电工知识点技术

电工技术第1章电路的基本概念和定律第2章电动机第3章控制电机第4章继电接触器控制目录学习要点第1章电路的基本概念和定律理解电路模型及理想电路元件的伏安关系，了解实际电源的两种模型理解电压、电流的概念及参考方向的意义，电功率的概念及其计算了解电器设备额定值的意义和电路负载、开路和短路状态的特点理解并能熟练应用基尔霍夫电流定律和电压定律理解电位的概念，会分析计算电路中各点的电位第1章电路的基本概念和定律1.1电路及电路模型1.2电路的基本物理量1.3电路元件的伏安关系1.4电气设备的额定值与电路的工作状态1.5基尔霍夫定律1.6电位的概念及计算1.1电路及电路模型电路是为了某种需要而将某些电工设备或元件按一定方式组合起来的电流通路。电路的功能一：进行能量的转换、传输和分配。二：实现信号的传递、存储和处理。1.1.1电路及其功能1.1.2电路的组成电路由电源、负载和中间环节3部分组成。电源提供电能，负载取用电能，中间环节传递、分配和控制电能。1.1.3电路模型理想元件：将实际元件理想化（模型化），即在一定条件下突出元件主要的电磁性质，忽略次要因素，用一个足以表征其主要特性的理想元件近似表示。理想元件主要有电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流源，不能产生能量的元件为无源元件，能产生能量的元件为有源元件。电路模型：由理想元件所组成的电路称为电路模型。1.2.1电流电荷的定向移动形成电流。电流大小：单位时间内通过导体截面的电量。大写I表示直流电流小写i表示电流的一般符号1.2电路的基本物理量正电荷运动方向规定为电流的实际方向。电流的方向用箭头或双下标变量表示。任意假设的电流方向称为电流的参考方向。

如果求出的电流值为正，说明参考方向与实际方向一致，否则说明参考方向与实际方向相反。1.2.1电压、电位和电动势电路中a、b点两点间的电压定义为单位正电荷由a点移至b点电场力所做的功。电路中某点的电位定义为单位正电荷由该点移至参考点电场力所做的功。电路中a、b点两点间的电压等于a、b两点的电位差。电压的实际方向规定由电位高处指向电位低处。与电流方向的处理方法类似，可任选一方向为电压的参考方向例： 当ua=3Vub=2V时u1=1V最后求得的u为正值，说明电压的实际方向与参考方向一致，否则说明两者相反。u2=－1V

对一个元件，电流参考方向和电压参考方向可以相互独立地任意确定，但为了方便起见，常常将其取为一致，称关联方向；如不一致，称非关联方向。如果采用关联方向，在标示时标出一种即可。如果采用非关联方向，则必须全部标示。电动势是衡量外力即非静电力做功能力的物理量。外力克服电场力把单位正电荷从电源的负极搬运到正极所做的功，称为电源的电动势。电动势的实际方向与电压实际方向相反，规定为由负极指向正极。1.2.3电功率电场力在单位时间内所做的功称为电功率，简称功率。功率与电流、电压的关系：关联方向时：p=ui非关联方向时：p=－uip＞0时吸收功率，p＜0时放出功率。例：求图示各元件的功率.（a）关联方向，P=UI=5×2=10W，P>0，吸收10W功率。（b）关联方向，P=UI=5×(－2)=－10W，P<0，产生10W功率。（c）非关联方向，P=－UI=－5×(－2)=10W，P>0，吸收10W功率。解：元件A：非关联方向，P1=－U1I=－10×1=－10W，P1﹤0，产生10W功率，电源。元件B：关联方向，P2=U2I=6×1=6W，P2>0，吸收6W功率，负载。元件C：关联方向，P3=U3I=4×1=4W，P3>0，吸收4W功率，负载。P1+P2+P3=-10+6+4=0，功率平衡。例：

I=1A，U1=10V，U2=6V，U3=4V。求各元件功率，并分析电路的功率平衡关系。1.3电路元件的伏安关系元件的伏安关系：电路元件的电流和电压之间的关系。元件的伏安关系只与元件本身的性质有关，与电路的结构无关，是分析研究电路的基本依据之一。1.3.1无源元件伏安关系（欧姆定律）：关联方向时：u=Ri非关联方向时：u=－Ri1．电阻元件符号：功率：电阻元件是一种消耗电能的元件。伏安关系：2．电感元件符号：电感元件是一种能够贮存磁场能量的元件，是实际电感器的理想化模型。Ｌ称为电感元件的电感，单位是亨利（Ｈ）。只有电感上的电流变化时，电感两端才有电压。在直流电路中，电感上即使有电流通过，但ｕ＝０，相当于短路。存储能量：3．电容元件电容元件是一种能够贮存电场能量的元件，是实际电容器的理想化模型。伏安关系：符号：只有电容上的电压变化时，电容两端才有电流。在直流电路中，电容上即使有电压，但ｉ＝０，相当于开路，即电容具有隔直作用。C称为电容元件的电容，单位是法拉（F）。存储能量：1．理想电压源（1）伏安关系u=uS

端电压为us，与流过电压源的电流无关，由电源本身确定，电流任意，由外电路确定。（2）特性曲线与符号1.3.2有源元件（2）特骆性曲线与樱符号i=iS流过电流为is，与电源两端电压无关，由电源本身确定，电压任意，由外电路确定。2．理想施电流源（1）倦伏安关要系1.3愈.3柳实际电益源的两雁种模型实际电源窜的伏安特牧性或可见一炎个实际汁电源可探用两种苍电路模亏型表示福：一种售为电压虑源Us和内阻Ro串联，另蛋一种为电土流源Is和内阻Ro并联。实际使用逐电源时，豆应注意以蕉下3点：（1）实不际电工技浪术中，实烂际电压源各，简称电秀压源，常比是指相对样负载而言秋具有较小坛内阻的电亏压源；实夹际电流源禾，简称电演流源，常每是指相对湿于负载而设言具有较械大内阻的贷电流源。（2）实许际电压源更不允许短岭路由于一睁般电压源荐的R0很小，矩短路电震流将很赞大，会逼烧毁电贸源，这伐是不允织许的。讲平时，侧实际电假压源不尽使用时碰应开路觉放置，捧因电流农为零，碑不消耗费电源的虫电能。（3）实裹际电流源蛛不允许开推路处于空同载状态。考空载时，恰电源内阻限把电流源冈的能量消醒耗掉，而拦电源对外健没送出电映能。平时间，实际电季流源不使强用时，应辜短路放置车，因实际疲电流源的此内阻R'0一般都珍很大，漆电流源步被短路非后，通箭过内阻堵的电流屈很小，票损耗很贞小；而探外电路妄上短路揭后电压扯为零，测不消耗护电能。1.4逝电气小设备的额爆定值及电方路的工作葛状态1.4.家1耻电气设备轻的额定值额定值是制造厂竖为了使产检品能在给伯定的工作竿条件下正吊常运行而仅规定的正助常容许值译。额定值葱有额定电起压UN与额定德电流IN或额定浴功率PN。必须像注意的渣是，电死气设备魄或元件疼的电压垒、电流估和功率励的实际旗值不一丛定等于凉它们的蜂额定值陶。1.2.委2醋电路的工嗓作状态1、负门载状态P=UI储：电源输抖出的功退率PS=USI：电源产生迎的功率ΔP=鞠I2R0：内阻消耗累的功率2、空仗载状态3、短多路状态1.5卖.1脸基呈尔霍夫侍电流定并律（KCL）在任一瞬景时，流入漂任一节点坟的电流之胁和必定等眯于从该节肢点流出的奔电流之和远。在任一经瞬时，苗通过任栋一节点包电流的怜代数和耻恒等于朱零。表述一表述二可假定扫流入节锄点的电拣流为正经，流出发节点的策电流为踩负；也昆可以作茅相反的说假定。所有电跳流均为主正。1.5.右2求基尔霍夫惧电压定律沈（KVL妨）表述一表述二在任一瞬自时，在任尝一回路上您的电位升席之和等于智电位降之遍和。在任一股瞬时，浪沿任一农回路电音压的代础数和恒骄等于零奸。电压参忽考方向与与回路钞绕行方再向一致滥时取正寇号，相疾反时取短负号。所有电压智均为正。对于电阻宁电路，回练路中电阻君上电压降齐的代数和鉴等于回路盗中的电压链源电压的串代数和。在运用敲上式时升，电流冷参考方握向与回归路绕行菠方向一累致时iR前取正辩号，相批反时取沃负号；线电压源恭电压方母向与回泪路绕行息方向一形致时us前取负锐号，相晴反时取概正号。掌握三相献异步电动戴机的转动孙原理掌握三相绿异步电动互机使用方摸法理解三栏相异步甩电动机夫的运行乒和控制退方法了解三相勾异步电动捐机的机械谣特性了解单相冤异步电动景机的转动戚原理了解直脑流电动侄机的转红动原理学习要点第2章位电动毒机2.1三相异步漆电动机的填结构及转客动原理2.1.奖1三相异步刷电动机的芹结构三相异步拣电动机由忍定子和转唱子构成。吗定子和转纱子都有铁背心和绕组衬。定子的宅三相绕组厦为AX、所BY、记CZ。转子分为射鼠笼式和佩绕线式两秘种结构。扶鼠笼式转旺子绕组有掠铜条和铸膊铝两种形绳式。绕线炎式转子绕残组的形式恋与定子绕导组基本相某同，3个膜绕组的末醒端连接在鱼一起构成庄星形连接蚁，3个始钱端连接在膨3个铜集墨电环上，爹起动变阻偷器和调速住变阻器通输过电刷与若集电环和长转子绕组呢相连接。2.1.2旋转磁塌场的产脖生把三相拢定子绕畅组接成中星形接才到对称禽三相电修源，定培子绕组帽中便有厨对称三坏相电流寒流过。结论：(1)在缘瑞对称的三改相绕组中炉通入三相伯电流，可梢以产生在折空间旋转继的合成磁商场。(2)赴磁场旋蚕转方向者与电流结相序一扛致。电购流相序犹为A-B-旁C时磁场顺衣时针方向辜旋转；电帽流相序为A-C-刘B时磁场跃逆时针涛方向旋凭转。(3)终磁场转州速(同怎步转速趟)与电绩流频率核有关，手改变电宅流频率旁可以改更变磁场座转速。咸对两极孔(一对忌磁极)示磁场，熄电流变喷化一周废，则磁唱场旋转制一周。旗同步转纽奉速no与磁场磁鞋极对数p的关系泪为：2.1.极3三相异涉步电动幼机的转换动原理静止的转骄子与旋转浓磁场之间霞有相对运泛动，在转结子导体中略产生感应佩电动势，舅并在形成侄闭合回路策的转子导咬体中产生野感应电流圣，其方向捷用右手定竿则判定。哨转子电流贡在旋转磁为场中受到坟磁场力F的作用，F的方向用抄左手定则杀判定。电灯磁力在转紧轴上形成葛电磁转矩魄。电磁转请矩的方向密与旋转磁呜场的方向扑一致。电动机诞在正常拴运转时撞，其转航速n总是稍低摊于同步转欲速no，因而称为异步电动仁机。又因为胜产生电磁蔑转矩的电汗流是电磁壁感应所产腥生的，所富以也称为感应电讽动机。异步电双动机同棚步转速聚和转子挂转速的师差值与谊同步转挑速之比堪称为转差率，用s表示，即羞：转差率由是异步弊电动机皂的一个螺重要参界数。异蛙步电动写机在额盖定负载笨下运行座时的转旁差率约积为1%辅~9%等。2.2.潮2三相异步筛电动机的步电磁转矩2.2.拔3三相异食步电动班机的机君械特性1．起动蝴转矩电动机刚吗起动（n=0，s=1）时的转织矩称为起动转矩。2．额学定转矩电动机在栋额定负载茫下工作时抹的电磁转泄矩称为额定转矩，忽略空排载损耗转离矩，则额可定转矩等匆于机械负睁载转矩。式中PN是电动机华的额定功撒率，单位焦为kW；nN是电动机绵的额定转展速，单位宴是r/m胁in。2.3三相异绿步电动沟机的运洋行与控拳制2.3.瓶1三相异专步电动沃机的起扔动1．直接羽起动直接起动厚是利用闸凉刀开关或雨接触器将魔电动机直超接接到额挺定电压上新的起动方碍式，又叫胖全压起动开。优点：起动份简单。缺点：起动电伍流较大，徒将使线路拣电压下降冬，影响负卸载正常工嗽作。适用范蹈围：电动白机容量坊在10kW以下，甘并且小螺于供电巷变压器轰容量的办20％矛。2．降压孝起动Y-Δ换接起动：在起报动时将翁定子绕切组连接酱成星形艇，通电仍后电动疫机运转并，当转瞧速升高更到接近晌额定转响速时再组换接成缎三角形包。适用范罪围：正常辉运行时世定子绕裂组是三贪角形连材接，且芦每相绕赞组都有策两个引射出端子近的电动刘机。优点：起动巧电流为基全压起浪动时的腥1／3怎。缺点：起动转秘矩均为全朗压起动时陪的1／3孝。自耦降朴压起动：利用元三相自稻耦变压刚器将电轰动机在宅起动过漂程中的薪端电压对降低，聚以达到侦减小起亩动电流猾的目的尺。自耦慈变压器侨备有4益0％、忍60％阳、80依％等多哈种抽头叼，使用靠时要根盆据电动委机起动怀转矩的标要求具送体选择央。绕线式飘异步电贪动机转愧子绕组堂串入附燃加电阻凯后，既呆可以降棒低起动牧电流，强又可以晕增大起胡动转矩挂。2.3.2三相异步铅电动机的子调速三相异步捎电动机的币转速：1．变鄙极调速通过改变该电动机的秃定子绕组车所形成的许磁极对数p来调速。爱因磁极对泡数只能是颗按1、2说、3、…弦、的规律萝变化，所嚷以用这种将方法调速雁，电动机从的转速不描能连续、督平滑地进酸行调节。2．变饺频调速通过变频饱器把频率味为50Hz工频的抗三相交杀流电源右变换成熊为频率闪和电压烈均可调摆节的三捆相交流朱电源，峰然后供缸给三相撒异步电之动机，炕从而使银电动机夺的速度努得到调永节。变折频调速浅属于无诉级调速台，具有抗机械特岔性曲线垒较硬的停特点。3．变悉转差率倍调速通过改爬变转子贵绕组中境串接调攻速电阻株的大小抢来调整蚀转差率降实现平踢滑调速菌的，又指称为变虾阻调速艳。调速寄电阻的悟接法与之起动电且阻相同拍。这种秤方法只旷适用于衰绕线式尾异步电防动机。3.3.3三相异理步电动俗机的反稠转因为三裙相异步届电动机比的转动平方向是盟由旋转勇磁场的古方向决旋定的，角而旋转刻磁场的推转向取遍决于定搞子绕组丝式中通入暴三相电部流的相互序。因识此，要贴改变三狱相异步培电动机寇的转动忍方向非绝常容易挖，只要位将电动辱机三相岗供电电蒸源中的矮任意两说相对调乞，这时薄接到电偿动机定每子绕组殖的电流论相序被口改变，虑旋转磁签场的方造向也被颈改变，租电动机照就实现么了反转糖。2.3.浑4三相异步华电动机的愉制动1．能瓶耗制动电动机赴定子绕窗组切断管三相电揉源后迅什速接通吐直流电啄源。感走应电流辫与直流幅电产生抢的固定虫磁场相绕互作用盖，产生而的电磁杆转矩方贱向与电签动机转顷子转动殃方向相降反，起粪到制动姻作用。特点：是制动沟准确、平巡寿稳，但需齐要额外的略直流电源册。2．反接利制动电动机停倘车时将三蝴相电源中稀的任意两盟相对调，苗使电动机醒产生的旋阿转磁场改敞变方向，就电磁转矩子方向也随裕之改变，经成为制动来转矩。注意：当电唐动机转染速接近蛛为零时佩，要及泽时断开蕉电源防别止电动截机反转蛮。特点：简单键，制动贤效果好趴，但由液于反接摊时旋转枣磁场与灶转子间妈的相对神运动加戚快，因三而电流字较大。忙对于功鸟率较大柱的电动冰机制动泄时必须料在定子篇电路（紫鼠笼式跨）或转槐子电路橡（绕线行式）中白接入电基阻，用醒以限制馋电流。3．发缸电反馈抽制动电动机转菌速超过旋渡转磁场的斑转速时，谈电磁转矩盛的方向与与转子的运驶动方向相波反，从而休限制转子版的转速，群起到了制秧动作用。乏因为当转璃子转速大担于旋转磁腐场的转速洞时，有电侨能从电动崖机的定子莫返回给电喝源，实际鞠上这时电辣动机已经子转入发电游机运行，圣所以这种驾制动称为饮发电反馈锦制动。2.4.1三相异辫步电动弓机的铭戴牌2.4三相异惨步电动秘机的选归择与使械用型号：功率：电动机在钞铭牌规定勤条件下正与常工作时磁转轴上输己出的机械庸功率，称牛为额定功脾率或容量袍。电压：电动零机的额尝定线电痛压。电流：电动机厚在额定状挨态下运行呀时的线电棋流。频率：电动机孟所接交流撤电源的频漫率。。转速：额定杰转速。接线方遍法：2.4.植2三相异遣步电动规机的选矛择2.4.用3电动机的办安装与接泪地2.5单相异耽步电动搞机2.5.1单相异钓步电动双机的工具作原理岸与特性在单相间异步电享动机的持定子绕认组通入而单相交矩流电，载电动机肢内产生担一个大省小及方旬向随时恶间沿定子元绕组轴幼线方向犯变化的磁场椅，称为脉动磁它场。但一旦踩让单相域异步电沾动机转饭动起来沙，由于梁顺时针见旋转磁流场B1和逆时单针旋转圾磁场B2产生的设合成电播磁转矩驶不再为楼零，在豆这个合富成转矩苏的作用暴下，即俭使不需撞要其它昂的外在辅因素，燥单相异含步电动漆机仍将混沿着原镇来的运瞎动方向页继续运船转。由于单相晒异步电动发机总有一蒜个反向的哄制动转矩购存在，所嗽以其效率餐和负载能糠力都不及墨三相异步很电动机。2.5.2单相异雀步电动粱机的起绩动1．分舅相法下图所示伟分别为ωt=0°、45°、90°时合成筒磁场的霜方向，利由图可乱见该磁场随碑着时间偶的增长薄顺时针甜方向旋搅转。这感样一来距，单相霉异步电宵动机就午可以在泽该旋转诵磁场的炼作用下握起动了直。2.6直流电动拘机2.6.绳1直流电动践机的结构撕及分类三相异步脚电动机也喊由定子和籍转子构成殖。定子的主填要作用是勤产生磁场皇，包括主台磁极、换妄向磁极、塞机座和电摘刷等。主泼磁极由铁谋心和励磁档线圈组成垃，用于产观生一个恒统定的主磁读场。换向僻磁极安装吩在两个相同邻的主磁哨极之间，德用来减小摇电枢绕组盲换向时产竖生的火花迈。电刷装杏置的作用霸是通过与钟换向器之丈间的滑动检接触，把予直流电压槐、直流电星流引入或顶引出电枢匀绕组。转子由叉电枢铁漫心、电僻枢绕组颜和换向逗器等组商成。电脱枢铁心逝上冲有李槽孔，新槽内放查电枢绕驰组，电订枢铁心泊也是直丑流电动慕机磁路弊的组成家部分。缘瑞电枢绕覆组的—酬端装有历换向器疲，换向扒器由许位多铜质作换向片毙组成一六个圆柱辈体，换趋向片之晓间用云黎母绝缘反。换向志器是直懒流电动垫机的重谎要构造改特征，总换向器影通过与危电刷的竞摩擦接母触，将爆两个电浙刷之间喇固定极句性的直渐流电流似变换成性为绕组夹内部的距交流电纪流，以叶便形成群固定方臂向的电尿磁转矩塑。他励式陆电动机专构造比膏较复杂甲，一般垃用于对岭调速范何围要求翠很宽的伶重型机童床等设漠备中。并励式淡电动机简在外加央电压一聪定的情科况下，站励磁电苏流产生辣的磁通拖将保持惩恒定不崭变。起护动转矩泳大，负返载变动婶时转速茫比较稳状定，转偶速调节失方便，评调速范牲围大。串励式务电动机运的转速寺随转矩撞的增加想，呈显钓著下降讨的软特夫性，特就别适用粒于起重陶设备。积复励电悲动机的电鸣磁转矩变脖化速度较画快，负载封变化时能欲够有效克赴服电枢电沉流的冲击况，比并励团式电动机乔的性能优暂越，主要敲用于负载突力矩有突草然变化的漠场合。差略复励电动银机具有负惹载变化时僚转速几乎涂不变的特料性，常用订于要求转目速稳定的霸机械中。2.6.2直流电牲动机的坝工作原袖理和机失械特性接通直吼流电压U时，直流筛电流为从a边流入述，b边流出，讽由于a边处于N极之下，b边处于S极之下，烤则线圈受不到电磁力刑而形成一宗个逆时针速方向的电行磁转矩T，使电枢绕掩组绕轴线极方向逆时像针转动。1．直听流电动放机的转收动原理当电枢僚转动半救周后，a边处于S极之下，赛而b边处于N极之下。低由于采用级了电刷和轧换向器装猫置，此时滚电枢中的汤直流电流猫方向变为锁从b边流入，提从a边流出劈燕。电枢自仍受到矛一个逆蜡时针方深向的电物磁转矩T的作用，衫继续绕轴双线方向逆拾时针转动种。2.6.3直流电动黄机的运行茂与控制1．直君流电动巨机的起自动直流电学动机直俭接起动箱时的起疑动电流芝很大，伏达到额睛定电流匠的10覆～20江倍，因唤此必须阅限制起麻动电流杯。限制区起动电着流的方雷法就是闲起动时咳在电枢臭电路中源串接起惰动电阻Rst。起动电愁阻的值：一般规护定起动祝电流不司应超过纱额定电阵流的1下.5～被2.5觉倍。起牛动时将嫩起动电冻阻调至辉最大，朝待起动介后，随撞着电动秃机转速段的上升搁将起动张电阻逐谎渐减小之。2．直萌流电动峡机的调吵速根据直凳流电动筐机的转警速公式n=（U－IaRa）/CeΦ，可知直流报电动机的序调速方法杀有3种：常改变磁通Φ调速、细改变电惯枢电压U调速和电袖枢串联电代阻调速。改变磁侵通调速遍的优点恋是调速学平滑，塑可做到获无级调巴速；调庸速经济册，控制滤方便；外机械特牲性较硬裕，稳定虎性较好蹈。但由罩于电动词机在额接定状态招运行时茎磁路已项接近饱贼和，所个以通常味只是减临小磁通拉将转速伐往上调逝，调速泛范围较急小。改变电撑枢电压阵调速的凳优点是代不改变捎电动机性机械特准性的硬见度，稳惩定性好咐；控制全灵活、把方便，息可实现尤无级调艺速；调捎速范围依较宽，阔可达到常6～1深0。但震电枢绕弄组需要法一个单沾独的可云调直流茎电源，玻设备较旺复杂。电枢串联揉电阻调速肉方法简单翅、方便，组但调速范踪蝶围有限，都机械特性羊变软，且蔽电动机的旱损耗增大规太多，因印此只适用那于调速范贱围要求不爹大的中、娱小容量直洽流电动机激的调速场魄合。3．直流说电动机的妖制动直流电捐动机的捷制动也圣有能耗计制动、连反接制宿动和发会电反馈沃制动3户种。能耗制动晴是在停机猫时将电枢厕绕组接线像端从电源泼上断开后惰立即与一写个制动电带阻短接，森由于惯性拘，短接后颂电动机仍喇保持原方扯向旋转，晶电枢绕组似中的感应选电动势仍顾存在并保泛持原方向誓，但因为欣没有外加水电压，电遥枢绕组中突的电流和净电磁转矩宵的方向改货变了，即炸电磁转矩扔的方向与佛转子的旋崇转方向相盏反，起到抽了制动作希用。反接制逆动是在扰停机时茂将电枢胸绕组接更线端从版电源上贷断开后收立即与拼一个相板反极性努的电源俩相接，恳电动机铸的电磁战转矩立垂即变为越制动转殊矩，使冲电动机其迅速减充速至停拥转。发电反撕馈制动赞是在电巡寿动机转啊速超过愚理想空伞载转速丧时，电顶枢绕组傻内的感精应电动油势将高凑于外加吉电压，播使电机求变为发跳电状态斯运行，脉电枢电茫流改变鸭方向，怨电磁转将矩成为画制动转真矩，限鉴制电机小转速过兼分升高见。第3章贤控制舞电机了解伺服电禁动机的论基本结旋构和工遥作原理了解测速发次电机的近基本结绑构和工音作原理了解步进电垄动机的滩基本结巴构和工仰作原理学习要怠点第3章幸控制电机3.1私服电北动机3.2测速发且电机3.3步进电急动机3.1伺服电抵动机伺服电动刑机又称为理执行电动厨机，在自钻动控制系氏统中作为饶执行元件贤，把输入黎的电压信萄号变换成异转轴的角坝位栘或角拜速度输出明。输入的负电压信号抬又称为控摸制信号或福控制电压含，改变控怜制电压可梨以改变伺摄服电动机屯的转速或掏转向。自动控制生系统对伺蹲服电动机虑的主要要咳求有：（1）前调速范猾围宽。赚即要求贡伺服电宰动机的卷转速随史着控制挎电压的离改变能绞在宽广往的范围盼内连续却调节。（2）筝响应速遥度快。响即要求弦伺服电套动机通饼电后能爪立即运纽奉转，控槐制电压歌改变时倍伺服电沃动机的岗转速能咽非常灵毙敏和准刺确地跟兆着变化威。（3）机振械特性的件线性度好市。即要求南伺服电动发机在控制脖电压一定押时其转速景能随转矩逗线性变化封，这样有刚利于提高柳自动控制稍系统的动债态精度。（4）无腐“自转”可现象。即漂要求伺服这电动机在络控制电压况降为零时上能立即自且行停转。结构：交流伺服巧电动机就往是两相异煮步电动机租，定子装有两蔽个绕组肚，一个贼是励磁只绕组，仗另一个思是控制陡绕组，僚两个绕寺组在空奇间相距挨90°；转子有鼠笼歉式转子摘和杯形砖转子两甲种，为牵了减小薯转动惯跨量，转袍子做成顺细长形陪，且电障阻较大晋。3.1.1交流伺服驰电动机工作原民理：没有控制他信号时，盏定子内只交有励磁绕蜡组产生的减脉动磁场稍，转子静惰止不动；狂有控制电侵压时，定资子内便产两生一个旋窃转磁场，些转子沿旋灭转磁场的主方向旋转纵，在负载伸恒定的情湖况下，电毕动机的转浴速将随控辣制电压的雪大小而变信化；控制枯电压的相扁位相反时短，电动机桂反转。机械特艺性：负载一港定时，衡控制电吸压从愈土高，转运速也愈捏高；在寺控制电穿压一定就时，负锣载增加最则转速省下降。特点：起动转容矩较大触，调速狂范围宽养广，运廉行平稳贷，噪音芝小；但蛋控制特愉性非线兆性，且商转子电膏阻大，陆损耗大股，效率咸低，体风积大，此重量重叶，只适东用于0肺.5～用100W的小功率成控制系统窗。当运行案中的伺壤服电动奴机失去嫁控制电唐压后，与处于单敏相运行抖状态。谅合成转惜矩的方骡向与转猴子旋转雅的方向淹相反，婚是制动统转矩。寸因此，哲正常运匹转的伺硬服电动吊机，只精要失去印控制电帮压便会摘迅速停扎止运转枪，即无桂“自转胜”现象悄。工作原理尊：采用电枢览控制方式工时，Uf保持恒魄值，当稀电枢电相压Uc（即信号改电压）摆改变时价，得到赔一组平盾行的机拘械特性崇。3.1.领2直流伺胁服电动走机结构：直流伺表服电动角机实质派上是一查台他励糟式直流难电动机帜。按结灵构可分汗为传统辱型和低顺惯量型糟两大类酒。传统锄型直流贫伺服电兼动机的肥结构与椒普通直税流电动毛机基本史相同，为也是由冬定子和铺转子两袭大部分稳组成，孟分为永康磁式和鸦电磁式野两种。特点：起动转矩程大，调速芝范围宽，宅无自转现事象，但易矿产生火花覆，可靠性杯差，易产炼生无线电犁干扰。测速发电宪机是一种任测量转速舰的信号元雨件，它将赞输入的机醋械转速变亭换为电压奖信号输出垦，广泛应右用于各种焰速度和位肿置控制系琴统中。测速发电乖机分为交仙流和直流贡两大类。译交流测速躺发电机又寒分为同步缺和异步两欣种，直流族测速发电懒机分为永僻磁式和电泥磁式两种经。自动控制艇系统对测办速发电机辟的主要要冷求有：（1）输棵出特性呈允正比关系凭并保持稳存定。即要从求测速发他电机的输哨出电压与泡转速应保摇持严格的忍正比关系道，且不随览外界条件腾的变化而切发生改变殃。（2）糊电机的附转动惯输量要小疤，以保便证反应摔迅速。（3）扭电机的葬灵敏度牌高。即秘要求测洪速发电政机的输番出电压许对转速筹的变化框反应灵歉敏。3.2测速发饺电机3.2.1交流测喉速发电杠机励磁绕严组通入纺正弦电桌流时，致在绕组慌的轴线济方向上哈产生了榜一个随床时间按精正弦规轨律变化嘉的脉动命磁通Φ1。Φ1在转子部中感应蔬出电流声产生，扒并由此亮产生转麦子磁通Φ2。测速发项电机静财止时，Φ2也沿励夜磁绕组壳的轴线槐方向，种忽略励辜磁绕组茶的电阻坦和漏抗刚，合成蛾磁通Φ在励磁绕站组中产生趟的感应电群动势E1与励磁找电压U1的关系为蓄：U1≈E1≈4.4靠4f1N1Φm可见，干当U1和f1不变时，辅合成磁通Φ的大小基削本保持不壤变，仍为历原来的磁库通Φ1。由于Φ1的方向与委输出绕组度的轴线垂孤直，在输围出绕组中昆不产生感络应电动势亲，因此，死当测速发融电机静止幕不动时，北输出电压超为零。测速发偷电机旋娃转时，转子导屋体因切迅割磁通Φ1而产生电旧动势和电覆流。E2和I2与磁通Φ1及转子转韵速n成正比，理转子电流I2产生磁通Φ2，两者也贱成正比躲，磁通Φ2的方向所与输出香绕组的桥轴线方升向一致登，因而在在输出叶绕组中础产生与届励磁电喉压频率企相同的再感应电透动势，贱输出绕氏组两端宏得到频形率相同究的输出带电压，牲其大小找与磁通Φ2成正比，谷输出电压U2与励磁位电压U1及转子皱转速成洪正比。空心杯僵转子测近速发电戚机与直止流测速独发电机茧相比，葡具有结华构简单字、工作押可靠等已优点，闯是目前管较为理债想的测选速元件屋。3.2.2直流测答速发电颠机在恒定蕉的磁场梅中，电倒枢绕组完旋转切肠割磁力市线磁通突并产生视与转速n成正比的槽感应电势E=KeΦn。空载时，电抠电共流Ia=0，直流测槐速发电惩机的输研出电压隆和电枢瘦感应电尺势相等宫，由上瓶式可知蛾空载时遮直流测份速发电衔机的输越出电压哑与转速傅成正比菊。负载时，电枢电思流，直流消测速发电啄机的输出扯电压为U2=E－IaRa，电枢电苍流为Ia=U2/RL，所以腿输出电嗽压为：步进电浸动机是析一种用蜻电脉冲群信号进到行控制蛋、并将素电脉冲异信号转潮换成相声应角位墨移或线避位移的杂控制电缝机。步厘进电动连机由专瞎用电源窜供给电症脉冲，森每输入暗一个脉绢冲，步拥进电动愿机就前掩进一步刑。3.3步进电动肾机步进电动需机是受脉搞冲信号控厌制的，因驳此适合于族作为数字涂控制系统屠的执行元巩件。在负咳载能力的输范围内，径它的位移孟量与电脉田冲数成正位比，速度疮与脉冲频暴率成正比陕，所以，隐可以改变坝脉冲电源虾的频率来瞧实现调速女。步进电动弟机种类繁齐多，不同滩种类、不期同作用的秩步进电动摇机有不同仪的结构特遥点。按步掠进电动机慈的运行方瓜式，可将找步进电动模机分为旋踢转式和直革线式两类阀。常用的哪旋转式步动进电动机砖又分为反捧应式、永伙磁式和感典应式3种忌，其中，染反应式步校进电动机扁具有惯性萌小、反应融快和速度行高的特点扬，应用比限较普遍。定子磁极转子齿接线方乱式3.3.歼1步进电块动机的舅结构1．单三抗拍控制方传式按照A→B岂→C→岗A…的顺序颠通电。逗每改变氏一次通旨电状态核，转子狮顺时针筛方向转全30°。如果通含电顺序好改为A→C→秤B→A…圆，则电动永机反转素。3.3.讲2步进电垦动机的篇工作原粗理2．六施拍控制盖方式按照A→A始B→B胆→BC崭→C→崭CA→西A…的顺序催通电。桃每改变有一次通救电状态周，转子任顺时针怀方向转绪15°。若改翅变通电顺毯序，则电缺动机反转帜。第4章栏继电字接触器去控制了解各垦种常用控制跪电器的结血构、选用惰原则、动捡作原理及闹其控制作腰用掌握继变电接触蒸器控制嫁的自锁凭、联锁右作用掌握鼠笼式斯三相异陆步电动码机典型扫控制电赵路的工崖作原理了解过圾载保护贺、短路忌保护和亲失压保织护的原理和方法学习要框点第4章跌继电接触带器控制4.1常用控制缩慧电器4.2三相异棋步电机改的基本好控制电惠路4.3三相异源步电机浩的基本洪控制原也则4.1常用控端制电器对电动日机和生楚产机械待实现控散制和保宰护的电细工设备呆叫做控巾制电器少。控制电狐器的种腾类很多午，按其悔动作方孙式可分控为手动穿和自动踢两类。手动电器反的动作是裤由工作人维员手动操挑纵的，如侍刀开关、的组合开关厅、按钮等宽。自动电器被的动作是颗根据指令狡、信号或勾某个物理伯量的变化个自动进行金的，如中贤间继电器亦、交流接肉触器等。4.1.常1开关电器1、刀骡开关刀开关蔬又叫闸艰刀开关君，一般躲用于不浑频繁操深作的低罗压电路击中，用待作接通备和切断氏电源，净或用来交将电路雄与电源浴隔离，病有时也灿用来控翁制小容静量电动嘴机的直凯接起动妖与停机术。刀开关瓶由闸刀咐（动触凯点）、澡静插座渐（静触颗点）、形手柄和肢绝缘底陈板等组凭成。开关电器杆是在控制因电路中用便于不频繁猴地接通或自断开电路成的开关，携或用于机矿床电路电急源的引入兰开关。刀开关种匹类很多。完按极数分蚀为单极、狗双极和三丛极；按结布构分为平芬板式和条枯架式；按胸操作方式访分为直接雹手柄操作桐式、杠杆配操作机构状式和电动绣操作机构功式；按转贸换方向分胶为单投和物双投等。刀开关滚一般与沸熔断器食串联使砌用，以志便在短逐路或过芦负荷时村熔断器壶熔断而筑自动切怨断电路趴。刀开关融额定电吸压通常兼为25宗0V和500V，额定电流蚕在150爹0A以下。安装刀开怎关时，电惑源线应接俯在静触点绩上，负荷捧线接在与气闸刀相连汇的端子上剃。对有熔妈断丝的刀定开关，负孕荷线应接纵在闸刀下休侧熔断丝碧的另一端愚，以确保稠刀开关切锦断电源后宫闸刀和熔垄断丝不带创电。在垂愤直安装时袭，手柄向必上合为接减通电源，辰向下拉为须断开电源抖，不能反通装。刀开关的既选用主要梨考虑回路交额定电压泄、长期工津作电流以柏及短路电塔流所产生漂的动热稳狭定性等因寄素。刀开吧关的额定狭电流应大象于其所控竟制的最大撕负荷电流暖。用于直呆接起停3kW及以下骄的三相序异步电蕉动机时刚，刀开挨关的额局定电流损必须大混于电动竭机额定复电流的蛇3倍。2、组将合开关组合开拖关又叫向转换开妇关，是滩一种转涌动式的城闸刀开嗓关，主恐要用于姑接通或萌切断电毫路、换勇接电源闷、控制珠小型鼠练笼式三西相异步鹊电动机远的起动跟、停止滔、正反亲转或局矮部照明拦。组合开关帮有若干个愉动触片和上静触片，拥分别装于钩数层绝缘水件内，静健触片固定炎在绝缘垫慈板上，动炸触片装在顷转轴上，狡随转轴旋绸转而变更遥通、断位淹置。3、自趣动开关正常情丑况下过纯流脱扣贤器的衔奏铁是释缎放着的壮，严重警过载或顾短路时尖，线圈森因流过陷大电流物而产生销较大的煌电磁吸危力，把违衔铁往亿下吸而颜顶开锁酒钩，使煤主触点新断开，河起过流删保护作撞用。欠漂压脱扣脆器在正派常情况韵下吸住镜衔铁，沈主触点才闭合，坏电压严爆重下降洪或断电慢时释放氏衔铁而棉使主触扔点断开趣，实现示欠压保魂护。电乡丰源电压嗽正常时挠，必须删重新合喂闸才能型工作。4.1.2熔断器熔断器主慕要作短路调或过载保尼护用，串仍联在被保季护的线路补中。线路全正常工作穷时如同一哄根导线，怜起通路作旨用；当线酬路短路或野过载时熔牙断器熔断滋，起到保厚护线路上趣其他电器耍设备的作姻用。选择熔体魔额定电流册的方法如度下：（1）电庭灯支线的漆熔体：熔辉体额定电木流≥支线锁上所有电广灯的工作棉电流之和座。（2）一记台电动机库的熔体：店熔体额定浙电流≥电园动机的起季动电流÷怕2.5如果电动铁机起动频关繁，则为姿：熔体额蚊定电流≥监电动机的源起动电流怀÷(1.住6~2)（3）几酷台电动机罚合用的总膊熔体：熔涨体额定电跟流=(1诵.5~2牧.5)×抢容量最大血的电动机惠的额定电背流+其余盘电动机的趁额定电流筒之和1、按罢钮按钮的饲触点分抢常闭触怠点（动遗断触点紧）和常罢开触点凭（动合门触点）窄两种。柄常闭触馅点是按靠钮未按演下时闭鹊合、按抽下后断隙开的触津点。常探开触点衡是按钮煤未按下死时断开剑、按下衬后闭合衰的触点出。按钮收按下时辆，常闭跟触点先板断开，抛然后常影开触点默闭合；雷松开后蜜，依靠圣复位弹堵簧使触随点恢复革到原来闭的位置贞。4.1.3主令电母器主令电器夸是自动控汽制系统中件用于接通击或断开控督制电路的锐电器设备葡，用以发示送控制指宏令或用作侄程序控制惯。线圈通碗电时产颠生电磁易吸引力瓜将衔铁殊吸下，难使常开梦触点闭缝合，常驾闭触点投断开。蜡线圈断飞电后电车磁吸引贩力消失专，依靠失弹簧使到触点恢绸复到原质来的状烘态。4.1.4交流接触询器根据用蒙途不同舞，交流眠接触器跑的触点尸分主触葵点和辅钓助触点乔两种。夕主触点役一般比瓜较大，求接触电胶阻较小盯，用于辆接通或竹分断较映大的电配流，常制接在主眉电路中趁；辅助政触点一井般比较混小，接宗触电阻搅较大，酷用于接拘通或分眉断较小符的电流差，常接臭在控制跑电路（获或称辅静助电路飘）中。普有时为铺了接通狱和分断届较大的摩电流，胃在主触裁点上装达有灭弧招装置，管以熄灭严由于主浪触点断曲开而产品生的电和弧，防纽奉止烧坏乎触点。接触器是晒电力拖动概中最主要浊的控制电趟器之一。洒在设计它寨的触点时耕已考虑到幸接通负荷寒时的起动辅电流问题轰，因此，男选用接触销器时主要贪应根据负宽荷的额定询电流来确守定。如一牲台Y112魂M-4三相异掀步电动虫机，额艳定功率炮4kW，额定电流得为8.8A，选用主讨触点额讽定电流误为10A的交流肾接触器腾即可。培除电流所之外，王还应满上足接触猛器的额阴定电压矿不小于史主电路扑额定电障压。1、中拆间继电词器继电器是柴一种根据草特定输入辜信号而动赵作的自动仙控制电器篮，其种类址很多，有圾中间继电词器、热继炕电器、时检间继电器济等类型。中间继谁电器通恭常用来描传递信拖号和同津时控制中多个电烛路，也尘可用来际直接控艺制小容解量电动昨机或其评他电气舱执行元坊件。中花间继电尊器的结再构和工六作原理张与交流励接触器葵基本相女同，与迷交流接边触器的砖主要区震别是触反点数目喉多些，胃且触点座容量小悉，只允但许通过茎小电流葡。在选役用中间设继电器纲时，主要是考拴虑电压等茄级和触点倒数目。4.1.5继电器下层金准属膨胀角系数大偶，上层似的膨胀弃系数小功。当主瓜电路中烈电流超飘过容许岗值而使瓣双金属诞片受热窗时，双款金属片灾的自由毒端便向串上弯曲社超出扣皱板，扣骡板在弹为簧的拉葬力下将恐常闭触背点断开物。触点扎是接在欧电动机咬的控制可电路中铁的，控罢制电路彼断开便集使接触驱器的线轻圈断电貌，从而狡断开电宅动机的筹主电路暑。2、热钻继电器通电延时迎空气式时眯间继电器黄利用空气擦的阻尼作辣用达到动邀作延时的饲目的。吸兴引线圈通床电后将衔拖铁吸下，悲使衔铁与臭活塞杆之演间有一段阿距离。在眨释放弹簧图作用下，畏活塞杆向纽奉下移动。援在伞形活谣塞的表面伴固定有一托层橡皮膜削，活塞向萝下移动时过，膜上面袖会造成空袍气稀薄的落空间，活绵塞受到下硬面空气的抹压力，不戚能迅速下赤移。当空搜气由进气投孔进入时目，活塞才读逐渐下移岂。移动到迎最后位置顾时，杠杆泡使微动开后关动作。3、时间与继电器3、速乞度继电眨器结构：转子是一屑个与被控女电动机同说轴的圆柱少形永久磁巨铁，它的止外围有一痰个可以转离动一定角昌度的外环运，外环的瞧内圆表面竹装有鼠笼纹式绕组。工作原瞧理：当电动机禽转动时，无速度继电音器的转子潜随之转动太，外环中盒的短路导伐体便切割权磁力线而抵感应出电衡动势并产扮生电流，尿此电流与捉旋转的转易子磁场相并互作用产坛生电磁转怎矩，于是平外环开始鞋转动，当码转到一定焰角度时，缴装在外环蹲上的摆锤劳推动簧片隶（动触点鸡）动作，袋使常闭触根点断开，旁常开触点厉闭合。当归电动机转突速低于某兆一值时，营电磁转矩弹减小，职外环的繁转动角照度也随监之减小森，摆锤脊与簧片哥分离，患触点在肝簧片作燥用下复破位。一涝般速度森继电器美的动作不转速为扶120r/mi厦n，触点复扯位转速逗在10零0r/m培in以下。4.2.价1点动控制按下按钮SB，接触器KM线圈通电尾，衔铁吸勉合，常开闷主触点接矿通，电动戏机定子接吐入三相电容源起动运浪转。松开篮按钮SB，接触器KM线圈断电俭，衔铁松陶开，常开笨主触点断蹈开，电动看机因断电泼而停转。合上开哪关S，三相电源访被引入控撤制电路，毅但电动机扑还不能起高动。按下另按钮SB，接触器KM线圈通痛电，衔讨铁吸合青，常开暗主触点谋接通，预电动机景定子接疼入三相肤电源起皇动运转悟。松开看按钮SB，接触器KM线圈断电姻，衔铁松叛开，常开话主触点断溪开，电动辅机因断电松而停转。起动过锋程：按下起动胀按钮SBl，接触器KM线圈通骄电，与SB1并联的KM的辅助常掀开触点闭国合，以保过证松开按很钮SBl后KM线圈持责续通电歇，串联这在电动步机回路智中的KM的主触违点持续现闭合，泻电动机改连续运庄转，从秒而实现根连续运遮转控制掠。停止过耽程：按下峰停止按露钮SB2，接触器KM线圈断电辩，与SBl并联的KM的辅助抖常开触析点断开失，以保向证松开妙按钮SB2后KM线圈持风续失电齿，串联乡丰在电动佣机回路铜中的KM的主触贿点持续贵断开，糕电动机列停转。4.2.呢2直接起货动控制与SBl并联的KM的辅助某常开触愈点的这宽种作用即称为自锁。图示控志制电路忆还可实刃现短路集保护、虫过载保探护和零引压保护合。起短路保护的是串接肺在主电路其中的熔断隶器FU。一旦电框路发生留短路故卵障，熔凳体立即喷熔断，丝式电动机秋立即停袋转。起过载保护的是热灭继电器FR。当过载躺时，热胸继电器艰的发热券元件发崖热，将意其常闭测触点断四开，使糊接触器KM线圈断电公，串联在险电动机回介路中的KM的主触昨点断开岁，电动懂机停转软。同时KM辅助触点长也断开，宗解除自锁液。故障排会除后若要壁重新起动协，需按下FR的复位按兽钮，使FR的常闭触蔑点复位（暖闭合）即洲可。起零压（或重欠压）保属护的是接触贝器KM本身。劲当电源深暂时断床电或电蹈压严重枕下降时炮，接触倾器KM线圈的仔电磁吸京力不足族，衔铁躺自行释雷放，使探主、辅鸭触点自裙行复位厦，切断览电源，汤电动机冬停转，店同时解彩除自锁棕。4.2.积3正反转控型制正向起婆动过程：按下起动吩按钮SBl，接触器KM1线圈通和电，与SBl并联的KM1的辅助喉常开触谢点闭合达，以保康证KMl线圈持续概通电，串餐联在电动被机回路中们的KM1的主触点田持续闭合台，电动机缩慧连续正向芬运转。停止过程：按下叹停止按晚钮SB3，接触器KMl线圈断屑电，与SBl并联的KM1的辅助触移点断开，嘱以保证KMl线圈持吓续失电刑，串联哈在电动源机回路权中的KMl的主触洽点持续服断开，羊切断电粗动机定冬子电源氏，电动兆机停转障。反向起动恐过程：按下计起动按著钮SB2，接触器KM2线圈通电独，与SB2并联的KM2的辅助常接开触点闭糊合，以保驾证KM2线圈持续旋通电，串帅联在电动盈机回路中宜的KM2的主触利点持续忧闭合，狼电动机道连续反虏向运转掌。特别注意KM1和KM2线圈不能秋同时通电做，因此不迹能同时按或下SBl和SB2，也不能在始电动机正叹转时按下梢反转起动者按钮，或厉在电动机誉反转时按介下正转起莫动按钮。泰如果操作描错误，将逼引起主回蒙路电源短搂路。带电气联暮锁的正反梨转控制电读路将接触器KM1的辅助菊常闭触货点串入KM2的线圈者回路中捉，从而织保证在KMl线圈通党电时KM2线圈回秃路总是忙断开的扩；将接冷触器KM2的辅助耽常闭触耳点串入KM1的线圈回扩路中，从踢而保证在KM2线圈通搁电时KMl线圈回路恐总是断开冈的。这样暑接触器的紫辅助常闭罪触点KMl和KM2保证了两禾个接触器东线圈不能个同时通电姿，这种控巧制方式称踏为联锁或蜡者互锁，螺这两个