電機(jī)試驗(yàn)報(bào)告1

電機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)一電路控制（一）姓名： 學(xué)號(hào)：0801專業(yè)： 自動(dòng)化 時(shí)間：20143/20

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解交流電路的原理與結(jié)構(gòu)2、了解電力系統(tǒng)的構(gòu)成3、掌握安全用電的相關(guān)知識(shí)4、了解接觸器銘牌上的標(biāo)識(shí)的意義二、實(shí)驗(yàn)原理（一）交流電路1、三相交流電三相交流電一般是由三相交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的。在發(fā)電機(jī)中有3個(gè)相同的繞阻（即線圈）。3個(gè)繞組的始端分別用A、B、C表示，末端分別用X、Y、Z表示。這AX、BY和CZ3個(gè)繞組分別稱為A相、B相和C相繞組。由于電機(jī)結(jié)構(gòu)的原因，這三相繞組所發(fā)出的三相電動(dòng)勢(shì)幅值相等,頻率相同,彼此之間相位相差120°?？蓪⑵浔硎緸閑=Esin?tAme=Esin（①t一120°）Bme二Esin?t-240°）二Esin（①t+120°）cmm或用相量形式來(lái)表示EA=EZ0°AEp=EZ-120°BE.=EZ-240°=EZ+120°C其波形圖和相量圖如圖2-46所示。（b）相量圖（b）相量圖圖2-46三相對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)的波形圖與相量圖三相交流電在相位上的先后次序稱為相序。如上述的三相電動(dòng)勢(shì)EA、EB、EC依次滯后ABC120°,其相序?yàn)锳-B-C。通常把發(fā)電機(jī)三相繞組的末端X、Y、Z聯(lián)接成一點(diǎn)。而把始端A、B、作為與外電路相聯(lián)接的端點(diǎn)。這種聯(lián)接方式稱為電源的星形聯(lián)接，如圖2-47所示。CN點(diǎn)稱為中點(diǎn)或零點(diǎn),從中點(diǎn)引出的導(dǎo)線稱為中線或零線,有時(shí)將中線接地,故又稱為地線。從始端（A、B、C）引出的3根導(dǎo)線稱為端線或相線，俗稱火線。它們可用不同顏色（黃、綠、紅）標(biāo)記。由3根相線和一根中線構(gòu)成的供電系統(tǒng)稱為三相四線制供電系統(tǒng)。通常低壓供電網(wǎng)采用三相四線制。日常生活中見到的只有兩根導(dǎo)線的單相供電線路只是其中的一相，是由一根相線和一根中線組成的。三相四線制供電系統(tǒng)可輸送兩種電壓，一種是相線與中線之間的電壓UA、UB、UC,稱為相電壓；另一種是相線與相線之間的電壓Uab、Ubc、Uca，稱為線電壓。通常規(guī)定各相電動(dòng)勢(shì)的參考方向從繞組的末端指向始端,相電壓的參考方向從始端指向末端（從相線指向中線），線電壓的參考方向，例如UAB,則是由A端指向B端，由圖2-47可知各線電壓與相電壓之間的關(guān)系為ABU =U-UBCBCU =U-UCA CA由于三相電動(dòng)勢(shì)是對(duì)稱的,所以相電壓也是對(duì)稱的。在作相量圖時(shí),可先作出相量UA、UB、UC然后根據(jù)上式分別作出UAB.UBC.UCA。由圖2-48可見，線電壓也是對(duì)稱的，在相位上比相應(yīng)的相電壓超前30°o線電壓的有效值用U表示，相電壓的有效值用U表示。由i p相量圖可知它們的關(guān)系為U]=3Up （2.40）

UABUAB圖2-48三相電源各電壓間的相量關(guān)系2、三相交流電源的Y形連接三相交流電路中負(fù)載的聯(lián)接方式有兩種:星形聯(lián)接和三角形聯(lián)接。負(fù)載星形聯(lián)接的三相四線制電路如圖2-49所示。若不計(jì)中線阻抗，電源中點(diǎn)N與負(fù)載中點(diǎn)N等電位；若端線阻抗也忽略，負(fù)載的相電壓與電源的相電壓相等，即Ua=UaUb=UBUc=Uc負(fù)載的線電壓與電源的線電壓相等，即Jnh—UABIJhe—UJI廠J/n—IJ廠A'w* 亠亠 *wr r ■w"1 r--m亠連接方式如下圖：圖2-49負(fù)載星形聯(lián)接的三相四線制電路（二）電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介由于電能不能大量?jī)?chǔ)存，電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用就必須在同一時(shí)間內(nèi)完成。這就需要將發(fā)電廠發(fā)出的電能通過輸電線路、配電線路和變電站配送，將發(fā)電廠和用電設(shè)備連接在一起有機(jī)地聯(lián)成一個(gè)“整體”這個(gè)由發(fā)電、送電、變電、配電和用電五個(gè)環(huán)節(jié)組成的“整體”稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體，是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備，從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個(gè)

過程。電力系統(tǒng)還包括保證其安全可靠運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)（一般稱為二次系統(tǒng)）。圖1電力系統(tǒng)示意圖常見的低壓供電系統(tǒng)：對(duì)于家庭用電和動(dòng)力用電相混合的地區(qū)，一般采用采用相電壓為220V,線電壓為380V接線的三相四線制配電。負(fù)載如何與電源連接，必須根據(jù)其額定電壓而定。如果負(fù)載的額定電壓不等于電源電壓，則必須用變壓器。圖1電力系統(tǒng)示意圖常見的低壓供電系統(tǒng)：對(duì)于家庭用電和動(dòng)力用電相混合的地區(qū)，一般采用采用相電壓為220V,線電壓為380V接線的三相四線制配電。負(fù)載如何與電源連接，必須根據(jù)其額定電壓而定。如果負(fù)載的額定電壓不等于電源電壓，則必須用變壓器。LN[][][][][]ML2L3（三）自動(dòng)空氣開關(guān)原理一、結(jié)構(gòu)原理及分類低壓自動(dòng)空氣開關(guān)（簡(jiǎn)稱自動(dòng)開關(guān)），能帶負(fù)荷分合電路，并能自動(dòng)切除所屬線路的過載短路、失壓等故障。自動(dòng)空氣開關(guān)廣泛用于低壓發(fā)電機(jī)盤_及各干線或大電動(dòng)機(jī)的非頻繁操作回路中。自動(dòng)空氣開關(guān)由觸頭裝置、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置和保護(hù)裝置五部分組成，它的工作原理如圖5—16-1所示．圖3-1自動(dòng)空氣開關(guān)的工作原理圖圖中1為電磁脫扣器。當(dāng)電流超過一定值（動(dòng)作電流）時(shí)，銜鐵動(dòng)作，將頂桿一端吸下，而另一端向上，撞開鎖鈞3，主觸頭4在跳閘彈簧5的作用下迅速斷開，開關(guān)跳閘。2為失壓脫扣器。當(dāng)失去電壓時(shí)．銜鐵失去吸力．在彈簧作用下撞開鎖鉤3，使開關(guān)跳閘；6為分勵(lì)脫扣器。按鈕AN分勵(lì)線圈6接迸操作電源。吸動(dòng)銜鐵，撞擊鎖鉤3.開關(guān)跳閘。圖中分勵(lì)線圈采用外直流電源操作，也可以直接用本回路交流操作（但分勵(lì)線圈不同）。另外，分勵(lì)線圈是按短時(shí)通電設(shè)計(jì)的，不允許長(zhǎng)期通電，一般應(yīng)在分勵(lì)闡路中串入一自動(dòng)空氣開關(guān)的常開接點(diǎn)保證開關(guān)跳閘時(shí)斷開分勵(lì)回路.（四）安全用電1、電流對(duì)人體的傷害電流對(duì)人體的傷害有三種：電擊、電傷和電磁場(chǎng)傷害。電擊是指電流通過人體，破壞人體心臟、肺及神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。電傷是指電流的熱效應(yīng)、化學(xué)效用和機(jī)械效應(yīng)對(duì)人體的傷害；主要是指電弧燒傷、熔化金屬濺出燙傷等。電磁場(chǎng)生理傷害是指在高頻磁場(chǎng)的作用下，人會(huì)出現(xiàn)頭暈、乏力、記憶力減退、失眠、多夢(mèng)等神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀。一般認(rèn)為：電流通過人體的心臟、肺部和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危險(xiǎn)性比較大，特別是電流通過心臟時(shí)，危險(xiǎn)性最大。所以從手到腳的電流途徑最為危險(xiǎn)。觸電還容易因劇烈痙攣而摔倒，導(dǎo)致電流通過全身并造成摔傷、墜落等二次事故。2、觸電（1）單線觸電：人體的一部分直接〔或間接通過導(dǎo)體〕接觸火線，身體另一部分直接〔或間接通過導(dǎo)體〕與大地接觸構(gòu)成回路，電流通過人體，對(duì)人體造成傷害的事故，叫做單線觸電。

（2）雙線觸電人體同時(shí)接觸帶電設(shè)備或線路中的兩相導(dǎo)體，或在高壓系統(tǒng)中，人體同時(shí)接近不同相的兩相帶電導(dǎo)體，而發(fā)生電弧放電，電流從一相導(dǎo)體通過人體流入另一導(dǎo)體，構(gòu)成一個(gè)閉合電路，這種觸電方式稱為雙線觸電。發(fā)生雙線觸電時(shí)，作用于人體上的電壓等于線電壓，這種觸電是最危險(xiǎn)的?；鹁€U=220V零線R=1000QI=T=W誣毫安（3火線U=220V零線R=1000QI=T=W誣毫安1、絕緣它是防止人體觸及，絕緣物把帶電體封閉起來(lái)。瓷、玻璃、云母、橡膠、木材、膠木、塑料、布、紙和礦物油等都是常用的絕緣材料。應(yīng)當(dāng)注意：很多絕緣材料受潮后會(huì)喪失絕緣性能或在強(qiáng)電場(chǎng)作用下會(huì)遭到破壞，喪失絕緣性能。2、接地指與大地的直接連接，電氣裝置或電氣線路帶電部分的某點(diǎn)與大地連接、電氣裝置或其它裝置正常時(shí)不帶電部分某點(diǎn)與大地的人為連接都叫接地。（1） 保護(hù)接地為了防止電氣設(shè)備外露的不帶電導(dǎo)體意外帶電造成危險(xiǎn)，將該電氣設(shè)備經(jīng)保護(hù)接地線與深埋在地下的接地體緊密連接起來(lái)的做法叫保護(hù)接地。一般低壓系統(tǒng)中，保護(hù)接地電阻值應(yīng)小于4歐姆。（2） 保護(hù)接零：就是把電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與電網(wǎng)的零線緊密地連接起來(lái)。應(yīng)當(dāng)注意的是，在三相四線制的電力系統(tǒng)中，通常是把電氣設(shè)備的金屬外殼同時(shí)接地、接零，這就是所謂的重復(fù)接地保護(hù)措施，但還應(yīng)該注意，零線回路中不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。五）接觸器圖2.1-1動(dòng)作過程圖2.1-1動(dòng)作過程接觸器是一種自動(dòng)化的控制電器。接觸器主要用于頻繁接通或分?jǐn)嘟?、直流電路，具有控制容量大，可遠(yuǎn)距離操作，配合繼電器可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，聯(lián)鎖控制，各種定量控制和失壓及欠壓保護(hù)，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電路，其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其它電力負(fù)載，如電熱器、照明、電焊機(jī)、電容器組等。接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。1、工作原理：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)交流接觸器點(diǎn)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。直流接觸器的工作原理跟溫度開關(guān)的原理有點(diǎn)相似。定義KM^380線圈通電?銜鐵被吸合觸頭閉合A電機(jī)接通電源2、接觸器有關(guān)符號(hào)接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無(wú)需加滅弧裝置）3、 接觸器控制對(duì)象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載4、 接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。（1）額定電壓指主觸點(diǎn)額定工作電壓，應(yīng)等于負(fù)載的額定電壓。一只接觸器常規(guī)定幾個(gè)額定電壓，同時(shí)列出相應(yīng)的額定電流或控制功率。通常，最大工作電壓即為額定電壓。常用的額定電壓值為220V、380V、660V等。額定電流接觸器觸點(diǎn)在額定工作條件下的電流值。380V三相電動(dòng)機(jī)控制電路中，額定工作電流可近似等于控制功率的兩倍。常用額定電流等級(jí)為5A、10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A、600A。通斷能力可分為最大接通電流和最大分?jǐn)嚯娏?。最大接通電流是指觸點(diǎn)閉合時(shí)不會(huì)造成觸點(diǎn)熔焊時(shí)的最大電流值；最大分?jǐn)嚯娏魇侵赣|點(diǎn)斷開時(shí)能可靠滅弧的最大電流。一般通斷能力是額定電流的5?10倍。當(dāng)然，這一數(shù)值與開斷電路的電壓等級(jí)有關(guān)，電壓越高，通斷能力越小。動(dòng)作值可分為吸合電壓和釋放電壓。吸合電壓是指接觸器吸合前，緩慢增加吸合線圈兩端的電壓，接觸器可以吸合時(shí)的最小電壓。釋放電壓是指接觸器吸合后，緩慢降低吸合線圈的電壓，接觸器釋放時(shí)的最大電壓。一般規(guī)定，吸合電壓不低于線圈額定電壓的85％，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70%吸引線圈額定電壓接觸器正常工作時(shí)，吸引線圈上所加的電壓值。一般該電壓數(shù)值以及線圈的匝數(shù)、線徑等數(shù)據(jù)均標(biāo)于線包上，而不是標(biāo)于接觸器外殼銘牌上，使用時(shí)應(yīng)加以注意。操作頻率接觸器在吸合瞬間，吸引線圈需消耗比額定電流大5?7倍的電流，如果操作頻率過高，則會(huì)使線圈嚴(yán)重發(fā)熱，直接影響接觸器的正常使用。為此，規(guī)定了接觸器的允許操作頻率，一般為每小時(shí)允許操作次數(shù)的最大值。壽命包括電壽命和機(jī)械壽命。目前接觸器的機(jī)械壽命已達(dá)一千萬(wàn)次以上，電氣壽命約是機(jī)械壽命的5%?20％。(六)繼電器繼電器是一種電控制器件，是當(dāng)輸入量(激勵(lì)量)的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(tǒng)(又稱輸入回路)和被控制系統(tǒng)(又稱輸出回路)之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，觸發(fā)器的主觸頭可以通過大電流，而繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)原理圖2、原理分析：SB1為一個(gè)常閉開關(guān)，SB2為一個(gè)敞開開關(guān)，SB2上支路為KM的輔助觸頭，為一常開觸頭。按下常閉開關(guān)SB2，接觸器線圈通電，KM輔助觸點(diǎn)閉合，松手后SB2斷開，接觸器輔助觸點(diǎn)仍然閉合，使主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)都處于閉合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自鎖狀態(tài)。按下常閉開關(guān)SB1,繼電器線圈斷電，主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)斷開。四、實(shí)驗(yàn)思考1、繼電器銘牌Ith20A是表示接觸器的一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)，叫做熱穩(wěn)定電流值，也就是可以在兩秒鐘內(nèi)可以通過的最大電流值。20A不是觸點(diǎn)的額定工作電流，而是瞬間通過的最大的電流。交流接觸器主要技術(shù)參數(shù)有：接觸器額定絕緣電壓（Ui）、額定工作電壓（Ue）、額定發(fā)熱電流（Ith）、額定工作電流（Ie）和額定工作功率。額定發(fā)熱電流（Ith）有的地方就叫發(fā)熱電流（Ith）,其實(shí)是應(yīng)該叫做熱穩(wěn)定電流（額定短時(shí)耐受電流）Ith。關(guān)于熱穩(wěn)定電流（額定短時(shí)耐受電流）Ith在高壓斷路器中有人這樣解釋的：當(dāng)短路電流通過高壓斷路器時(shí)，不僅會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，而且還會(huì)產(chǎn)生很多的熱量。短路電流所產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，而熱量的散發(fā)與時(shí)間成反比。由于短路時(shí)電流很大，該電流在短時(shí)間內(nèi)將產(chǎn)生大量的熱量不能及時(shí)散發(fā)，因而高壓斷路器的溫度將顯著上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使高壓斷路器的觸頭焊住，損壞高壓斷路器，甚至引起高壓斷路器爆炸。因此，高壓斷路器銘牌上規(guī)定了一定時(shí)間規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為2s,需要大于2s時(shí)可用4s）的熱穩(wěn)定電流。在4s內(nèi)，能夠保證高壓斷路器不損壞的條件下允許通過的短路電流值，稱為4s熱穩(wěn)定電流。在銘牌上熱穩(wěn)定電流以額定短時(shí)耐受電流（短路電流有效值）表示。如一個(gè)繼電器的主要技術(shù)參數(shù)：a、 額定絕緣電壓Ui: 600Vb、 額定工作電壓Ue:AC277V。c、 額定工作電流：Ie=30A（AC-8b）；Ith=40A。d、 機(jī)械壽命〉100萬(wàn)次；電壽命＞10萬(wàn)次。e、線圈工作電壓范圍：繼電器線圈在70%Us?110%Us范圍內(nèi)可靠吸合并工作，釋放電壓在20%Us?70%Us范圍內(nèi)。f、 產(chǎn)品線圈工作電壓Us=208?240V。它的熱穩(wěn)定電流為40A，但額定工作電流就只有30A。Ith約定發(fā)熱電流Ics使用分?jǐn)嗄芰σ环N性能越大越好Icu極限分?jǐn)嗄芰imp額定沖擊耐壓就是最大瞬間承受的電壓Ir脫扣電流值（一倍額定電流以下的調(diào)節(jié)）具體看實(shí)物上都是多少Im脫扣電流值（一倍額定電流以上的調(diào)節(jié)）ue額定電壓le額定電流pe額定功率對(duì)應(yīng)的220,380,660是不同的電壓等級(jí)，線圈電壓看不出來(lái)，一般會(huì)在線圈的接線的位置有標(biāo)明的（380v的電機(jī)可以使用5.5KW的）2、交流接觸器的選擇參數(shù)交流接觸器的選擇參數(shù)．內(nèi)容包括：額定電壓；額定電流；線圈的額定電壓；操作頻率；輔助觸頭的工作電流（1）額定電壓：銘牌額定電壓是指主觸點(diǎn)上的額定電壓，通常用的電壓等級(jí)為直流接觸器：220V,440V,660V交流接觸器：220V，380V，500V如某負(fù)載是380V的三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)選用380V的交流接觸器.（2） 額定電流：銘牌額定電流是指主觸點(diǎn)的額定電流．通常用的電流等級(jí)為：直流接觸器：25,40,60,100,150,250,400,600A交流接觸器：5,10,20,40,