第四章交流电动机及传动控制系统

1、本章要求：本章要求：一、三相异步电动机的结构和工作原理一、三相异步电动机的结构和工作原理基本结构、基本结构、工作原理工作原理、定子绕组接线方式定子绕组接线方式二、三相异步电动机的二、三相异步电动机的转矩与机械特性转矩与机械特性三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机三相异步电动机的组成：的组成：定子、转子定子、转子4.1三相异步电动机的基本工作原理与结构4.1.14.1.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构一、定子部分1.1.定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成导磁部分。导磁部分。2 2、定子绕组：放在定子铁心内圆槽内、定子绕组：放在定子铁心

2、内圆槽内导电部分。导电部分。3 3、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。、机座：固定定子铁心及端盖，具有较强的机械强度和刚度。二、转子部分1、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一、转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。部分。2 2、转子绕组转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。根裸导条，形成一个多相对称短路绕组。 2）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，）绕线式转子：转子绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。嵌放在转子铁心槽内。按转子结构分按转子结构分：绕线型异步电动机绕线型异步电动机

3、鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机继续继续鼠笼型转子鼠笼型转子铁心和绕组铁心和绕组结构示意图结构示意图三相绕线型三相绕线型转子结构图转子结构图返回下面是它主要部件的拆分图。下面是它主要部件的拆分图。AYCBZAiBiCimIt0n()电流出电流出( )电流入电流入X240sin120sinsintIitIitIimCmBmA二、旋转磁场的二、旋转磁场的分析模型分析模型BiAXBYCZAiCi0tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方向：合成磁场方向：向下向下三三、三相交流电机旋转磁场的产生、三相交流电机旋转磁场的产生63Tt XBZ0nAYC6Tt AXYCBZSN

4、0n60A62Tt XYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向：的磁场方向：AiBiCitmI思考与练习：请大家画出t=4T/6、5T/6、T的旋转磁场示意图结论：结论：旋转磁场旋转磁场中的鼠笼将跟随旋转磁场转动中的鼠笼将跟随旋转磁场转动。异步：旋转磁场转速大于鼠笼转速。异步：旋转磁场转速大于鼠笼转速。转动转动原理：原理：它是基于电磁感应和电磁力的原理。它是基于电磁感应和电磁力的原理。定子旋转磁场（合成磁场）和转子电流的相互定子旋转磁场（合成磁场）和转子电流的相互作用。作用。（右手定则、左手定则）（右手定则、左手定则）n0neiNSf磁铁磁铁闭合闭合线圈线

5、圈U2U1W2V1W1V21nn小结：转动原理1 1、电生磁、电生磁：三相对称绕组通三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转往三相对称电流产生圆形旋转磁场。磁场。2 2、磁生电、磁生电：旋转磁场切割旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。转子导体感应电动势和电流。3 3、电磁力、电磁力：转子载流（有功转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。为机械能。线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转两者转动方向一致两者转动方向一致 结论：结论：请大家讨论：n0（旋转磁场的转速）与

6、n（转子转速）之间的关系思考定子旋转磁场的产生的原因？思考定子旋转磁场的产生的原因？无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn 异步异步 结论：结论：线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nn n0neiNSf00nnns电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速: :n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步异步电动机电动机0nn异步电动机的由来。异步电动机的由来

7、。转子和旋转磁场之间转子和旋转磁场之间的的转速差转速差是保证转子旋转的主要因素。是保证转子旋转的主要因素。S S的取值范围的取值范围0-10-1。也是很重要的一个物理量。也是很重要的一个物理量。 转差率转差率 的概念：的概念：)(s%10000nnns异步电机运行中异步电机运行中: :%91s转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间: :1 , 0sn（转差率最大转差率最大）2、旋转磁场的转速、旋转磁场的转速 一个电流周期，旋转磁场在空间转过一个电流周期，旋转磁场在空间转过360360。则。则 旋转磁场的速度为

8、：旋转磁场的速度为：分）转 /( 600fn0tAXYCBZNS63Tt XBZ0nAYC6Tt AXYCBZSN0n60A62Tt XYCBZ0n调换三根相线中的两根。调换三根相线中的两根。3、旋转磁场旋转方向、旋转磁场旋转方向的改变的改变改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相Y联结联结联结联结4 4、极对数（、极对数（P P）BiAXBYCZAiCi1p此种情况下，合成磁场只有一对磁极，极对数为此种情况下，合成磁场只有一对磁极，极对数为1 1。即：即：AXYCBZNSCYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子将每相绕组分成两段，按右

9、下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。槽内。形成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBiAiBiCimItXNSASNZBX AYCZBCY 0t分）转/( 600pfn 60t A0nAZXXCZCSNSN30极对数和转速的关系：极对数和转速的关系：调速方法：改变调速方法：改变极对数极对数旋转方向旋转方向：取决于三相电流的相序。：取决于三相电流的相序。0n0n改变电机的旋转方向：换接其中两相改变电机的旋转方向：换接其中两相AiBiCimItAiCiBimIt5、旋转磁场的旋转方向、旋转磁场的旋转方

10、向下 课4.1.3 4.1.3 铭牌数据和定子接线方式铭牌数据和定子接线方式一、型号例例: :额定值关系有：额定值关系有：3NNNNNPU I cos)VkV(UN或或额额定定电电压压额定运行状态时加在额定运行状态时加在定子绕组上的线电压定子绕组上的线电压. .)kW(PN额额定定功功率率额定条件下转轴上额定条件下转轴上输出的机械功率。输出的机械功率。)A(IN额额定定电电流流在额定运行状态下流在额定运行状态下流入定子绕组的线电流入定子绕组的线电流.min)/r(nN额定转速额定转速额定运行时电额定运行时电动机的转速动机的转速.NNf额额定定效效率率额额定定频频率率额额定定功功率率因因数数Nc

11、os二、额定值二、额定值绝缘等级是指三相异步电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相异步电动机允许的最高工作温度。是按电动机绕组所用的材料在使用时容许的极限温度来分极的。绝缘等级 A E B F H极限温度 105 120 130 155 180 联接方式：联接方式：Y/ Y/ 接法：接法： Y 接法：接法： 接法：接法：AB CZX YA B CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒接线盒：定子绕组接线方式定子绕组接线方式 定子绕组每相都由许多线圈组成，其首定子绕组每相都由许多线圈组成，其首端和末端通常都接在电动机的接线盒内的接端和末端通常都接在电动机的接线盒内的接线拄上。线

12、拄上。当电机为当电机为星形联结星形联结时：时：1 1、2 2、3 3点封成星点，点封成星点，6 6、4 4、5 5点接电源。点接电源。当电机为当电机为三角形联结三角形联结时：时：1-61-6、2-42-4、3-53-5点封接，同时外接电源。点封接，同时外接电源。定子绕组接线方式定子绕组接线方式 三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机三相异步电动机的定子部分在结构上和同步电动机的定子部分完全相同。的定子部分完全相同。 对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕对中、小容量的低压异步电动机，通常定子三相绕组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活组的六个出线头都引出，这样可根据需要灵活地接成

13、地接成“Y”Y”形或形或“D”D”形。形。U1 V1 W1U1 V1 W1W2 U 2 V2W2 U2 V2D联结联结Y联结联结例：若电源线电压为380V，现有两台电动机，试选择定子绕组的连接方式。1、电压为220/380V，连接方式为 /Y2、电压为、电压为380/220V，连接方式为，连接方式为 /Y一、机械特性一、机械特性sfT由上式得到：由上式得到： Tfn 4.2三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性Ts10n0Tn得特性曲线：得特性曲线：21220222)(UsXRsRKT根据转矩公式根据转矩公式三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性三相

14、异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性1 1、固有特性曲线、固有特性曲线分析四个特分析四个特殊点的情况，殊点的情况，并进行讨论。并进行讨论。a.理想空载点：理想空载点：T=0 S=0 N=N0b.额定运行点：额定运行点：T=Tn n=nN S=Sn 三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性c.启动点：启动点：d.临界点：临界点：T=Tst n=0 s=1 T=Tmax n=Nm s=Sm三个重要转矩三个重要转矩三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性电机在额定电压下，以额电机在额定电压下，以额定转速定转速 运行，输出额运行，输出额定功率

15、定功率 时，电机转轴时，电机转轴上输出的转矩。上输出的转矩。NPNnNT额定转矩额定转矩 ：( 1 )/()(9550602分转千瓦NNNNNnPnPT（牛顿（牛顿 米）米）三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性最大转矩最大转矩 ：( 2 )maxT电机带动最大负载的能力。电机带动最大负载的能力。 如果如果 电机将会电机将会因带不动负载而停转。因带不动负载而停转。maxTTL2021max21XKUT过载系数：过载系数：NTTmax三相异步机三相异步机2 .28 .1注意：工作时，一定令负载转矩注意：工作时，一定令负载转矩 ，否则，否则电机将停转。致使电机严重过热。电机将

16、停转。致使电机严重过热。maxTTL三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性stT起动转矩起动转矩 ：( 3 )电机起动时的转矩。电机起动时的转矩。则则21220222)(UXRRKTstLstTT stT体现了电动机带载起动的能力。若体现了电动机带载起动的能力。若 电机能电机能起动，否则将起动不了。起动，否则将起动不了。 SmSm 和和TstTst正比于正比于R2R2，反比于反比于X20X20，U U决定了决定了TstTst 和和 TmaxTmax的大小，的大小， TmaxTmax与与R2R2无关。无关。得出：得出：202XRSm三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动

17、机的转矩与机械特性交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性2 2、人为特性曲线：人为特性曲线：2202222SXRURSKT在此式中，改变在此式中，改变U U、R2R2、f f 都可以改变机械特性都可以改变机械特性曲线。曲线。三相异步电动机的转矩与机械特性三相异步电动机的转矩与机械特性 降低电压降低电压U U，SmSm 和和 n0n0不变，曲线左不变，曲线左移，降低电压移，降低电压U U，在在同一负载下，同一负载下，N N下降，下降，T T下降，下降，S S增大，增大，I2I2增大，将使电机发增大，将使电机发热。热。UnUU12交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性交

18、流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性定子回路串电阻或电抗，定子回路串电阻或电抗，会引起电动机端电压下会引起电动机端电压下降，与降压相似，但最降，与降压相似，但最大转矩要大一些。大转矩要大一些。 改变电源频率，改变电源频率，使用使用在恒转矩情况下，保证磁在恒转矩情况下，保证磁通不变。通不变。TmaxTmax不变。不变。 结论：结论：则频率下降后，则频率下降后， TmaxTmax不变，不变，TstTst和和 SmSm增增大，大， n0 n0 下降。下降。 fn 0fSm1fTst1交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性N0N0和和TmaxTmax不变。不变。 TstTs

19、t和和 SmSm随随R2R2的的增大而增大。机械增大而增大。机械特性曲线变软。特性曲线变软。交流电动机的工作原理及特性交流电动机的工作原理及特性转子串电阻：转子串电阻：思考：p64课堂讨论1思考与练习1、下 课电动机电动机交流电动机交流电动机直流电动机直流电动机步进电动机步进电动机其它电动机其它电动机继电继电-接触控制系统接触控制系统交流传动控制系统交流传动控制系统直流传动控制系统直流传动控制系统步进传动控制系统步进传动控制系统4.3.1 电气控制系统电气控制系统图有关规定图有关规定A、电气控制系统图、电气控制系统图电气控制系统图：将电气控制系统中各电器电气控制系统图：将电气控制系统中各电器元

20、件的组成、布置、及其连线方式用工程图元件的组成、布置、及其连线方式用工程图纸形式表达出来纸形式表达出来。B、电气控制系统图的、电气控制系统图的种类种类电气控制系统图的电气控制系统图的种类：种类：电气原理图、电气安装接线图和电气元件布电气原理图、电气安装接线图和电气元件布置图三种。置图三种。； 。主触头所在图区辅助常开触头所在图区辅助常闭触头所在图区KM KM2 4 X2 X X 25、 为区别各电器，每个电器及它们的部件用一定的图形为区别各电器，每个电器及它们的部件用一定的图形符符号表示，且给每个电器一个文字符号；号表示，且给每个电器一个文字符号；6 6、作用、作用相同的电器都用一定的数字序号

21、表示。相同的电器都用一定的数字序号表示。二、二、 接线图中应详细地标明配线用的导线型接线图中应详细地标明配线用的导线型号、规格、标称面积及连接导线的根数。标明所穿管子的号、规格、标称面积及连接导线的根数。标明所穿管子的型号、规格等，并标明电源的引入点。型号、规格等，并标明电源的引入点。BVR3BVR31m1m2 2为为聚氯乙烯绝聚氯乙烯绝缘软电线、缘软电线、3 3根导线、导根导线、导线截面积为线截面积为1 1平方毫米。平方毫米。 电气板内外的电器元件之间、控电气板内外的电器元件之间、控制箱内和箱外之间、各配电板之间的连接，需通制箱内和箱外之间、各配电板之间的连接，需通过接线端子板连线。过接线端

22、子板连线。QSFU1FU2KMFRSBL1 L2 L3 U V W4 2 L1 L2 L3 L11 L21 L314 2 L11 L21 L31U1 V1 W1L31 L115 15421三、三、 交流电机交流电机熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器空气开关空气开关下 课4.4.14.4.1三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 三相异步电动机启动的主要要求：三相异步电动机启动的主要要求： 要有要有足够大的启动转矩，启动要快、平滑，启动足够大的启动转矩，启动要快、平滑，启动电流要小，启动时安全、可靠、操作简便，电流要小，启动时安全、可靠、操作简便，功耗小等。由于三相异步电动机

23、启动时功耗小等。由于三相异步电动机启动时N = 0N = 0，S = 1S = 1，从而引起很大的转子和定子电流，而从而引起很大的转子和定子电流，而转子功率因数很低，启动转矩不大。为解决转子功率因数很低，启动转矩不大。为解决这个矛盾，采用不同的启动方法。（启动的这个矛盾，采用不同的启动方法。（启动的危害）危害）4.44.4交流电动机的启动特性交流电动机的启动特性及直接启动控制线路及直接启动控制线路 44 三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性 采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。采用电动机拖动生产机械，对电动机启动的主要要求如下。 （1）有足够大的启动转矩，保证生产机

24、械能正常启动。一般场）有足够大的启动转矩，保证生产机械能正常启动。一般场合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转合下希望启动越快越好，以提高生产效率。即要求电动机的启动转矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。矩大于负载转矩，否则电动机不能启动。 （2）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为）在满足启动转矩要求的前提下，启动电流越小越好。因为过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。过大启动电流的冲击，对于电网和电动机本身都是不利的。 （3）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机）要求启动平滑，即要求启动时加速平滑，以减小对生产机械的冲击。械的冲

25、击。 （4）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。）启动设备安全可靠，力求结构简单，操作方便。 （5）启动过程中的功率损耗越小越好。）启动过程中的功率损耗越小越好。 其中，（其中，（1）和（）和（2）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指）两条是衡量电动机启动性能的主要技术指标。标。 异步电动机本身的启动特性为：异步电动机本身的启动特性为： a. 定子电流大，定子电流大，Ist=(57)IN 异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，异步电动机在接入电网启动的瞬时，由于转子处于静止状态，定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步转速）切割转子导体，在定子旋转磁场以最快的相对速度（即同步

26、转速）切割转子导体，在转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定转子绕组中感应出很大的转子电势和转子电流，从而引起很大的定子电流子电流 b.启动转矩小启动转矩小 NstT).(T5180 启动时启动时 ，转子功率因数，转子功率因数 很低，因很低，因而启动转矩而启动转矩 却不大。却不大。 1 S2202222XRRcos ststmstcosIKT22 异步电动机的固有启动特性如图所示：异步电动机的固有启动特性如图所示： 显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾显然，异步电动机的这种启动性能和生产机械的要求是相矛盾的，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启

27、动方法。的，为了解决这些矛盾，必须根据具体情况，采取不同的启动方法。三相异步电动机的启动特性三相异步电动机的启动特性1 1、鼠笼式异步电动机的启动方法、鼠笼式异步电动机的启动方法a. a. 直接启动（全压启动）直接启动（全压启动）在一定条件下，允许直接启动。书上在一定条件下，允许直接启动。书上P68P68页页特点：特点：无需启动设备，操作和控制简单、可无需启动设备，操作和控制简单、可靠，在大多数工矿企业中，绝大多数电动靠，在大多数工矿企业中，绝大多数电动机采用此方法。机采用此方法。； 电电动动机机功功率率电电源源总总容容量量额额定定电电流流启启动动电电流流 443NstII三相异步电动机三相异

28、步电动机Y联结联结联结联结熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器刀开关刀开关一、三相交流电动机主电路一、三相交流电动机主电路作用：作用：三相电源三相电源 三相交流电动机三相交流电动机A AB BC CN N短路保护：熔断器短路保护：熔断器通断控制：交流接触器通断控制：交流接触器过电流保护：热继电器过电流保护：热继电器隔离开关：刀开关隔离开关：刀开关 刀开关刀开关插入式熔断器插入式熔断器螺旋式熔断器螺旋式熔断器FU熔断器式刀开关（熔断器式隔离开关）熔断器式刀开关（熔断器式隔离开关）热继电器过电流保护热继电器过电流保护熔丝熔丝交流接触器交流接触器热继电器热继电器刀开关刀开关三相交流电动机主电

29、路三相交流电动机主电路A AB BC CN N三相交流电动机主电路三相交流电动机主电路注意次序注意次序二、三相交流电动机点动控制电路二、三相交流电动机点动控制电路SBSB 三相交流电动机连动控制电路三相交流电动机连动控制电路SB2SB2KM线圈加电KMKM触头闭合触头闭合M M运转运转SB1SB1KMKM线圈失电线圈失电KMKM触头断开触头断开M M停转停转121自锁：依靠接触器自自锁：依靠接触器自身的辅助触头使其线身的辅助触头使其线圈继续保持通电的现圈继续保持通电的现象称为自锁。象称为自锁。自锁的作用：使电自锁的作用：使电动机连续运转，零动机连续运转，零压或失压保护压或失压保护。1、短路保护

30、、短路保护 例表示按下，表示松开KMSB1KMSB2FRSB不能点动！不能点动！思考思考? 以下以下控制电路能否实现既能点动、控制电路能否实现既能点动、又能连续运行又能连续运行 129130把万用表的转换天关把万用表的转换天关置于量程的适当档。置于量程的适当档。按右图法进行测量。按右图法进行测量。切断控制电路电源，切断控制电路电源，一人按下一人按下SB1不放，不放，另一人用万用表依次另一人用万用表依次测量子力测量子力0-1，0-2，0-3，0-4两点间的电两点间的电阻值，根据测量结果阻值，根据测量结果可找出故障点。可找出故障点。131132133134万用表打到万用表打到R1档档,表笔跨接在表

31、笔跨接在2与与4之间之间,测得测得R0,证明按钮完证明按钮完好。测好。测KM线圈阻值正常。测量线圈阻值正常。测量FR动断触头。动断触头。1351361372点和点和3点错接在点错接在SB1的常开按钮上。的常开按钮上。 应用：应用：点动控制主要用于机床刀架、横梁、立柱等的快点动控制主要用于机床刀架、横梁、立柱等的快速移动、对刀调整等。速移动、对刀调整等。方法一：用开关。方法一：用开关。SA断开，按断开，按SB2：点动点动SA闭合，按闭合，按SB2：连续连续运行运行控控制制关关系系控制关系控制关系 SB3：点动：点动 SB2：连续运行：连续运行方法二：用复合按钮。方法二：用复合按钮。方法方法三：用

32、中间继电器。三：用中间继电器。SB2：点动：点动SB3：连续运行：连续运行控制控制关系关系思考题：分析该电路的工作过程，请问它是否能点思考题：分析该电路的工作过程，请问它是否能点动又能连续运行？动又能连续运行？。a) b) c) 下 课方法：方法：将与电源相接的将与电源相接的任意两相互换任意两相互换( (改变相序改变相序) )，就可实现反转。就可实现反转。 正转正转反转反转A B CM3电电 源源ABCM3电电 源源146SB2正转正转SB1停车停车SB2反转反转 该电路必须先停车才能由正转到反转或由反该电路必须先停车才能由正转到反转或由反转到正转。转到正转。SB2SB2和和SB3SB3不能同

33、时按下，否则会不能同时按下，否则会造成短路！造成短路！SB2正转正转SB1停车停车SB2反转反转正反转之间有互锁正反转之间有互锁SB2正转正转SB3反转反转停车停车SB1双重互锁双重互锁停车：停车：1、此线路是一个较完整的正反转自动控制线路，生产、此线路是一个较完整的正反转自动控制线路，生产机械中用得很多。机械中用得很多。2、在实际生产中，将此线路装成为成套的电气设、在实际生产中，将此线路装成为成套的电气设备，叫可逆磁力启动器或称电磁开关。（常用的有备，叫可逆磁力启动器或称电磁开关。（常用的有QC10系列）系列）160161下 课行程开关的种类很多，常用的行程开关有按钮式、单轮旋转行程开关的种

34、类很多，常用的行程开关有按钮式、单轮旋转式、双轮旋转式行程开关，他们的外形如所示。式、双轮旋转式行程开关，他们的外形如所示。 164复式触头（动断和动合触头）复式触头（动断和动合触头）请大家分析其工作过程正程正程逆程逆程电电 机机工作要求：工作要求：1. 能正向运行也能反向运行能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回到位后能自动返回 3、有短路和过载保护、有短路和过载保护SQ1SQ2 有些位移性生产机械或部件（如起重机小车、电梯、铣床的工作台等）需要有终端限位控制或自动往返控制。 1）控制要求：有一工作台可实现前后移动，当移动到终端时，自行停车。 2）实现方法： （1）用接触器KM1控制

35、电动机正转，使工作台向前移动；用接触器KM2控制电动机反转，使工作台向后移动。 （2）行程开关SQ1作为工作台向前移动的终端限位开关；行程开关SQ2作为工作台向后移动的终端限位开关。电机电机SQ1SQ2KM2SQ1 限位开限位开关用复合式关用复合式开关。正向开关。正向运行停车的运行停车的同时，自动同时，自动起动反向运起动反向运行；反之亦行；反之亦然。然。SQ1SB2KM1KM1SBKM1SB1KM2KM2SQ2关键措施关键措施FRSQ2SB2正转正转反转反转停车停车SB停车：停车：正反转自动循环线路动画演示正反转自动循环线路动画演示返回本节返回本节电机及机床电气控制电机及机床电气控制175；

36、。返回本节返回本节工作原理： 1 电机电机M1控制要求：控制要求： 1. M1. M1 1 起动后，起动后，M M2 2才能起动，才能起动， 2. M2. M2 2 停止后，停止后， M1M1才能停止才能停止。2 电机电机M2例：例：顺序控制顺序控制顺序控制电路顺序控制电路（1）：）：两电机两电机只保证起动的先只保证起动的先后顺序，没有延时要求。后顺序，没有延时要求。 FUKM2AB CFUM13AB CKM1M23主电路主电路控制电路控制电路FR1KM1KM2SB3SB4KM2KM1SB1SB2KM1FRFR1FR2FR2不可以不可以 ! 两电机各自要有独立两电机各自要有独立的电源；这样接，

37、主触头的电源；这样接，主触头（KM1）的负荷过重）的负荷过重。M3KM1FRKM2M3KM2KM1SB2KM2KM1SB3SB1主电路主电路控制电路控制电路这样实现顺序这样实现顺序控制可不可以控制可不可以?FRKM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KM2KT顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M M1 1起动后，起动后，M M2 2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动主电路同前主电路同前控制电路控制电路顺序控制电路顺序控制电路(2)(2)：M M1 1起动后，起动后，M M2 2延时起动。延时起动。SB2 KM1 KT KM

38、2 延时延时 KM2 M1起动起动KT M2起动起动 实现实现M1M1起动后起动后M2M2延时起动的延时起动的顺序控制，顺序控制，用以下电路可不可以？用以下电路可不可以？ 不可以不可以！继电器、接触器的线圈有各自的额定值，继电器、接触器的线圈有各自的额定值，线圈不能串联线圈不能串联。KM1SB1SB2KTFRKM1KM2KM2KT如错：如错：请改正！请改正！ 。下 课4.5 4.5 异步电动机的降压起动异步电动机的降压起动stI起动电流起动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。0n定子电流定子电流 原因：原因：起动时起动时 ，转子导条切

39、割磁力线速度很大。转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响： 一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下，一般在有独立变压器供电（即变压器供动力用电）的情况下，若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的若电动机启动频繁时，电动机功率小于变压器容量的20%时允许直时允许直接启动；接启动； 若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的若电动机不经常启动，电动机功率小于变压器容量的30%时也时也允许直接启动。如果

40、没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）允许直接启动。如果没有独立的变压器供电（即与照明共用电源）的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下的情况下，电动机启动比较频繁，则常按经验公式来估算，满足下列关系则可直接启动。列关系则可直接启动。 电电动动机机功功率率电电源源总总容容量量额额定定电电流流启启动动电电流流 443NstII 例例5.2：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其：有一台要求经常启动的鼠笼式异步电动机，其 PN=20kW, Ist/IN=6.5 ，如果供电变压器（电源）容量为如果供电变压器（电源）容量为560kVA，且且有照明负载，问可否直接启动？同样的有照明

41、负载，问可否直接启动？同样的Ist/IN 比值，功率为多大的电比值，功率为多大的电动机则不允许直接启动？动机则不允许直接启动？ 解：根据经验公式算出解：根据经验公式算出 5675720456043.II.kWkVANst 满足上述关系，故允许直接启动。满足上述关系，故允许直接启动。 kWNPkVA. 45604356 可算出，额定功率大于可算出，额定功率大于24kW的电动机不允许直接启动。的电动机不允许直接启动。 1、控制对象、控制对象:十千瓦以上的异步电动机一般采用降十千瓦以上的异步电动机一般采用降压起动。压起动。2、 降压起动的方法降压起动的方法Y 起动；起动；自耦降压起动；自耦降压起动；

42、转子串电阻转子串电阻延边三角形起动延边三角形起动定子串电阻起动定子串电阻起动转子串频敏起动转子串频敏起动3、降压起动的目的、降压起动的目的1）降低电压以减小起动电流。）降低电压以减小起动电流。2）避免电机过热和电网电压降低影响其他负）避免电机过热和电网电压降低影响其他负载工作。载工作。 正常正常运行运行lUAZBYXClI 起动起动ABCXYZlUlYIZUIllY33ZUIll设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为z31llYII 设备简单、经济、启动电流小；设备简单、经济、启动电流小； 启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调启动转矩小，且启动电压不能按实际需要调节，故只适用于空载或轻载启动的

43、场合；节，故只适用于空载或轻载启动的场合； 只适用于正常运行时定子绕组接线为只适用于正常运行时定子绕组接线为 的异的异步电动机。步电动机。AZBYXC正常正常运行运行UPABCXYZ起起动动UPStstYTT31PPUU31（2）Y 起动应注意的问题：起动应注意的问题：（1）仅）仅适用于正常接法为三角形接法适用于正常接法为三角形接法的电机。的电机。 所以所以降压起动适合于空载起动降压起动适合于空载起动的场合的场合)(2UTSTY 起动起动也时ststTI,。时间继电器触头类型时间继电器触头类型常闭常闭断电后断电后延时闭合延时闭合常开常开断电后断电后延时断开延时断开通电延时式通电延时式瞬瞬时时动

44、动作作延延时时动动作作常闭触点常闭触点常开触点常开触点常开常开通电后通电后延时闭合延时闭合常闭常闭通电后通电后延时断开延时断开断电延时式断电延时式KMFUQFR电机电机绕组绕组U1U2V1V2W1W2KM -YU1V1W1U2V2W2YW2V1V2U2W1U1KM- 主电路主电路电机电机Y Y 起动主电路起动主电路 KM -Y闭合，闭合，电机接成电机接成 Y 形；形； KM- 闭合，闭合，电机接成电机接成 形。形。KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 电机的电机的Y Y 起动控制线路起动控制线路 KM -Y KM -Y KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM

45、- 电机的电机的Y Y 起动控制线路起动控制线路 启动一段时间后，启动一段时间后，KT的延时时间到，的延时时间到，其延时断开触头断开，使其延时断开触头断开，使KM -Y 失电，失电， KM -Y 的动断触头闭合，同时，延时继电器的的动断触头闭合，同时，延时继电器的延时闭合动合触头使延时闭合动合触头使KM- 2得电得电KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 电机的电机的Y Y 起动控制线路起动控制线路KM- KM- KMFUQSFRU1U2V1V2W1W2KM -YKM- 电流保护：电流保护：FR、FU，同异步电动机直接启动电路。同异步电动机直接启动电路。零压（欠压）保护：同异

46、步电动机直接启动电路。零压（欠压）保护：同异步电动机直接启动电路。互锁（连锁）保护：主回路要求互锁（连锁）保护：主回路要求KM2、KM3中任何中任何时候只能有一个得电，所以在控制回路的时候只能有一个得电，所以在控制回路的KM2、KM3 支路中互串对方的动断辅助触头达到保护的目支路中互串对方的动断辅助触头达到保护的目的。的。 启动过程是按时间来控制的，时间长短可由时间继启动过程是按时间来控制的，时间长短可由时间继电器的延时时间来控制。电器的延时时间来控制。注：注：在控制领域中，常把用时间来控制某一过程的在控制领域中，常把用时间来控制某一过程的方法称为方法称为时间原则控制时间原则控制。丫-降压起动

47、控制线路动画演示下 课4自耦变压器降压启动自耦变压器降压启动 自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。自耦变压器降压启动的原理接线图如图所示。lint4-25.swf 图图(b)为自耦变压器启动时的一相电路，由变压器的工作原理为自耦变压器启动时的一相电路，由变压器的工作原理知，此时，副边电压与原边电压之比为知，此时，副边电压与原边电压之比为 11212 NNUUK12KUU 启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压启动时的启动时加在电动机定子每相绕组的电压是全压启动时的K倍，倍，因而电流也是全压启动时的因而电流也是全压启动时的K倍，即倍，即I2=KIst；而变压器原边电流而变压器原边电流 I1

48、=KI2=K2Ist ，即此时电网供电电流即此时电网供电电流I1是直接启动时电流是直接启动时电流Ist的的K2倍。倍。 特点：特点： 与与Y- 降压启动时情况一样，只是在降压启动时情况一样，只是在Y- 降压启动时的降压启动时的 为定值，而自耦变压器启动时的为定值，而自耦变压器启动时的K是可调节的，这就是此种启动方是可调节的，这就是此种启动方法优于法优于Y-启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的启动方法之处，当然它的启动转矩也是全压启动时的K2倍。倍。 变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自变压器的体积大、重量重、价格高、维修麻烦，且启动时自耦变压器处于过电流（超过额定电流

49、）状态下运行，因此，不适于耦变压器处于过电流（超过额定电流）状态下运行，因此，不适于启动频繁的电动机。启动频繁的电动机。2、 2、 主回路要求控制回路：启动时，控制主回路要求控制回路：启动时，控制KM1得电，得电，KM2失电，当启动结束时，控制失电，当启动结束时，控制KM2得电。得电。KM1的主触头闭合，的主触头闭合，KM2的的主触头处入任何状态时，电动主触头处入任何状态时，电动机直接接入电网。机直接接入电网。 当电路处于初始状态时，接触器当电路处于初始状态时，接触器KM1、KM2和时和时间继电器间继电器KT的线圈都失电，电动机脱离电网处于静的线圈都失电，电动机脱离电网处于静止状态；止状态； 当操作者按下启动按钮当操作者按下启动按钮SB1SB1时，接触器时，接触器KM2KM2的线圈的线圈首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组首先得电并自锁，其主触头闭合，电动机定子绕组串接电阻启动。在开始启动时，时间继电器串接电阻启动。在开始启动时，时间继电器KTKT同时同时开始延时；开始延时； 当启动一段时间后，延时继电器的延时时间到，其延当启动一段时间后，延时继电器的延时时间到，其延时动合触头闭合，使接触器时动合触头闭合，使接触器KM2的线圈得电，其动合的线圈得电，其动合主触头闭合，短接电阻，使电动机直