变压器与电动机讲课文档

变压器与电动机第一页，共100页。第1页，共100页。第5章变压器与电动机5.2三相异步电动机

5.3单相异步电动机

5.4三相异步电动机的电气控制5.1变压器2第二页，共100页。第2页，共100页。5.1变压器5.1.1磁性材料的磁性能

磁性材料（如铁、镍、钴及其合金）的磁导率很高，是制造变压器、电机和各类电器铁心的主要材料，磁性材料具有以下特点。变压器是一种静止的电能转换装置，它利用电磁感应原理，根据需要可以将一种交流电压和电流等级转换成同频率的另一种电压和电流等级。电动机能将电能转换为机械能。异步电动机具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等一系列优点，能满足各行各业大多数生产机械的拖动要求，在各种电动机中应用最广。3第三页，共100页。第3页，共100页。1.高导磁性磁性材料内部存在的天然磁化区（称为磁畴），在没有外磁场的作用时，磁畴呈现杂乱无章的排列，磁场相互抵销，对外不呈现磁性。在外加磁场时，磁畴在外磁场的作用下，其方向逐渐与外磁场一致，产生远大于外磁场的附加磁场，从而增强了原来的磁场。（a）无外磁场（b）有外磁场4第四页，共100页。第4页，共100页。2.磁饱和性当外磁场增大到一定程度时，磁性材料中的磁畴已全部排列整齐，这时磁性材料中的磁感应强度趋向于某一定值，称此特性为磁饱和性。磁性材料的磁化特性用磁化曲线（B-H曲线）来表示。当磁场强度H比较小时，磁感应强度B与H近似成比例地增加；当H增大到一定值后，B的增加缓慢下来，最后趋于磁饱和。因此磁性材料的B与H为非线性关系，磁导率

不是常数。图中B0-H为真空的磁化曲线，B0与H为正比关系。5第五页，共100页。第5页，共100页。3.磁滞性磁性材料在交变磁场中被反复磁化，磁感应强度B随磁场强度H变化的关系为一条闭合曲线，称为磁滞回线。当H减小到零时，B并未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁性材料的磁滞性。Br剩磁感应强度（剩磁）Hc矫顽磁力永久磁铁的磁性就是剩磁产生的。6第六页，共100页。第6页，共100页。磁性材料在交变磁化过程中，由于磁滞现象的存在而产生的能量损耗，称为磁滞损耗。在交变磁场作用下，在垂直于磁力线方向的铁心截面上还会产生旋涡状的电流，称为涡流，如图所示。在铁心内产生的能量损耗称为涡流损耗。磁性材料的磁滞损耗和涡流损耗统称为铁损耗。为了减小铁损耗，通常变压器和交流电机的铁心都采用硅钢片叠片而成。7第七页，共100页。第7页，共100页。磁性材料常分为以下两类。（1）软磁材料。软磁材料的磁滞回线较窄，剩磁较小，矫顽磁力较小，常用来制造变压器、电机和电器等的铁心。软磁材料主要有铸铁、硅钢、坡莫合金及铁氧体等。（2）硬磁材料。硬磁材料的磁滞回线较宽，剩磁较大，矫顽磁力较大，常用来制造永久磁铁。硬磁材料主要有碳钢、镍铝钴合金和钕铁硼合金等。8第八页，共100页。第8页，共100页。1.变压器的基本结构变压器的主要组成部分是铁心和绕组（俗称器身）。电力变压器多采用油浸式和干式结构，图示为油浸式电力变压器的结构图。5.1.2变压器的基本结构及工作原理9第九页，共100页。第9页，共100页。（1）铁心是变压器的主磁路，又是绕组的支撑骨架。铁心的基本结构有心式和壳式两种，如图所示。（a）心式（b）壳式（2）绕组变压器的电路部分，常用绝缘铜线或铝线绕制而成。一般电力变压器都把绕组绕制成圆形的。工作电压高的绕组称为高压绕组，工作电压低的绕组称为低压绕组。在高、低压绕组之间及绕组与铁心之间都加有绝缘。10第十页，共100页。第10页，共100页。2.变压器的额定值铭牌数据主要包括（1）额定电压U1N和U2N（V）。对于三相变压器指线电压。（2）额定电流I1N和I2N（A）。对于三相变压器指线电流。（3）额定容量SN（kVA）。由于电力变压器的效率很高，忽略压降损耗时有对单相变压器对三相变压器11第十一页，共100页。第11页，共100页。【例5.1.1】一台三相油浸自冷式变压器，已知SN=560kVA，U1N/U2N=10kV/400V，试求一次、二次绕组的额定电流I1N、I2N各为多少？解12第十二页，共100页。第12页，共100页。3.变压器的工作原理变压器的工作原理图

13第十三页，共100页。第13页，共100页。（1）电压变换作用变压器是利用电磁感应原理工作。通常接交流电源的称为一次绕组（俗称原绕组或初级绕组）；接负载的称为二次绕组（俗称副绕组或次级绕组）。一次绕组加合适的交流电源电压u1，就有交流电流i1流过，产生一次绕组磁通势，铁心中激励起交变的主磁通

，同时交链一次、二次绕组。根据电磁感应定律，便在一次、二次绕组中产生感应电动势e1和e2。二次绕组在e2的作用下，向负载ZL供电，实现了能量传递。另有一小部分磁通经非磁性材料形成闭路，不参与能量传递，为漏磁通

1

、

2

，产生漏磁电动势e1

、e2

。14第十四页，共100页。第14页，共100页。变压器中电压、电流、磁通及电动势一般采用电工惯例来规定其正方向①同一条支路中，u与i的正方向一致；②由电流i产生的磁通

，正方向符合右手螺旋法则；③由磁通

产生的感应电动势e，其正方向与产生该磁通的电流i的正方向一致。设主磁通，根据电磁感应定律，则一次绕组的感应电动势为有效值：

15第十五页，共100页。第15页，共100页。同理，二次绕组感应电动势的有效值为由于一次绕组的漏阻抗压降较小，忽略不计时，可近似地认为空载时的二次绕组开路电压其有效值的关系为式中k为匝数比。表明一次、二次绕组的电压之比与一次、二次绕组的匝数比k成正比。改变匝数比k，即可改变输出电压。如果N1>N2，则U1>U20，为降压变压器；反之，N1<N2，则U1<U20，为升压变压器。16第十六页，共100页。第16页，共100页。（2）电流变换作用由于变压器空载电流I0很小，忽略不计，则有变压器负载运行时，二次绕组流过负载电流i2，一次绕组电流由空载电流i0变为负载时电流i1，负载时的主磁通

由一、二次绕组的磁通势共同建立。由U1≈E1=4.44fN1

m，当电源U1和f不变时，产生E1的主磁通

也应基本不变，所以负载时建立主磁通

所需的合成磁通势与空载时所需的磁通势也应基本不变，即有磁通势平衡方程17第十七页，共100页。第17页，共100页。变压器一次、二次绕组中电流有效值的关系为表明变压器负载运行时，其一次侧与二次侧的电流之比在数值上近似地与一、二次绕组的匝数成反比。综合有，变压器的绕组电压高的，其工作电流小；绕组电压低的，其工作电流大。【例5.1.2】有一台变压器，已知额定容量SN=500VA，一次绕组匝数N1=800匝，二次绕组有两个，额定电压为U1N／U2N／U3N=220V／110V／36V，如图所示。（1）求二次绕组匝数N2和N3；（2）如果两个二次绕组分别接阻性负载，绕组电流I2=2A，I3=3A，求一次绕组电流及绕组的功率。18第十八页，共100页。第18页，共100页。解（1）则有一次、二次绕组的功率为

P1=U1I1=220×1.491=328WP2=U2I2=110×2=220WP3=U3I3=36×3=108W或P1≈P2+P3=220+108=328W（2）19第十九页，共100页。第19页，共100页。（3）阻抗变换作变压器和负载阻抗ZL一起是电源的负载，根据等效变换原则，在保证端口特性不变的情况下，虚线框中的电路可用等效阻抗来代替，则有表明对一次侧来说，相当于在一次侧接一个k2ZL的阻抗。20第二十页，共100页。第20页，共100页。【例5.1.3】已知信号源电压US=12V，内阻R0=600

，负载电阻RL=8

。（1）若将负载直接接在信号源上，如图（a）所示，求负载获得的功率；（2）在信号源与负载之间接入变压器，如图（b）所示，为使负载获得最大功率，求变压器的匝数比和负载获得的功率。

（a）（b）（c）21第二十一页，共100页。第21页，共100页。（2）为使负载电阻获得最大功率，其等效电阻应等于信号源内阻R0，如图（c）所示，即等效电阻获得的功率即为负载电阻获得的功率，有解（1）当负载直接接在信号源上时，负载获得的功率则变压器的匝数比可见，经变压器的阻抗变换，负载电阻获得的功率增加了。22第二十二页，共100页。第22页，共100页。4．变压器绕组的极性绕组连接必须按照绕组的同名端正确连接，一般应使两个绕组在铁心中产生的磁通相助。具有磁耦合的两个线圈，当电流分别从两绕组各自的某端点同时流入（或流出）时，若两者产生的磁通相助，则这两端点称为同名端，用黑点“·”或星号“*”做标记。同名端的感应电压极性相同，故同名端也称为同极性端。感应电压极性相反的端点称为异名端。23第二十三页，共100页。第23页，共100页。5.1.3变压器的运行特性对于负载来讲，变压器的二次侧相当于一个电源。

1．变压器的外特性变压器一次侧接额定电网，负载功率因数一定，负载运行时二次侧端电压随负载电流变化的关系即外特性，U2=f(I2)。从空载到负载运行时二次侧端电压的变化量用电压变化率ΔU

表示，即24第二十四页，共100页。第24页，共100页。2．变压器的效率特性变压器的损耗为绕组铜损耗pCu和铁心损耗pFe。铜耗为可变损耗，铁心损耗为不变损耗，在纯电阻负载时，ΔU

很小，U2下降得很小；在感性负载时，ΔU

较大，U2的下降大；在容性负载时，二次侧端电压U2可能比空载时高，即随I2的增大而升高。25第二十五页，共100页。第25页，共100页。5.1.4三相变压器三相变压器在对称负载运行时，各相的电压和电流大小相等，相位上彼此相差120°，因此三相变压器有三相变压器组和三相心式变压器两种形式。三相绕组的连接主要采用星形和三角形两种方法。三相变压器组三相心式变压器的铁心结构

26第二十六页，共100页。第26页，共100页。5.1.5特殊变压器1．自耦变压器自耦降压变压器原理图

（a）结构（b）原理图自耦调压器一次、二次绕组共用一个绕组27第二十七页，共100页。第27页，共100页。2．仪用互感器使用互感器有两个目的：一是使测量回路与被测量回路隔离，从而保证工作人员的安全；二是可以使用普通量程的电压表和电流表测量高电压和大电流。（1）电压互感器电压互感器实质上就是一个降压变压器，一次绕组匝数N1多，直接并联到被测的高压线路上；二次绕组匝数N2少，接高阻抗的测量仪表（如电压表）。28第二十八页，共100页。第28页，共100页。（2）电流互感器电流互感器类似于升压变压器，一次绕组匝数N1少，一般只有一匝到几匝，串联在被测线路中；二次绕组匝数N2多，接阻抗很小的仪表（如电流表）。钳形电流表29第二十九页，共100页。第29页，共100页。5.2.1三相异步电动机的基本结构和工作原理1．三相异步电动机的基本结构5.2三相异步电动机按转子绕组结构形式，分为笼型和绕线转子两类；按外壳防护形式，分为开启式、防护式、封闭式和全封闭式等；按冷却方式，分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式和管道通风式等。

(a)开启式（IP11）(b)防护式（IP22）(c)封闭式（IP44）三相笼型异步电动机的外形30第三十页，共100页。第30页，共100页。封闭式三相笼型异步电动机组成图31第三十一页，共100页。第31页，共100页。（a）定子冲片（b）半闭口槽定子铁心冲片及槽形32第三十二页，共100页。第32页，共100页。三相异步电动机接线盒内绕组连接示意图33第三十三页，共100页。第33页，共100页。转子铁心冲片(a)铜条转子绕组(b)铜条转子(c)铸铝转子绕组(d)铸铝转子笼型转子结构34第三十四页，共100页。第34页，共100页。绕线型转子和电刷装置绕线型转子与外部变阻器的连接35第三十五页，共100页。第35页，共100页。2．三相交流电的旋转磁场（1）U形磁铁的旋转磁场（2）定子三相绕组及三相对称电流（a）绕组连接（b）绕组星形连接（c）三相对称电流波形36第三十六页，共100页。第36页，共100页。（3）三相两极旋转磁场如果将电流iu通入U相绕组、iv通入V相绕组、iw通入W相绕组，不同时刻产生的合成磁场的轴线在空间转动，即在电动机的气隙中产生了旋转磁场。37第三十七页，共100页。第37页，共100页。（4）旋转磁场的同步转速绕组按U1—W2—V1—U2—Wl—V2排列一个循环，产生一对磁极。如果要增加磁极数，只要在圆周上增加绕组排列循环即可。式中，fl为电源频率（Hz）；p为磁极对数。旋转磁场转速（即同步转速）：（r/min）磁极数与同步转速的关系（f1=50Hz）磁极数(2p)24681012n1(r/min)30001500100075060050038第三十八页，共100页。第38页，共100页。3．三相异步电动机的工作原理异步电动机在运行时，0≤n＜n1，故有0＜s≤

1。异步电动机带额定负载运行时，一般n略低于n1，其额定转差率sN为0.02～0.06，这时n=(0.94～0.98)nl。定子绕组通入三相电流，电动机内部产生旋转磁场。转子导体与旋转磁场相对运动，转子导体中产生感应电动势、感应电流（转子绕组闭合），又将产生电磁力、电磁转矩，克服阻力矩后促使转子转动起来，最终进入稳定运行状态。转差率：39第三十九页，共100页。第39页，共100页。【例5.2.1】某台三相异步电动机的额定转速nN=720r/min，试求该机的磁极对数和额定转差率；另一台4极三相异步电动机的额定转差率sN=0.05，试求该机的额定转速。解：因异步电动机额定转速nN略低于但很接近于对应的同步转速，因此该机的同步转速n1=750r/min，磁极对数p=4。额定转差率：对4极三相异步电动机，其同步转速n1=1500r/min，则额定转速：

nN=n1（1-s）=1500×（1-0.05）=1425r/min40第四十页，共100页。第40页，共100页。4．三相异步电动机的额定值（1）额定功率PN（2）额定转矩式中，PN的单位为kW；nN的单位为r/min。式中，UN—额定电压，IN—额定电流，cos

N—额定功率因数，

N—额定效率。41第四十一页，共100页。第41页，共100页。【例5.2.2】一台Y160M2-2三相异步电动机，已知PN=15kW，UN=380V，nN=2930r/min，cos

N=0.88，

N=88.2%，定子绕组△接法。试求该机的额定电流、额定相电流和额定转矩。解额定电流：额定相电流：额定转矩：42第四十二页，共100页。第42页，共100页。5.2.2三相异步电动机的机械特性1．三相异步电动机的电磁转矩电磁转矩电磁转矩T的参数表达式2．固有机械特性当三相异步电动机的参数一定时，，另外，还受转子电阻R2的影响。T-s曲线n-T曲线43第四十三页，共100页。第43页，共100页。3．降低定子端电压的人为机械特性如果在电动机稳定运行时降低定子端电压，最大转矩小于负载转矩时，电动机因带不动负载而停机，电动机会烧毁。如果降低定子端电压后启动，其启动转矩小于负载转矩时，电动机无法启动。（1）最大转矩倍数或过载能力（2）启动转矩倍数44第四十四页，共100页。第44页，共100页。【例5.2.3】一台Y132M-4三相异步电动机的额定数据如下：PN=7.5kW，UN=380V，IN=15.4A，nN=1440r/min，△接法，

st=2.2，

m=2.3，负载TL=0.6TN。（1）求额定转差率、额定转矩、启动转矩及最大转矩；（2）电源电压下降为0.5UN时能否启动？若不能启动，电源电压应大于多少才能启动？（3）在电动机运行时电源电压下降为0.5UN，能否继续运行？若不能运行，电源电压应大于多少才能继续运行？解（1）由nN=1440r/min可知，电动机为4极的，即p=2，n1=1500r/min，则额定转差率45第四十五页，共100页。第45页，共100页。此时无法带0.6TN的负载启动。额定转矩

启动转矩

最大转矩（2）由，当U1=0.5UN时，得当启动转矩大于负载转矩时才能启动，设U1=kUN，则有46第四十六页，共100页。第46页，共100页。即电源电压U1>kUN=0.522UN=198.4V时才能启动。此时电动机运行时电源电压下降，无法继续运行，将停机。当最大转矩大于负载转矩时才能继续运行，设U1=kUN，则有所以

（3）由，当U1=0.5UN时，得所以

即电源电压U1>kUN=0.511UN=194.2V时才能继续运行。47第四十七页，共100页。第47页，共100页。4．绕线转子串电阻的人为机械特性绕线转子三相异步电动机，其他条件不变，仅在转子回路串入对称三相电阻Rp，则有（1）同步转速不变；（2）最大转矩Tmax的大小不变，但临界转差率sm与转子回路电阻成正比，（或nm’随的增大而减小）；（3）在绕线转子回路串适当的电阻可增大启动转矩。48第四十八页，共100页。第48页，共100页。5.2.3三相异步电动机的启动1．全压启动存在的问题全压启动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电压的电网上，也称为直接启动。优点是操作简便，启动设备简单，但存在问题：（1）全压启动电流很大。Ist≈(4～7)IN。（2）全压启动转矩不是很大。

st=1.8～2.0。如果三相笼型异步电动机满足就可以允许全压启动。49第四十九页，共100页。第49页，共100页。对于45kW的电动机根据经验公式对于18.5kW的电动机，根据经验公式允许全压启动【例5.2.4】一台Y180M—4三相笼型异步电动机，已知PN=18.5kW，，其电源变压器的容量为560kVA，问能否全压启动？另有一台Y225S—4三相笼型异步电动机，已知PN=37kW，，问能否全压启动？解

不允许全压启动50第五十页，共100页。第50页，共100页。3．三相笼型异步电动机的降压启动降压启动不改变电源电压，只采用某种方法使电动机定子绕组上的电压降低。降压启动的目的是减小启动电流，但同时使电动机的启动转矩减小（T

U12），故适用于轻负载启动。（1）星-三角（Y-△）降压启动启动时，定子绕组接成星形(Y)接法，使相电压降为额定电压的1/；运行时，定子绕组换接成三角形(△)接法，使电动机在额定电压下正常。启动电流启动转矩51第五十一页，共100页。第51页，共100页。（2）三相笼型异步电动机的自耦变压器降压启动利用三相自耦变压器降低加在电动机定子绕组上的电压，以减小启动电流。降压启动时，加在电动机定子绕组上的电压为（变比k>1）启动电流启动转矩52第五十二页，共100页。第52页，共100页。4．三相绕线转子异步电动机的转子串电阻启动采用三相绕线转子异步电动机的转子串电阻，可限制启动时的转子及定子电流；同时绕线转子串适当的电阻还能增大启动转矩。（1）若采用全压启动。由经验公式【例5.2.5】某厂的电源容量为560kVA，一皮带运输机采用Y225M-4三相笼型异步电动机拖动，其PN=45kW，△接法，，带0.8TN的负载启动，试问能否采用：（1）全压启动；（2）Y-△降压启动；（3）73%抽头的自耦变压器降压启动。解不能采用全压启动。

53第五十三页，共100页。第53页，共100页。（2）若采用Y-△降压启动，则Y接法启动时启动转矩不符合要求，不能采用。

（3）若采用自耦变压器降压启动启动电流启动转矩可见用73%抽头的自耦变压器降压启动，启动电流和启动转矩均符合电网和负载的要求，可以采用。启动电流启动转矩54第五十四页，共100页。第54页，共100页。5.2.4三相异步电动机的反转将接到电动机接线端子的三相电源线的任意两根线对调，就可改变旋转磁场的转向，也就改变了电动机的转向。5.2.5三相异步电动机的调速调节三相异步电动机的转速，可采用改变电源频率f、改变磁极对数p和改变转差率s的方法来实现，其中改变转差率的方法中又分为改变定子电压、转子电阻等。根据55第五十五页，共100页。第55页，共100页。1．变极调速变极调速一般只用于笼型异步电动机，称为多速电动机。变极调速的方法有：①在定子铁心槽内嵌放两套不同磁极数且完全独立的三相绕组；②单绕组反向变极法，通过改变定子绕组的接法来改变异步电动机的磁极数，故又称为单绕组变极电动机。（1）单绕组反向变极法每相绕组分两半，将一个“半相绕组”的电流由同向（都由首端流进或流出）改为反向（一半绕组的电流由首端流进，另一半绕组的电流由首端流出），就可将极对数减少一半，转速增加一倍，这就是单绕组反向变极法的变极原理。绕组正规分布时可得到倍极比（2/4极、4/8极等）的转速。56第五十六页，共100页。第56页，共100页。（2）Y/YY接法，低速时为单星形(Y)，高速时为双星形(YY)，适用于恒转矩负载。57第五十七页，共100页。第57页，共100页。（3）△/YY接法，低速时为三角形(△)，高速时为双星形(YY)，适用于恒功率负载。注意，在改变定子绕组接线的同时，将V、W两相的出线端进行了对调，以保证变极调速前后电动机的转向不变。58第五十八页，共100页。第58页，共100页。2．变频调速改变电源频率可平滑地调节异步电动机的转速。f1

n1

n。在基频（额定频率）以下进行调速时，变频电源的输出电压大小与频率成正比例地调节，适用于恒转矩负载。当频率很低时，为保持电动机有足够大的转矩，可以人为地使定子电压U1提高一些进行补偿。当在基频（额定频率）以上进行调速时，保持定子电压不变，适用于恒功率负载。59第五十九页，共100页。第59页，共100页。3．改变转差率调速通过改变转差率实现调节转速的方法较多，主要有改变定子电压调速法、转子串电阻调速法等。（1）改变定子电压调速改变定子电压调速只能在定子端电压U1≤UN的范围内进行。由降压人为机械特性，稳定运行时，U1

n

。调压调速应用于通风机型负载。（2）绕线转子异步电动机转子串电阻调速对于绕线转子三相异步电动机，由转子串电阻人为机械特性，稳定运行时，Rp

n

。这种调速方法适用于带恒转矩负载调速，调速电阻可兼作为启动与制动电阻使用，因而在起重机械的拖动系统中得到应用。60第六十页，共100页。第60页，共100页。5.2.6三相异步电动机的制动1．能耗制动制动时，KM1断开后将KM2闭合，即断开异步电动机的三相交流电源，同时将直流电流通入定子绕组。61第六十一页，共100页。第61页，共100页。2．电源反接制动制动时，KM1断开后将KM2闭合，三相交流电源的两相对调后再通入电动机。62第六十二页，共100页。第62页，共100页。3．回馈制动（再生发电制动）电动状态时，在转向不变的条件下，使转速n大于同步转速n1，则进入回馈制动（再生发电制动）状态。63第六十三页，共100页。第63页，共100页。5.3.1分相式异步电动机1．单相电阻启动异步电动机5.3单相异步电动机启动时主绕组、辅绕组两个支路的阻抗不同，导致两绕组中电流的相位不同，形成两相电流，产生旋转磁场，产生启动转矩。工作时离心开关S断开，剩下主绕组进入稳定运行状态。64第六十四页，共100页。第64页，共100页。2．单相电容启动异步电动机在辅绕组支路中串联一个电容，增大启动转矩。同样，当电动机转速达到额定转速的70%～80％时，离心开关S将辅绕组从电源上自动断开，靠主绕组单独进入稳定运行状态。辅绕组按短时工作状态设计的。65第六十五页，共100页。第65页，共100页。3．单相电容运转异步电动机辅绕组不仅在启动时起作用，而且在电动机运转时也起作用，长期处于工作状态。电动机的功率因数、效率、过载能力等运行性能有较大的改善，运行也比较平稳。66第六十六页，共100页。第66页，共100页。4．单相双值电容异步电动机电动机在启动和运转时都得到比较好的性能。启动时，Cl和C2两个电容并联作启动电容，总容量大，电动机有较大的启动转矩；运行时由容量较小的Cl参与运行，因此电动机又有较好的运行性能，67第六十七页，共100页。第67页，共100页。5.3.2罩极式异步电动机定子铁心多制成凸极式，装有集中式的主绕组，每个磁极极靴开有小槽，槽中嵌入的短路铜环将小的部分极靴罩住。由于短路铜环的作用，电动机内部产生移动磁场、启动转矩，从而旋转起来。68第六十八页，共100页。第68页，共100页。5.4.1常用低压电器1．按钮按钮主要用来发布操作命令、接通或断开控制电路、控制机械与电气设备的运行。常见的有启动按钮（动合）、停止按钮（动断）和复合按钮。5.4三相异步电动机的电气控制系统(a)启动(b)停止(c)复合按钮的图形符号69第六十九页，共100页。第69页，共100页。2．组合开关组合开关常用做电源引入的开关，也用于5.5kW以下电动机的直接启动、停止、反转和调速控制开关。常用的三极组合开关。每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通、断控制。70第七十页，共100页。第70页，共100页。3．闸刀开关（a）外形（b）符号闸刀开关又称为胶盖闸刀开关或隔离开关，常用做隔离电源的开关，以便能安全地对电气设备进行检修或更换熔丝，也可用做照明电路和小容量（5.5kW及以下）电动机直接启动的电源开关。分单极（单刀）、双极（双刀）和三极（三刀）。刀片下端装有熔丝，起保护作用。71第七十一页，共100页。第71页，共100页。4．熔断器螺旋式熔断器的结构熔断器的电气符号熔断器主要由熔体、外壳和支座等组成。当电流超过规定值一定时间后，以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路，广泛用于短路保护和过电流保护。常用的熔断器有插入式熔断器、螺旋式熔断器、管式熔断器和有填料式熔断器等。使用时不允许随意加大熔体或用其他导体代替熔体。72第七十二页，共100页。第72页，共100页。5．热继电器使用时，将发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片受热弯曲，推动执行机构动作，促使动断触点断开，达到保护的目的。动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可将触点复位。73第七十三页，共100页。第73页，共100页。6．低压断路器低压断路器的电气符号低压断路器又称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，也可用来控制不频繁启动的电动机。它相当于闸刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既具有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。74第七十四页，共100页。第74页，共100页。图示为三极塑壳式低压断路器的外形，另有单极、二极和四极等，广泛应用于照明配电系统和电动机的配电系统中，可以在正常情况下不频繁地通断电器装置和照明线路，在线路中起过载、短路保护作用。75第七十五页，共100页。第75页，共100页。7．接触器接触器是一种用于中远距离频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。线圈通电产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。线圈断电时，电磁吸力消失，动铁心在释放弹簧的作用下，使触点恢复到原来的位置。76第七十六页，共100页。第76页，共100页。（a）电磁线圈（b）主触点（c）辅助触点接触器的电气符号接触器主触点的容量大，额定电流为5～1000A，用于控制各种电力负载，而辅助触点的额定电流一般为5A，主要用于控制回路中。77第七十七页，共100页。第77页，共100页。8．中间继电器JZ7系列中间继电器的外形及结构中间继电器的结构和原理与小型交流接触器基本相同，但触点没有主、辅之分，每对触点允许通过的电流大小相同，其额定电流一般为

5A。78第七十八页，共100页。第78页，共100页。（a）电磁线圈（b）动合触点（c）动断触点中间继电器的电气符号中间继电器的触点数目多，通常用于传递信号和同时控制多个电路，也可直接用它来控制小容量电动机或其他电气执行元件。79第七十九页，共100页。第79页，共100页。9．时间继电器时间继电器是利用电磁原理或机械原理实现延时控制的自动开关装置。延时方式有通电延时和断电延时两种，图示为电气符号。80第八十页，共100页。第80页，共100页。10．行程开关（位置开关、限位开关）行程开关原理图和电气符号行程开关是利用生产机械运动部件的碰撞使其触点动作来实现接通或分断达到控制目的。用来限制机械运动的行程或位置，实现顺序控制、定位控制和位置状态的检测。81第八十一页，共100页。第81页，共100页。5.4.2三相异步电动机的基本控制线路1．刀开关单向运转控制线路合上或断开电源开关QS就能控制电动机运转或停止，从而带动负载工作。当线路发生短路故障或长时间严重过载时，熔断器FU的熔体熔断，切断电源，以保证安全。熔断器熔体的额定电流一般取电动机额定电流的1.5～2.5倍。82第八十二页，共100页。第82页，共100页。2．具有过载保护的单向运转控制线路图中FU1、FU2为熔断器，FR为热继电器，其热元件串联在主电路中，起过载保护作用；熔断器FU起短路保护。83第八十三页，共100页。第83页，共100页。合上电源开关QS，松开SB2，由于KM辅助动合触点闭合自锁，保持KM线圈得电，电动机继续运转。停止时，按停止按钮SB1，KM线圈失电，触点复位，电动机停转。具有自锁的单向运转控制线路还具有欠压与失压（或零压）的保护作用。当电动机过载，电流超过整定电流（电动机的额定电流值）时，FR

动断触点动作，断开控制线路，使KM线圈断电、触点复位，电动机便脱离电源，起过载保护作用。84