第二章電機(jī)電器及其控制技術(shù)

電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制電機(jī)學(xué)的研究?jī)?nèi)容電器的發(fā)展歷史電器的分類高壓電器低壓電器第二章電機(jī)電器及其控制技術(shù)一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史什么是電機(jī)？——電機(jī)是以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能之間的轉(zhuǎn)換以及變換電能的機(jī)械?！话惴譃榘l(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和變壓器三大類電機(jī)的作用控制電機(jī)閥門控制火炮控制計(jì)算機(jī)……驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械和裝備電動(dòng)機(jī)機(jī)床水泵……電能的生產(chǎn)、傳輸和分配發(fā)電機(jī)變壓器……一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史（續(xù)）一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史（續(xù)）1831年法拉第創(chuàng)造了第一部感應(yīng)發(fā)電機(jī)的模型1834年雅可比發(fā)明了功率為15W的棒狀鐵芯電動(dòng)機(jī)1836年達(dá)文波特首先嘗試用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械1845年惠斯通用電磁鐵替代永久磁鐵制成第一臺(tái)電磁鐵發(fā)電機(jī)1866年西門子制成第一臺(tái)使用電磁鐵的自激式發(fā)電機(jī)1870年格拉姆制成了環(huán)形電樞自激發(fā)電機(jī)1878年出現(xiàn)了鐵芯開槽法。有槽鐵芯和鼓形繞組的結(jié)構(gòu)一直沿用至今1880年愛迪生制造了名為“巨象”的大型直流發(fā)電機(jī)1885年費(fèi)拉里斯提出旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)原理，研制出兩相異步電動(dòng)機(jī)1888年俄國(guó)人制成一臺(tái)三相交流單鼠籠異步電動(dòng)機(jī)一、電機(jī)的作用與發(fā)展簡(jiǎn)史（續(xù)）1882年英國(guó)人費(fèi)朗蒂改進(jìn)了交流發(fā)電機(jī)，提出了交流高壓輸電的概念1882年英國(guó)人高登制造了大型兩相交流發(fā)電機(jī)1882年法國(guó)人高蘭德和英國(guó)人約翰·吉布斯成功研制了第一臺(tái)實(shí)用變壓器1884年英國(guó)人霍普金生又發(fā)明了具有封閉磁路的變壓器1891年布洛在瑞士制造出高壓油浸變壓器，使得遠(yuǎn)距離高壓輸電成為現(xiàn)實(shí) 經(jīng)過100多年的發(fā)展，電機(jī)的理論已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是，隨著電工科學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的發(fā)展又進(jìn)入了新的階段。二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)1、電機(jī)的分類按在應(yīng)用中的功能分類發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)變壓器變流機(jī)變頻機(jī)移相機(jī)控制電機(jī)按應(yīng)用的電流種類直流電機(jī)交流電機(jī)按運(yùn)行速度分類變壓器直流電機(jī)異步電機(jī)同步電機(jī)按功率分類大型電機(jī)中小型電機(jī)微型電機(jī)特種電機(jī)步進(jìn)電機(jī)無刷電機(jī)開關(guān)磁阻電機(jī)超聲波電機(jī)…二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）2、發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)械水輪機(jī)風(fēng)力機(jī)蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)柴油機(jī)…直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)

1定子：用來產(chǎn)生磁場(chǎng)和作為電機(jī)的機(jī)械支架，主要包括主磁極、換向極、機(jī)座和電刷裝置。2轉(zhuǎn)子：也稱為電樞，用來產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。主要包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等。二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）2、發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)械水輪機(jī)風(fēng)力機(jī)蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)柴油機(jī)…二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）；‘2、發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿臋C(jī)械水輪機(jī)風(fēng)力機(jī)蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)柴油機(jī)…定子轉(zhuǎn)子（a）轉(zhuǎn)子定子(b)隱極同步電機(jī)隱極式轉(zhuǎn)子特點(diǎn)：在大容量高轉(zhuǎn)速汽輪發(fā)電機(jī)中，轉(zhuǎn)子圓周線速度極高，最大可達(dá)170米/秒。為了減小轉(zhuǎn)子本體及轉(zhuǎn)子上的各部件所承受的巨大離心力，大型汽輪發(fā)電機(jī)都做成細(xì)長(zhǎng)的隱極式圓柱體轉(zhuǎn)子?？紤]到轉(zhuǎn)子冷卻和強(qiáng)度方面的要求，隱極式轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)和加工工藝較為復(fù)雜。轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度/直徑=2.5~6.5，且容量愈大比值愈大。凸極同步電機(jī)水輪發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是：極數(shù)多，直徑大，軸向長(zhǎng)度短，整個(gè)轉(zhuǎn)子在外形上與汽輪發(fā)電機(jī)大不相同。大多數(shù)水輪發(fā)電機(jī)為立式。轉(zhuǎn)子：水輪發(fā)電機(jī)由于水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，要發(fā)出工頻電能，發(fā)電機(jī)的極數(shù)就比較多，做成凸極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)工藝上較為簡(jiǎn)單。凸極式轉(zhuǎn)子二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）3、電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)械同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)…轉(zhuǎn)子定子鐵心機(jī)座定子繞組（1）電機(jī)的可逆原理：直流電機(jī)可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，也可作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。（2）換向器的作用是實(shí)現(xiàn)電樞線圈內(nèi)的交流電動(dòng)勢(shì)、電流與電刷的直流電壓、電流之間的轉(zhuǎn)化。直流電動(dòng)機(jī)直流電機(jī)的勵(lì)磁

直流電機(jī)的勵(lì)磁方式分為永磁體勵(lì)磁、電機(jī)本體勵(lì)磁（并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)）、其他電源勵(lì)磁三種。實(shí)現(xiàn)交流電能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的裝置被稱為交流電動(dòng)機(jī)。交流電機(jī)有兩大類：異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與交流電源頻率之間存在嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，異步電機(jī)則不然。異步電動(dòng)機(jī)定子接上交流電源后，形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，依靠電磁感應(yīng)作用，使轉(zhuǎn)子繞組感生電流，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。交流電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)圓柱形的轉(zhuǎn)子鐵心上，嵌有均勻分布的導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別用銅環(huán)將它們連接成一個(gè)整體。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上嵌有三相對(duì)稱繞組，接通三相對(duì)稱電源后，在定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)產(chǎn)生了以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子導(dǎo)條被這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割，在導(dǎo)條內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而形成感應(yīng)電流。三相異步電機(jī)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩并形成旋轉(zhuǎn)導(dǎo)條內(nèi)產(chǎn)生的感生電流，磁場(chǎng)又對(duì)導(dǎo)條產(chǎn)生電磁力。于是轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速

1交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展方向（1）一般性能的節(jié)能調(diào)速（2）高性能交流調(diào)速系統(tǒng)（3）特大容量和極高轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速

2異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速（1）變極調(diào)速（2）變頻調(diào)速（3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速

1）改變定子端電壓

2）改變轉(zhuǎn)子電阻二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）3電動(dòng)機(jī)直線電動(dòng)機(jī)永磁直線同步電機(jī)工作原理

旋轉(zhuǎn)電機(jī)展開為直線電機(jī)示意圖

平面電動(dòng)機(jī)步進(jìn)式平面電動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)示意圖步進(jìn)式平面電動(dòng)機(jī)在x方向上的工作原理二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）4、變壓器將一種電壓的電能變換為另一種電壓的電能的裝置單相變壓器三相變壓器… 變壓器是通過電磁感應(yīng)原理，通過電磁耦合實(shí)現(xiàn)電能傳遞的一種靜止電氣設(shè)備，主要由鐵芯及繞在鐵芯上的兩個(gè)繞組組成。變壓器原理圖三相組式變壓器三相芯式變壓器二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）5、特種電機(jī)1）永磁無刷電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：航空、航天家用電器機(jī)器人電動(dòng)汽車電動(dòng)車組電動(dòng)艦船…1934年，E.F.W.Alexanderson博士提出用開關(guān)器件替代有刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械電刷的構(gòu)想；1955年，美國(guó)的D.Harrison首次申請(qǐng)了用晶體管換向線路代替有刷直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械換向器的專利；1978年，原聯(lián)邦德國(guó)MANNESMANN公司的Indramat分部在漢諾威貿(mào)易展覽會(huì)上正式推出其MAC永磁無刷直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，標(biāo)志著永磁無刷直流電機(jī)真正進(jìn)入實(shí)用階段。永磁無刷電動(dòng)機(jī)分為兩類：

BrushlessDCMotor（BLDCM）和

PermanentMagnetSynchronousMotor

(PMSM)

小結(jié):使用位置傳感器及功率電子開關(guān)代替?zhèn)鹘y(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)中的電刷和換向器，是一種集永磁電動(dòng)機(jī)、電力電子技術(shù)、微機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)為一體的裝置。BLDCM的研究熱點(diǎn):新型無位置傳感器檢測(cè)方法與控制全數(shù)字、高性能控制系統(tǒng)應(yīng)用研究(電動(dòng)車、智能家電)位置傳感器是無刷電機(jī)的重要部件；無刷直流電機(jī)可以通過改變電壓調(diào)速；通過改變相序轉(zhuǎn)向。二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）5、特種電機(jī)2）直線電機(jī)應(yīng)用：工業(yè)機(jī)械；軌道交通；電梯；航空母艦飛機(jī)發(fā)射；導(dǎo)彈發(fā)射架；電磁推進(jìn)潛艇；…海浪直接驅(qū)動(dòng)直線發(fā)電機(jī)F定子NSIa電樞FV直線直流電動(dòng)機(jī)工作原理電樞導(dǎo)體中的電流與主磁極磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生電磁力。動(dòng)子在該電磁力作用下沿直線運(yùn)動(dòng)?？傠姶帕Γ篎em=NBliaN：總匝數(shù)；B：氣隙磁密；l:導(dǎo)體有效長(zhǎng)度；ia：導(dǎo)體電流直線直流電動(dòng)機(jī)工作原理磁懸浮列車中直線電機(jī)的應(yīng)用

高速切削與精密加工

交通運(yùn)輸及傳輸機(jī)械

與旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)相比，直線電機(jī)傳動(dòng)主要具有下列優(yōu)點(diǎn)：

(1)直線電機(jī)由于不需要中間傳動(dòng)機(jī)械，因而使整個(gè)機(jī)械得到簡(jiǎn)化，提高了精度，減少了振動(dòng)和噪音；

(2)快速響應(yīng)：用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于不存在中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時(shí)間短，可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)和正反向運(yùn)行；

(3)儀表用的直線電機(jī)，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長(zhǎng)使用壽命；二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）5、特種電機(jī)3）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：自動(dòng)控制裝置中的執(zhí)行元件各種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)理：步進(jìn)電機(jī)是利用電磁鐵原理，將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成線位移或角位移的電機(jī)。每來一個(gè)電脈沖，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，帶動(dòng)機(jī)械移動(dòng)一小段距離。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的機(jī)理

步進(jìn)電機(jī)主要由兩部分構(gòu)成：定子和轉(zhuǎn)子。它們均由磁性材料構(gòu)成，其上分別有六個(gè)、四個(gè)磁極。定子轉(zhuǎn)子定子繞組定子的六個(gè)磁極上有控制繞組，兩個(gè)相對(duì)的磁極組成一相。注意：這里的相和三相交流電中的“相”的概念不同。步進(jìn)電機(jī)通的是直流電脈沖，這主要是指線路的聯(lián)接和組數(shù)的區(qū)別。ABC定子轉(zhuǎn)子IAIBIC工作方式1吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子的位置力圖使通電相磁路的磁阻最小，使轉(zhuǎn)、定子的齒對(duì)齊停止轉(zhuǎn)動(dòng)。A相通電，A方向的磁通經(jīng)轉(zhuǎn)子形成閉合回路。若轉(zhuǎn)子和磁場(chǎng)軸線方向原有一定角度，則在磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子被磁化，A相通電使轉(zhuǎn)子1、3齒和AA'對(duì)齊。CA'BB'C'A3412CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相軸線對(duì)齊，相對(duì)A相通電位置轉(zhuǎn)30；1C'342CA'BB'AC相通電再轉(zhuǎn)30工作方式2三相繞組的通電順序?yàn)椋?/p>

AABBBCCCAA

共六拍。工作過程：A相通電，轉(zhuǎn)子1、3齒和A相對(duì)齊。CA'BB'C'A3412所以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到兩磁拉力平衡的位置上。相對(duì)AA'通電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了15°。（1）BB'

磁場(chǎng)對(duì)2、4齒有磁拉力，該拉力使轉(zhuǎn)子順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。A、B相同時(shí)通電（2）AA'

磁場(chǎng)繼續(xù)對(duì)1、3齒有拉力。CA'BB'C'A3412總之，每個(gè)循環(huán)周期，有六種通電狀態(tài)，所以稱為三相六拍，步距角為15。CA'BB'C'A3412B相通電，轉(zhuǎn)子2、4齒和B相對(duì)齊，又轉(zhuǎn)了15。步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)型號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒有脈沖的時(shí)候，步進(jìn)電機(jī)靜止。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。改變脈沖的順序，可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。因此，目前打印機(jī)，繪圖儀，機(jī)器人，等等設(shè)備都以步進(jìn)電機(jī)為動(dòng)力核心。二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）5、特種電機(jī)4）超導(dǎo)電機(jī)應(yīng)用：超大型發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)全電軍艦吊艙式推進(jìn)系統(tǒng)超導(dǎo)直流電動(dòng)機(jī)剖面圖二、電機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)（續(xù)）5、特種電機(jī)5）超聲波壓電電動(dòng)機(jī)應(yīng)用：生物生命科學(xué)；光學(xué)儀器；高精密機(jī)械；…微型超聲波壓電電動(dòng)機(jī)超聲波電動(dòng)機(jī)(UltrasonicMotor，簡(jiǎn)稱為USM)，是利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)為激勵(lì)，使定子彈性體在超聲頻段產(chǎn)生微觀機(jī)械振動(dòng)(振動(dòng)頻率在20kHz以上)，并通過定子和轉(zhuǎn)子(或動(dòng)子)之間的摩擦作用，將定子的微觀振動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子(或動(dòng)子)的宏觀的單方向轉(zhuǎn)動(dòng)(或直線運(yùn)動(dòng))。它打破了傳統(tǒng)電機(jī)需由電磁效應(yīng)獲得轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的概念。電能→振動(dòng)能量→機(jī)械能量

1948年，W·illiams和Brown申請(qǐng)了歷史上第一個(gè)“壓電馬達(dá)“的專利，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。這一發(fā)明點(diǎn)燃了研究超聲電機(jī)的火花。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源

1961年，日本Bulova公司利用音叉的往復(fù)位移驅(qū)動(dòng)如圖2所示的鐘表齒輪，這種鐘表的工作頻率為360Hz，其月誤差只有一分鐘，打破了那個(gè)時(shí)代的紀(jì)錄，也是人類嘗試?yán)脧椥哉駝?dòng)獲得動(dòng)力的開始。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源

1965年，前蘇聯(lián)Lavrinenco提出了如圖3所示的超聲電機(jī)，該電機(jī)利用壓電板的振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。Lavrinenco申請(qǐng)了國(guó)家專利，并歸納出了超聲電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、低速大扭矩、單位體積能量密度大、運(yùn)動(dòng)精確、能量轉(zhuǎn)換效率高等特性。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源

1973年,IBM公司的Barth提出了如圖4所示的具有現(xiàn)代超聲電機(jī)原理的結(jié)構(gòu)方案。他利用壓電元件使一種具有牛角尖形的壓電振子產(chǎn)生振動(dòng)，通過壓電振子的牛角尖端與轉(zhuǎn)子表面接觸、摩擦來驅(qū)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源

日本Sashida于1982年提出并制造了如圖7所示的駐波型壓電超聲電機(jī)，該電機(jī)使用Langevin振子，驅(qū)動(dòng)頻率為27.8kHz，電輸入功率為90W，機(jī)械輸出功率為50W，輸出扭矩為0.25N·m，輸出轉(zhuǎn)速為2000r/min，效率55%。可以說，Sashida研制的這個(gè)壓電超聲電機(jī)，在性能上是第一次能夠滿足實(shí)際使用的要求。由于該電機(jī)的振動(dòng)片與轉(zhuǎn)子的接觸是固定在一個(gè)位置上，接觸表面上存在著嚴(yán)重的磨損問題。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源為了解決接觸表面上存在著嚴(yán)重的磨損問題，Sashida又于1983年提出并制造了另一臺(tái)超聲電機(jī)——行波型超聲電機(jī)，并于1985年在美國(guó)申請(qǐng)了行波型超聲電機(jī)的專利，其原理如圖8所示。該電機(jī)實(shí)現(xiàn)了由駐波定點(diǎn)、定期推動(dòng)轉(zhuǎn)子變換成由行波連續(xù)不斷地推動(dòng)轉(zhuǎn)子，大大地降低了定子與轉(zhuǎn)子接觸面上的摩擦磨損。這種電機(jī)的研究成功，為壓電超聲電機(jī)走向?qū)嵱秒A段開辟了道路。超聲電機(jī)技術(shù)及其起源超聲波電機(jī)結(jié)構(gòu)圖逆壓電效應(yīng)簡(jiǎn)介壓電效應(yīng)是在1880年由法國(guó)的居里兄弟首先發(fā)現(xiàn)的。一般在電場(chǎng)作用下，可以引起電介質(zhì)中帶電粒子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生極化，但是某些電介質(zhì)晶體也可以在純機(jī)械應(yīng)力作用下發(fā)生極化，并導(dǎo)致介質(zhì)兩端表面內(nèi)出現(xiàn)極性相反的束縛電荷，其電荷密度與外力成正比。這種由于機(jī)械應(yīng)力的作用而使晶體發(fā)生極化的現(xiàn)象，稱為正壓電效應(yīng)；反之，將一塊晶體置于外電場(chǎng)中，在電場(chǎng)的作用下，晶體內(nèi)部正負(fù)電荷的重心會(huì)發(fā)生位移。這一極化位移又會(huì)導(dǎo)致晶體發(fā)生形變。這種由于外電場(chǎng)的作用而使晶體發(fā)生形變的現(xiàn)象，稱為逆壓電效應(yīng)，也稱為電致伸縮效應(yīng)。

超聲電機(jī)工作原理超聲波電機(jī)利用壓電材料的逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生超聲波振動(dòng),把電能轉(zhuǎn)換為彈性體的超聲波振動(dòng)，并把這種振動(dòng)通過摩擦傳動(dòng)的方式驅(qū)使運(yùn)動(dòng)體回轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)。超聲波電機(jī)沒有磁極和繞組，它一般由振動(dòng)體和移動(dòng)體組成，為了減少振動(dòng)體和移動(dòng)體之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨損，通常在二者間加一層摩擦材料。當(dāng)在振動(dòng)體的壓電陶瓷(PZT)上施加20KHz以上超聲波頻率的交流電壓時(shí)，逆壓電效應(yīng)能夠在振動(dòng)體內(nèi)激發(fā)出幾十千赫的超聲波振動(dòng)，使振動(dòng)體表面起驅(qū)動(dòng)作用的質(zhì)點(diǎn)形成一定運(yùn)動(dòng)軌跡的超聲波頻率的微觀振動(dòng)（振幅一般為數(shù)微米），如橢圓、李薩如軌跡等，該微觀振動(dòng)通過振動(dòng)體和移動(dòng)體之間的摩擦作用使移動(dòng)體沿某一方向做連續(xù)宏觀運(yùn)動(dòng)。因此，超聲波電機(jī)是將彈性材料的微觀形變通過共振放大和摩擦耦合轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子或滑塊的宏觀運(yùn)動(dòng)。超聲電機(jī)工作原理

橢圓運(yùn)動(dòng)及其作用

超聲振動(dòng)是超聲波電動(dòng)機(jī)工作的最基本條件，起驅(qū)動(dòng)源的作用。當(dāng)振動(dòng)位移的軌跡是一橢圓時(shí)，才具有連續(xù)的定向驅(qū)動(dòng)作用。右圖所示當(dāng)定子產(chǎn)生超聲振動(dòng)時(shí)，其上的接觸摩擦點(diǎn)（質(zhì)點(diǎn)）A做周期運(yùn)動(dòng)，軌跡為一橢圓。當(dāng)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到橢圓的上半圓時(shí)，將與轉(zhuǎn)子表面接觸，并通過摩擦作用撥動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；當(dāng)A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到橢圓的下半圓時(shí)，將與轉(zhuǎn)子表面脫離，并反向回程。如果這種橢圓運(yùn)動(dòng)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，則對(duì)轉(zhuǎn)子具有連續(xù)的定向撥動(dòng)作用，從而使轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。超聲電機(jī)工作原理橢圓運(yùn)動(dòng)及其作用相位差ψ的取值就決定了橢圓運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)ψ>O時(shí)，橢圓運(yùn)動(dòng)為順時(shí)針方向，當(dāng)ψ<O時(shí)，橢圓運(yùn)動(dòng)為逆時(shí)針方向。由于橢圓運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)方向決定了定子對(duì)轉(zhuǎn)子的撥動(dòng)方向，因此也就決定了超聲波電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向。超聲電機(jī)工作原理超聲波電動(dòng)機(jī)由定子(振動(dòng)體)和轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)兩部分組成但電機(jī)中既沒有線圈也沒有永磁體，其定子由彈性體(Elasticbody)和壓電陶瓷(Piezoelectricceramic)構(gòu)成轉(zhuǎn)子為一個(gè)金屬板。定子和轉(zhuǎn)子在壓力作用下緊密接觸，為了減少定、轉(zhuǎn)子之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的磨損，通常在二者之間(在轉(zhuǎn)子上)加一層摩擦材料。工作原理：對(duì)極化后的壓電陶瓷元件施加—定的高頻交變電壓，壓電陶瓷隨著高頻電壓的幅值變化而膨脹或收縮，從而在定子彈性體內(nèi)激發(fā)出超聲波振動(dòng)，這種振動(dòng)傳遞給與定子緊密接觸的摩擦材料以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。當(dāng)對(duì)粘接在金屬?gòu)椥泽w上的兩片壓電陶瓷施加相位差為90電角度的高頻電壓時(shí)，在彈性體內(nèi)產(chǎn)生兩組駐波(StandingWave)，這兩組駐波合成一個(gè)沿定子彈性體圓周方向行進(jìn)的行波(ProgressiveWave/TravellingWave)，使得定子表面的質(zhì)點(diǎn)形成一定運(yùn)動(dòng)軌跡(通常為橢圓軌跡)的超聲波微觀振動(dòng)，其振幅一般為數(shù)微米，這種微觀振動(dòng)通過定子(振動(dòng)體)和轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)之間的摩擦作用使轉(zhuǎn)子(移動(dòng)體)沿某一方向(逆行波傳播方向)做連續(xù)宏觀運(yùn)動(dòng)。

(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊。(2)無需齒輪減速機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)(3)動(dòng)作響應(yīng)快(毫秒級(jí))，控制性能好。(4)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，也不受外界磁場(chǎng)干擾。(5)運(yùn)行噪聲小。(6)摩擦損耗大，效率低，只有10％—40％。(7)輸出功率小，目前實(shí)際應(yīng)用的只有10W左右。（b）柱體行波型電機(jī)（a）環(huán)形行波型電機(jī)九十年代中期，佳能公司又研制了一種直徑8mm、長(zhǎng)24mm的柱體行波型超聲波電機(jī)用于照相機(jī)的調(diào)焦，如圖(b)所示。佳能公司生產(chǎn)的用于照相機(jī)的超聲波電機(jī)用于太空機(jī)器人的環(huán)形行波型超聲波電機(jī)

太空機(jī)器人在收集小巖石（左）和安放科學(xué)儀器（右）

Tiny,Ultrasonic,PiezoelectricMotorsPennStateUniversity，USA清華大學(xué)研制的微型超聲電機(jī)（2001）三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1、電力工業(yè)1）汽輪發(fā)電機(jī)應(yīng)用：火力發(fā)電廠；核電廠；汽輪發(fā)電機(jī)正在安裝轉(zhuǎn)子三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）1、電力工業(yè)2）水輪發(fā)電機(jī)應(yīng)用：水力發(fā)電廠世界上最大的水輪發(fā)電機(jī)在三峽電站安裝三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）1、電力工業(yè)3）風(fēng)力發(fā)電機(jī)應(yīng)用：風(fēng)力發(fā)電廠永磁外轉(zhuǎn)子大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)永磁外轉(zhuǎn)子定子電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率繞組、勵(lì)磁繞組電流頻率和電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)之間的關(guān)系為:特點(diǎn)：變頻器所需容量相對(duì)較小，可降低發(fā)電成本，提高可靠性?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)勵(lì)磁，在轉(zhuǎn)速變化的情況下保證輸出電能的質(zhì)量。功率輸出側(cè)直接接入電網(wǎng)，電能質(zhì)量得以保證。勵(lì)磁側(cè)能量能夠雙向流動(dòng)，方便調(diào)節(jié)有功功率和無功功率。三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）2、工業(yè)生產(chǎn)部門與建筑業(yè)應(yīng)用：機(jī)床；軋鋼機(jī)；鼓風(fēng)機(jī)；水泵；起重機(jī)；傳送帶；生產(chǎn)線；…電梯用永磁曳引電動(dòng)機(jī)三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)1）電力機(jī)車與城市軌道交通電氣化鐵路；地鐵；無軌電車；…電力機(jī)車直流牽引電動(dòng)機(jī)三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)2）機(jī)車電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車：直流—直流；交流—直流；交流—直流—交流；…燃油箱柴油機(jī)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁機(jī)牽引電動(dòng)機(jī)整流柜電傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車動(dòng)力關(guān)系示意圖88CRH2牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路

牽引逆變器輸出電壓0~2300V，頻率0～220Hz可控的三相交流電供給異步牽引電動(dòng)機(jī)。牽引電機(jī)為4極三相鼠籠式異步電機(jī)，采用架懸、強(qiáng)迫風(fēng)冷方式，通過彈性齒型聯(lián)軸節(jié)連接傳動(dòng)齒輪。

三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)3）船舶內(nèi)燃機(jī)—電力推進(jìn)：艦船內(nèi)燃機(jī)—電力推進(jìn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)4）汽車座椅滑動(dòng)控制電機(jī)座椅升降電機(jī)座椅角度調(diào)整電機(jī)空氣靠墊泵電動(dòng)按摩坐墊天窗控制電機(jī)自動(dòng)窗電機(jī)(4)散熱器風(fēng)扇電機(jī)油冷卻扇電機(jī)空調(diào)熱風(fēng)電機(jī)阻流片控制電機(jī)起動(dòng)電機(jī)后燈雨刷(2)碰撞緩沖器控制電機(jī)自動(dòng)門鎖電機(jī)自動(dòng)伸縮天線電機(jī)燃油泵時(shí)鐘步進(jìn)電機(jī)錄音機(jī)電機(jī)DVD電機(jī)里程表步進(jìn)電機(jī)前雨刷電機(jī)(2)風(fēng)擋清潔泵(2)前燈雨刷(2)空氣凈化器后部空調(diào)自動(dòng)空調(diào)執(zhí)行器真空泵熱量回收泵自動(dòng)水平校正器自動(dòng)調(diào)速泵油門控制電機(jī)后視鏡電機(jī)(2)后雨刷電機(jī)(2)減震直線電機(jī)(4)三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)5）電動(dòng)車純電動(dòng)車；混合動(dòng)力車；無軌電車；有軌電車；電瓶車；電動(dòng)自行車；…三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)5）電動(dòng)車純電動(dòng)車；混合動(dòng)力車；無軌電車；有軌電車；電瓶車；電動(dòng)自行車；…三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)6）磁懸浮列車驅(qū)動(dòng)

圖2-25三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）3、交通運(yùn)輸業(yè)7）直線電動(dòng)機(jī)輪軌車輛

三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）4、醫(yī)療、辦公設(shè)備與家用電器醫(yī)療器械心電機(jī)X光機(jī)CT牙科手術(shù)工具滲析機(jī)呼吸機(jī)電動(dòng)輪椅…辦公設(shè)備DVD驅(qū)動(dòng)器CD-ROM打印機(jī)傳真機(jī)…家用電器電冰箱洗衣機(jī)電風(fēng)扇空調(diào)器抽油煙機(jī)…三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）5、航空、航天、國(guó)防飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)電能變換裝置直線電機(jī)發(fā)射器控制裝置定子轉(zhuǎn)子控制臺(tái)三、電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）6、其它演出設(shè)備運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練設(shè)備游樂設(shè)備電動(dòng)玩具…四、電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制1、電動(dòng)機(jī)的選用

種類：交流電機(jī)：三相電機(jī)、單相電機(jī)直流電機(jī)功率：

電動(dòng)機(jī)的功率是由生產(chǎn)機(jī)械所需的功率確定的。四、電動(dòng)機(jī)的選用與運(yùn)行控制（續(xù)）2、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行控制

電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)：直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)。直流電機(jī)：直接啟動(dòng)、串聯(lián)電阻啟動(dòng)、軟啟動(dòng)。同步電動(dòng)機(jī)：同步電動(dòng)機(jī)本身沒有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)時(shí)采用異步啟動(dòng)法，當(dāng)啟動(dòng)到接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)再投入勵(lì)磁，牽入同步運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速直流調(diào)速交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)回饋制動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速調(diào)速的方法調(diào)壓調(diào)速調(diào)電樞電阻調(diào)速調(diào)勵(lì)磁電流調(diào)速電樞控制磁場(chǎng)控制UEa,IaI+-UfIf+-Ia=I電樞：Armature磁場(chǎng)：Field感應(yīng)電機(jī)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法變極調(diào)速變頻調(diào)速變轉(zhuǎn)差調(diào)速對(duì)比直流電機(jī)：+··+A1X1X2A2感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速NNSS+·+·A1X1X2A2NS4極2極雙速電機(jī)每相有兩套繞組，改變其中一套繞組的接線，就可以改變定子磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)?；\型轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)自動(dòng)隨之變化。變頻器的基本構(gòu)成控制電路DC直流環(huán)節(jié)整流器AC50Hz逆變器ACf電動(dòng)機(jī)常用的變頻器：PWM變頻器。s=f(U1,R1,X1σ,R’2,X’2σ

）改變端電壓調(diào)速定子繞組串聯(lián)電阻器或電抗器調(diào)速轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)電阻器或電抗器調(diào)速雙饋電機(jī)調(diào)速變轉(zhuǎn)差調(diào)速5、電機(jī)學(xué)研究的內(nèi)容電機(jī)學(xué)是電氣工程及其自動(dòng)化本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生掌握各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本運(yùn)行特性和一般分析方法的訓(xùn)練，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專業(yè)課程和將來從事專業(yè)工作打下良好基礎(chǔ)。電機(jī)運(yùn)行原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。類型有：變壓器、直流電機(jī)、同步電機(jī)、異步電機(jī)。電機(jī)學(xué)分別研究上述電機(jī)的以下主要內(nèi)容：物理模型、數(shù)學(xué)模型、實(shí)際運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)測(cè)試。電機(jī)學(xué)分別研究上述電機(jī)的以下主要內(nèi)容：物理模型數(shù)學(xué)模型實(shí)際運(yùn)行：實(shí)驗(yàn)測(cè)試電機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

1、大容量、超高速和超低速電機(jī)設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)2、基于新型材料的能量轉(zhuǎn)換裝置新理論和新技術(shù)3、新型交流調(diào)速系統(tǒng)4、多功能集成電機(jī)系統(tǒng)5、電機(jī)系統(tǒng)控制的新理論和新技術(shù)6、電器的發(fā)展歷史電器特指用于對(duì)電路進(jìn)行接通、分?jǐn)?，?duì)電路參數(shù)進(jìn)行變換，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路和用電設(shè)備的控制、調(diào)節(jié)、切換、檢測(cè)和保護(hù)等動(dòng)作的電工裝置、設(shè)備和組件。電器從人類正式使用電能就開始使用。隨著電工新材料、電工制造新技術(shù)、新工藝的發(fā)展，各類電器得到飛速發(fā)展。總體趨勢(shì)是容量增大，傳輸電壓高，自動(dòng)化程度高。開關(guān)電器的發(fā)展為例：刀開關(guān)；熔斷器；高壓斷路器。7、電器的分類電器按功能可分為：

用于接通和分?jǐn)嚯娐返碾娖?/p>

如：刀開關(guān)、接觸器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、斷路器等

用于控制電路的電器如：電磁啟動(dòng)器、星-三角啟動(dòng)器、變阻器、控制繼電器等用于切換電路的電器如：轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令電器等用于檢測(cè)電路的電器

如互感器、傳感器等用于保護(hù)電路的電器

如熔斷器、斷路器、限流電抗器、避雷器等電器按工作電壓可分為：

高壓電器

低壓電器8、高壓電器高壓開關(guān)設(shè)備：

包括：斷路器、隔離開關(guān)、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)和接地開關(guān)等隔離開關(guān)真空負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器高壓真空斷路器8、高壓電器（續(xù)）高壓開關(guān)設(shè)備：

包括：斷路器、隔離開關(guān)、重合器、分段器、接觸器、熔斷器、負(fù)荷開關(guān)和接地開關(guān)等戶外多油斷路器220kVSF6瓷柱式戶外高壓斷路器斷路器（Circuit-breaker）：電力網(wǎng)正常工作和發(fā)生故障時(shí)關(guān)合和開斷電路，具有滅弧裝置。隔離開關(guān)（Disconnector）：將高壓設(shè)備與電源隔離，以保證檢修工作人員的安全。熔斷器（Fuse）：電路發(fā)生故障或短路時(shí),依靠熔件的熔斷來開斷電路。8、高壓電器（續(xù)）互感器：

是電力系統(tǒng)中供測(cè)量和保護(hù)用的設(shè)備，包括：電流互感器、電壓互感器兩大類。電流互感器電壓互感器互感器

互感器是利用變壓器的電磁感應(yīng)原理，將大電量信號(hào)變換為小電量信號(hào)以方便測(cè)量的一種設(shè)備，可分為電流互感器和電壓互感器。

（一）電流互感器（TA）

1、工作原理

電流互感器工作原理圖2、使用注意事項(xiàng)（1）電流互感器二次側(cè)繞組絕對(duì)不允許開路。（2）電流互感器的二次側(cè)繞組和外殼必須可靠接地，以防止因絕緣擊穿而危害人身安全。（二）電壓互感器(TV)

電壓互感器按工作原理可分為電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器。

1、電磁式電壓互感器（1）工作原理

電壓互感器工作原理圖

（2）電磁式電壓互感器使用時(shí)的注意事項(xiàng)：

1）電壓互感器的二次側(cè)繞組絕對(duì)不允許短路。

2）電壓互感器的二次側(cè)繞組和鐵芯必須可靠接地。

3）電壓互感器的二次側(cè)負(fù)載不易接太多，以免降低負(fù)載阻抗，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。2、電容式電壓互感器（CVT）

電容式電壓互感器

電容式電壓互感器理想情況下輸出電壓U2L的計(jì)算公式：其中，k1=c1/(c1+c2);k2為中間變壓器的變換比。電容式電壓互感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可用于110-500kV中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的電壓測(cè)量。其缺點(diǎn)主要是輸出容量較小，誤差較大。8、高壓電器（續(xù)）避雷器：

避雷器實(shí)質(zhì)上是一種放電器，可優(yōu)先于被保護(hù)電器放電動(dòng)作，限制由線路傳來的雷電沖擊電壓和操作過電壓，完成保護(hù)后迅速恢復(fù)原來對(duì)地絕緣的狀態(tài)，準(zhǔn)備下次保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。目前常用的有：碳化硅閥型避雷器、金屬氧化鋅避雷器等。硅橡膠絕緣金屬氧化鋅避雷器用于變壓器保護(hù)的避雷器及放電間隙9、低壓電器低壓電器通常指交流1000V、直流1500V及以下配電和控制系統(tǒng)中的電器設(shè)備。它是對(duì)電能的產(chǎn)生、輸送、分配起著開關(guān)、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)、檢測(cè)及顯示等作用。如繼電器、接觸器轉(zhuǎn)換開關(guān)等。各種接觸器和繼電器各種低壓轉(zhuǎn)換開關(guān)按用途分類：控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)。配電電器：用于電能輸送和分配。執(zhí)行電器：用于完成某種動(dòng)作或傳送某種能?？赏ㄐ诺蛪弘娖鳎河糜谟?jì)算機(jī)接口和通信口。

中間繼電器中間繼電器熱繼電器熱繼電器

空氣囊時(shí)間繼電器空氣囊時(shí)間繼電器電子式時(shí)間繼電器

JSS1P1--時(shí)間繼電器DH11S-S--時(shí)間繼電器

電磁機(jī)構(gòu)（檢測(cè)部分）低壓電器的基本結(jié)構(gòu)

觸頭系統(tǒng)（執(zhí)行部分）一、電磁機(jī)構(gòu)

電磁線圈

電磁機(jī)構(gòu)鐵心銜鐵

二、觸頭系統(tǒng)（一）觸頭的接觸形式

觸頭的作用：觸頭是電磁式電器的執(zhí)行元件，起接通和分?jǐn)嚯娐返淖饔?。點(diǎn)接觸線接觸面接觸（二）觸頭的種類主觸頭：用于接通和斷開主電路，允許通過較大電流。輔助觸頭：用于接通和斷開控制電路，允許通過較小電流。按觸頭控制的電路分：按觸頭原始狀態(tài)分：常開觸頭：電磁線圈未通電時(shí)，斷開的觸頭。常閉觸頭：電磁線圈未通電時(shí)，閉合的觸頭。三、電弧的產(chǎn)生和常用的滅弧方法（一）電弧的產(chǎn)生

當(dāng)觸頭分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，若觸頭間的電壓達(dá)10V～20V、電流達(dá)0.25～1A，觸頭間隙就會(huì)產(chǎn)生電弧。電弧會(huì)使觸頭燒蝕，并使電路切斷時(shí)間延長(zhǎng)，甚至不能斷開，造成事故，為此，必須采取滅弧措施，加速并可靠的熄滅電弧。（二）電弧的危害：開關(guān)電器在分?jǐn)嚯娐窌r(shí)產(chǎn)生的電弧，一方面使電路仍舊保持導(dǎo)通狀態(tài)，延遲了電路的開斷；另一方面會(huì)燒損觸點(diǎn)，縮短電器的使用壽命。滅弧措施主要有以下幾種：(1)拉長(zhǎng)電?。阂揽坑|點(diǎn)的分開，機(jī)械地拉長(zhǎng)電弧，如圖（a）、（b）所示。(2)磁吹滅弧：利用導(dǎo)電回路或特制線圈的電流在弧區(qū)產(chǎn)生磁場(chǎng)，使電弧受力迅速移動(dòng)并拉長(zhǎng)電?。ù糯禍缁。?，如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示。(3)分隔電?。簩㈦娀》指舫稍S多串聯(lián)的短弧，如圖（c）、（f）所示。(4)冷卻電?。阂揽看艌?chǎng)作用，將電弧驅(qū)入用耐弧材料制成的狹縫中，以加快電弧的冷卻，如圖（e）、（g）所示。三刀開關(guān)的手動(dòng)控制電路及過載保護(hù)手動(dòng)控制控制按鈕常開(動(dòng)合)按鈕電路符號(hào)SB常閉(動(dòng)斷)按鈕電路符號(hào)SB復(fù)合按鈕電路符號(hào)SB1.目的:用于接通或斷開輔助電路，靠手動(dòng)操作。2.結(jié)構(gòu)：

1—常閉觸點(diǎn)或動(dòng)斷觸點(diǎn)2—常開觸點(diǎn)或動(dòng)合觸點(diǎn)觸點(diǎn)1觸點(diǎn)2上一頁(yè)返回下一節(jié)下一頁(yè)上一節(jié)圖按鈕緊急按鈕自鎖按鈕用指示燈表示其工作狀態(tài)3.作用:起停自動(dòng)控制起停自動(dòng)控制行程開關(guān)(ST)

——也稱限位開關(guān)用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動(dòng)切換等。

動(dòng)作原理:運(yùn)動(dòng)部件撞擊產(chǎn)生動(dòng)作。符號(hào)：動(dòng)斷觸點(diǎn)：動(dòng)合觸點(diǎn)：ST行程控制結(jié)構(gòu)與按鈕