第九讲 电动机

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页复习回顾 1. 变压器有哪几个主要部件？ 2. 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 3. 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？ 4. 电流互感器二次侧为什么不许开路？电压互感器二次侧为什么不许短路？ 5.有一台单相变压器，额定容量 ，额定电压 ，试求一二次侧的额定电流。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页第九讲第九讲 电动机及其控制电动机及其控制 1.三相异步电动机的结构和工作原理 2.常用低压电器 3.电机的启动和控制主要内容下一页下一页总目录总目录 章目录章

2、目录返回返回上一页上一页电动机电动机直流直流交流交流单相单相三相三相异步机异步机同步机同步机电机电机发电机发电机电动机电动机电能电能 )(机械能机械能机械能机械能 )(电能电能鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式按相数按相数按转子按转子结构结构按输入按输入电能电能形式形式按内部磁场按内部磁场与与轴转速的关系轴转速的关系下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页鼠笼型异步电动机主要部件拆分图下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页机座：铸钢或铸铁机座：铸钢或铸铁下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 转子转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电在旋转

3、磁场作用下，产生感应电动势或电流。流。鼠笼转子鼠笼转子(1) 鼠笼式转子鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。或铸铝形成转子绕组。(2) 绕线式转子绕线式转子下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页鼠笼型电动机的鼠笼型电动机的各部分结构和作各部分结构和作用如何？用如何？鼠笼型异步机鼠笼型异步机各部分的结构各部分的结构和作用是什么？和作用是什么？定子铁芯是由定子铁芯是由0.5mm厚的厚的，在其内，在其内圆冲有分布的槽。圆冲有分布的槽。定子铁芯的定子铁芯的：一是槽：一是槽内可用来内可用来；二是定子铁芯二是定

4、子铁芯。定子绕组是由铜导线绕制而成。定子绕组是由铜导线绕制而成。构成构成。机座是电动机的机座是电动机的，一般用铸，一般用铸铁或铸钢制成。铁或铸钢制成。转子铁芯冲片转子铁芯冲片铸铝笼形转子铸铝笼形转子笼形转子绕组笼形转子绕组转子铁芯是也是由转子铁芯是也是由0.5mm厚的厚的，在其外，在其外圆冲有分布的槽。圆冲有分布的槽。转子铁芯可嵌放转转子铁芯可嵌放转子绕组，构成电机子绕组，构成电机磁路的另一部分。磁路的另一部分。转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的一部分。由转轴输出机械能。一部分

5、。由转轴输出机械能。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页t =0时时和和情况情况n1AXBYCZ用右手定则可判断出用右手定则可判断出转子导体中转子导体中感应电流感应电流的方向的方向如图示；如图示；再用左手定则判断出再用左手定则判断出转子导体的受力方向转子导体的受力方向为上右下左，因此为上右下左，因此转转子顺着同步磁场子顺着同步磁场n1的的方向转动方向转动。 三相对称定子绕组三相对称定子绕组中通入对称三相交流电，中通入对称三相交流电，即在气隙中形成一个在即在气隙中形成一个在时间上、空间上都随时时间上、空间上都随时间变化的一个旋转磁场。间变化的一个旋转磁场。固定不动的转子导体

6、与固定不动的转子导体与旋转磁场相切割后旋转磁场相切割后感应感应电流电流成为载流导体。成为载流导体。载载流导体又和旋转磁场相流导体又和旋转磁场相互作用，对轴生成电磁互作用，对轴生成电磁转矩，转矩，于是电动机就于是电动机就顺顺着同步转速的方向转动着同步转速的方向转动起来。起来。电动机的转速电动机的转速 能能等于等于同同步转速步转速吗？吗？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提示提示：如果如果1nn转子不切割磁场不能生成感应电流转子不切割磁场不能生成感应电流转子不是载流导体则不能受力转动转子不是载流导体则不能受力转动下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页三相异

7、步电动机三相异步电动机型号 Y132M-4 功率 7.5KW 频率 50Hz电压 380V 电流 15.4A 接法 转速 1440r/min 绝缘等级 B 工作方式 连续标准编号 工作制 S1 B级绝缘 年 月 编号 电机厂Y表示异步机，表示异步机，132（mm）表）表示机座中心高度；示机座中心高度；M代表中机代表中机座（座（L长机座、长机座、S短机座）。短机座）。额定功率指的是电动机输出的额定功率指的是电动机输出的机械功率。机械功率。额定电压、电流均指电动机额额定电压、电流均指电动机额定运行情况下的定子线电压、定运行情况下的定子线电压、线电流的数值。线电流的数值。额定转速指的是电动机转子的额

8、定转速指的是电动机转子的转速转速n 。123456ABCD654321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:13-Jul-2003Sheet of File:F:f电 路 图 电 工 学D raw n B y:U 1W 1U 2V 1V 2W 1W 2U 1U 2V 1V 2W 2U 1V 1W 1W 2U 2V 2U 1V 1W 1W 2U 2V 2 三相异步电动机的定子绕组有两种三相异步电动机的定子绕组有两种接法：接法：Y形和形和形形 。 三相定子绕组由机壳外面的接线盒三相定子绕组由机壳外面的接线盒引出，左下图为引出，左下图为Y接连线图；右下图为接连线

9、图；右下图为接连线图。接连线图。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1直接起动直接起动 直接起动是利用闸刀开关或接触器直接起动是利用闸刀开关或接触器的起动方式，又叫的起动方式，又叫。：起动简单。：起动简单。：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负：起动电流较大，将使线路电压下降，影响负 载正常工作。载正常工作。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页起动转矩均为全压起动时的起动转矩均为全压起动时的13。运行时，首尾相接构成闭环运行时，首尾相接构成闭环Y起动时，绕组尾端连成一点起动时，绕组尾端连成一点正常运行时定子绕组为三角形连接，且正常运行时定子绕组为三

10、角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的电动机。每相绕组都有两个引出端子的电动机。起动电流为全压起动时的起动电流为全压起动时的13。QS1L3V2L2L1QS2FUV1U1U2W1W2V1U1W1W2U2V2起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 三相异步电动机，电源电压三相异步电动机，电源电压 =380V，三相定子，三相定子绕组绕组 接法运行，额定电流接法运行，额定电流IN=20A，启动电流，启动电流Ist/

11、IN=7，求：求： （1） 接法时的启动电流接法时的启动电流Ist （2）若启动时改为）若启动时改为Y接法，求接法，求 Ist Y（1）Ist =7 IN =7 20=140A（2）31llYII例：例：解：解：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 控制电器是指用于接通和断开电路或对电路和电气设备进行保护、控制和调节的电工器件。 低压电器是指用于交流电压1200V、直流电压1500V以下电路 的电器。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页开关电器开关电器刀开关刀开关带熔断器式刀开关带熔断器式刀开关用作用作电源开关、隔离开关和应电源开关、隔离开关和应急开

12、关，并作电路保护用。急开关，并作电路保护用。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:16-Jul-2003Sheet of File:F:f电 路 图 电 工 学Drawn By:FUQSSA2.2.组合开关组合开关下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3.3.断路器（自动空气开关）断路器（自动空气开关）断路器产品外形图断路器产品外形图U V W弹簧主触头搭钩电磁脱扣器欠电压脱扣器热脱扣器 DZ型低压断

13、路器工作原理图型低压断路器工作原理图 低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了搭钩顶上去，在

14、弹簧的作用下切断主触头，实现了。如果线路上。如果线路上电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3 i 断路器的工作原理断路器的工作原理 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3 i断路器的工作原理断路器的工作原理 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页3 i 断路器断路器 = 刀开关刀开关 + 熔断器熔断器 +

15、热继电器热继电器 + 欠电压继电器欠电压继电器 断路器的工作原理断路器的工作原理 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页4.4.熔断器熔断器熔断器简称熔断器简称，是最简单有效，是最简单有效的的装置。装置。熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合金制成的，当流过熔体的金制成的，当流过熔体的时，时，。 一般照明电路，熔体一般照明电路，熔体INIL； 单台电动机：熔体单台电动机：熔体IN（1.52.5）IL； 多台电动机：熔体多台电动机：熔体IN（1.52.5）倍）倍最大电机最大电机IN加其余电机的额定电流。加其余电机的额定电流。图符号图符号FU下一页下一页总

16、目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页螺旋式熔断器螺旋式熔断器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页5.5.交流接触器交流接触器和和下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头） 常闭触头（动断触头）电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧1 1结构结构 铁心线圈常开主触点常开辅助触点常闭辅助触点回力弹簧衔铁下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页接触器接触器交流接触器结构图交流接触器结构图主触头常闭辅助触头常开辅助触头静铁心动铁心吸引线圈灭弧装置下一页下一

17、页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页2 2工作原理工作原理 线圈加额定电压，线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，常态。为防止铁心振动，需加短路需加短路环。环。 接触器接触器下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KM常闭辅助触点线圈KM主触点KM常开辅助触点KM 接触器接触器3.3.接触器的符号接触器的符号 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页BCKMSB按下按钮按下按钮（SB）线圈线圈 （KM）通电）通电 主触头（主触头

18、（KM）闭合）闭合 电机转动；电机转动； M3L1KMFUQSL2L3松开按钮松开按钮（SB）线圈线圈 （KM）断电）断电 主触头（主触头（KM）打开）打开 电机停转。电机停转。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页按下按钮按下按钮（SB2）线圈线圈 （KM）通电）通电 KM主触主触头闭合，辅助常开闭合自锁头闭合，辅助常开闭合自锁 电动机连续运转；电动机连续运转；M3L1KMFUQSL2L3按下停止按钮按下停止按钮（SB1）线圈线圈 （KM）断电）断电 KM 主触头主触头/辅助触头均打开辅助触头均打开 电动机停转。电动机停转。 BC自保持自保持KMSB1停车停车按钮按钮启

19、动启动按钮按钮KMSB2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页L1L2L3M3刀闸起刀闸起作用作用辅助常开辅助常开停止按钮停止按钮接接起动按钮起动按钮接接三对主触头三对主触头复位弹簧复位弹簧衔铁衔铁铁芯铁芯通电线圈通电线圈下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 电动机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停电动机断电后由于机械惯性总要经过一段时间才能停下来。为了提高生产效率及安全，下来。为了提高生产效率及安全，就是所谓的就是所谓的n0=0RM3NSnF当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直当电动机三相定子绕组与交流电源断开后，把直流电通入两相绕组，产

20、生固定不动的磁场流电通入两相绕组，产生固定不动的磁场n0。电动机由于惯性仍在运转。电动机由于惯性仍在运转。 能耗制动常用于生产机械中的各能耗制动常用于生产机械中的各种机床制动。种机床制动。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页n0NSnF把与电源相连接的三根火线任意两根的位置对调，使把与电源相连接的三根火线任意两根的位置对调，使旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。旋转磁场反向旋转，产生制动转矩。电动机由于惯性仍在运转。电动机由于惯性仍在运转。 反接制动适用于中型车床和铣床反接制动适用于中型车床和铣床的主轴制动。的主轴制动。A BM3Cn0=0NSnF起重机快速下放重物，使重物拖

21、动转子出现起重机快速下放重物，使重物拖动转子出现nn0情况时，电动机处于情况时，电动机处于此时在此时在转子导体中转子导体中这种制动称为这种制动称为下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页123456ABCD654321DCBATitleNum berR evisionSizeBDate:16-Jul-2003Sheet of File:F:f电 路 图 电 工 学Drawn B y:FUQS1开关电器开关电器123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:16-Jul-2003Sheet of File:F:f电 路 图 电

22、工 学Drawn By:FUQSSA下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页断路器产品外形图断路器产品外形图U V W弹簧主触头搭钩电磁脱扣器欠电压脱扣器热脱扣器 DZ型低压断路器工作原理图型低压断路器工作原理图 低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩低压断路器的三副主触头串联在被保护的三相主电路中，由于搭钩钩住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈住弹簧，使主触头保持闭合状态。当线路正常工作时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较大过电流所产生的吸力不能将它的衔铁吸合。如果线路发生短路和产生较

23、大过电流时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把时，电磁脱扣器中线圈所产生的吸力增大，将衔铁吸合，并撞击杠杆，把搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了搭钩顶上去，在弹簧的作用下切断主触头，实现了。如果线路上。如果线路上电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹电压下降或失去电压时，欠电压脱扣器的吸力减小或失去吸力，衔铁被弹簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了簧拉开，撞击杠杆，把搭钩顶开，切断主触头，实现了。 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页熔断器简称熔断器简称，是最简单有效，是最简单有效的的装置。装置。熔

24、断器中的熔丝和熔片是用易熔合熔断器中的熔丝和熔片是用易熔合金制成的，当流过熔体的金制成的，当流过熔体的时，时，。 一般照明电路，熔体一般照明电路，熔体INIL； 单台电动机：熔体单台电动机：熔体IN（1.52.5）IL； 多台电动机：熔体多台电动机：熔体IN（1.52.5）倍）倍最大电机最大电机IN加其余电机的额定电流。加其余电机的额定电流。图符号图符号FU下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 发热元件发热元件I I常闭触头常闭触头双金双金属片属片扣板扣板发热元件发热元件常闭触头常闭触头FRFR发热元件串接在主发热元件串接在主电路中；常闭触点电路中；常闭触点串接在控制电路

25、中串接在控制电路中下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页线圈线圈衔铁衔铁调整螺钉调整螺钉延时打开触头延时打开触头延时闭合触头延时闭合触头气室气室它它和和。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页常闭常闭断电后断电后延时闭延时闭合合常开常开断电后断电后延时断开延时断开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下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页常开常开(动合动合)按钮按钮电路符号电路符号SB常闭常闭(动断动断)按钮按钮SB电路符号电路符号复合按钮复合按钮SB电路符号电路符号下

26、一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页又称又称或或，其作用是，其作用是将机械位移转换成电信号，将机械位移转换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。环。STST下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页组合开关用于三相异组合开关用于三相异步电动机控制时，额步电动机控制时，额定电流应如何选择？定电流应如何选择？低压断路器有哪低压断路器有哪些保护功能？些保护功能？热继电器的作用？其热继电器的作用？其常闭触点应串

27、联接在常闭触点应串联接在电路的哪个部分？电路的哪个部分？接触器主要有哪几个接触器主要有哪几个部分组成？各部分图部分组成？各部分图符号如何表示？符号如何表示？额定电流一般选额定电流一般选择为电动机额定择为电动机额定电流值的电流值的1.52.5倍。倍。答案在书中找答案在书中找低压断路器具有低压断路器具有短路保护、过载短路保护、过载保护、断电保护保护、断电保护及欠压保护等功及欠压保护等功能。能。热继电器在电路中起过载保护作用，其常热继电器在电路中起过载保护作用，其常闭触点应串联接在控制电路中，与接触器闭触点应串联接在控制电路中，与接触器的线圈相串联。的线圈相串联。KMKMKMKM下一页下一页总目录总

28、目录 章目录章目录返回返回上一页上一页M3L1L2L3KMFUQSFR电流成回路，只要电流成回路，只要接两相就可以了。接两相就可以了。发热元件发热元件热继电器热继电器常闭触头常闭触头KMSB1KMSB2FR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 思考思考KMSB1KMSB2FRSB3下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KM2M3L1L2L3KM1FUQSFRKM1KM1SB1SB2FRKM2KM2SB3 SB2 KM1线圈得电线圈得电 KM1常开闭合自锁常开闭合自锁 电动机电动机；SB1电动机停转。电动机停转。 SB3 KM2线圈得电线圈得电 KM2常

29、开闭合自常开闭合自锁锁 电动机电动机；SB1 电动机停转。电动机停转。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页上述正、反转控制上述正、反转控制电路有何问题？电路有何问题？如何改进控制电路，如何改进控制电路，从而避免上述情况发从而避免上述情况发生？生？ 很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动很容易在电动机正转时按下反转按钮或在电动机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！机反转时按下正转按钮，由此可造成两相短路！KM1KM1SB1SB2KM2KM2SB3FRKM2KM1 说一说此说一说此控制电路的控制控制电路的控制过程。过程。 你还有什么控你还有什么控制方法能做到正制方法能做

30、到正转时不能反转，转时不能反转， 反转时不能反转时不能 正转？正转？下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KM2M3L1L2L3KM1FUQSFR正程正程逆程逆程BASTASTB正程正程逆程逆程BA下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页至右极端位置撞开至右极端位置撞开STB 按下按下SB2正向运行正向运行电机停车电机停车KM1FRKM2SB1KM1SB2STBSB3STAKM2KM2KM1限位开关限位开关正程正程逆程逆程BASTASTB至左极端位置撞开至左极端位置撞开STA 按下按下SB3逆向运行逆向运行电机停车电机停车下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页电机电机STBSTAKM2SB3KM1FRKM1SB1KM1SB2KM2KM2STBSTA。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页KMSB1甲甲SB2甲甲KMSB3乙乙SB4乙乙FR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页什么叫自锁？什么什么叫自锁？什么叫互锁？在控制电叫互锁？在控制电路中各起何作用？路中各起何作用？设计一个既能设计一个既能点动、又能单点