圖6.22所示的電動機正反所示的電動機正反轉控制電路原理圖和元件布置圖，繪轉控制電路原理圖和元件布置圖，繪制其電路接線圖。制其電路接線圖。（4）在配電板上對主電路和控制電）在配電板上對主電路和控制電路進行明配線，注意工藝要求。路進行明配線，注意工藝要求。（5）