第四章交流電動機及傳動控制系統(tǒng)

1、本章要求：本章要求：一、三相異步電動機的結構和工作原理一、三相異步電動機的結構和工作原理基本結構、基本結構、工作原理工作原理、定子繞組接線方式定子繞組接線方式二、三相異步電動機的二、三相異步電動機的轉矩與機械特性轉矩與機械特性三相異步電動機三相異步電動機三相異步電動機三相異步電動機的組成：的組成：定子、轉子定子、轉子4.1三相異步電動機的基本工作原理與結構4.1.14.1.1三相異步電動機的基本結構三相異步電動機的基本結構一、定子部分1.1.定子鐵心：由導磁性能很好的硅鋼片疊成定子鐵心：由導磁性能很好的硅鋼片疊成導磁部分。導磁部分。2 2、定子繞組：放在定子鐵心內圓槽內、定子繞組：放在定子鐵心

2、內圓槽內導電部分。導電部分。3 3、機座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強的機械強度和剛度。、機座：固定定子鐵心及端蓋，具有較強的機械強度和剛度。二、轉子部分1、轉子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一、轉子鐵心：由硅鋼片疊成，也是磁路的一部分。部分。2 2、轉子繞組轉子繞組： 1）鼠籠式轉子：轉子鐵心的每個槽內插入一）鼠籠式轉子：轉子鐵心的每個槽內插入一根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。根裸導條，形成一個多相對稱短路繞組。 2）繞線式轉子：轉子繞組為三相對稱繞組，）繞線式轉子：轉子繞組為三相對稱繞組，嵌放在轉子鐵心槽內。嵌放在轉子鐵心槽內。按轉子結構分按轉子結構分：繞線型異步電動機繞線型異步電動機

3、鼠籠型異步電動機鼠籠型異步電動機繼續(xù)繼續(xù)鼠籠型轉子鼠籠型轉子鐵心和繞組鐵心和繞組結構示意圖結構示意圖三相繞線型三相繞線型轉子結構圖轉子結構圖返回下面是它主要部件的拆分圖。下面是它主要部件的拆分圖。AYCBZAiBiCimIt0n()電流出電流出( )電流入電流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA二、旋轉磁場的二、旋轉磁場的分析模型分析模型BiAXBYCZAiCi0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁場方向：合成磁場方向：向下向下三三、三相交流電機旋轉磁場的產生、三相交流電機旋轉磁場的產生63Tt XBZ0nAYC6Tt AXYCBZSN

4、0n60A62Tt XYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它電流角度下其它電流角度下的磁場方向：的磁場方向：AiBiCitmI思考與練習：請大家畫出t=4T/6、5T/6、T的旋轉磁場示意圖結論：結論：旋轉磁場旋轉磁場中的鼠籠將跟隨旋轉磁場轉動中的鼠籠將跟隨旋轉磁場轉動。異步：旋轉磁場轉速大于鼠籠轉速。異步：旋轉磁場轉速大于鼠籠轉速。轉動轉動原理：原理：它是基于電磁感應和電磁力的原理。它是基于電磁感應和電磁力的原理。定子旋轉磁場（合成磁場）和轉子電流的相互定子旋轉磁場（合成磁場）和轉子電流的相互作用。作用。（右手定則、左手定則）（右手定則、左手定則）n0neiNSf磁鐵磁鐵閉合閉合線圈線

5、圈U2U1W2V1W1V21nn小結：轉動原理1 1、電生磁、電生磁：三相對稱繞組通三相對稱繞組通往三相對稱電流產生圓形旋轉往三相對稱電流產生圓形旋轉磁場。磁場。2 2、磁生電、磁生電：旋轉磁場切割旋轉磁場切割轉子導體感應電動勢和電流。轉子導體感應電動勢和電流。3 3、電磁力、電磁力：轉子載流（有功轉子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉矩，電磁力作用，形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，將電能轉化驅動電動機旋轉，將電能轉化為機械能。為機械能。線圈跟著磁鐵轉線圈跟著磁鐵轉兩者轉動方向一致兩者轉動方向一致 結論：結論：請大家討論：n0（旋轉磁場的轉速）與

6、n（轉子轉速）之間的關系思考定子旋轉磁場的產生的原因？思考定子旋轉磁場的產生的原因？無轉距無轉距轉子與旋轉磁場間沒有相對運動轉子與旋轉磁場間沒有相對運動無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電動勢（轉子導體不切割磁力線）無轉子電流無轉子電流提示提示：如果如果0nn 異步異步 結論：結論：線圈比磁場轉得慢線圈比磁場轉得慢0nn n0neiNSf00nnns電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速和旋轉磁場同步轉速的關系電動機轉速電動機轉速: :n電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致，電機轉子轉動方向與磁場旋轉的方向一致， 但但 異步異步電動機電動機0nn異步電動機的由來。異步電動機的由來

7、。轉子和旋轉磁場之間轉子和旋轉磁場之間的的轉速差轉速差是保證轉子旋轉的主要因素。是保證轉子旋轉的主要因素。S S的取值范圍的取值范圍0-10-1。也是很重要的一個物理量。也是很重要的一個物理量。 轉差率轉差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns異步電機運行中異步電機運行中: :%91s轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：轉差率為旋轉磁場的同步轉速和電動機轉速之差。即：電動機起動瞬間電動機起動瞬間: :1 , 0sn（轉差率最大轉差率最大）2、旋轉磁場的轉速、旋轉磁場的轉速 一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過一個電流周期，旋轉磁場在空間轉過360360。則。則 旋轉磁場的速度為

8、：旋轉磁場的速度為：分）轉 /( 600fn0tAXYCBZNS63Tt XBZ0nAYC6Tt AXYCBZSN0n60A62Tt XYCBZ0n調換三根相線中的兩根。調換三根相線中的兩根。3、旋轉磁場旋轉方向、旋轉磁場旋轉方向的改變的改變改變電機的旋轉方向：換接其中兩相改變電機的旋轉方向：換接其中兩相Y聯(lián)結聯(lián)結聯(lián)結聯(lián)結4 4、極對數(shù)（、極對數(shù)（P P）BiAXBYCZAiCi1p此種情況下，合成磁場只有一對磁極，極對數(shù)為此種情況下，合成磁場只有一對磁極，極對數(shù)為1 1。即：即：AXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCi 將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子將每相繞組分成兩段，按右

9、下圖放入定子槽內。形成的磁場則是兩對磁極。槽內。形成的磁場則是兩對磁極。X AAXBYBYCZCZ極對數(shù)極對數(shù)2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY 0t分）轉/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30極對數(shù)和轉速的關系：極對數(shù)和轉速的關系：調速方法：改變調速方法：改變極對數(shù)極對數(shù)旋轉方向旋轉方向：取決于三相電流的相序。：取決于三相電流的相序。0n0n改變電機的旋轉方向：換接其中兩相改變電機的旋轉方向：換接其中兩相AiBiCimItAiCiBimIt5、旋轉磁場的旋轉方向、旋轉磁場的旋轉方

10、向下 課4.1.3 4.1.3 銘牌數(shù)據(jù)和定子接線方式銘牌數(shù)據(jù)和定子接線方式一、型號例例: :額定值關系有：額定值關系有：3NNNNNPU I cos)VkV(UN或或額額定定電電壓壓額定運行狀態(tài)時加在額定運行狀態(tài)時加在定子繞組上的線電壓定子繞組上的線電壓. .)kW(PN額額定定功功率率額定條件下轉軸上額定條件下轉軸上輸出的機械功率。輸出的機械功率。)A(IN額額定定電電流流在額定運行狀態(tài)下流在額定運行狀態(tài)下流入定子繞組的線電流入定子繞組的線電流.min)/r(nN額定轉速額定轉速額定運行時電額定運行時電動機的轉速動機的轉速.NNf額額定定效效率率額額定定頻頻率率額額定定功功率率因因數(shù)數(shù)Nc

11、os二、額定值二、額定值絕緣等級是指三相異步電動機所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相異步電動機允許的最高工作溫度。是按電動機繞組所用的材料在使用時容許的極限溫度來分極的。絕緣等級 A E B F H極限溫度 105 120 130 155 180 聯(lián)接方式：聯(lián)接方式：Y/ Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接線盒接線盒：定子繞組接線方式定子繞組接線方式 定子繞組每相都由許多線圈組成，其首定子繞組每相都由許多線圈組成，其首端和末端通常都接在電動機的接線盒內的接端和末端通常都接在電動機的接線盒內的接線拄上。線

12、拄上。當電機為當電機為星形聯(lián)結星形聯(lián)結時：時：1 1、2 2、3 3點封成星點，點封成星點，6 6、4 4、5 5點接電源。點接電源。當電機為當電機為三角形聯(lián)結三角形聯(lián)結時：時：1-61-6、2-42-4、3-53-5點封接，同時外接電源。點封接，同時外接電源。定子繞組接線方式定子繞組接線方式 三相異步電動機的定子部分在結構上和同步電動機三相異步電動機的定子部分在結構上和同步電動機的定子部分完全相同。的定子部分完全相同。 對中、小容量的低壓異步電動機，通常定子三相繞對中、小容量的低壓異步電動機，通常定子三相繞組的六個出線頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活組的六個出線頭都引出，這樣可根據(jù)需要靈活地接成

13、地接成“Y”Y”形或形或“D”D”形。形。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2 V2W2 U2 V2D聯(lián)結聯(lián)結Y聯(lián)結聯(lián)結例：若電源線電壓為380V，現(xiàn)有兩臺電動機，試選擇定子繞組的連接方式。1、電壓為220/380V，連接方式為 /Y2、電壓為、電壓為380/220V，連接方式為，連接方式為 /Y一、機械特性一、機械特性sfT由上式得到：由上式得到： Tfn 4.2三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性Ts10n0Tn得特性曲線：得特性曲線：21220222)(UsXRsRKT根據(jù)轉矩公式根據(jù)轉矩公式三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性三相

14、異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性1 1、固有特性曲線、固有特性曲線分析四個特分析四個特殊點的情況，殊點的情況，并進行討論。并進行討論。a.理想空載點：理想空載點：T=0 S=0 N=N0b.額定運行點：額定運行點：T=Tn n=nN S=Sn 三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性c.啟動點：啟動點：d.臨界點：臨界點：T=Tst n=0 s=1 T=Tmax n=Nm s=Sm三個重要轉矩三個重要轉矩三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性電機在額定電壓下，以額電機在額定電壓下，以額定轉速定轉速 運行，輸出額運行，輸出額定功率

15、定功率 時，電機轉軸時，電機轉軸上輸出的轉矩。上輸出的轉矩。NPNnNT額定轉矩額定轉矩 ：( 1 )/()(9550602分轉千瓦NNNNNnPnPT（牛頓（牛頓 米）米）三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性最大轉矩最大轉矩 ：( 2 )maxT電機帶動最大負載的能力。電機帶動最大負載的能力。 如果如果 電機將會電機將會因帶不動負載而停轉。因帶不動負載而停轉。maxTTL2021max21XKUT過載系數(shù)：過載系數(shù)：NTTmax三相異步機三相異步機2 .28 .1注意：工作時，一定令負載轉矩注意：工作時，一定令負載轉矩 ，否則，否則電機將停轉。致使電機嚴重過熱。電機將

16、停轉。致使電機嚴重過熱。maxTTL三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性stT起動轉矩起動轉矩 ：( 3 )電機起動時的轉矩。電機起動時的轉矩。則則21220222)(UXRRKTstLstTT stT體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若體現(xiàn)了電動機帶載起動的能力。若 電機能電機能起動，否則將起動不了。起動，否則將起動不了。 SmSm 和和TstTst正比于正比于R2R2，反比于反比于X20X20，U U決定了決定了TstTst 和和 TmaxTmax的大小，的大小， TmaxTmax與與R2R2無關。無關。得出：得出：202XRSm三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動

17、機的轉矩與機械特性交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性2 2、人為特性曲線：人為特性曲線：2202222SXRURSKT在此式中，改變在此式中，改變U U、R2R2、f f 都可以改變機械特性都可以改變機械特性曲線。曲線。三相異步電動機的轉矩與機械特性三相異步電動機的轉矩與機械特性 降低電壓降低電壓U U，SmSm 和和 n0n0不變，曲線左不變，曲線左移，降低電壓移，降低電壓U U，在在同一負載下，同一負載下，N N下降，下降，T T下降，下降，S S增大，增大，I2I2增大，將使電機發(fā)增大，將使電機發(fā)熱。熱。UnUU12交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性交

18、流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性定子回路串電阻或電抗，定子回路串電阻或電抗，會引起電動機端電壓下會引起電動機端電壓下降，與降壓相似，但最降，與降壓相似，但最大轉矩要大一些。大轉矩要大一些。 改變電源頻率，改變電源頻率，使用使用在恒轉矩情況下，保證磁在恒轉矩情況下，保證磁通不變。通不變。TmaxTmax不變。不變。 結論：結論：則頻率下降后，則頻率下降后， TmaxTmax不變，不變，TstTst和和 SmSm增增大，大， n0 n0 下降。下降。 fn 0fSm1fTst1交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性N0N0和和TmaxTmax不變。不變。 TstTs

19、t和和 SmSm隨隨R2R2的的增大而增大。機械增大而增大。機械特性曲線變軟。特性曲線變軟。交流電動機的工作原理及特性交流電動機的工作原理及特性轉子串電阻：轉子串電阻：思考：p64課堂討論1思考與練習1、下 課電動機電動機交流電動機交流電動機直流電動機直流電動機步進電動機步進電動機其它電動機其它電動機繼電繼電-接觸控制系統(tǒng)接觸控制系統(tǒng)交流傳動控制系統(tǒng)交流傳動控制系統(tǒng)直流傳動控制系統(tǒng)直流傳動控制系統(tǒng)步進傳動控制系統(tǒng)步進傳動控制系統(tǒng)4.3.1 電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)圖有關規(guī)定圖有關規(guī)定A、電氣控制系統(tǒng)圖、電氣控制系統(tǒng)圖電氣控制系統(tǒng)圖：將電氣控制系統(tǒng)中各電器電氣控制系統(tǒng)圖：將電氣控制系統(tǒng)中各電器元

20、件的組成、布置、及其連線方式用工程圖元件的組成、布置、及其連線方式用工程圖紙形式表達出來紙形式表達出來。B、電氣控制系統(tǒng)圖的、電氣控制系統(tǒng)圖的種類種類電氣控制系統(tǒng)圖的電氣控制系統(tǒng)圖的種類：種類：電氣原理圖、電氣安裝接線圖和電氣元件布電氣原理圖、電氣安裝接線圖和電氣元件布置圖三種。置圖三種。； 。主觸頭所在圖區(qū)輔助常開觸頭所在圖區(qū)輔助常閉觸頭所在圖區(qū)KM KM2 4 X2 X X 25、 為區(qū)別各電器，每個電器及它們的部件用一定的圖形為區(qū)別各電器，每個電器及它們的部件用一定的圖形符符號表示，且給每個電器一個文字符號；號表示，且給每個電器一個文字符號；6 6、作用、作用相同的電器都用一定的數(shù)字序號

21、表示。相同的電器都用一定的數(shù)字序號表示。二、二、 接線圖中應詳細地標明配線用的導線型接線圖中應詳細地標明配線用的導線型號、規(guī)格、標稱面積及連接導線的根數(shù)。標明所穿管子的號、規(guī)格、標稱面積及連接導線的根數(shù)。標明所穿管子的型號、規(guī)格等，并標明電源的引入點。型號、規(guī)格等，并標明電源的引入點。BVR3BVR31m1m2 2為為聚氯乙烯絕聚氯乙烯絕緣軟電線、緣軟電線、3 3根導線、導根導線、導線截面積為線截面積為1 1平方毫米。平方毫米。 電氣板內外的電器元件之間、控電氣板內外的電器元件之間、控制箱內和箱外之間、各配電板之間的連接，需通制箱內和箱外之間、各配電板之間的連接，需通過接線端子板連線。過接線端

22、子板連線。QSFU1FU2KMFRSBL1 L2 L3 U V W4 2 L1 L2 L3 L11 L21 L314 2 L11 L21 L31U1 V1 W1L31 L115 15421三、三、 交流電機交流電機熔絲熔絲交流接觸器交流接觸器熱繼電器熱繼電器空氣開關空氣開關下 課4.4.14.4.1三相異步電動機的啟動特性三相異步電動機的啟動特性 三相異步電動機啟動的主要要求：三相異步電動機啟動的主要要求： 要有要有足夠大的啟動轉矩，啟動要快、平滑，啟動足夠大的啟動轉矩，啟動要快、平滑，啟動電流要小，啟動時安全、可靠、操作簡便，電流要小，啟動時安全、可靠、操作簡便，功耗小等。由于三相異步電動機

23、啟動時功耗小等。由于三相異步電動機啟動時N = 0N = 0，S = 1S = 1，從而引起很大的轉子和定子電流，而從而引起很大的轉子和定子電流，而轉子功率因數(shù)很低，啟動轉矩不大。為解決轉子功率因數(shù)很低，啟動轉矩不大。為解決這個矛盾，采用不同的啟動方法。（啟動的這個矛盾，采用不同的啟動方法。（啟動的危害）危害）4.44.4交流電動機的啟動特性交流電動機的啟動特性及直接啟動控制線路及直接啟動控制線路 44 三相異步電動機的啟動特性三相異步電動機的啟動特性 采用電動機拖動生產機械，對電動機啟動的主要要求如下。采用電動機拖動生產機械，對電動機啟動的主要要求如下。 （1）有足夠大的啟動轉矩，保證生產機

24、械能正常啟動。一般場）有足夠大的啟動轉矩，保證生產機械能正常啟動。一般場合下希望啟動越快越好，以提高生產效率。即要求電動機的啟動轉合下希望啟動越快越好，以提高生產效率。即要求電動機的啟動轉矩大于負載轉矩，否則電動機不能啟動。矩大于負載轉矩，否則電動機不能啟動。 （2）在滿足啟動轉矩要求的前提下，啟動電流越小越好。因為）在滿足啟動轉矩要求的前提下，啟動電流越小越好。因為過大啟動電流的沖擊，對于電網和電動機本身都是不利的。過大啟動電流的沖擊，對于電網和電動機本身都是不利的。 （3）要求啟動平滑，即要求啟動時加速平滑，以減小對生產機）要求啟動平滑，即要求啟動時加速平滑，以減小對生產機械的沖擊。械的沖

25、擊。 （4）啟動設備安全可靠，力求結構簡單，操作方便。）啟動設備安全可靠，力求結構簡單，操作方便。 （5）啟動過程中的功率損耗越小越好。）啟動過程中的功率損耗越小越好。 其中，（其中，（1）和（）和（2）兩條是衡量電動機啟動性能的主要技術指）兩條是衡量電動機啟動性能的主要技術指標。標。 異步電動機本身的啟動特性為：異步電動機本身的啟動特性為： a. 定子電流大，定子電流大，Ist=(57)IN 異步電動機在接入電網啟動的瞬時，由于轉子處于靜止狀態(tài)，異步電動機在接入電網啟動的瞬時，由于轉子處于靜止狀態(tài)，定子旋轉磁場以最快的相對速度（即同步轉速）切割轉子導體，在定子旋轉磁場以最快的相對速度（即同步

26、轉速）切割轉子導體，在轉子繞組中感應出很大的轉子電勢和轉子電流，從而引起很大的定轉子繞組中感應出很大的轉子電勢和轉子電流，從而引起很大的定子電流子電流 b.啟動轉矩小啟動轉矩小 NstT).(T5180 啟動時啟動時 ，轉子功率因數(shù)，轉子功率因數(shù) 很低，因很低，因而啟動轉矩而啟動轉矩 卻不大。卻不大。 1 S2202222XRRcos ststmstcosIKT22 異步電動機的固有啟動特性如圖所示：異步電動機的固有啟動特性如圖所示： 顯然，異步電動機的這種啟動性能和生產機械的要求是相矛盾顯然，異步電動機的這種啟動性能和生產機械的要求是相矛盾的，為了解決這些矛盾，必須根據(jù)具體情況，采取不同的啟

27、動方法。的，為了解決這些矛盾，必須根據(jù)具體情況，采取不同的啟動方法。三相異步電動機的啟動特性三相異步電動機的啟動特性1 1、鼠籠式異步電動機的啟動方法、鼠籠式異步電動機的啟動方法a. a. 直接啟動（全壓啟動）直接啟動（全壓啟動）在一定條件下，允許直接啟動。書上在一定條件下，允許直接啟動。書上P68P68頁頁特點：特點：無需啟動設備，操作和控制簡單、可無需啟動設備，操作和控制簡單、可靠，在大多數(shù)工礦企業(yè)中，絕大多數(shù)電動靠，在大多數(shù)工礦企業(yè)中，絕大多數(shù)電動機采用此方法。機采用此方法。； 電電動動機機功功率率電電源源總總容容量量額額定定電電流流啟啟動動電電流流 443NstII三相異步電動機三相異

28、步電動機Y聯(lián)結聯(lián)結聯(lián)結聯(lián)結熔絲熔絲交流接觸器交流接觸器熱繼電器熱繼電器刀開關刀開關一、三相交流電動機主電路一、三相交流電動機主電路作用：作用：三相電源三相電源 三相交流電動機三相交流電動機A AB BC CN N短路保護：熔斷器短路保護：熔斷器通斷控制：交流接觸器通斷控制：交流接觸器過電流保護：熱繼電器過電流保護：熱繼電器隔離開關：刀開關隔離開關：刀開關 刀開關刀開關插入式熔斷器插入式熔斷器螺旋式熔斷器螺旋式熔斷器FU熔斷器式刀開關（熔斷器式隔離開關）熔斷器式刀開關（熔斷器式隔離開關）熱繼電器過電流保護熱繼電器過電流保護熔絲熔絲交流接觸器交流接觸器熱繼電器熱繼電器刀開關刀開關三相交流電動機主電

29、路三相交流電動機主電路A AB BC CN N三相交流電動機主電路三相交流電動機主電路注意次序注意次序二、三相交流電動機點動控制電路二、三相交流電動機點動控制電路SBSB 三相交流電動機連動控制電路三相交流電動機連動控制電路SB2SB2KM線圈加電KMKM觸頭閉合觸頭閉合M M運轉運轉SB1SB1KMKM線圈失電線圈失電KMKM觸頭斷開觸頭斷開M M停轉停轉121自鎖：依靠接觸器自自鎖：依靠接觸器自身的輔助觸頭使其線身的輔助觸頭使其線圈繼續(xù)保持通電的現(xiàn)圈繼續(xù)保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。象稱為自鎖。自鎖的作用：使電自鎖的作用：使電動機連續(xù)運轉，零動機連續(xù)運轉，零壓或失壓保護壓或失壓保護。1、短路保護

30、、短路保護 例表示按下，表示松開KMSB1KMSB2FRSB不能點動！不能點動！思考思考? 以下以下控制電路能否實現(xiàn)既能點動、控制電路能否實現(xiàn)既能點動、又能連續(xù)運行又能連續(xù)運行 129130把萬用表的轉換天關把萬用表的轉換天關置于量程的適當檔。置于量程的適當檔。按右圖法進行測量。按右圖法進行測量。切斷控制電路電源，切斷控制電路電源，一人按下一人按下SB1不放，不放，另一人用萬用表依次另一人用萬用表依次測量子力測量子力0-1，0-2，0-3，0-4兩點間的電兩點間的電阻值，根據(jù)測量結果阻值，根據(jù)測量結果可找出故障點?？烧页龉收宵c。131132133134萬用表打到萬用表打到R1檔檔,表筆跨接在表

31、筆跨接在2與與4之間之間,測得測得R0,證明按鈕完證明按鈕完好。測好。測KM線圈阻值正常。測量線圈阻值正常。測量FR動斷觸頭。動斷觸頭。1351361372點和點和3點錯接在點錯接在SB1的常開按鈕上。的常開按鈕上。 應用：應用：點動控制主要用于機床刀架、橫梁、立柱等的快點動控制主要用于機床刀架、橫梁、立柱等的快速移動、對刀調整等。速移動、對刀調整等。方法一：用開關。方法一：用開關。SA斷開，按斷開，按SB2：點動點動SA閉合，按閉合，按SB2：連續(xù)連續(xù)運行運行控控制制關關系系控制關系控制關系 SB3：點動：點動 SB2：連續(xù)運行：連續(xù)運行方法二：用復合按鈕。方法二：用復合按鈕。方法方法三：用

32、中間繼電器。三：用中間繼電器。SB2：點動：點動SB3：連續(xù)運行：連續(xù)運行控制控制關系關系思考題：分析該電路的工作過程，請問它是否能點思考題：分析該電路的工作過程，請問它是否能點動又能連續(xù)運行？動又能連續(xù)運行？。a) b) c) 下 課方法：方法：將與電源相接的將與電源相接的任意兩相互換任意兩相互換( (改變相序改變相序) )，就可實現(xiàn)反轉。就可實現(xiàn)反轉。 正轉正轉反轉反轉A B CM3電電 源源ABCM3電電 源源146SB2正轉正轉SB1停車停車SB2反轉反轉 該電路必須先停車才能由正轉到反轉或由反該電路必須先停車才能由正轉到反轉或由反轉到正轉。轉到正轉。SB2SB2和和SB3SB3不能同

33、時按下，否則會不能同時按下，否則會造成短路！造成短路！SB2正轉正轉SB1停車停車SB2反轉反轉正反轉之間有互鎖正反轉之間有互鎖SB2正轉正轉SB3反轉反轉停車停車SB1雙重互鎖雙重互鎖停車：停車：1、此線路是一個較完整的正反轉自動控制線路，生產、此線路是一個較完整的正反轉自動控制線路，生產機械中用得很多。機械中用得很多。2、在實際生產中，將此線路裝成為成套的電氣設、在實際生產中，將此線路裝成為成套的電氣設備，叫可逆磁力啟動器或稱電磁開關。（常用的有備，叫可逆磁力啟動器或稱電磁開關。（常用的有QC10系列）系列）160161下 課行程開關的種類很多，常用的行程開關有按鈕式、單輪旋轉行程開關的種

34、類很多，常用的行程開關有按鈕式、單輪旋轉式、雙輪旋轉式行程開關，他們的外形如所示。式、雙輪旋轉式行程開關，他們的外形如所示。 164復式觸頭（動斷和動合觸頭）復式觸頭（動斷和動合觸頭）請大家分析其工作過程正程正程逆程逆程電電 機機工作要求：工作要求：1. 能正向運行也能反向運行能正向運行也能反向運行 2. 到位后能自動返回到位后能自動返回 3、有短路和過載保護、有短路和過載保護SQ1SQ2 有些位移性生產機械或部件（如起重機小車、電梯、銑床的工作臺等）需要有終端限位控制或自動往返控制。 1）控制要求：有一工作臺可實現(xiàn)前后移動，當移動到終端時，自行停車。 2）實現(xiàn)方法： （1）用接觸器KM1控制

35、電動機正轉，使工作臺向前移動；用接觸器KM2控制電動機反轉，使工作臺向后移動。 （2）行程開關SQ1作為工作臺向前移動的終端限位開關；行程開關SQ2作為工作臺向后移動的終端限位開關。電機電機SQ1SQ2KM2SQ1 限位開限位開關用復合式關用復合式開關。正向開關。正向運行停車的運行停車的同時，自動同時，自動起動反向運起動反向運行；反之亦行；反之亦然。然。SQ1SB2KM1KM1SBKM1SB1KM2KM2SQ2關鍵措施關鍵措施FRSQ2SB2正轉正轉反轉反轉停車停車SB停車：停車：正反轉自動循環(huán)線路動畫演示正反轉自動循環(huán)線路動畫演示返回本節(jié)返回本節(jié)電機及機床電氣控制電機及機床電氣控制175；

36、。返回本節(jié)返回本節(jié)工作原理： 1 電機電機M1控制要求：控制要求： 1. M1. M1 1 起動后，起動后，M M2 2才能起動，才能起動， 2. M2. M2 2 停止后，停止后， M1M1才能停止才能停止。2 電機電機M2例：例：順序控制順序控制順序控制電路順序控制電路（1）：）：兩電機兩電機只保證起動的先只保證起動的先后順序，沒有延時要求。后順序，沒有延時要求。 FUKM2AB CFUM13AB CKM1M23主電路主電路控制電路控制電路FR1KM1KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1FRFR1FR2FR2不可以不可以 ! 兩電機各自要有獨立兩電機各自要有獨立的電源；這樣接，

37、主觸頭的電源；這樣接，主觸頭（KM1）的負荷過重）的負荷過重。M3KM1FRKM2M3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主電路主電路控制電路控制電路這樣實現(xiàn)順序這樣實現(xiàn)順序控制可不可以控制可不可以?FRKM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT順序控制電路順序控制電路(2)(2)：M M1 1起動后，起動后，M M2 2延時起動。延時起動。SB2 KM1 KT KM2 延時延時 KM2 M1起動起動KT M2起動起動主電路同前主電路同前控制電路控制電路順序控制電路順序控制電路(2)(2)：M M1 1起動后，起動后，M M2 2延時起動。延時起動。SB2 KM1 KT KM

38、2 延時延時 KM2 M1起動起動KT M2起動起動 實現(xiàn)實現(xiàn)M1M1起動后起動后M2M2延時起動的延時起動的順序控制，順序控制，用以下電路可不可以？用以下電路可不可以？ 不可以不可以！繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，繼電器、接觸器的線圈有各自的額定值，線圈不能串聯(lián)線圈不能串聯(lián)。KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT如錯：如錯：請改正！請改正！ 。下 課4.5 4.5 異步電動機的降壓起動異步電動機的降壓起動stI起動電流起動電流 ：中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的中小型鼠籠式電機起動電流為額定電流的5 7 倍。倍。0n定子電流定子電流 原因：原因：起動時起動時 ，轉子導條切

39、割磁力線速度很大。轉子導條切割磁力線速度很大。轉子感應電勢轉子感應電勢轉子電流轉子電流大電流使電網電壓降低大電流使電網電壓降低 影響其他負載工作影響其他負載工作頻繁起動時造成熱量積累頻繁起動時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影響：影響： 一般在有獨立變壓器供電（即變壓器供動力用電）的情況下，一般在有獨立變壓器供電（即變壓器供動力用電）的情況下，若電動機啟動頻繁時，電動機功率小于變壓器容量的若電動機啟動頻繁時，電動機功率小于變壓器容量的20%時允許直時允許直接啟動；接啟動； 若電動機不經常啟動，電動機功率小于變壓器容量的若電動機不經常啟動，電動機功率小于變壓器容量的30%時也時也允許直接啟動。如果

40、沒有獨立的變壓器供電（即與照明共用電源）允許直接啟動。如果沒有獨立的變壓器供電（即與照明共用電源）的情況下，電動機啟動比較頻繁，則常按經驗公式來估算，滿足下的情況下，電動機啟動比較頻繁，則常按經驗公式來估算，滿足下列關系則可直接啟動。列關系則可直接啟動。 電電動動機機功功率率電電源源總總容容量量額額定定電電流流啟啟動動電電流流 443NstII 例例5.2：有一臺要求經常啟動的鼠籠式異步電動機，其：有一臺要求經常啟動的鼠籠式異步電動機，其 PN=20kW, Ist/IN=6.5 ，如果供電變壓器（電源）容量為如果供電變壓器（電源）容量為560kVA，且且有照明負載，問可否直接啟動？同樣的有照明

41、負載，問可否直接啟動？同樣的Ist/IN 比值，功率為多大的電比值，功率為多大的電動機則不允許直接啟動？動機則不允許直接啟動？ 解：根據(jù)經驗公式算出解：根據(jù)經驗公式算出 5675720456043.II.kWkVANst 滿足上述關系，故允許直接啟動。滿足上述關系，故允許直接啟動。 kWNPkVA. 45604356 可算出，額定功率大于可算出，額定功率大于24kW的電動機不允許直接啟動。的電動機不允許直接啟動。 1、控制對象、控制對象:十千瓦以上的異步電動機一般采用降十千瓦以上的異步電動機一般采用降壓起動。壓起動。2、 降壓起動的方法降壓起動的方法Y 起動；起動；自耦降壓起動；自耦降壓起動；

42、轉子串電阻轉子串電阻延邊三角形起動延邊三角形起動定子串電阻起動定子串電阻起動轉子串頻敏起動轉子串頻敏起動3、降壓起動的目的、降壓起動的目的1）降低電壓以減小起動電流。）降低電壓以減小起動電流。2）避免電機過熱和電網電壓降低影響其他負）避免電機過熱和電網電壓降低影響其他負載工作。載工作。 正常正常運行運行l(wèi)UAZBYXClI 起動起動ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll設：電機每相阻抗為設：電機每相阻抗為z31llYII 設備簡單、經濟、啟動電流??；設備簡單、經濟、啟動電流??； 啟動轉矩小，且啟動電壓不能按實際需要調啟動轉矩小，且啟動電壓不能按實際需要調節(jié)，故只適用于空載或輕載啟動的

43、場合；節(jié)，故只適用于空載或輕載啟動的場合； 只適用于正常運行時定子繞組接線為只適用于正常運行時定子繞組接線為 的異的異步電動機。步電動機。AZBYXC正常正常運行運行UPABCXYZ起起動動UPStstYTT31PPUU31（2）Y 起動應注意的問題：起動應注意的問題：（1）僅）僅適用于正常接法為三角形接法適用于正常接法為三角形接法的電機。的電機。 所以所以降壓起動適合于空載起動降壓起動適合于空載起動的場合的場合)(2UTSTY 起動起動也時ststTI,。時間繼電器觸頭類型時間繼電器觸頭類型常閉常閉斷電后斷電后延時閉合延時閉合常開常開斷電后斷電后延時斷開延時斷開通電延時式通電延時式瞬瞬時時動

44、動作作延延時時動動作作常閉觸點常閉觸點常開觸點常開觸點常開常開通電后通電后延時閉合延時閉合常閉常閉通電后通電后延時斷開延時斷開斷電延時式斷電延時式KMFUQFR電機電機繞組繞組U1U2V1V2W1W2KM -YU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM- 主電路主電路電機電機Y Y 起動主電路起動主電路 KM -Y閉合，閉合，電機接成電機接成 Y 形；形； KM- 閉合，閉合，電機接成電機接成 形。形。KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 電機的電機的Y Y 起動控制線路起動控制線路 KM -Y KM -Y KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM

45、- 電機的電機的Y Y 起動控制線路起動控制線路 啟動一段時間后，啟動一段時間后，KT的延時時間到，的延時時間到，其延時斷開觸頭斷開，使其延時斷開觸頭斷開，使KM -Y 失電，失電， KM -Y 的動斷觸頭閉合，同時，延時繼電器的的動斷觸頭閉合，同時，延時繼電器的延時閉合動合觸頭使延時閉合動合觸頭使KM- 2得電得電KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 電機的電機的Y Y 起動控制線路起動控制線路KM- KM- KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 電流保護：電流保護：FR、FU，同異步電動機直接啟動電路。同異步電動機直接啟動電路。零壓（欠壓）保護：同異

46、步電動機直接啟動電路。零壓（欠壓）保護：同異步電動機直接啟動電路。互鎖（連鎖）保護：主回路要求互鎖（連鎖）保護：主回路要求KM2、KM3中任何中任何時候只能有一個得電，所以在控制回路的時候只能有一個得電，所以在控制回路的KM2、KM3 支路中互串對方的動斷輔助觸頭達到保護的目支路中互串對方的動斷輔助觸頭達到保護的目的。的。 啟動過程是按時間來控制的，時間長短可由時間繼啟動過程是按時間來控制的，時間長短可由時間繼電器的延時時間來控制。電器的延時時間來控制。注：注：在控制領域中，常把用時間來控制某一過程的在控制領域中，常把用時間來控制某一過程的方法稱為方法稱為時間原則控制時間原則控制。丫-降壓起動

47、控制線路動畫演示下 課4自耦變壓器降壓啟動自耦變壓器降壓啟動 自耦變壓器降壓啟動的原理接線圖如圖所示。自耦變壓器降壓啟動的原理接線圖如圖所示。lint4-25.swf 圖圖(b)為自耦變壓器啟動時的一相電路，由變壓器的工作原理為自耦變壓器啟動時的一相電路，由變壓器的工作原理知，此時，副邊電壓與原邊電壓之比為知，此時，副邊電壓與原邊電壓之比為 11212 NNUUK12KUU 啟動時加在電動機定子每相繞組的電壓是全壓啟動時的啟動時加在電動機定子每相繞組的電壓是全壓啟動時的K倍，倍，因而電流也是全壓啟動時的因而電流也是全壓啟動時的K倍，即倍，即I2=KIst；而變壓器原邊電流而變壓器原邊電流 I1

48、=KI2=K2Ist ，即此時電網供電電流即此時電網供電電流I1是直接啟動時電流是直接啟動時電流Ist的的K2倍。倍。 特點：特點： 與與Y- 降壓啟動時情況一樣，只是在降壓啟動時情況一樣，只是在Y- 降壓啟動時的降壓啟動時的 為定值，而自耦變壓器啟動時的為定值，而自耦變壓器啟動時的K是可調節(jié)的，這就是此種啟動方是可調節(jié)的，這就是此種啟動方法優(yōu)于法優(yōu)于Y-啟動方法之處，當然它的啟動轉矩也是全壓啟動時的啟動方法之處，當然它的啟動轉矩也是全壓啟動時的K2倍。倍。 變壓器的體積大、重量重、價格高、維修麻煩，且啟動時自變壓器的體積大、重量重、價格高、維修麻煩，且啟動時自耦變壓器處于過電流（超過額定電流

49、）狀態(tài)下運行，因此，不適于耦變壓器處于過電流（超過額定電流）狀態(tài)下運行，因此，不適于啟動頻繁的電動機。啟動頻繁的電動機。2、 2、 主回路要求控制回路：啟動時，控制主回路要求控制回路：啟動時，控制KM1得電，得電，KM2失電，當啟動結束時，控制失電，當啟動結束時，控制KM2得電。得電。KM1的主觸頭閉合，的主觸頭閉合，KM2的的主觸頭處入任何狀態(tài)時，電動主觸頭處入任何狀態(tài)時，電動機直接接入電網。機直接接入電網。 當電路處于初始狀態(tài)時，接觸器當電路處于初始狀態(tài)時，接觸器KM1、KM2和時和時間繼電器間繼電器KT的線圈都失電，電動機脫離電網處于靜的線圈都失電，電動機脫離電網處于靜止狀態(tài)；止狀態(tài)； 當操作者按下啟動按鈕當操作者按下啟動按鈕SB1SB1時，接觸器時，接觸器KM2KM2的線圈的線圈首先得電并自鎖，其主觸頭閉合，電動機定子繞組首先得電并自鎖，其主觸頭閉合，電動機定子繞組串接電阻啟動。在開始啟動時，時間繼電器串接電阻啟動。在開始啟動時，時間繼電器KTKT同時同時開始延時；開始延時； 當啟動一段時間后，延時繼電器的延時時間到，其延當啟動一段時間后，延時繼電器的延時時間到，其延時動合觸頭閉合，使接觸器時動合觸頭閉合，使接觸器KM2的線圈得電，其動合的線圈得電，其動合主觸頭閉合，短接電阻，使電動機直