電機與電氣控制課件

直流電機1.1直流電機結(jié)構(gòu)與工作原理直流電機是通以直流電流的旋轉(zhuǎn)電機，是電能和機械能相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備。將機械能轉(zhuǎn)換為電能的是直流發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)換為機械能的是直流電動機。直流電機是建立在電磁感應(yīng)定律和電磁力定律的基礎(chǔ)上工作的。電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容是導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線的運動會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成感應(yīng)電流；電磁力定律的內(nèi)容是通電導(dǎo)體在磁場中會受到電磁力（或安培力）的作用。一、直流電機基本結(jié)構(gòu)

由定子和轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成。1.定子定子是電機中靜止不動的部分。主要由主磁極、換向磁極、機座、端蓋和電刷裝置等組成。主要作用：產(chǎn)生主磁場、支撐作用。

（1）主磁極組成：由主磁極鐵心、勵磁繞組組成作用：產(chǎn)生主磁場（2）換向磁極換向磁極也是由鐵心和換向磁極繞組組成，位于兩主磁極之間，是比較小的`磁極。作用：是產(chǎn)生附加磁場，以改善電機的換向條件，減小電刷與換向片之間的電弧火花。（3）機座機座由鑄鋼或厚鋼板制成。作用：來安裝主磁極和換向磁極等部件和保護(hù)電機，它既是電機的固定部分，又是電機磁路的一部分。（4）電刷裝置作用：支持轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸，固定電刷架。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子（電樞）的組成：主要由電樞鐵心、電樞繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成。（1）鐵心：由0.5㎜厚硅鋼片疊壓而成。作用：用來嵌放電樞繞組，是直流電機磁路的一部分。（2）電樞繞組：由絕緣導(dǎo)線繞制的電樞線圈組成。作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩。（3）換向器：換向器又稱整流子，其作用是將直流電動機輸人的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交變電流，進(jìn)而產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，或是將直流發(fā)電機電樞繞組中的交變電動勢轉(zhuǎn)換成輸出的直流電壓。3.氣隙氣隙是電機磁路的重要部分。轉(zhuǎn)子要旋轉(zhuǎn)，定子與轉(zhuǎn)子之間必須要有氣隙，稱為工作氣隙。氣隙大小對電機性能有很大影響。二、直流電機工作原理1、直流發(fā)電機工作原理1）簡單模型簡介：N，S——靜止磁場，產(chǎn)生磁通（定子）電樞繞組——線圈abcd換向器——固定在轉(zhuǎn)軸上且與轉(zhuǎn)軸絕緣的兩個銅質(zhì)的半圓環(huán)（電樞又叫轉(zhuǎn)子，它包括電樞鐵心、繞組、換向器）電刷——與換向片滑動接觸，是旋轉(zhuǎn)的線圈與外界靜止的電路相連接。2）基本工作原理：a.電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用（右手定則）b.換向器的作用：保證流出的電流方向不變（直流電）c.簡述基本工作原理：（核心：機械能轉(zhuǎn)換成電能）當(dāng)原動機以某一轉(zhuǎn)速拖動轉(zhuǎn)子（電樞）旋轉(zhuǎn)起來，在磁場中電樞繞組切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成感應(yīng)電流，通過電刷流過負(fù)載，實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換成電能。2、直流電動機工作原理1）工作模型：內(nèi)部結(jié)構(gòu)與直流發(fā)電機（主磁場、電樞繞組、換向器、電刷）一樣，外部串接直流電源。

2）基本工作原理：a.利用電磁力定律（左手定則）b.換向器的作用：保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向不變c.簡述基本工作原理：（核心：電能轉(zhuǎn)換成機械能）當(dāng)電流經(jīng)過電刷流入電樞繞組，通電導(dǎo)體在磁場中會受到電磁力的作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來，實現(xiàn)了電能轉(zhuǎn)換成機械能。

3、電機的特點：可逆性——既可作發(fā)電機又可作電動機使用主要原因：內(nèi)部結(jié)構(gòu)一樣辨別方法：查看外部條件，發(fā)電機一般接負(fù)載；電動機一般接電源。

4、直流電機轉(zhuǎn)子電動勢1）概念轉(zhuǎn)子電動勢：轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。2）表達(dá)式每根導(dǎo)體的感應(yīng)電動勢：

e:感應(yīng)電動勢(V)

B:電磁感應(yīng)強度(T)

L:每根導(dǎo)體的有效長度(m)

v:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動線速度(m/s)直流電機轉(zhuǎn)子電動勢：

Ｅa:轉(zhuǎn)子電動勢(V)Ce:轉(zhuǎn)子電動勢系數(shù)

Φ:每極磁通(Wb)n:電動機轉(zhuǎn)速(r/min)５、直流電機電磁轉(zhuǎn)矩1）概念電磁轉(zhuǎn)矩：直流電通入轉(zhuǎn)子繞組后，在主磁場的作用下，使得轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體受到電磁力F的作用而形成的轉(zhuǎn)矩。2）表達(dá)式每根導(dǎo)體的電磁力：

F：產(chǎn)生的電磁力(N)B：電磁感應(yīng)強度(T)I：每根導(dǎo)體中的電流，與轉(zhuǎn)子電流Ｉa成正比(A)L：每根導(dǎo)體的有效長度(m)直流電機電磁轉(zhuǎn)矩：Ｔe:電磁轉(zhuǎn)矩(N.m)Cm:電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)

Φ:每極磁通(Wb)Ia:轉(zhuǎn)子電流(A)電動勢系數(shù)Ce與電磁轉(zhuǎn)矩系數(shù)Cm間的關(guān)系：直流電動機額定轉(zhuǎn)矩：

TN:額定轉(zhuǎn)矩(N.m)

PN:額定功率(W)nN:額定轉(zhuǎn)速(r/min)

補充：直流電動機中，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來會切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這被稱為電樞電動勢Ea，判斷它的方向與電源輸入的電流方向相反，稱為反電動勢直流發(fā)電機中，電樞繞組中有了感應(yīng)電流，在磁場中又會受到電磁力的作用，電磁力所形成的電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)子的運動方向相反，阻礙運動，被稱為制動轉(zhuǎn)矩（或阻轉(zhuǎn)矩）在工作原理中重要的兩個參數(shù)的不同作用：直流電動機直流發(fā)電機

T驅(qū)動轉(zhuǎn)矩阻轉(zhuǎn)矩

Ea反電動勢相當(dāng)于直流電源1.2直流電機的勵磁方式和銘牌一、直流電機的勵磁方式1．勵磁方式：直流電機的勵磁繞組的供電方式。2．直流電機種類：按勵磁方式分為有（1）他勵直流電機；（2）并勵直流電機；（3）串勵直流電機；（4）復(fù)勵直流電機等四種。二、直流電機的銘牌每臺直流電機的機座上都有一個銘牌，其上標(biāo)有電機型號和各項額定值，用以表示電機的主要性能和使用條件。

（1）電機型號：表明電機的系列及主要特點。知道了電機的型號，便可從相關(guān)手冊及資料中查出該電機的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。（2）額定功率PN：指電機在額定運行時的輸出功率。對發(fā)電機是指明輸出電功率PN＝UNIN

對電動機是指明輸出的機械功率PN＝UNINηN（3）額定電壓UN：指額定運行狀況下，直流發(fā)電機的輸出電壓或直流電動機的輸入電壓。（4）額定電流IN：指額定電壓和額定負(fù)載時允許電機長期輸入（電動機）或輸出（發(fā)電機）的電流。（5）額定轉(zhuǎn)速nN：指電動機在額定電壓和額定負(fù)載時的旋轉(zhuǎn)速度。（6）電動機額定效率ηN：指直流電動機額定輸出功率PN與電動機額定輸入功率P1＝UNIN比值的百分?jǐn)?shù)。1.3直流電動機的基本平衡方程與機械特性一、直流電動機的基本平衡方程式

各物理量正方向的規(guī)定如圖所示：電樞電動勢Ea為反電勢，與電樞電流Ia方向相反；電磁轉(zhuǎn)矩Te為拖動轉(zhuǎn)矩，方向與電動機轉(zhuǎn)速n的方向一致；TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；T0為空載轉(zhuǎn)矩，方向與n方向相反。

式中U—電樞電壓（V）Ia—電樞電流（A）Ra—電樞電阻（Ω）Ｔe—電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)ＴL—負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N.m)Ｔ0—空載轉(zhuǎn)矩（N.m)二、功率平衡方程式1．直流電動機損耗按其性質(zhì)可分：（1）機械損耗（機械摩擦損耗）Pem（2）鐵心損耗PFe（3）銅損Pcu（4）附加損耗Ps空載損耗P0=Pem+PFe直流電動機總損耗∑P為∑P=Pem+PFe+Pcu+Ps2．直流電動機輸入的電功率為：P1=UIa=（Ea+IaRa）Ia=EaIa+Ia2Ra=Pm+Pcu上式說明：輸入的電功率一部分被電樞繞組消耗（電樞銅損）一部分轉(zhuǎn)換成機械功率（電磁功率）。3．直流電動機輸出的機械功率為：P2=Pm-PFe-Pem-PS=Pm-P0-PS=P1-∑P4．直流電動機的效率為：5．他勵直流電動機的功率平衡關(guān)系可用功率流程圖來表示。

三、轉(zhuǎn)矩平衡方程式Ｔe—電磁轉(zhuǎn)矩（N.m)ＴL—負(fù)載轉(zhuǎn)矩（N.m)Ｔ0—空載轉(zhuǎn)矩（N.m)四、他勵直流電動機的機械特性直流電動機的機械特性：是在穩(wěn)定運行情況下，電動機的轉(zhuǎn)速與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，即n=f(Te)。1.他勵直流電動機機械特性方程式（1）機械特性方程式還可以寫成n0—理想空載轉(zhuǎn)速β一械特性斜率Δn—轉(zhuǎn)速降（2）機械特性曲線圖

2.他勵直流電動機的固有機械特性當(dāng)他勵直流電動機的電源電壓、磁通為額定值，電樞回路未接附加電阻Rad時的機械特性稱為固有機械特性，其特性方程為由于電樞繞組的電阻Ra阻值很小，而φN值大，因此Δn很小，固有機械特性為硬特性。3.他勵直流電動機的人為機械特性人為地改變電動機氣隙磁通φ、電源電壓U和電樞回路串聯(lián)電阻Rad等參數(shù)，獲得的機械特性。（1）電樞回路串接電阻Rad時的人為特性人為機械特性方程為:人為機械特性的特點為:a.理想空載轉(zhuǎn)速n0保持不變；b.機械特性的斜率β隨Rad的增大而增大，特性曲線變軟。上圖為不同Rad時的一組人為機械特性曲線。從圖中可以看出改變電阻Rad大小，可以使電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，因此電樞回路串電阻可用于調(diào)速。（2）改變電源電壓時的人為機械特性人為機械特性方程為：人為機械特性的特點為a.理想空載轉(zhuǎn)速n0正比于電壓U，U下降時，n0成正比例減??；b.特性曲線斜率p不變。如下圖為調(diào)節(jié)電壓的一組人為機械特性曲線，它是一組平行直線。因此，降低電源電壓也可用于調(diào)速，U越低，轉(zhuǎn)速越低。（3）改變磁通時的人為機械特性人為機械特性方程式為：人為機械特性的特點是：a.理想空載轉(zhuǎn)速與磁通成反比，減弱磁通φ，n0升高；b.斜率β與磁通二次方成反比，減弱磁通使斜率增大。如下圖所示為一組減弱磁通的人為機械特性曲線，隨著φ減弱，n0升高，曲線斜率變大。若用于調(diào)速，則φ越小，轉(zhuǎn)速越高。1.4直流電動機的起動和反轉(zhuǎn)一、直流電動機的起動電動機的起動：指電動機接通電源后，轉(zhuǎn)速由零上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。直流電動機的起動要求：在保證起動轉(zhuǎn)矩足夠大的前提下，盡量減小起動電流。常用的起動方法：全壓起動、減壓起動、轉(zhuǎn)子回路串電阻起動。1．全壓起動（1）全壓起動：是在電動機磁場磁通為φN情況下，在電動機電樞上直接加以額定電壓的起動方式。起動電流Ist為：起動轉(zhuǎn)矩Tst為：

（2）他勵直流電動機不允許直接全壓起動因為他勵直流電動機電樞電阻Ra阻值很小，額定電壓下直接起動的起動電流很大，通?？蛇_(dá)額定電流的10－20倍，起動轉(zhuǎn)矩也很大。過大的起動電流引起電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常工作，同時電動機自身的換向器產(chǎn)生劇烈的火花。而過大的起動轉(zhuǎn)矩可能會使軸上受到不允許的機械沖擊。所以全壓起動只限于容量很小的直流電動機。2．減壓起動減壓起動：是起動前將施加在電動機電樞兩端的電源電壓降低，以減小起動電流Ist的起動方式。起動電流通常限制在(0.5~2)IN內(nèi)，則起動電壓應(yīng)為：一般，廣泛應(yīng)用的是大功率半導(dǎo)體器件組成的可控整流電源。3．電樞回路串電阻起動電樞回路串電阻起動：是電動機電源電壓為額定值且恒定不變時，在電樞回路中串接一個起動電阻Rst的起動方式，此時Ist為：二、他勵直流電動機反轉(zhuǎn)直流電動機反轉(zhuǎn)的方法有以下兩種：（1）改變勵磁電流方向保持電樞兩端電壓極性不變，將電動機勵磁繞組反接，使勵磁電流反向，從而使磁通中方向改變。（2）改變電樞電壓極性保持勵磁繞組電壓極性不變，將電動機電樞繞組反接，電樞電流Ia即改變方向1.5他勵直流電動機的調(diào)速由直流電動機轉(zhuǎn)速特性方程：可發(fā)現(xiàn)：直流他勵電動機的調(diào)速方法有：（1）降壓調(diào)速；（2）電樞回路串電阻調(diào)速；（3）減弱磁通調(diào)速三種。

一、改變電樞電路串聯(lián)電阻的調(diào)速

電樞回路串接電阻Rad時的人為機械特性曲線如下圖所示。1．電樞串電阻的特點：l）是基速以下調(diào)速，且串入電阻越大特性越軟。2）是有級調(diào)速，調(diào)速的平滑性差。3）調(diào)速電阻消耗的能量大，不經(jīng)濟(jì)。4）電樞串電阻調(diào)速方法簡單，設(shè)備投資少。2．適用范圍：適用于小容量電動機調(diào)速。但調(diào)速電阻不能用起動變阻器代替。二、降低電樞電壓調(diào)速降低電樞電壓后的人為機械特性曲線如下圖所示。降壓調(diào)速的特點：1）調(diào)速性能穩(wěn)定，調(diào)速范圍廣。2）調(diào)速平滑性好，可實現(xiàn)無級調(diào)速。3）損耗減小，調(diào)速經(jīng)濟(jì)性好。4）調(diào)壓電源設(shè)備較復(fù)雜。三、減弱磁通調(diào)速減弱磁通調(diào)速稱為弱磁調(diào)速，機械特性方程為：減弱磁通調(diào)速的人為機械特性曲線如下圖所示減弱磁通調(diào)速的特點：l）調(diào)速范圍不大。2）調(diào)速平滑，可實現(xiàn)無極調(diào)速。3）能量損耗小。4）控制方便，控制設(shè)備投資少。他勵直流電動機調(diào)速性能和應(yīng)用場合如下表所示。1.6他勵直流電動機的制動

他勵直流電動機的電氣制動：是使電動機產(chǎn)生一個與旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，阻礙電動機轉(zhuǎn)動。

常用的電氣制動方法有：能耗制動、反接制動和發(fā)電回饋制動。

一、能耗制動1．制動原理：能耗制動是把正處于電動機運行狀態(tài)的他勵直流電動機的電樞從電網(wǎng)上切除，并接到一個外加的制動電阻Rbk上構(gòu)成閉合回路?？刂齐娐啡缦聢Da所示。能耗制動開始瞬間電動機電樞電流為：在制動過程中，電動機把拖動系統(tǒng)的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑾脑陔姌谢芈返碾娮枭?，故稱為能耗制動。2．機械特性能耗制動的機械特性方程：二、反接制動反接制動有（1）電樞反接制動（2）倒拉反接制動兩種方式。1.電樞反接制動（1）制動原理：電樞反接制動是將電樞反接在電源上，同時電樞回路要串接制動電阻Rbk?？刂齐娐啡缦聢D所示。反接制動開始瞬間電動機電樞電流Ia為（2）機械特性2.倒拉反接制動（1）制動原理：電動機運行在固有機械特性的a點下放重物時，電樞電路串入較大電阻Rbk，電動機轉(zhuǎn)速因慣性不能突變，工作點過渡到對應(yīng)的人為機械特性的b點上，此時電磁轉(zhuǎn)矩T＜TL電動機減速沿特性曲線下降至c點。在負(fù)載轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)速n反向，Ea為負(fù)值，電樞電流為正值，電磁轉(zhuǎn)矩為正值與轉(zhuǎn)速方向相反，電動機處于制動狀態(tài)。稱為倒拉反接制動。（2）機械特性：倒拉反接制動的機械特性方程式為或

由特性曲線可知，倒拉反接制動下放重物的速度隨串人電阻Rbk大小而異，制動電阻越大，特性越軟，下放速度越快。

綜上所述，電動機進(jìn)入倒拉反接制動狀態(tài)必須有位能負(fù)載反拖電動機，同時電樞回路必須串入較大的電阻。此時位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩為拖動轉(zhuǎn)矩，而電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是制動轉(zhuǎn)矩，它抑制重物下放的速度，使其安全下放。三、發(fā)電回饋制動發(fā)電回饋制動：當(dāng)電動機轉(zhuǎn)速高于理想空載轉(zhuǎn)速，即n＞no

時，電樞電動勢Ea大于電樞電壓U，電樞電流，，電磁轉(zhuǎn)矩T為制動性質(zhì)轉(zhuǎn)矩，電動機向電源回饋電能，此時電機運行狀態(tài)稱為發(fā)電回饋制動。應(yīng)用：位能負(fù)載高速下放和降低電樞電壓調(diào)速等場合。直流電動機制動形式比較：

變壓器

以一般用途的電力變壓器為主要研究對象，著重分析單相變壓器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和運行情況，對其他用途的變壓器作簡單介紹。以期掌握變壓器變電壓、變電流、變阻抗的原理，理解變壓器銘牌數(shù)據(jù)含義；學(xué)會正確使用各種變壓器。

1．變壓器：是一種靜止的電氣設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理，將某一等級的交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成同頻率的另一等級電壓和電流的設(shè)備。

2．作用：變換交流電壓、變換交流電流和變換阻抗。

TSKJ

第一節(jié)變壓器基本工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的基本工作原理TSKJ二次繞組（也稱副繞組或次級繞組）：接負(fù)載，其匝數(shù)為N2一次繞組（也稱原繞組或初級繞組）：接交流電源，其匝數(shù)為Nl；一、二次繞組中其感應(yīng)電動勢瞬時值分別為TSKJ

二、變壓器的應(yīng)用與分類1、變壓器的應(yīng)用變壓器能夠變換交變電壓、變換交變電流、變換阻抗的作用2、變壓器的種類很多，按用途不同主要分為：

1）電力變壓器：供輸配電系統(tǒng)中升壓或降壓用。

2）特殊變壓器：如電爐變壓器、電焊變壓器

3）儀用互感器：如電壓互感器與電流互感器。

4）試驗變壓器：高壓試驗用。

5）控制用變壓器：控制線路中使用。

6）調(diào)壓器：用來調(diào)節(jié)電壓。三、電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)

（一）鐵心、（二）繞組、（三）絕緣套管、（四）油箱及附件TSKJ1.鐵心鐵心是變壓器的磁路部分，是繞組的支撐骨架。鐵心由心柱和磁軛兩部分組成，鐵心用厚度為0.35mm，表面涂有絕緣漆的熱軋硅鋼片或冷軋硅鋼片疊裝而成。2.繞組繞組是變壓器的電路部分，常用絕緣銅線或鋁線繞制而成。工作電壓高的繞組稱為高壓繞組，工作電壓低的繞組稱為低壓統(tǒng)組。3.絕緣套管絕緣套管是變壓器繞組的引出裝置，將其裝在變壓器的油箱上，實現(xiàn)帶電的變壓器繞組引出線與接地的油箱之間的絕緣。4.油箱及其附件油箱安裝變壓器的鐵心與繞組。變壓器油起絕緣和冷卻作用。電力變壓器附件還有安全氣道、測溫裝置、分接開關(guān)、吸濕器與油表等。

四、電力變壓器的額定值與主要系列

1．額定容量SN

（1）單相變壓器的額定容量為

SN=UN1IN1=UN2IN2

（2）三相變壓器的容量為

SN=UN1IN=UN2IN2

2．額定電壓U1N和U2N

（1）UN1為一次側(cè)繞組額定電壓（2）UN2為二次繞組額定電壓

3．額定電流IN1和IN2

（1）IN1是一次繞組的額定電流；（2）IN2是二次繞組的額定電流。

4．額定頻率f

我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用電頻率為50HZTSKJ

第二節(jié)單相變壓器的空載運行

一、空載運行時各物理量正方向的規(guī)定

圖中標(biāo)出各電壓、電流、磁通、感應(yīng)電動勢的正方向

TSKJ正弦量的正方向通常規(guī)定如下：1）電源電壓正方向與其電流正方向采用關(guān)聯(lián)方向，即兩者正方向一致。2）繞組電流產(chǎn)生的磁通勢所建立的磁通，這二者的正方向符合右手螺旋定則。3）由交變磁通φ產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，二者的正方向符合右手螺旋定則，即它的正方向與產(chǎn)生該磁通的電流正方向一致。由上述規(guī)定，在圖中標(biāo)出各電壓、電流、磁通、感應(yīng)電動勢的正方向如圖中所示。

TSKJ

二、感應(yīng)電動勢與漏磁電動勢

(一)、感應(yīng)電動勢若主磁通，φ=Φmsinωt，則一、二次繞組感應(yīng)電動勢瞬時值為：一、二次繞組感應(yīng)電動勢有效值為：

E1=4.44fN1ΦmE2=4.44fN2Φm

TSKJ

由此，對某臺具體的變壓器而言，f及N1均為常數(shù)，因此當(dāng)加在變壓器上的交流電壓有效值U1恒定時，則變壓器鐵心中的磁通Φm基本保持不變。TSKJ

三、變壓器空載運行時的電動勢平衡方程式和電壓比一次繞組電動勢平衡方程式若不計一次繞組中的阻抗，則外加電壓幾乎全部用來平衡反電動勢：二次繞組的端電壓等于其感應(yīng)電動勢：

變壓器一次繞組的匝數(shù)Nl與二次繞組匝數(shù)N2之比稱為變壓器的電壓比k，即

TSKJ

當(dāng)N2＞N1時，k＜1，則U2＞U1，為升壓變壓器；若N2＜N1，k＞1，則U2＜U1，為降壓變壓器。若改變電壓比k，即改變一次或二次繞組匝數(shù)，則可達(dá)到改變二次繞組輸出電壓時目的。TSKJ四、空載電流和空載損耗變壓器空載運行時，空載電流分解成兩部分：1．為無功分量，用來建立磁場，起勵磁作用，其與主磁通同相位；2．為有功分量，用來供給變壓器鐵心損耗，其相位超前主磁通約900。即TSKJ第三節(jié)單相變壓器的負(fù)載運行變壓器的負(fù)載運行：是指變壓器在一次繞組加上額定正弦交流電壓，二次繞組接負(fù)載ZL的情況下的運行狀態(tài)，如圖所示。TSKJ一、負(fù)載運行時的各物理量負(fù)載運行時一、二次電流關(guān)系

二、變壓器負(fù)載運行時的基本方程式（一）磁通勢平衡方程式1．變壓器負(fù)載運行時磁通勢平衡方程式為TSKJ2．電流平衡方程式為

忽略I10時，一、二次繞組電流有效值關(guān)系為

I1=I2/kTSKJ三、變壓器的作用

通過對變壓器負(fù)載運行的分析，可以清楚地看出變壓器具有變電壓、變電流、變阻抗的作用。（一）變換電壓U1/U2≈E1/E2=k=N1/N2（二）變換電流I1/I2≈N2/N1=1/k（三）變換阻抗TSKJ

上式表明，經(jīng)變壓器把負(fù)載阻抗變換為。通過選擇合適的電壓比k，可把實際負(fù)載阻抗變換為所需的阻抗值，這就是變壓器的變換阻抗作用。

TSKJ

四、變壓器的運行特性1．變壓器運行特性主要有：（1）外特性（2）效率特性。2．運行的主要指標(biāo)為：（1）電壓變化率（2）效率（一）變壓器的外特性和電壓變化率

是指在一次繞組加額定電壓，負(fù)載功率因數(shù)cosφ2為額定值時，二次繞組端電壓U2隨負(fù)載電流I2的變化關(guān)系，即U2=f(I2)曲線，如下圖所示。在純電阻負(fù)載時，電壓變化較小；為感性負(fù)載時，電壓變化較大；而在容性負(fù)載時，端電壓可能出現(xiàn)隨負(fù)載電流的增加反而上升，如下圖中曲線3所示。1．變壓器的外特性：TSKJ2．電壓變化率

TSKJ（二）變壓器的效率特性

變壓器的效率特性：是指負(fù)載功率因數(shù)cosφ2不變的情況下，變壓器效率隨負(fù)載電流變化的的關(guān)系，即曲線η＝f（I2），如下圖所示。對于電力變壓器，最大效率出現(xiàn)在I2=（0.5~0.7）I2N時，其額定效率ηN＝0.95－0.99。

TSKJTSKJ第四節(jié)三相變壓器三相變壓器組：是由三個單相變壓器按一定方式連接在一起組成的。如下圖所示。三相變壓器組各相之間只有電的聯(lián)系，沒有磁的聯(lián)系。三相心式變壓器：將三個鐵心柱用鐵軛連在一起來構(gòu)成三相心式變壓器。一、三相變壓器的磁路系統(tǒng)（一）三相變壓器組的磁路TSKJTSKJ二、三相變壓器的電路系統(tǒng)

三相變壓器的電路系統(tǒng)是指三相變壓器各相的一次統(tǒng)組、二次繞組的連接情況。三相變壓器繞組的首端和尾端的標(biāo)志規(guī)定如下表所示。TSKJ（一）三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)法

三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)有星形和三角形兩種聯(lián)結(jié)方式。如下圖a所示。

TSKJ

用字母Y或y分別表示一次繞組或二次繞組的星形聯(lián)結(jié)。若同時也把中點引出，則用YN或yn表示。用字母D或d分別表示一次統(tǒng)組或二次繞組的三角形聯(lián)結(jié)。我國生產(chǎn)的電力變壓器常用Yyn、Yd、YNd、Dyn等四種聯(lián)結(jié)方式，其中大寫字母表示一次繞組的聯(lián)結(jié)方式，小寫字母表示二次繞組的聯(lián)結(jié)方式。

TSKJ第五節(jié)其他用途的變壓器

本節(jié)介紹常用的自耦變壓器、儀用互感器和弧焊變壓器的工作原理及特點。一、自耦變壓器

1．自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點是：一、二次繞組共用一個繞組。如下圖所示。

對于降壓自耦變壓器，一次繞組的一部分充當(dāng)二次繞組；對于升壓自耦變壓器，二次繞組的一部分充當(dāng)一次繞組。因此自耦變壓器一、二次繞組之間既有磁的聯(lián)系，又有電的直接聯(lián)系。將一、二次繞組共用部分的繞組稱為公共繞組。下面以降壓自耦變壓器為例分析其工作原理。

TSKJTSKJ2．自耦變壓器的電壓比3．自耦變壓器的變流公式

4．自耦變壓器的輸出視在功率（即容量）為TSKJ5．種類：自耦變壓器有單相和三相兩種。

一般三相自耦變壓器采用星形接法。圖1-21為三相自耦變壓器原理圖。如果將自耦變壓器的抽頭做成滑動觸頭，就成為自耦調(diào)壓器，常用于調(diào)節(jié)試驗電壓的大小。圖1-22為常用的環(huán)形鐵心單相自耦調(diào)壓器原理圖。

TSKJTSKJ

儀器用互感器：供測量用的變壓器?？煞譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅?。（一）電壓互感器1．電壓互感器：實質(zhì)上是一個降壓變壓器。下圖為電壓互感器原理圖。二、儀器用互感器TSKJTSKJ

它的一次繞組N1匝數(shù)很多，直接并接在被測的高壓線路上，二次統(tǒng)組N2匝數(shù)較少，接電壓表或其他儀表的電壓線圈。2．使用電壓互感器時，應(yīng)注意以下幾點：

l）電壓互感器在運行時二次繞組絕不允許短路，否則短路電流很大，會將互感器燒壞。為此在電壓互感器二次側(cè)電路中應(yīng)串聯(lián)熔斷器作短路保護(hù)。

2）電壓互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地，以防一次高壓繞組絕緣損壞時，鐵心和二次繞組帶上高電壓而觸電。

3）電壓互感器有一定的額定容量，使用時不宜接過多的儀表，否則將影響互感器的準(zhǔn)確度。

TSKJ（二）電流互感器1．電流互感器：一次繞組匝數(shù)NI很少，一般只有一匝到幾匝；二次繞組匝數(shù)很多。使用時一次繞組串接在被測線路中，流過被測電流，而二次繞組與電流表或儀表的電流線圈構(gòu)成閉合回路，如下圖所示。

由于電流互感器二次繞組所接儀表阻抗很小，二次繞組相當(dāng)于短路，因此電流互感器運行情況相當(dāng)于變壓器短路運行狀態(tài)。TSKJTSKJ2．使用電流互感器時，應(yīng)注意以下幾點：

1）電流互感器運行時二次繞組絕不許開路。電流互感器的二次繞組電路中絕不允許裝熔斷器。在運行中若要拆下電流表，應(yīng)先將二次繞組短路后再進(jìn)行。

2）電流互感器的鐵心和二次繞組的一端必須可靠接地。以免絕緣損壞時，高壓側(cè)電壓傳到低壓則，危及儀表及人身安全。

3）電流表內(nèi)阻抗應(yīng)很小，否則影響測量精度。

TSKJ

三、弧焊變壓器

弧焊變壓器實質(zhì)上是一臺特殊的降壓變壓器。1．對弧焊變壓器提出以下要求：

l）為保證容易起弧，空載電壓應(yīng)在60－75V之間。

2）負(fù)載運行時具有電壓迅速下降的外特征，一般在額定負(fù)載時輸出電壓在30V左右。

3）焊接電流可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

4）短路電流不應(yīng)過大，一般不超過額定電流的2倍，且焊接電流穩(wěn)定。

2．如何滿足上述要求：

弧焊變壓器具有較大的電抗，且可以調(diào)節(jié)。為此弧焊變壓器的一、二次繞組分裝在兩個鐵心柱上。為獲得電壓迅速下降的外特性，以及弧焊電流可調(diào)，可采用串聯(lián)可變電抗器法和磁分路法，由此滋生出帶電抗器的弧焊變壓器和帶磁分路的弧焊變壓器。TSKJ

常用低壓電器第一節(jié)常用低壓電器的基本知識一、常用低壓電器的分類（一）按用途分類1）控制電器：用于各種控制電路和控制系統(tǒng)，控制受電設(shè)備并使其達(dá)到預(yù)期工作狀態(tài)要求的電器。2）配電電器：用于電能輸送和分配，對電路及設(shè)備進(jìn)行通斷、保護(hù)以及轉(zhuǎn)換電源和負(fù)載。3）執(zhí)行電器：用于完成某種動作或傳送功能。TSKJ

通常，額定電壓在交流1000V，直流1200V及其以下的電器稱為低壓電器。4）通信用低壓電器：用于計算機接口和通信口，可與計算機網(wǎng)絡(luò)連接的電器。5）終端電器：用于線路末端的小型化、模數(shù)化的組合式開關(guān)電器，可根據(jù)需要組合成對電路和用電設(shè)備進(jìn)行配電、保護(hù)、控制、調(diào)節(jié)、報警等。6）其他電器：包括變頻調(diào)速器、可編程序控制器、軟起動器、穩(wěn)壓與調(diào)壓電器等。（二）按工作條件分類1）一般用途低壓電器；2）框用低壓電器3）化工低壓電器；4）船用低壓電器5）牽引低壓電器；6）航空低壓電器TSKJ（三）按動作性質(zhì)分類：手動電器和自動切換電器（五）按使用系統(tǒng)分類

1）自動控制電力系統(tǒng)用電器

2）電力系統(tǒng)用電器

3）自動化通信系統(tǒng)用電器（四）按電器執(zhí)行功能分類

1）有觸頭電器

2）無觸頭電器

3）混合電器（六）按電力拖動自動控制系統(tǒng)用電器分類

1）接觸器2）主令電器

3）繼電器4）執(zhí)行電器

5）熔斷器6）低壓斷路器

7）隔離開關(guān)8）成套電器TSKJ二、低壓電器的應(yīng)用

在電力拖電動系統(tǒng)中，低壓電器主要用于對電動機進(jìn)行控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)。三、低壓電器額定工作制與正常工作條件（一）額定工作制1）8小時工作制：電器的工作時間不超過8小時。2）長期工作制連續(xù)工作8小時以上。3）短時工作制：有載時間和空載時間相互交替，且有載時間小于空載時間。4）斷續(xù)周期工作制：有載時間和空載時間循環(huán)交替，且有一定比值。TSKJ（二）正常工作條件（1）周圍空氣溫度規(guī)定為-5～+40℃，24小時平均值不超過+35℃。（2）安裝地點不超過海拔2000m。（3）安裝地點的最高溫度為+40℃，相對濕度不超過50%。（4）污染等級分為4級：

1）等級1：無污染。

2）等級2：有非導(dǎo)電性污染。

3）等級3：有導(dǎo)電性污染。

4）等級4：造成持久性的導(dǎo)電污染。工業(yè)電器一般適用于污染等級為3級的環(huán)境，家用電器適用于等級為2級的環(huán)境。TSKJ第二節(jié)常用低壓電器的基本問題

電磁機構(gòu)低壓電器的基本結(jié)構(gòu)

觸頭系統(tǒng)一、電磁機構(gòu)（一）電磁機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式

電磁線圈

電磁機構(gòu)鐵心銜鐵1．按銜鐵的運動方式分

根據(jù)由鐵心和銜鐵構(gòu)成的磁路形狀及銜鐵運動方式的不同，以及線圈接入電路的方式不同，電磁機構(gòu)可分為多種形式。1）銜鐵繞棱角轉(zhuǎn)動拍合式鐵心：TSKJ

在該方式中，銜鐵繞磁軛的棱角轉(zhuǎn)動，鐵心用電工軟鐵制成，適用于直流接觸器和繼電器，如圖5-2d.

2）銜鐵繞軸轉(zhuǎn)動拍合式鐵心：銜鐵可繞軸轉(zhuǎn)動，鐵心用硅鋼片疊成，適用于中小容量交流接觸器和繼電器，如圖5-2e。

3）銜鐵直線運動式鐵心：銜鐵在線圈內(nèi)作直線運動，多用于中小容量交流接觸器和繼電器，如圖5-2a、b、c。

2．按磁路形式分：有U型（如圖5-2a、c、d所示)和E型（如圖5-2b、e所示)。TSKJ3．按線圈的連接方式分

1）串聯(lián)電磁機構(gòu)：電磁線圈串聯(lián)于電路中，如圖5-3a所示。按電流種類又分為直流串聯(lián)電磁機構(gòu)和交流串聯(lián)電磁機構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點是匝數(shù)少，線徑粗，銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小，故又稱為電流線圈。

2）并聯(lián)電磁機構(gòu)：電磁線圈并聯(lián)于電路中，如圖5-3b所示。按電流種類又分為直流并聯(lián)電磁機構(gòu)和交流并聯(lián)電磁機構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點是匝數(shù)多，線徑細(xì)，銜鐵動作與否取決于線圈中電壓的大小，故又稱為電壓線圈。4．按電磁線圈的種類分：直流線圈和交流線圈。TSKJ（二）電磁機構(gòu)的工作特性1．吸力特性1）交流電磁機構(gòu)的吸力特性

交流電磁機構(gòu)的電流I與電磁氣隙δ成正比，故當(dāng)線圈未吸合時，電流可達(dá)吸合后電流的5～6倍，如果銜鐵卡住，或頻繁動作，線圈可能燒毀，所以在可靠性要求高或操作頻繁時，一般不采用交流電磁結(jié)構(gòu)。TSKJ2）直流電磁機構(gòu)的吸力特性

直流電磁機構(gòu)的電流與氣隙大小無關(guān)，而電磁吸力與氣隙的平方成反比，所以直流電磁機構(gòu)適用于動作頻繁的場合，且吸合后電磁吸力較大，工作可靠。但是當(dāng)直流電磁機構(gòu)的電磁線圈斷電時，由于磁通急劇變化，在線圈中會感應(yīng)出很大的反電動勢，其值可達(dá)線圈額定電壓的10倍以上，很容易使線圈損壞，因此，一般在電磁線圈兩端并聯(lián)一個放電回路。如圖5-3所示。圖5-3直流線圈斷電放電回路2．單相交流電磁機構(gòu)中短路環(huán)的作用

在交流電磁機構(gòu)中，一般在鐵心端面上安裝一個銅制短路環(huán)以便保證電磁機構(gòu)正常工作。TSKJ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)嚯娐返淖饔谩｜c接觸：用于小電流接觸器中。線接觸：用于通電次數(shù)多，電流大的場合。面接觸：允許通過較大電流。（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，斷開的觸頭。常閉觸頭：電磁線圈未通電時，閉合的觸頭。TSKJ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，若觸頭間的電壓達(dá)12V～20V、電流達(dá)0.25～1A，觸頭間隙就會產(chǎn)生電弧。電弧會使觸頭燒蝕，并使電路切斷時間延長，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）常用的滅弧方法1．雙斷口滅弧2．磁吹滅弧3．柵片滅弧4．滅弧罩滅弧TSKJ第三節(jié)主令電器與轉(zhuǎn)換開關(guān)一、主令電器主令電器是電氣自動控制系統(tǒng)中用來發(fā)送或轉(zhuǎn)換控制指令的電器，是一種用于控制電路的控制電器。1.控制按鈕控制按鈕主要用于遠(yuǎn)距離操作具有電磁線圈的電器，也用在控制電路中發(fā)布指令和執(zhí)行電氣連鎖。1）按鈕結(jié)構(gòu)及工作原理一般由按鈕帽、復(fù)位彈簧、觸頭和外殼等組成，其外形和結(jié)構(gòu)如圖5-8a、b所示。TSKJ當(dāng)按下按鈕時，橋式觸頭隨著推桿一起往下移動，常閉觸頭分?jǐn)?；橋式觸頭繼續(xù)往下移動，直到和下面一對靜觸頭接觸，于是常開觸頭接通。松開按鈕后，復(fù)位彈簧使推桿和觸頭復(fù)位，常開觸頭恢復(fù)為分?jǐn)酄顟B(tài)，常閉觸頭恢復(fù)為接通狀態(tài)?？刂瓢粹o文字符號為SB，其常開觸頭、常閉觸頭與復(fù)合觸頭的圖形符號如圖所示。TSKJ2）控制按鈕類型及主要技術(shù)參數(shù) 按保護(hù)形式分：有開啟式、保護(hù)式、防水式、防腐式等。 按結(jié)構(gòu)形式分：有嵌壓式、緊急式、鑰匙式、旋鈕式、帶信號燈式、帶燈撳鈕式等。按顏色分：有紅、黑、綠、白、藍(lán)等。主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、結(jié)構(gòu)形式、觸頭數(shù)量、鈕數(shù)、按鈕顏色等。3）選用原則根據(jù)使用場合選擇種類；根據(jù)用途選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)控制要求選擇數(shù)量等。TSKJ2.行程開關(guān)行程開關(guān)是用來反映工作機械的行程位置，并發(fā)出指令，以控制其運動方向和行程大小的指令電器。1）行程開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理基本結(jié)構(gòu)：操作頭、觸頭系統(tǒng)與外殼組成，外形如圖5-9所示。工作原理：當(dāng)生產(chǎn)機械的運動部件到達(dá)某一位置時，運動部件上的檔塊碰壓行程開關(guān)的操作頭，使行程開關(guān)的觸頭改變狀態(tài)，對控制電路發(fā)出接通、斷開或變換某些控制電路的指令，以達(dá)到設(shè)定的控制要求。行程開關(guān)文字符號為SQ，其常開觸頭、常閉觸頭、復(fù)合觸頭的圖形符號如圖5-10所示。TSKJ2）行程開關(guān)類型及主要技術(shù)參數(shù)按運動形式分：直動式、轉(zhuǎn)動式與微動式。按復(fù)位形式分：自動復(fù)位和非自動復(fù)位。按有無觸頭分：有觸頭和無觸頭。主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、結(jié)構(gòu)形式、觸頭對數(shù)、動作行程（距離或角度）、超行程（距離或角度）。TSKJ3.接近開關(guān)接近開關(guān)是一種非接近式的檢測裝置，能檢測金屬物體或非金屬物體的存在與否，只要當(dāng)運動物體接近它一定距離時就能發(fā)出信號，以控制運動物體的位置，接近開關(guān)不僅具有向程開關(guān)的作用，還有計數(shù)作用。

技術(shù)參數(shù)：工作電壓、輸出電流、控制功率、動作距離、重復(fù)精度、操作頻率、復(fù)位行程等。接近開關(guān)的文字符號為SP，常開觸頭和常閉觸頭的圖形符號如圖5-11所示。 選用原則： 1）用于工作頻率高、可靠性及精度要求均較高的場合。2）按輸出要求選擇觸頭形式和數(shù)量。TSKJ4.萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)是由多組相同結(jié)構(gòu)的觸頭組件疊裝而成的多檔位多回路的手動控制電器?；緲?gòu)成：接觸系統(tǒng)、凸輪機構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、手柄與定位機構(gòu)等，外形示意圖如圖5-12所示。主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、觸頭技術(shù)數(shù)據(jù)、操作頻率、觸頭數(shù)、檔數(shù)、操作方式等。選用原則：1）按額定電壓和工作電流選用相應(yīng)的開關(guān)系列；2）根據(jù)要求確定觸頭數(shù)量和接線圖號。TSKJ第四節(jié)電磁式接觸器

接觸器是一種適用于在低壓配電系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離控制、頻繁操作、直流主電路及大容量控制電路的自動控制開關(guān)電器。接觸器的分類：按操作方式分：電磁接觸器、氣動接觸器、電磁氣動接觸器。

按滅弧介質(zhì)分：空氣電磁式、油浸式和真空式接觸器。按主觸頭控制的電流種類分：交流、直流、切換電容接觸器。一、接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理電磁機構(gòu)觸頭系統(tǒng)滅弧裝置釋放彈簧觸頭彈簧底座1.接觸器結(jié)構(gòu)TSKJTSKJ

2.電磁式接觸器的基本工作原理：利用電磁原理，通過控制電路的控制和可動銜鐵的運動來帶動觸頭，控制主電路的通斷。當(dāng)接在控制電路中的線圈通電后，銜鐵在電磁吸力作用下被吸向鐵心，銜鐵運動的同時帶動觸頭動作，使其常閉觸頭分開，常開觸頭閉合。當(dāng)線圈斷電或線圈的電壓過低時，電磁吸力消失或減弱，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)位，實現(xiàn)控制電路通斷和失電壓與欠電壓釋放保護(hù)功能。TSKJ二、電磁式接觸器的分類及主要技術(shù)參數(shù)1．按接觸器的極數(shù)和電流種類分類 按主觸頭的個數(shù)分類:接觸器有兩極、三極和四極接觸器。按主觸頭接通和分?jǐn)嘀麟娐返碾娏鞣N類分類：交流接觸器和直流接觸器。2．額定工作電壓：是指主觸頭之間的正常工作電壓。直流接觸器額定電壓有：110V、220V、440V、750V；交流接觸器額定電壓有：220V、380V、660V、1140V。3．額定工作電流：是指主觸頭正常工作電流。直流接觸器額定電流有：40A、80A、100A、150A、250A、400Ａ等；交流接觸器額定電流有：10A、20A、40A、60A、100A、150A、250A、400A等。4．主觸頭通斷能力：指主觸頭在規(guī)定條件下，能可靠地接通和分?jǐn)嗟碾娏髦?。TSKJ5．線圈額定工作電壓：指接觸器電磁線圈正常工作電壓值。交流線圈有：24V、36V、48V、110V、127V、220V、380V。直流線圈有：24V、38V、110V、220V、440V。6．允許操作頻率：指接觸器在每小時內(nèi)允許的最高操作次數(shù)。7．機械壽命和電氣壽命：機械壽命是指接觸器在需要修理或更換機構(gòu)零件前所能承受的無載操作次數(shù)。電器壽命是在規(guī)定的正常工作條件下，接觸器需要修理或更換零件前的有載次數(shù)。8．接觸器線圈的啟動功率和吸持功率： 直流接觸器的啟動功率與吸持功率相等；交流接觸器啟動視在功率一般為吸持功率的5～8倍。線圈的工作功率是指吸持有功功率。9．使用類別：接觸器用于不同負(fù)載時，對主觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰Φ囊笠膊煌＝佑|器常見的使用類別及典型應(yīng)用如下表所示。TSKJ表5-1接觸器的常見使用類別和典型用途觸頭

電流種類

使用類別代號

典型用途舉例

主

觸

頭

AC

（交流）

AC-1

無感或微感負(fù)載，電阻爐

AC-2

繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動、制動

AC-3

籠型異步電動機的啟動、運轉(zhuǎn)和分?jǐn)?/p>

AC-4

籠型異步電動機的啟動、反接制動與反向、點動

DC

（直流）

DC-1

無感或微感負(fù)載，電阻爐

DC-2

并勵電動機的啟動、反接制動、點動

DC-3

串勵電動機的啟動、反接制動、點動

DC-4

白熾燈的接通

TSKJ三、常用典型接觸器（一）交流接觸器：CJ20、B系列接觸器。（二）切換電容器接觸器：用于低壓無功補償設(shè)備中。（三）真空交流接觸器：適用于條件惡劣及危險環(huán)境中。（四）直流接觸器：主要用于直流電力系統(tǒng)中。TSKJ四、接觸器的選用1）接觸器極數(shù)和種類的選擇：

①根據(jù)主觸頭接通和分?jǐn)嗟碾娏鞣N類，選用直流和交流接觸器。

②根據(jù)主觸頭控制的相數(shù)確定接觸器的極數(shù)。

③根據(jù)接觸器應(yīng)用場地的條件選用普通接觸器還是特殊接觸器。2）根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)選擇相應(yīng)的接觸器。3）根據(jù)負(fù)載的功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級。4)根據(jù)接觸器主觸頭所控制電路電壓等級來確定接觸器的額定電壓等級。5）接觸器線圈的額定電壓由所接控制電路電壓來確定。6）接觸器常開、常閉觸頭數(shù)目要滿足控制要求。TSKJ第五節(jié)電磁式電壓、電流繼電器繼電器是一種控制元件，根據(jù)輸入信號的不同而達(dá)到不同的控制目的。繼電器一般用來接通和斷開控制電路一、電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu)及分類（一）電磁式繼電器的基本結(jié)構(gòu) 電磁式繼電器有直流和交流之分，其結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器基本相同，但觸頭的通斷電流值比接觸器小，沒有滅弧裝置。由于繼電器為了滿足控制要求，需要調(diào)節(jié)繼電器的動作參數(shù)，故又調(diào)節(jié)裝置。（二）電磁式繼電器的分類按輸入信號不同分：有電壓繼電器、電流繼電器、時間繼電器等。按線圈種類不同分：有交流和直流繼電器。按用途分：有控制繼電器、保護(hù)繼電器等。TSKJTSKJ二、繼電器的主要技術(shù)參數(shù)1．額定參數(shù)：是指繼電器的線圈和觸頭在正常工作時允許的電壓或電流值。2．動作參數(shù)：即繼電器的吸合值和釋放值。對電壓繼電器為吸和電壓U0和釋放電壓Ur；對電流繼電器為吸合電流和釋放電流。3．整定值：根據(jù)要求，對繼電器的動作參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)整的值。4．返回參數(shù)：是指繼電器的釋放值與吸合值的比值，用K表示。不同的應(yīng)用場合要求繼電器的返回參數(shù)不同。5．動作時間：有吸合時間和釋放時間兩種。吸合時間是指線圈接受電信號起，到銜鐵完全吸合所需的時間；釋放時間是指從線圈斷電到銜鐵完全釋放所需的時間。TSKJ三、電磁式電壓繼電器與電流繼電器（一）電磁式電壓繼電器 1．過電壓繼電器：在電路中用于過電壓保護(hù)。當(dāng)線圈為額定電壓時，銜鐵不吸合，只有當(dāng)線圈電壓高于其額定電壓一定值時，銜鐵才吸合相應(yīng)觸頭動作；當(dāng)線圈電壓低于繼電器釋放電壓時，銜鐵返回釋放狀態(tài)，相應(yīng)觸頭也返回到原始狀態(tài)。2．欠電壓繼電器：在電路中用于欠電壓保護(hù)。當(dāng)線圈電壓低于額定電壓時，銜鐵就吸合，而當(dāng)線圈電壓很低時銜鐵才釋放。TSKJ（二）電磁式電流繼電器 1．過電流繼電器：正常工作時，線圈流過負(fù)載電流，銜鐵不吸合；當(dāng)流過線圈的電流超過一定值時，銜鐵吸合使觸頭動作，常閉觸頭打開，切斷接觸器線圈電路，使接觸器線圈釋放，接觸器主觸頭斷開主電路，起到保護(hù)作用。 2．欠電流繼電器：正常工作時，線圈流過額定電流，銜鐵處于吸合狀態(tài)；當(dāng)負(fù)載電流減小至繼電器釋放電流時，銜鐵釋放，觸頭恢復(fù)到原始狀態(tài)。欠電流繼電器只用于直流電路中。（三）電磁式中間繼電器中間繼電器的特點是觸頭數(shù)量較多，在電路中起增加觸頭數(shù)量和中間放大作用。有交流和直流繼電器之分。TSKJ四、繼電器的選用1．類別的使用：AC-11控制交流電磁鐵，DC-11控制直流電磁鐵。2．額定工作電流和額定工作電壓的選用：繼電器線圈電壓應(yīng)為額定值，繼電器的最高電流應(yīng)小于額定發(fā)熱電流。3．工作制的選用：繼電器的工作制應(yīng)與使用場合的工作制一致。4．繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)：應(yīng)根據(jù)控制要求進(jìn)行繼電器返回系數(shù)的調(diào)節(jié)。TSKJ第五節(jié)時間繼電器當(dāng)接受到輸入信號，經(jīng)過一段時間后執(zhí)行機構(gòu)才動作的繼電器稱為時間繼電器。

按其動作原理可分為電磁阻尼式、空氣阻尼式、電動機式、電子式等；按延時方式可分為通電延時型和斷電延時型。一、直流電磁阻尼式時間繼電器1.工作原理該繼電器是在直流電磁式電壓繼電器的鐵心上增加一個阻尼銅套，便成為直流電磁阻尼式時間繼電器，其結(jié)構(gòu)見下圖。TSKJ直流電磁阻尼式時間繼電器TSKJ直流電磁式斷電延時型時間繼電器是利用電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的。這種時間繼電器只能用于斷電延時，延時時間僅為0.3～5s，只能用于延時短且要求不高的場合。

2.延時時間的調(diào)整方法

常用延時時間的調(diào)整方法：（1）改變非磁性墊片厚度墊片厚，延時時間短；墊片薄，延時時間長。此調(diào)整方法是釋放延時的粗調(diào)。（2）調(diào)整釋放彈簧釋放彈簧越松，釋放磁通越小，釋放延時越長。此調(diào)整方法是釋放延時的細(xì)調(diào)。TSKJ二、空氣阻尼式時間繼電器TSKJ結(jié)構(gòu)與工作原理空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時的。它由電磁機構(gòu)、延時機構(gòu)（空氣室、傳動機構(gòu)）、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時方式有通電延時和斷電延時兩種。結(jié)構(gòu)圖見上圖。

工作原理：當(dāng)線圈1通電后，銜鐵3連同推板5被鐵心2吸引向上吸合，上方微動開關(guān)16壓下，使上方微動開關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。同時在空氣室10內(nèi)與橡皮膜9相連的活塞桿6在彈簧7作用下也向上移動，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負(fù)壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動，移動速度由進(jìn)氣孔12的大小而定，可通過調(diào)節(jié)螺釘11調(diào)整。經(jīng)過一段延時后，活塞13才能移到最上端，并通過杠桿15壓動開關(guān)14，使其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。而另一個開關(guān)16是在銜鐵吸合時，通過推板5的作用立即動作，故稱開關(guān)16為瞬動觸頭。TSKJ

當(dāng)線圈斷電時，銜鐵在反力彈簧4作用下，將活塞推向下端，這時橡皮膜下方氣室內(nèi)的空氣通過橡皮膜9、彈簧8和活塞13的肩部所形成的單向閥，迅速將空氣排掉，使開關(guān)14、16觸頭復(fù)位?？諝庾枘崾綍r間繼電器的延時時間為0.4～180s，但精度不高。三、晶體管式時間繼電器（電子式時間繼電器）最常用的是阻容式時間繼電器，利用電容對電壓變化的阻尼作用來實現(xiàn)延時。以JS1系列晶體管時間繼電器為例，原理示意圖如下。TSKJ晶體管式時間繼電器TSKJ當(dāng)電源通電時，晶體管V1立即導(dǎo)通，V2截止，繼電器K不動作。同時，電源通過電位器RP和R對電容充電，a點電位逐漸上升，當(dāng)a點電位高于b點電位時，二極管VD1導(dǎo)通，使V1截止，而V2變?yōu)閷?dǎo)通，繼電器K的線圈有電流通過，使觸頭動作。調(diào)節(jié)RP值可調(diào)節(jié)延時時間。TSKJ四、電動機式時間繼電器由微型同步電動機拖動減速齒輪，經(jīng)傳動機構(gòu)獲得觸頭延時動作。延時方式有通電延時型和斷電延時型兩種。TSKJ

當(dāng)同步電機8通電后，帶動減速齒輪7與差動輪系6一起轉(zhuǎn)動，差動輪系z1與z3在軸上空轉(zhuǎn)，z2在另一個軸上空轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)。當(dāng)需要延時時，接通電磁鐵線圈，使離合電磁鐵吸合，將齒輪z3剎住。于是，齒輪z2的旋轉(zhuǎn)只能以z3為軌跡連同其軸作圓周運動。當(dāng)軸上的凸輪隨著軸轉(zhuǎn)動到合適位置，它就推動脫扣機構(gòu)，使延時觸頭動作，并通過一對常閉觸頭的分?jǐn)?，切斷同步電機電源。需要復(fù)位時，只要斷開離合電磁鐵的電源，所有機構(gòu)將在復(fù)位游絲的作用下復(fù)位。電動機式時間繼電器具有延時精度高、延時范圍寬等特點，但也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壽命短、體積大等特點，一般用于要求延時精度高的場合。TSKJ第六節(jié)熱繼電器熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量，使檢測元件的物理量發(fā)生變化，從而使觸頭改變狀態(tài)的一種繼電器。

熱繼電器主要用于電動機的長期過載保護(hù)。TSKJ一、雙金屬片熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理雙金屬片熱繼電器由發(fā)熱元件、觸頭系統(tǒng)、復(fù)位按鈕、電流整定裝置和溫度補償元件組成。發(fā)熱元件由主雙金屬片及環(huán)繞其上的電阻絲組成，雙金屬片由兩種線膨脹系數(shù)不同的金屬用機械碾壓而成。發(fā)熱元件串接在電動機定子回路中，當(dāng)電動機正常運行時，發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量雖能使雙金屬片發(fā)生變形，但還不足以使熱繼電器的觸頭動作。當(dāng)電動機過載時過載電流通過發(fā)熱元件，使雙金屬片彎曲位移增大，由于兩層金屬片的線膨脹系數(shù)不同，且兩層金屬片又緊密地壓合在一起，因此，使得雙金屬片向被動層一側(cè)彎曲，使繼電器觸頭動作，從而切斷電動機控制回路，實現(xiàn)過載保護(hù)。TSKJ

常見的雙金屬片的加熱方式有直接加熱、間接加熱、復(fù)式加熱與電流互感器加熱等多種。

雙金屬片熱繼電器結(jié)構(gòu)原理：如下圖所示。TSKJ由于熱繼電器的發(fā)熱元件有熱慣性，在電路中不能做瞬時過載保護(hù)，更不能做短路保護(hù)，主要用于電動機的過載保護(hù)、斷相保護(hù)和三相電流不平衡運行的保護(hù)以及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。

TSKJ二、帶斷相保護(hù)的熱繼電器的工作原理當(dāng)三相異步電動機的定子繞組采用△聯(lián)接法時，必須采用三相結(jié)構(gòu)帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。帶斷相保護(hù)的熱繼電器可對三相異步電動機進(jìn)行斷相保護(hù)，其導(dǎo)板為差動機構(gòu)，如教材圖5-22所示。熱繼電器的文字符號為FR，熱元件和觸頭的電氣圖形符號如圖5-23所示。TSKJ三、熱繼電器的選用熱繼電器的額定電流應(yīng)按電動機額定電流選擇，對過載能力較差的電動機，通常按電動機額定電流的60%～80%來選擇熱繼電器的額定電流。TSKJ第七節(jié)速度繼電器速度繼電器是當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時動作的繼電器，常被用于電動機反接制動的控制電路中。當(dāng)反接制動使電動機轉(zhuǎn)速下降到接近于零時，速度繼電器的觸頭復(fù)位，通過控制電路的作用自動及時地切斷電源，以防電動機反向運轉(zhuǎn)。一、感應(yīng)式速度繼電器的結(jié)構(gòu)感應(yīng)式速度繼電器主要由轉(zhuǎn)子、定子及觸頭系統(tǒng)三部分組成，轉(zhuǎn)子是一個圓柱形永久磁鐵，定子是一個籠型空心圓環(huán)形，由硅鋼片疊成，并嵌有籠形導(dǎo)條。TSKJTSKJ二、感應(yīng)式速度繼電器的工作原理工作原理：速度繼電器的轉(zhuǎn)子軸與被控電機的軸相連，當(dāng)電機運行時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨電動機軸轉(zhuǎn)動，永久磁鐵形成旋轉(zhuǎn)磁場，定子中的籠形導(dǎo)條切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成感應(yīng)電流，在磁場的作用下產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使定子隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動，但由于有返回杠桿擋住，故定子只能隨轉(zhuǎn)子方向轉(zhuǎn)動一定角度。當(dāng)定子偏轉(zhuǎn)到一定的角度時，在杠桿7的作用下使常閉觸點打開，敞開觸點閉合。當(dāng)被控電動機轉(zhuǎn)速下降時，速度繼電器轉(zhuǎn)子也下降，使電磁轉(zhuǎn)矩減小，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩小于反作用彈簧的反作用力時，定子返回原位，速度繼電器的觸點也恢復(fù)原位。TSKJ第八節(jié)熔斷器一、熔斷器的機構(gòu)、工作原理及保護(hù)特性熔斷器主要由熔體、絕緣管座、填料及導(dǎo)電部件組成。熔斷器在使用時，熔體與被保護(hù)電路串聯(lián)，負(fù)載電流流過熔體，由于電流的熱效應(yīng)，當(dāng)電路為正常電流時熔體溫度較低，當(dāng)電路發(fā)生短路故障或過載時，流過熔體的電流增大，熔體溫度急劇上升，熔體溫度達(dá)到熔點使其熔斷，從而斷開電路，起到保護(hù)作用。熔斷器的保護(hù)特性又稱熔斷特性或安秒特性，指熔體的熔斷電流與熔斷時間的關(guān)系曲線。TSKJ二、熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)1）額定電壓：是熔斷器長期工作時的電壓，其值一般要大于或等于熔斷器所接電路的額定電壓。2）額定電流：指熔斷器長期工作，各部件溫升不超過允許溫升的最大工作電流。熔斷器的額定電流有兩種：一種是熔管額定電流，另一種是熔體額定電流。熔體的額定電流不允許大于熔管的額定電流。3）極限分?jǐn)嗄芰Γ褐溉蹟嗥髟陬~定電壓下工作時，能可靠分?jǐn)嗟淖畲箅娏髦?。取決于熔斷器的滅弧能力，與熔體的額定電流無關(guān)。TSKJ三、常用熔斷器1.插入式熔斷器2.螺旋式熔斷器3.無填料密閉管式熔斷器4.有填料密閉管式熔斷器TSKJ四、熔斷器的選擇 熔斷器的選擇包含熔斷器類型的選擇和熔體、熔斷器額定電流的選擇。 1）熔斷器類型的選擇：對于保護(hù)照明和電動機的熔斷器只考慮過載保護(hù)，熔體的熔化系數(shù)要小一些。熔斷器的額定電壓與保護(hù)電路相符。

TSKJ2）熔體、熔斷器電流的選擇： ①對于平穩(wěn)、無沖擊電流的負(fù)載可按負(fù)載電流實際大小確定。 ②對單臺電動機： INP=（1.5～2.5）INM式中INP——熔體額定電流（A）。 INM——電動機額定電流（A）。 ③多臺電動機共用同一熔斷器 INP=(1.5～2.5)INMmax+∑INM式中INMmax——容量最大一臺電機的額定電流（A）∑INM——其余電機額定電流之和當(dāng)熔體的電流確定后，熔斷器的電流應(yīng)大于熔體電流來確定。TSKJ第九節(jié)低壓斷路器低壓斷路器的功能相當(dāng)于刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器、過電流繼電器及欠電壓繼電器的組合，是一種既有手動開關(guān)作用又能自動進(jìn)行欠電壓、失電壓、過載和短路保護(hù)的開關(guān)電器。一、低壓斷路器的結(jié)構(gòu)和工作原理

1．主觸頭及滅弧裝置主觸頭用來接通和分?jǐn)嘀麟娐?，并裝有滅弧裝置。

2．脫扣器脫扣器是斷路器的感受元件，當(dāng)電路出現(xiàn)故障時，脫扣器感測到故障信號后，經(jīng)自由脫扣機構(gòu)是斷路器主觸頭分?jǐn)唷?/p>

3．自由脫扣機構(gòu)和操作機構(gòu)自由脫扣機構(gòu)是用來聯(lián)系操作機構(gòu)與主觸頭的機構(gòu)，當(dāng)操作機構(gòu)處于閉合位置時，也可操作分勵脫扣器進(jìn)行脫扣，將主觸頭分開。TSKJTSKJ4．工作原理低壓斷路器的三個主觸頭串接于三相電路中，經(jīng)操作機構(gòu)將其閉合，此時傳動桿3由鎖扣4鉤住，保持主觸頭閉合。當(dāng)主電路出現(xiàn)過電流故障且達(dá)到過電流脫扣器的動作電流時，過電流脫扣器6的銜鐵吸合，頂桿向上將鎖扣4頂開，在分閘彈簧1的作用下使主觸頭斷開。當(dāng)主電路出現(xiàn)欠電壓、失壓或過載時，則欠壓、失壓脫扣器及過載脫扣器分別將鎖扣頂開，使主觸頭斷開。TSKJ二、低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)1）額定電壓：指斷路器在電路中長期工作的允許電壓。2）額定電流：指脫扣器允許長期通過的電流。3）斷路器殼架等級額定電流：指每一種框架或塑殼中能安裝的最大脫扣器的額定電流。4）斷路器的通斷能力：指在規(guī)定操作條件下，斷路器能接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰Α?）動作時間：指從出現(xiàn)短路的瞬間開始，到觸頭分離、電弧熄滅、電路被完全斷開所需的全部時間。6）保護(hù)特性：指斷路器的動作時間與動作電流的關(guān)系曲線。TSKJ三、斷路器的選用1）斷路器額定電壓等于或大于線路額定電壓。2）斷路器額定電流等于或大于線路計算負(fù)荷電流。3）斷路器通斷能力等于或大于線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流。4）斷路器欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓。5）斷路器分勵脫扣器額定電壓等于控制電源電壓。6）長延時電流整定值等于電動機額定電流。7）瞬時整定電流：對保護(hù)籠型異步電動機的斷路器，瞬時整定電流為（8～15）倍電動機額定電流；對于保護(hù)繞線式異步電動機的斷路器，其瞬時整定電流為（3～6）倍電動機額定電流。TSKJ補充習(xí)題1.交流電磁線圈誤接入直流電源，或直流電磁線圈誤接入交流電源，將發(fā)生什么問題？為什么？答：如果將交流電磁線圈誤接入直流電源，由于交流電磁線圈的內(nèi)阻很小，所以會產(chǎn)生很大電流，使線圈燒毀；如果誤將直流線圈接入交流電源，由于直流線圈的內(nèi)阻較大，再加上線圈的感抗，使電流減小，導(dǎo)致電磁吸力減小，使接觸器不能可靠工作。TSKJ2.交、直流接觸器是以什么來定義的？他們在結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？為什么？答：交流接觸器的主觸頭通過的是交流電流，而直流接觸器的主觸頭通過的是直流電流；在結(jié)構(gòu)上交流接觸器由于產(chǎn)生的電弧容易熄滅，所以常采用多縱縫滅弧裝置滅弧，而直流接觸器由于產(chǎn)生的直流電弧不容易熄滅，所以常采用磁吹式滅弧裝置滅弧TSKJ3.電磁式繼電器與電磁式接觸器比較，其區(qū)別在哪？答：1）結(jié)構(gòu)上的區(qū)別：繼電器除具有與接觸器相同的電磁機構(gòu)外，繼電器還有能反映輸入信號的感應(yīng)機構(gòu)和改變動作參數(shù)的調(diào)節(jié)裝置；2）應(yīng)用場合不同：接觸器用于接通主電路，而繼電器用于控制電路；3）參數(shù)上的區(qū)別：接觸器主觸頭允許通過較大的電流，而繼電器的觸頭允許通過的電流不超過5A。TSKJ

常用控制電機第一節(jié)控制電機概述

控制電機具有體積小，功率小，通常在幾百瓦以下等特點；而驅(qū)動微電機結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功率也小，主要用來驅(qū)動各種輕型負(fù)載。驅(qū)動微電機與控制電機合稱為微控電機。

TSKJ

在普通旋轉(zhuǎn)電機的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種控制電機與普通電機本質(zhì)上并沒有差別，只是著重點不同：普通旋轉(zhuǎn)電機主要是進(jìn)行能量變換，要求有較高的力能指標(biāo)；而控制電機主要是對控制信號進(jìn)行傳遞和變換，要求有較高的控制性能，如要求反應(yīng)快、精度高、運行可靠等等?？刂齐姍C因其各種特殊的控制性能而常在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件、檢測元件和解算元件。

TSKJ第二節(jié)伺服電動機

伺服電動機又稱為執(zhí)行電動機，在自動控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。它將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出，改變輸入信號的大小和極性可以改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，故輸入的電壓信號又稱為控制信號或控制電壓。

TSKJ一、直流伺服電動機

當(dāng)直流伺服電動機勵磁繞組和電樞繞組都通過電流時，直流電動機轉(zhuǎn)動起來，當(dāng)其中的一個繞組斷電時，電動機立即停轉(zhuǎn)，故輸入的控制信號，既可加到勵磁繞組上，也可加到電樞繞組上。TSKJ若把控制信號加到電樞繞組上，通過改變控制信號的大小和極性來控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小和方向，這種方式叫電樞控制；若把控制信號加到勵磁繞組上進(jìn)行控制，這種方式叫磁場控制。磁場控制有嚴(yán)重的缺點（調(diào)節(jié)持性在某一范圍不是單值函數(shù)，每個轉(zhuǎn)速對應(yīng)兩個控制信號），使用的場合很少。TSKJ

直流伺服電動機進(jìn)行電樞控制時，電樞繞組即為控制繞組，控制電壓直接加到電樞繞組上進(jìn)行控制。而勵磁方式則有兩種：一種用勵磁繞組通過直流電流進(jìn)行勵磁，稱為電磁式直流伺服電動機；另一種使用永久磁鐵作磁極，省去勵磁繞組，稱為永磁式直流伺服電動機。TSKJ1.機械特性：改變控制電壓，而機械特性的斜率不變，故其機械特性是一組平行的直線，如圖所示。

TSKJ2.調(diào)節(jié)特性：當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩恒定時，電動機轉(zhuǎn)速與控制電壓之間的關(guān)系，即常數(shù)，轉(zhuǎn)速與控制電壓之間的關(guān)系。

電樞控制直流伺服電動機轉(zhuǎn)速公式：TSKJ

從上述分析可知，電樞控制時的直流伺服電動機的機械特性是線性的，而且不存在“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象（控制信號消失后，電機仍不停止轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象叫“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象），在自動控制系統(tǒng)中是一種很好的執(zhí)行元件。

TSKJ二、交流伺服電動機1.工作原理：交流伺服電動機實際上就是兩相異步電動機，所以有時也叫兩相伺服電動機。如圖所示，電機定子上有兩相繞組，一相叫勵磁繞組，接到交流勵磁電源上，另一相為控制繞組，接入控制電壓，兩繞組在空間上互差90°電角度，勵磁電壓Uf和控制電壓Uc頻率相同。

TSKJTSKJ

交流伺服電動機的工作原理與單相異步電動機有相似之處。當(dāng)交流伺服電動機的勵磁繞組接到勵磁電流上，若控制繞組加上的控制電壓為0時（即無控制電壓），所產(chǎn)生的是脈振磁通勢，所建立的是脈振磁場，電機無起動轉(zhuǎn)矩；當(dāng)控制繞組加上的控制電壓不為0，且產(chǎn)生的控制電流與勵磁電流的相位不同時，建立起橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，于是產(chǎn)生起動力矩，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動起來。如果電機參數(shù)與一般的單相異步電動機一樣，那么當(dāng)控制信號消失時，電機轉(zhuǎn)速雖會下降些，但仍會繼續(xù)不停地轉(zhuǎn)動。伺服電動機在控制信號消失后仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的失控現(xiàn)象稱為“自轉(zhuǎn)”。“自轉(zhuǎn)”的原因是控制電壓消失后，電機仍有與原轉(zhuǎn)速方向一致的電磁轉(zhuǎn)矩。消除“自轉(zhuǎn)”的方法是消除與原轉(zhuǎn)速方向一致的電磁轉(zhuǎn)矩，同時產(chǎn)生一個與原轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電機在控制電壓消失時停止轉(zhuǎn)動。可以通過增加轉(zhuǎn)子電阻的辦法來消除“自轉(zhuǎn)”。

TSKJ2.基本結(jié)構(gòu)

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