电工学电动机与电气自动控制

电动机的种类与用途

交流电动机

异步电动机

同步电动机

三相

单相

鼠笼式绕线式

电容式电动机

分相式电动机

罩极式电动机

在生产上主要用的是交流电动机，一般生产机械，都是用三相异步电动机做动力。异步电动机具有结构简单、操作方便、工作可靠、坚固耐用、维护容易等优点，缺点是调速性能差、功率因数低。第6章电动机与电气自动控制

6.1.1三相异步电动机的结构

一、电动机的结构

三相异步电动机定子—机座、铁心和定子绕组

转子—转子铁心、转子绕组、风扇及转轴

图6-2三相异步电动机的结构三相定子绕组由铜丝绕制成三个相同的线圈，共有6个引出线端子，如图6－4所示，装在接线盒中，接成星形（Y）或三角形（△）后联到电源上。1.定子图6-4定子绕组的星形联接和三角形联接

定子铁心和转子铁心均是由互相绝缘的薄硅钢片叠成的,表面冲有槽，如图6－3所示，以放置三相定子绕组或放置转子铜条。图6-3定子与转子铁心片鼠笼式—在转子铁心的槽中放置铜条，两端用端环联接或在槽中浇铸铝液，将端环、风扇铸成一鼠笼状。绕线式—在转子铁心槽嵌入三相绕组且联成星形，其首端与导电滑环相联，再与电刷和附加电阻（启动和调速）相联。

根据转子的构造不同，三相异步电动机又可分为鼠笼式与绕线式异步电动机。三相异步电动机2.转子

鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较鼠笼式：

结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性；适应于空载和轻载启动。绕线式：结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性；适应于重载启动。旋转磁场转速n0与极对数p的关系:极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s

例1：一台三相异步电动机，其额定转速

n=975r/min，电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000r/min,即p=3额定转差率为

异步电动机的工作原理类似于变压器的工作原理，即电—磁—电的原理：异步电动机三相定子通电旋转磁场(转速为n0)转子绕组中感应出电流（⊙表示）电磁力F

（左手定则）电磁转矩T

电动机转子转动(转速为n，n<n0)。图6--11为电动机的转动原理图。

图6-11电动机的转动原理图

改变三相电源的相序时，即把原三相绕组的接线端中的任意两个端对调后，便使旋转磁场改变旋转方向，也就改变了三相电动机的转动方向。

2.三相异步电动机的工作原理

6.2.1开关(1)开关—用来接通、断开和转换电路。①按钮开关—由按钮帽、动触点、静触点和传动机构组成。动作前就接通的触点称为常闭触点（动断触点），动作前就断开的触点称为常开触点（动合触点）。

常开触点:常闭触点：复式触点6.2.2熔断器熔断器（fuse）是一种短路保护电器，由熔体和熔管两部分组成。6.2.3热继电器热继电器——利用电流的热效应而动作，主要用做过载保护和缺相保护。热继电器由热元件、双金属片和触点组成。图6-20

热继电器的外形图和内部结构图速度继电器——反映转速和转向变化的继电器。感应式速度继电器由转子、定子及触点三部分组成。其转子与电动机的轴相连接，当电动机的速度下降到低于100r/min时，控制电路中速度继电器的触点断开，自动切断电源。6.2.4交流接触器和中间继电器1.交流接触器(零压保护)—用来接通或切断具有较大负载电流电路（如电动机）或其他设备主电路的一种电磁式控制电器。接触器主要由电磁铁和触点组成。当线圈得电后，电磁铁产生吸力，使常开触点闭合、常闭触点断开。接触器的触点分为主触点(主电路)和辅助触点(控制回路）两种。6.2.4交流接触器和中间继电器1.交流接触器图6-23交流接触器的图形及文字符号6.2.4交流接触器和中间继电器2.中间继电器电流继电器和电压继电器—与接触器的结构和动作原理大致相同，只是电磁系统小些，触点的种类和数量多些。

中间继电器——实质上是一种电压继电器，其特点是触点的数量较多、容量较大，能起到中间放大作用（在触点数量和容量上），可同时控制多个支路。在选用中间继电器时，主要是考虑电压等级和触点（常开和常闭）数量。时间继电器—是一种延时自动控制电器，有通电延时型和断电延时型两种。

通电延时型：

6.2.5时间继电器图6-25时间继电器图6-26通电延时时间继电器的图形及文字符号6.3三相异步电动机的

控制线路

电气原理图(GB)又分为主电路（强电流）和控制电路（弱电流）两部分。6.3.1直接起动控制线路

点动控制线路长动控制线路（自锁）6.3.2正反转控制线路

将任意两根电源线对调，就能使电动机反转。A、C线对调KM1（正转）、KM2（反转），两个不能同时工作（互锁），否则主触点短路，如图(a)。先按停止按钮SB1，解除互锁后，才能反转

采用复式按钮和互锁触点的控制电路，如图(b)，可直接进行正反转切换。在实际生产中，常常要求电动机顺序启动或顺序停止，顺序控制一般有动作顺序控制和时间顺序控制两种情况。

有两台电动机M1和M2，启动时，M1启动后M2才能启动；停止时，M2停止后M1才能停止