电工电子技术 课件 项目四 三相异步电动机及其控制

任务一、安全用电任务导学在生产生活中有哪些用电安全事故?是什么原因导致这些事故的发生?

任务导学（案例）陈某上班后清理场地，由于电焊机绝缘损坏使外壳带电，从而在电气上联成一体的工作台也带电，当陈某将焊接好的钢模板卸下来时，手与工作台接触，即发生触电事故，将陈某送往医院，经抢救无效死亡。原因：由于电焊机的接地线过长，在前一天下班清扫场地时被断开，电焊机绝缘损坏，外壳带电，所以造成单相触电事故。电气管理不严，缺乏定期检查，无保护接地或接零措施导致的触电死亡事故。任务情境工程技术人员经常接触到各种电气设备，需具备一定的安全用电知识，应根据安全用电要求进行规范操作，以免造成人身事故。简述电气设备维护人员应具备的用电常识。任务实施１)什么是触电?根据触电伤害程度的不同可以分为哪些类型?２)什么情况下会造成人体触电?人体安全电压是多少?３)触电的危害有哪些?４)如何防范触电事故的发生?５)当触电事故发生时，有哪些应对的急救措施?６)电气火灾有哪些特点?７)导致电气火灾发生的原因有哪些?８)如何防止电气火灾的发生?知识链接一、安全用电

（1）安全电流与安全电压电击是指电流通过人体，使内部器官组织受到损伤。电伤是指在电弧作用下或熔断丝熔断时，对人体外部的伤害。安全电压：36V通常为24V和12V。

人体电阻：下限为1.5～2kΩ，上限为10～100kΩ。安全电流（摆脱电流）：10mA（美国5mA、东欧6mA）触电事故伤害性质可分为电击和电伤两种当角质外层破坏时,则降到800～1000Ω50mA以上有生命危险1.安全用电常识一、安全用电（2）触电方式单相触电①跨步触电②人体所受的是线电压两相触电（双线触电）最危险两相触电(中线接地)人体所受的是相电压(中线不接地)人体所受的是相电压2.触电的防止与相关的安全技术

1）对电力线路按有关规定进行严格的电气和机械强度的设计及施工验收，保证其对建筑物及大地的安全距离，避免人体触电。

3）对工作电压大于安全电压而人体又不可避免会触及的电气设备，如电动机等，必须采用接地保护或接零保护。

2）对人体经常接触的电气设备应尽量使用36V以下的安全电压。在潮湿和危险的环境下，应使用更低的24V或12V电压。①接地保护对中性点不接地的供电系统，将电气设备的外壳用足够粗的导线与接地体可靠连接，称为接地保护。接地和接零RoRbIeIbIo

当电动机外壳带电时，其外壳与大地相接，人体触外壳时，相当于很大的电阻（大于1kΩ）与接地体并联的支路，接地体电阻R（不大于4Ω

）很小，人体中几乎无电流流过，避免单相触电②的事故。②接零保护接零保护Rb1

对中性点接地的供电系统，还需将电气设备的外壳与电源的零线连接起来，宜用于中性点接地的低压系统中。

正常情况下无电流流过（不闭合）。只有相线与设备外壳接触时，才有电流流过，还不会导致人体触电，这种系统比三相四线制系统更安全、更可靠，家用电器都应设置此种系统中性点接地的系统中不能采用接地保护。。RoRbIeUp这对人体是极不安全的。设系统的电压为380/220Ro=Ro’=4Ω

对地电压为对地电流为③重复接地重复接地，就是将零线相隔一定距离多处进行接地。工作接地、保护接零与重复接地工作接地重复接地保护接零重复接地×④工作零线与保护零线为确保设备外壳对地电压为零，专设保护零线。所有的接零设备都要通过三孔插座接到保护零线上。在正常工作时，工作零线中有电流，保护零线中不应有电流。三相五线制系统工作接地工作零线保护零线（2）防火措施①不私拉乱接电线，避免造成短路；②保持必要的防火间距与良好的通风；③有良好的过热、过流保护，不随意增设用电设备以免造成线路的过载运行。④根据导线截面核算线路容量，配用熔断丝。一般是根据导线的安全载流量Ia，配用熔断丝IRN。3．电气火灾及防火措施（1）电气火灾成因

①电路或电气设备因受潮使其绝缘程度降低，造成漏电起火；②电路过载甚至短路时，保险丝未起作用，造成线路和设备温度升高，使绝缘熔化燃烧③电气设备没按规定安装灭弧罩、防护板等造成电火花、电弧，引起周围易燃物燃烧也是电气火灾的重要成因。且满足式：其中IL是负载电流。

无论是触电还是电气火灾及其它电气事故，首先应切断电源。切不可同一位置齐剪，以免造成电源短路。对已脱离电源的触电者要用人工呼吸或胸外心脏挤压法进行现场抢救，以争取进医院抢救的时间，但千万不可打强心针。在发生火灾不能及时断电的场合，应采用不导电的灭火剂（如四氯化碳、二氧化碳干粉等）。带电灭火，切不可用水灭火。电气事故重在预防，一定要按照有关规程和规定办事，这样才能从根本上杜绝电气事故。4．触电与电气火灾的急救措施（3）安全用电措施为防止触电事故的发生，工作中必须采取有效的安全措施：1）使用安全电压为了减少触电危险，规定凡工作人员经常接触的电气设备，如行灯、机床照明灯，一般应使用36V以下的安全电压；在特别潮湿的场所中，必须采用不高于12V的电压。2）做好绝缘保护绝缘保护是用绝缘体把可能形成的触电回路隔开，以防止触电事故的发生，常见的有外壳绝缘、场地绝缘和用变压器隔离等方法。外壳绝缘

为了防止人体触及带电部位，电气设备的外壳常装有防护罩，有些电动工具和家用电器，除了工作电路有绝缘保护外，还用塑料外壳作为第二绝缘，如图4-3所示。(a)绝缘十字螺钉旋具

(b)绝缘手套(c)带绝缘手柄的剥线钳场地绝缘

在人体站立的地方用绝缘层垫起来，使人体与大地隔离，可防止单相触电。常用的有绝缘地毯、绝缘胶鞋等，如图4-4所示。3）严格执行电工安全操作规程(1)严格执行规章制度

一般不许带电作业，断电检修时要在电源闸上挂电气安全工作标示牌，以禁止别人合闸。必须带电作业时,要由专业电工按安全操作规程进行操作。(2)正确安装用电设备

刀开关必须垂直安装，固定插座应在上方，以免闸刀落下引起意外事故。电源线应接在上接线端，以保证断开闸刀后刀片和熔丝上不带电，避免调换熔丝时触电。电灯开关应接在相线上，以保证断开开关后灯头上不带电。使用螺口灯头时，不可把相线接在跟螺旋套相连的接线端上,以免调换灯泡时触电。图4-4场地绝缘设施用品（3）用电设备在工作中不要超过额定值

保护电器的规格要合适，不得随意加大。发现用电设备温升过高时，应及时查明原因，消除故障。（4）电气设备停止使用时，应切断电源

电气设备拆除后，禁止留有可能带电的电线,如果电线必须保留，则应将电源切断，并将裸露的线端用绝缘布包扎好。（5）建立定期安全检查制度

重点检查电气设备的绝缘和外壳接零或接地情况是否良好，还要注意有无裸露带电部分，各种临时用电线及移动电气用具的插头、插座是否完好。对那些不合格的电气设备要及时调换，以保证正常安全工作。4、

触电急救常识一旦发生人身触电事故，首要的是迅速处理并抢救得法。据统计资料介绍，触电后1min就开始救治者，一般有90%获得良好效果；触电后6min开始救治者，只有10%有良好的效果；而触电后12min才开始救治者，其救活的可能性极小。人触电后，往往会出现心跳停止、呼吸中断、昏迷不醒等死亡象征，但是很可能是假死现象。救护者切勿放弃抢救，而应果断地以最快的速度和正确的方法就地施行抢救。有的触电者可能要经过四、五个小时的长时间抢救，才能起死回生、脱离险境。触电现场急救是抢救触电者生命的关键，其步骤如下：当发现有人触电，应尽快使触电者脱离电源。首先就近断开电源开关或拔下熔丝，如果附近没有电源开关和熔丝，也可用绝缘工具拨开或切断电线。在确保切断电源前，营救人员不可用手直接接触触电者，以免发生新的触电事故。如果触电者伤害不严重，神志还清醒，但心慌、四肢麻木，全身无力或一度昏迷但很快恢复知觉，应让其躺下安静休息1∽2h,并严密观察，防止发生意外。如果触电者伤害较严重，无知觉、无呼吸甚至无心跳，应立即送医院抢救，同时进行按压心脏或人工呼吸，不要耽搁时间，不要间断，要长时间坚持做。触电急救如图4-5所示。拨开电源按压心脏人工呼吸任务实施１)什么是触电?根据触电伤害程度的不同可以分为哪些类型?人体因触及带电体而承受过高的电压，最终使电流流经人体，以致引起死亡或局部受伤的现象称为触电。触电根据伤害程度的不同可分为电击和电伤两种。电击是指因电流通过人体而使内部受伤的现象，它是最危险的触电事故。电伤是指人体外部由于电弧或熔丝熔断时飞溅的金属颗粒等造成烧伤的现象。２)什么情况下会造成人体触电?人体安全电压是多少?以下几种情况下人会触电：（1）为两相触电，指人体中的两处部位同时分别触及两相带电体而触电，这时人体所承受的电压是线电压，是最危险的触电；（2）为电源中性线接地的单相触电，这时人体承受相电压，仍然极为危险，其危害程度跟脚与地面之间的绝缘好坏有关；（3）为电源中性线不接地的单相触电，当绝缘不良时，也有危险。（4）跨步电压触电，它是电线或电气设备发生接地故障时在其周围地面会形成电位分布，行走于附近的人在两脚之间所产生的电位差，即形成跨步电压。行业规定：安全电压为不高于36V，持续接触安全电压为24V，安全电流为10mA。３)触电的危害有哪些?通过人体内的工频电流超过30∽50mA时，人体的中枢神经就会遭受损害，从而使心脏停止跳动而死亡。触电的伤害程度取决于通过人体电流的大小、途径和时间的长短，人体各个部分的电阻大小不一，从几百到几万欧，皮肤的电阻最大，但会因出汗或受潮而大大降低其阻值。故人体所触及的电压大小和触电时的人体情况是决定触电伤害程度的最重要因素。４)如何防范触电事故的发生?为防止触电事故的发生，工作中必须采取有效的安全措施，包括：（1）使用安全电压，规定凡工作人员经常接触的电气设备，如行灯、机床照明灯，一般应使用36V以下的安全电压；在特别潮湿的场所中，必须采用不高于12V的电压；（2）绝缘保护，用绝缘体把可能形成的触电回路隔开，以防止触电事故的发生，常见的有外壳绝缘、场地绝缘和用变压器隔离等方法。（3）严格执行电工安全操作规程，严格执行规章制度一般不许带电作业，断电检修时要在电源闸上挂电气安全工作标示牌，以禁止别人合闸。必须带电作业时,要由专业电工按安全操作规程进行操作。正确安装用电设备：刀开关必须垂直安装，固定插座应在上方，以免闸刀落下引起意外事故。电源线应接在上接线端，以保证断开闸刀后刀片和熔丝上不带电，避免调换熔丝时触电。电灯开关应接在相线上，以保证断开开关后灯头上不带电。使用螺口灯头时，不可把相线接在跟螺旋套相连的接线端上,以免调换灯泡时触电。５)当触电事故发生时，有哪些应对的急救措施?一旦发生人身触电事故，首要的是迅速处理并抢救得法。触电的现场急救是抢救触电者生命的关键步骤。（1）发现有人触电，应尽快使触电者脱离电源。首先就近断开电源开关或拔下熔丝，如果附近没有电源开关和熔丝，也可用绝缘工具拨开或切断电线。在脱离电源前，营救人员不可用手直接接触触电者，以免发生新的触电事故。（2）如果触电者伤害不严重，神志还清醒，但心慌、四肢麻木，全身无力或一度昏迷很快恢复知觉，应让其躺下安静休息1∽2h,并严密观察，防止发生意外。（3）如果触电者伤害较严重，无知觉、无呼吸甚至无心跳，应立即送医院抢救，同时进行按压心脏或人工呼吸，不要耽搁时间，不要间断，要长时间坚持做。６)电气火灾有哪些特点?（1）电气设备着火后可能仍带电，并在一定范围内存在触电危险。（2）火势凶猛、蔓延迅速，往往是火灾与爆炸同时发生。７)导致电气火灾发生的原因有哪些?（1）过载，因为大多数绝缘材料都是可燃材料，设备不适当的过载、过高的温升，就有可能引起火灾；（2）导线断裂或短路时的火花和电弧，火花和电弧不但可能引燃本身的绝缘材料，还可能引燃它附近的可燃气体、蒸汽和粉尘过负荷火灾；（3）设计不良或使用不当的电热器具，可能烤燃它附近的可燃物体；（4）雷电火灾；（5）静电火灾。８)如何防止电气火灾的发生?1）要合理选用电气设备和导线，不要超负载运行。2） 在安装开关、熔断器或架设线路时，应避开易燃物，与易燃物保持必要的防火间距。3）保持电气设备的正常运行，特别注意线路或设备连接处的接触保持正常运行状态,以避免因连接不牢或接触不良，使设备过热。4）要定期清扫电气设备，保持设备清洁。5）加强对电气设备的运行管理。要定期检修、试验，防止因绝缘损坏等造成短路。6）电气设备的金属外壳应可靠接地或接中性线。7）要保证电气设备的通风良好、散热良好。谢谢！任务二、三相异步电动机的认识电工电子技术

黄燕华任务导学电动机是一种把电能转换成为机械能的电工设备，是应用最多、最广的动力机械。三相异步电动机具有构造简单、工作可靠、使用维护方便、价格便宜等优点，因而被广泛应用。据统计，在我国电动机总用量中大约有８５％是三相异步电动机，举出几个电动机具体的应用案例。

任务导学1.机床：机床内部的电动机带动切削工具进行高速、精度的切削加工，如车床、铣床等。2.输送带：生产线上的输送带通过电动机带动，将工件直接运输到相应的工序处。3.泵：泵内部的电动机带动叶轮旋转，实现液体输送，广泛应用于各种液体输送场合。4.洗衣机：洗衣机内部的电动机驱动恒定速度的转子，在水箱中形成等速旋转的水流，使衣物达到深度清洗的效果。5.吸尘器：吸尘器的电动机带动旋转的吸尘器头，产生强大的吸力，将灰尘、细菌等杂质吸尽。6.空调：空调内部的电动机带动压缩机转动，将热量从室内排放至室外，实现制冷效果。7.冰箱：冰箱内部的电动机通过循环制冷使食品保持新鲜，并能够进行快速冷冻。任务情境机床工作中需要各种电动机，比如，带动主轴旋转的电动机、供给刀具冷却液用的冷却泵电动机，还有快速移动刀架用的电动机，这些电动机是三相异步电动机，简要分析异步电动机的起动原理、构造及其参数。任务实施１)什么是旋转磁场?三相异步电动机如何产生旋转磁场?２)阐述三相异步电动机的转动原理。３)如何改变三相异步电动机的转向?４)简述三相异步电动机的组成结构。５)写出表４-１中三相异步电动机铭牌数据的含义。知识链接一、三相异步电动机的转动原理二、三相异步电动机的构造三、三相异步电动机的铭牌数据四、元件检测

一、三相异步电动机的转动原理电工电子技术

黄燕华三相异步电动机的转动原理一.转动原理nn1NSn1F·F外力拖动蹄性磁铁旋转，形成空间旋转磁场，旋转方向为顺时针，转速n1。旋转磁场蹄性磁铁转子短路线圈

模型机

（一）转动原理

电磁感应定律---右手定则电磁力定律---左手定则转子导电铜条与旋转磁场之间发生相对运动，产生感应电动势，方向由右手定则确定。n1NSn1F·Fn电磁力F使转子与旋转磁场同方向（顺时针）转动，转速n。在感应电动势的作用下，产生转子电流。转子电流与磁场相互作用，产生电磁力F，方向用左手定则确定。同理，当磁场逆时针方向转动时，转子也将逆时针方向转动。二.旋转磁场的产生极性与强弱（每极下的磁通量）不变，以确定的方向和转速在空间旋转的磁场。在对称三相绕组中通入对称三相电流，即可产生旋转磁场。对称三相绕组对称放置在定子铁心圆周的内表面如图所示。对称三相绕组可做星形或三角形连接。以星形连接为例三相绕组首端外接三相电源,三相电流的正方向自绕组的首端指向末端。WUViViWU1V1W1iUVWU1U2V2V1W2W1UiU⊙⊙⊙iViWW1iW（一）两极旋转磁场的产生VWU1U2V2V1W2W1UiU⊙⊙⊙iViWiU=ImsintiV=Imsin(t-120)iW=Imsin(t+120)相序U→V→W对称三相电流

ti0iUiViW

ti0iUiViW60°180°90°UViUWU1V1W1iVU2⊙W1V2U1V1W2SN⊙ωt=60°WUViViWU1V1W1W1⊙⊙V2U1V1W2NSU2ωt=0°ωt=90°NSW2U2U1⊙⊙⊙V1V2W1UVWiUiViWU1V1W1W1iViWV1U1UVWNSW1V2U1V1W2U2⊙⊙ωt=180°W1⊙⊙V2U1V1W2NSU2U2⊙W1V2U1V1W2SN⊙ωt=60°ωt=0°ωt=90°NSW2U2U1⊙⊙⊙V1V2W1NSW1V2U1V1W2U2⊙⊙ωt=180°结论对称放置(空间位置差120º角)的对称三相绕组，通入对称三相电流时，在空间产生强弱不变、转速恒定的旋转磁场。（二）旋转磁场的旋转方向由三相绕组通入三相电流的相序决定。相序U→V→W旋转磁场在空间的旋转方向从U相绕组→V相绕组→W相绕组。旋转磁场顺时针方向转动。改变通入三相电流的相序，如将V相、W相绕组与电源的连线对调，旋转磁场将逆时针方向转动。iUUU1iViWVWV1W1UU1iUVWiViWV1W1相序U-W-V相序U-V-W（三）同步转速同步转速n1

r／min（每分钟的转数）。旋转磁场相对于静止空间的转速称为同步转速。以上分析的是二极旋转磁场（磁极对数p=1），交流电变化一个周期，旋转磁场在空间旋转一周。交流电频率f1=50Hz，则同步转速

n1=50×60=3000r／min增加磁极对数p=2（四极旋转磁场）旋转磁场的转速较前者减半。同步转速改变电动机三相绕组的结构，可使旋转磁场的磁极对数p=1、2、……。

表4-2同步转速n1与磁极对数p的关系具有p对磁极的旋转磁场同步转速(r／min)(四)转差率s异步电动机的转动原理是建立在旋转磁场与转子导体相对运动的基础上。因此，转子的转速n必定低于旋转磁场的转速n1,即n＜n1。正是由于转子的转速n与旋转磁场的转速n11之间存在差异,这种类型的电动机称为异步电动机。n与n1之间的异步程度对于电动机的特性有重要影响。转差率s是表示异步电动机运行状态的重要物理量。电动机正常运行时，转速n接近但略低于同步转速n1，转差率s=（n1-1—n）／n1约在(0.015～0.06)之间。转差率转子轴上的阻转矩越大,异步程度越大；反之，则异步程度较小。转差率s就反映了这种异步程度。电动机起动瞬间n=0s=1理想空载时n=n1

s=0s的变化范围0～1二、三相异步电动机的构造电工电子技术

黄燕华

三相异步电动机的构造定子

产生旋转磁场。

转子

产生感应电流和电磁转矩。外形三相异步电动机主要部件是由定子和转子两大部分组成，此外，还有端盖、机座、轴承、风扇等部件。端盖机座定子机座机座端盖转子轴承定子一.定子三相异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组组成。定子绕组机座铁心定子铁心是由冲有槽孔的硅钢片叠压而成。在定子槽孔中放置三相彼此独立的绕组U1U2V1V2W1W2三相电源U1V1W1W2U2V2

接线盒三相定子绕组的接法星形连接。三相电源U1U2V1V2W1W2三相定子绕组的接法三角形连接。U1U2V1V2W1W2三相电源U1V1W1W2U2V2

接线盒三相电源

是由嵌放在转子铁心槽内的导电条组成，在转子铁心的两端各用一个导电端环把所有的导电条连接起来。

笼型转子二.转子

由转子铁心和绕组组成。转子铁心转子绕组转子铁心是由相互绝缘的硅钢片叠压而成。笼形铸铝转子

绕线转子外接电阻电刷滑环转子铁心转子绕组转子绕组可变电阻器滑环电刷转子手柄绕线转子结构示意三、三相异步电动机的铭牌数据电工电子技术

黄燕华三相异步电动机的铭牌数据一.型号Y系列电动机型号的表示方法示例Y160M4磁极数机座类别代号S--短机座M--中机座L--长机座表示机座中心高(mm)表示异步电动机铭牌提供电动机的型号、额定值和主要技术数据，是正确、合理使用电动机的依据。二.功率(额定功率)PN电动机在额定状态下（电源电压为额定电压、电流是额定电流）运行,转轴上输出的机械功率。单位W或kW。三.电压(额定电压)U1N电动机在额定状态下运行,定子绕组所应加的线电压。四.电流(额定电流)I1N电动机在额定状态下运行,输出额定功率时,定子绕组的线电流。五.接法电动机在额定电压下运行,定子三相绕组的连接方法。Y系列电动机额定电压U1N=380VPN≤3kW定子绕组Y连接PN

＞4kW△连接。六.频率fN我国使用的电力标准频率是50Hz。七.转速(额定转速)nN电动机在额定状态下运行时的转速。八.功率因数cosφφ是定子绕组相电流滞后相电压的角度。在额定工作状态下,三相异步电动机的功率因数cosφ约在0.7～0.9之间。空载或轻载运行时，cosφ较低，仅为0.2～0.3。九.效率η在额定工作状态下,输出机械功率PN与输入电功率P1N之比。效率在接近额定工作状态下运行,电动机的效率最高，可达0.9左右。轻载运行时，效率则大大降低。合理选择电动机的功率具有重要的经济意义（节约电能）。四、元件检测电工电子技术

黄燕华元件检测1）外观检查，转子转动灵活，无摩擦杂音，螺丝齐全无松脱，外壳无破裂。2）用万用表电阻档测三相绕组的直流电阻，要求三个电阻接近相等，其不平衡度不超过4%，否则可能有局部短路、断路或匝数不对称。

电动机三相绕组直流电阻测量安装使用1）电动机应妥善接地，接线盒内右下方有接地装置。必要时亦可利用电动机的底脚或法兰盘固定螺栓接地。2）按照铭牌上规定的定子绕组接法接成△联结方式或Y联结方式。3）电动机一般应有热保护装置，并应根据电动机的铭牌电流调整保护装置的整定值。4）当电源的频率与铭牌上的数值偏差超过1%或电压偏差超5%时，电动机不能保证连续输出额定功率，边疆工作的电动机，不允许过载。5）电机空载或负载运行时不应有断续的或异常的声响或振动，轴承温度不应超过95℃。任务实施１)什么是旋转磁场?三相异步电动机如何产生旋转磁场?在空间按确定转速旋转的磁场，称为旋转磁场。三个形状、尺寸、匝数等完全相同的绕组U1U2、V1V2和W1W2,其中U1、V1和W1三个对应端分别是三个绕组的首端，U2、V2和W2则分别是三个绕组的末端。将这三相绕组对称地放置（三相绕组在空间的位置相互差120°）在圆筒状铁心的内表面，该铁心就是电动机的定子铁心，对称三相绕组中通入对称三相电流后，所建立的合成磁场是一个旋转磁场。给对称三相绕组通入对称三相电流，所建立的合成磁场是随电流交变而在空间旋转的磁场，即为旋转磁场。２)阐述三相异步电动机的转动原理。当转子铜条置于旋转磁场下时，在转子铜条内产生感应电动势，由于转子是一个自成闭合回路的线圈，所以在感应电动势的作用下，产生了转子电流，根据电磁力定律，在磁场中与磁感线方向垂直的载流导体将受到电磁力的作用，该电磁力使得电机转子转动起来，方向与旋转磁场的方向一致。３)如何改变三相异步电动机的转向?旋转磁场的旋转方向是由三相绕组通入三相电流的相序决定的，电动机的转向与旋转磁场的方向一致，改变通入三相绕组三相电流的相序就可以改变电动机的转向，通过对调任意两相的相序即可。４)简述三相异步电动机的组成结构。三相异步电动机由两个基本部分组成:定子和转子。定子在空间静止不动，主要由机座、定子铁心和三相定子绕组组成。转子由转子铁心和转子绕组组成。５)写出表４-１中三相异步电动机铭牌数据的含义。名牌数据上的含义分别为：型号Y132M-4，其中Y表示异步电动机，132表示机座中心高132mm，M为中机座，4为旋转磁场的极数；功率指电动机在额定状态下运行时转轴上输出的机械功率；频率50HZ表示电动机所使用的交流电源的频率；电压380V表示定绕组的额定线电压为380V；电流15.4A为定子绕组的额定线电流；接法△表示定子三相绕组为三角形连接；转速1440r/min指电动机在额定状态下运行时的转速；绝缘等级是根据电动机内部所用绝缘材料及允许承受的不同温升而划分的等级，B级最高允许温度为130°；电动机的功率因数0.86表示三相异步电动机是电感性负载，定子绕组的相电流滞后于相电压的夹角；谢谢！任务三、三相异步电动机连续运行控制电路设计、仿真及安装调试电工电子技术

黄燕华任务导学举出一些生产生活中三相异步电动机连续运行控制案例，如何实现电动机的连续运行控制?

任务导学车床主轴电动机、车床冷却泵电动机、铣床进给电动机、自动伸缩门控制用电动机、卷帘门控制电动机、电动葫芦升降用控制电动机等都属于连续运行控制电路的案例。这些电动机的连续运行都是通过接触器辅助常开触点与起动按钮并联实现电路的连续运行控制的。任务情境如图４-２７所示，ＣＡ６１４０机床在进行车削加工时，工件被卡盘夹夹持，由主轴带动旋转，分析主轴连续旋转在电气控制中的实现方法，设计一个控制主轴电动机连续运行的电路并在仿真软件上对该控制电路进行仿真，完成该控制电路的安装接线和调试。任务实施一、车床主轴连续运行控制电路设计１)在电气控制电路设计时除了考虑功能的实现，还需要一些必要的保护，如短路保护、过载保护等，选出能实现车床主轴连续运行控制电路所需的元器件，包括控制用的元器件和保护用的元器件。２)根据所选元器件，在图４-２８的方框中绘制出车床主轴连续运行控制电路原理图。图4-28车床主轴连续运行控制电路原理图二、车床主轴连续运行控制电路仿真１)在仿真软件(本项目中选用宇龙机电控制仿真软件)的元器件库中选出热继电器，对热继电器的各元件进行检测，如图４-２９所示，以ＪＲ３６-２０热继电器为例，基于仿真万用表，完成表４-５中的检测内容。热继电器及仿真万用表热继电器检测表２)在软件元器件库中选出接触器，并对接触器进行检测，如图４-３０所示，以ＣＪＸ１-１２/２２接触器为例，基于仿真万用表，完成表４-６中的检测内容。CJX1-12/22接触器及仿真万用表CJX1_12/22接触器检测表３)选出车床主轴连续运行控制电路所需元器件并按布置图将元器件布置好，进行仿真接线和调试，将仿真接线结果截图到图４-３１中，并将调试中遇到的问题记录于表４-７中。仿真调试故障记录表仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法

三、车床主轴连续运行控制电路实际安装接线1）选出所需元器件，填入表4-8中。车床主轴连续运行控制电路所需元器件元器件选择列表名称数量名称数量

2）根据所选元器件对各元器件进行检测，并将检测结果填入相应的表中。①接触器检测接触器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格接触器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌及线圈技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手分合接触器的活动部分，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）用万用表检查常开触点电阻是否为无穷大，常闭触点电阻是否为零；手动强制按下时触点电阻为:常开触点电阻为零,常闭触点电阻为无穷大。2）用万用表电阻档测量接触器线圈，查看是否无电阻（应为一定数值的阻值，无穷大或者为零都不正常）。②断路器检测断路器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格断路器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手转动断路器的操作手柄，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）操作手柄置于分闸位置时，用万用表检查对应触点电阻是否为无穷大；操作手柄置于合闸位置时，对应触点电阻是否为零。③热继电器检测热继电器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格热继电器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应热元件，检查对应电阻是否接近为零。用万用表检测对应动断触点，检查对应电阻是否为零。④按钮检测按钮检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格按钮铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手按下按钮帽和松开按钮帽，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表未按下按钮帽时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为无穷大，对应常闭触点电阻是否为零；按下按钮时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为零，对应常闭触点电阻是否为无穷大。⑤熔断器检测熔断器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格熔断器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应熔断器，检查对应电阻是否为零。３)在图４-３２中绘制出车床主轴连续运行控制电路元器件模块布置图。４)根据布置图将元器件固定在接线板上，依据接线图进行安装接线并完成调试，写出上电调试过程(起动、停止过程)。５)总结车床主轴连续运行控制电路安装接线注意事项。知识链接一、低压电器二、电气安装调试

一、低压电器电工电子技术

黄燕华包括刀闸、转换开关、熔断器、自动开关、保护继电器。①低压配电电器

用于低压配电系统中，要求在系统发生故障情况下动作准确，工作可靠、有足够的热稳定性和动稳定性。

包括控制继电器、接触器、起动器、调压器、主令电器（包括按钮，行程开关等）、变阻器和电磁铁。②低压控制电器

用于电力传动系统中，要求寿命长，体积小、重量轻和工作可靠。低压电器按用途或所控制的对象可概括为两大类：1.刀开关（Q）①作用：隔离开关或直接起停5.5kW以下小电机分为：单刀：用在某一相线上双刀：用在两相上三刀:用在三相上②符号：Q③选择:

选择额定电压和额定电流分别等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流。①作用:用于接通或断开控制电路，靠手动操作。②结构：2.按钮（SB）1—常闭触点或动断触点2—常开触点或动合触点触点1触点2按钮外形图④种类：联动(复合)按钮紧急按钮用指示灯表示其工作状态③符号:动断触点动合触点SBSBSB停止按钮起动按钮①作用:用于频繁地接通和断开大电流电路的开关电器。接通或断开主电路，利用电磁吸力的作用而动作的。3.交流接触器(KM)②结构与动作原理:(a)外形(b)结构M3~线圈辅助触点铁心衔铁~电源电机主触点常闭常开弹簧动作过程线圈通电衔铁被吸合触头闭合接通电源电机运转接触器由电磁铁、触头和灭弧装置等部分组成。接触器原理图③符号：线圈KM

用于主电路流过的大电流(需加灭弧装置)用于控制电路流过的小电流(无需加灭弧装置)KM动合(常开)辅助触点动断(常闭)辅助触点KM属于同一器件的线圈和触点用相同的文字表示动合(常开)主触点KM常用的交流接触器有CJ10、CJ12、CJ20和3TB等系列。4.自动空气断路器Q×××②

符号:①作用:兼有刀开关和熔断器的作用。可实现短路、过载、失压保护。自动空气断路器又称为自动开关或空气开关，兼有刀开关和熔断器的作用。在低压中用于分断和接通负荷电路，控制电机运行和停止③动作原理:锁钩主触点手动闭合

过流脱扣器

欠压脱扣器衔铁释放自动空气断路器原理图连杆装置释放弹簧图中过流脱扣器，是电磁铁。具有过载保护。欠压脱扣器，则具有欠压保护。5．熔断器（FU）—它的主要部分就是熔体，也叫保险丝。

电路发生短路故障时，熔体能在瞬间熔断。正常工作时，熔体允许通过一定的电流而长期不熔断。电路严重过载时，熔体能在较短时间内熔断。

熔断器的熔体串联在被保护电路中，它既是感测元件又是执行元件。熔断器的作用是当电路发生短路故障时，通过熔体的电流使其发热，当达到熔化温度时熔体自行熔断，从而分断故障电路。熔断器在低压线路中做过载和短路保护之用，主要用作短路保护。

①作用：短路保护②符号：FU·对于保护照明或电热设备的熔断器，因为负载电流比较稳定，熔体额定电流应略大于或等于负载额定电流。即Ire≥Ie。·用于保护单台长期工作电动机的熔断器，考虑电动机起动时不应熔断，即Ire≥（1.5～2.5）Ie·用于保护频繁起动电动机的熔断器，考虑电动机频繁起动时不应熔断，即Ire≥（3～3.5）Ie。·若有几台电动机共用一熔断器，熔体的额定电流应满足下述关系：Ire≥（1.5～2.5）Iemax+∑Ie③选择熔体：6.热继电器①作用:用于电动机的过载保护,靠电流热效应产生动作的。②结构与动作原理:(b)结构(a)外形

发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。发热元件弹簧双金属片常闭触头~II扣板复位按纽③热继电器的符号发热元件串联在主电路中串联在控制电路中常闭触点FRFR二、电气安装调试电工电子技术

黄燕华元器件检测热继电器检测1、热元件检测。方法：用万用表分别测量三对热元件的电阻值，检查三对热元件是否导通。均有很小的电阻值（接近0Ω）正常，如有其中一对热元件间测得电阻值为无穷大，说明该对热元件不通。2、触点检测方法：用万用表分别测量常开触点及常闭触点的电阻值，并按动手动测试按钮后再次检测。若常开触点间电阻值一开始为无穷大，按动手动测试按钮后测得有很小的电阻值（接近0Ω），说明热继电器常开触点正常，否则有故障；若常闭触点间有很小的电阻值（接近0Ω），按动手动测试按钮后测得阻值为无穷大，说明热继电器常闭触点正常，否则有故障；热继电器常闭触点检测线路安装（1）元件安装（2）导线连接（3）规范要求电器元器件安装工艺要求1）各电器元件的安装位置应整齐、匀称、间距合理和便于更换。2）组合开关、熔断器的受电端子应安装在控制板的外侧。3）紧固各元器件时用力均匀，紧固程度应适当。4）若需要导轨固定的元器件，应先固定好导轨，再将低压断路器、熔断器、接触器、热继电器等安装在导轨上。5）低压断路器的安装应正装，向上合闸为接通电路。6）熔断器安装时应使电源进线端在上。板前明线布线工艺要求1）走线通道应尽量少，同时将并行导线按主电路、控制电路分类集中，单层平行密排，紧贴敷设面。2）同一平面上的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。若必须交叉，该根导线应在接线端子引出前就水平架空跨越，并应走线合理。3）布线应横平竖直，分布均匀，变换走向时应垂直。4）布线时，严禁损伤线芯和导线绝缘层。5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外、由低至高、先控制电路、后主电路进行，以不妨碍后续布线为原则。6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上编码套管。若电路简单可不编码套管。所有从一个接线端子（桩）到另一个接线端子（桩）的导线必须连续，中间无接头。7）导线与接线端子（桩）连接时，应不反圈、不压绝缘层和不露铜过长，同时做到同一元器件、同一回路的不同接点的导线间距保持一致。8）一个接线端子上的连接导线不能超过两根，一般只允许连接一根。通电试车1.通电试车为确保安全，在通电试车时，应按照相关规定，一人监护，一人操作。线路经过学生以及老师检查无误后，方可进行通电运行。a.功能试验①拆除电动机绕组的连线，合上开关QF（软件中用鼠标左键点击）；②按住按钮SB2，KM线圈得电动作，铁心和衔铁相互吸合，触点动作。③松开按钮SB2，KM线圈得电，辅助常开触点闭合，电路自锁。④按下按钮SB1，KM线圈失电，衔铁释放，触点复位。b.试车恢复电动机连接线，并做好停车准备。①合上断路器QF（鼠标左键点击），接通电源；②按下按钮SB2（鼠标左键点击），查看三相异步电动机是否正向转动（电动机旁边箭头顺时针旋转）；③松开按钮SB2，查看电动机是否停止运行。④按下按钮SB1，查看电动机运行情况。2.安装电路注意事项①电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。②熔断器和低压断路器接线时，遵循“上进下出”的原则（若使用螺旋式熔断器则遵循“低进高出”）。③按钮内接线时，要拧紧接线柱上的压紧螺钉，但用力不能过猛，以防止螺钉打滑。④通电试车，如出现故障，应立即按下急停按钮，重新检测，排除故障。⑤通电试车后，断开电源，先拆除三相电源线，再拆除电动机负载线。任务实施一、车床主轴连续运行控制电路设计１)在电气控制电路设计时除了考虑功能的实现，还需要一些必要的保护，如短路保护、过载保护等，选出能实现车床主轴连续运行控制电路所需的元器件，包括控制用的元器件和保护用的元器件。熔断器、低压断路器、接触器、热继电器、主轴电动机、起动按钮、停止按钮。２)根据所选元器件，在图４-２８的方框中绘制出车床主轴连续运行控制电路原理图。图4-28车床主轴连续运行控制电路原理图车床主轴连续运行控制电路二、车床主轴连续运行控制电路仿真１)在仿真软件(本项目中选用宇龙机电控制仿真软件)的元器件库中选出热继电器，对热继电器的各元件进行检测，如图４-２９所示，以ＪＲ３６-２０热继电器为例，基于仿真万用表，完成表４-５中的检测内容。热继电器及仿真万用表热继电器检测表２)在软件元器件库中选出接触器，并对接触器进行检测，如图４-３０所示，以ＣＪＸ１-１２/２２接触器为例，基于仿真万用表，完成表４-６中的检测内容。CJX1-12/22接触器及仿真万用表CJX1_12/22接触器检测表３)选出车床主轴连续运行控制电路所需元器件并按布置图将元器件布置好，进行仿真接线和调试，将仿真接线结果截图到图４-３１中，并将调试中遇到的问题记录于表４-７中。仿真调试故障记录表仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法

车床主轴连续运行控制电路仿真接线图仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法车床主轴电动机不能连续运行车床控制自锁回路检测自锁回路是否按要求并联在起动按钮上接触器烧毁接触器线圈参数不匹配重新设置接触器线圈参数按下低压断路器和起动按钮后电动机不转检查电动机定子绕组是否正确接线将电动机定子绕组接成星形或三角形连接仿真调试故障记录表三、车床主轴连续运行控制电路实际安装接线1）选出所需元器件，填入表4-8中。车床主轴连续运行控制电路所需元器件元器件选择列表名称数量名称数量

车床主轴连续运行控制电路仿真元器件布置图2）根据所选元器件对各元器件进行检测，并将检测结果填入相应的表中。①接触器检测接触器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格接触器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌及线圈技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手分合接触器的活动部分，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）用万用表检查常开触点电阻是否为无穷大，常闭触点电阻是否为零；手动强制按下时触点电阻为:常开触点电阻为零,常闭触点电阻为无穷大。2）用万用表电阻档测量接触器线圈，查看是否无电阻（应为一定数值的阻值，无穷大或者为零都不正常）。②断路器检测断路器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格断路器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手转动断路器的操作手柄，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）操作手柄置于分闸位置时，用万用表检查对应触点电阻是否为无穷大；操作手柄置于合闸位置时，对应触点电阻是否为零。③热继电器检测热继电器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格热继电器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应热元件，检查对应电阻是否接近为零。用万用表检测对应动断触点，检查对应电阻是否为零。④按钮检测按钮检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格按钮铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手按下按钮帽和松开按钮帽，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表未按下按钮帽时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为无穷大，对应常闭触点电阻是否为零；按下按钮时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为零，对应常闭触点电阻是否为无穷大。⑤熔断器检测熔断器检测表元件检查要点检查工具判定说明是否合格熔断器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应熔断器，检查对应电阻是否为零。３)在图４-３２中绘制出车床主轴连续运行控制电路元器件模块布置图。车床主轴连续运行控制电路元器件模块布置图４)根据布置图将元器件固定在接线板上，依据接线图进行安装接线并完成调试，写出上电调试过程(起动、停止过程)。上电调试过程：合上实训平台电源模块低压断路器→松开急停按钮→按下平台起动按钮→合上控制电路低压断路器→按下车床主轴电动机起动按钮→观察电动机运行情况（是否连续运行）→按下车床主轴电动机停止按钮→观察电动机运行情况（是否停止运行）→断开控制电路低压断路器→按下平台停止按钮→按下急停按钮→断开实训平台电源模块低压断路器。５)总结车床主轴连续运行控制电路安装接线注意事项。（1）接线要遵循接线的规范，布线应“横平竖直、分相分色、分布均匀”。（2）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。（3）接线时铜线不能露太长，不压绝缘层。（4）一个接线端子上的连接导线不能超过两根，一般只允许接一根。谢谢！任务四、三相异步电动机正反转控制电路设计、仿真及安装调试电工电子技术

黄燕华任务导学列举一些生产生活中三相异步电动机正反转控制案例，说明三相异步电动机正反转在电路控制中如何实现。

任务导学摇臂钻床摇臂升降电动机、电动葫芦升降电动机、铣床进给电动机、自动伸缩门控制用电动机、卷帘门控制电动机等都属于正反转控制电路的案例。这些电动机的正反转控制都是通过对调通入电动机定子绕组的三相电源的相序实现的。任务情境在校园、企业、小区等大门口经常会看到自动伸缩门，简要分析实现自动伸缩门运行的电气控制方法，设计正反转控制电路并进行仿真，完成安装调试？任务实施如图４-４７所示，在自动伸缩门运行中，用来控制自动伸缩门开与关的电动机为三相异步电动机，该三相异步电动机可以正转也可以反转，设计一个自动伸缩门控制电路，使其能实现开门与关门及在任意位置停止。应用仿真软件进行仿真，并完成控制电路的安装接线和调试。自动伸缩门示意图一、自动伸缩门控制电路设计。１)电气控制电路的设计除了考虑功能的实现也需要一些必要的保护，如短路保护、过载保护、互锁等，列选出能实现自动伸缩门运行所需的元器件，包括控制用的元器件和保护用的元器件。２)根据所选元器件在图４-４８中绘制自动伸缩门电气控制原理图。二、自动伸缩门控制电路仿真1）基于仿真软件（本项目选用宇龙机电控制仿真软件）选出自动伸缩门控制电路所需元器件并按电器布置图布置元器件，进行仿真接线和调试，将调试中遇到的问题填入表４-１６中。仿真调试故障现象仿真调试故障问题点故障排除办法

三、自动伸缩门控制电路实际安装接线。1）选出所需元器件，填入表4-17中。元器件选择列表名称数量名称数量

表4-10自动伸缩门控制电路所需元器件2）对所选元器件进行检测，将检测结果填入相应表中。①接触器检测元件检查要点检查工具判定说明是否合格接触器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌及线圈技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手分合接触器的活动部分，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）用万用表检查常开触点电阻是否为无穷大，常闭触点电阻是否为零。2）用万用表电阻档测量接触器线圈，查看是否无电阻（应为一定数值的阻值，无穷大或者为零都不正常）。②断路器检测元件检查要点检查工具判定说明是否合格断路器

铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手转动断路器的操作手柄，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表1）操作手柄置于分闸位置时，用万用表检查对应触点电阻是否为无穷大；操作手柄置于合闸位置时，对应触点电阻是否为零。③热继电器检测元件检查要点检查工具判定说明是否合格热继电器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应热元件，检查对应电阻是否接近为零。用万用表检测对应动断触点，检查对应电阻是否为零。④按钮检测元件检查要点检查工具判定说明是否合格按钮铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

活动组件目视、手动操作用手按下按钮帽和松开按钮帽，查看是否灵活无卡顿现象。

电阻测量万用表未按下按钮帽时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为无穷大，对应常闭触点电阻是否为零；按下按钮时，用万用表检查对应常开触点电阻是否为零，对应常闭触点电阻是否为无穷大。⑤熔断器检测元件检查要点检查工具判定说明是否合格熔断器铭牌标注目视1）铭牌信息正确，清晰。2）产品铭牌技术数据是否符合实际使用要求。

电阻测量万用表用万用表检测对应熔断器，检查对应电阻是否为零。３)将自动伸缩门控制电路所需元器件按电器布置图安装到接线板上，根据接线图完成自动伸缩门控制电路安装接线并进行调试，并简述上电调试过程。４)总结自动伸缩门控制电路安装接线注意事项。知识链接一、互锁

一、互锁电工电子技术

黄燕华如图449为两个接触器的电动机正反转控制电路。在图4-49中，若同时按下SB1和SB2，则接触器KM1和KM2的线圈同时得电并自锁，它们的主触点都闭合，这时会造成电动机三相电源的相间短路事故，所以该电路不完善。异步电动机正反转控制电路为此，在控制电路中分别串联了对方接触器的一对常闭辅助触头，如图4-50所示。这样，当一个接触器得电动作时，其常闭辅助触头断开，使另一个接触器线圈不能得电动作。接触器间这种相互制约的作用称为接触器联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头（或互锁触头）。互锁有电气互锁和机械互锁（按钮连锁）两种。异步电动机接触器联锁正反转控制电路接触器联锁的优缺点：其优点是工作安全可靠，但是操作不便。因为电机正反转之间的切换时，必须要先按下停止按钮，才能进行正反转间的切换，否则接触器联锁作用使其不能正反转切换。按钮联锁的优缺点：按钮联锁正反转控制线路操作方便，按下SB1电机正转，按下SB2电机反转，不需按动停止按钮，可以直接进行正反转切换，但是容易产生相间短路，如当接触器KM1主触头熔焊或者被卡住时，即使接触器KM1线圈失电其主触头也没有分断，这是按下SB2，KM2得电，主触头闭合，就会造成相间短路，所以这一电路存在安全隐患。异步电动机按钮联锁正反转控制电路异步电动机按钮、接触器联锁正反转控制电路按钮、接触器双重联锁的特点：结合了按钮联锁正反转控制线路和接触器联锁正反转控制线路的结构，把两