第5章 三相異步電機及其控制

1、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁三相異步三相異步電動機是電動機是如何轉(zhuǎn)動如何轉(zhuǎn)動起來的？起來的？三相異步電三相異步電動機中的動機中的“異步異步”是怎是怎么來的？么來的？要想使電動機要想使電動機反向旋轉(zhuǎn)，反向旋轉(zhuǎn)，應(yīng)該怎么辦？應(yīng)該怎么辦？三相異步電動機三相異步電動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎么樣的呢？樣的呢？三相異步電動機三相異步電動機電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇一、復(fù)習：一、復(fù)習：1、三相、三相交流表達式、波形圖交流表達式、波形圖5.1 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)和工作原理電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇復(fù)習：復(fù)習：2、楞次定律、右手螺旋定則、左手定則

2、、楞次定律、右手螺旋定則、左手定則、右手定則右手定則 右手螺旋定則：右手螺旋定則：1、通電導(dǎo)線周邊磁場判斷拇指指向通電電流方向，四指環(huán)繞方向為磁場方向。2、螺旋狀線圈通電后磁場判定（繞線式電磁鐵）四指環(huán)繞方向通電電流方向，拇指指向為磁場方向。我問你，一般人左手靈活還是右手靈活?楞次定律：楞次定律：來拒去留千方百計的阻止磁場的變化。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇右手定則官方版：右手定則官方版：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從手心進入，并使拇指指向?qū)Ь€運動方向，這時四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。我問你，一般人右手有勁還是左手?右手定則故事版：右手定

3、則故事版：伸出你強有力的右手，讓磁感線垂直穿透掌心，伸出你強有力的右手大拇指，讓右手手掌在強有力的大拇指的牽引下，向著大拇指所指的方向移動，看見了嗎?源源不斷的電流正從你其余的四指指尖流出(比六脈神劍還霸道)。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇左手定則官方版：左手定則官方版：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。這就是判定通電導(dǎo)體在磁場中受力方向的左手定則。左手定則故事版：左手定則故事版：左手是軟弱的，在電場力的作用下被動的移動，所以用來判斷通電直導(dǎo)線在磁場中受力方向!

4、伸出你無力的左手，看見了嗎?電流正流過你平伸而無力的四指，磁感線正穿透你的掌心，而你無力的右手，只能在電場力的作用下無奈的向著大拇指所指的方向移動。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 三相異步電動機的外形電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 1. 定子：指其固定不動部分。主要包括：(1) 定子鐵心(2) 定子繞組(3) 機座和端蓋等2. 轉(zhuǎn)子：指其旋轉(zhuǎn)部分。主要包括：(1) 轉(zhuǎn)子鐵心(2) 轉(zhuǎn)子繞組(3) 轉(zhuǎn)軸等電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 異步電動機的定子指其固定不動部分，主要包括有：機座機座是電動機的支架，通常

5、用鑄鐵或鑄鋼制成。定子鐵芯鐵芯硅鋼片 異步電動機的定子鐵芯是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成的。定子鐵芯內(nèi)圓沖有分布的槽。定子鐵芯構(gòu)成異步電動機磁路的一部分。定子繞組定子繞組是由漆包線繞制而成，嵌入到定子鐵芯槽中。構(gòu)成電機電路的一部分。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁一般用45號鋼制成，用來傳遞電磁轉(zhuǎn)矩。 異步電動機的轉(zhuǎn)子指其旋轉(zhuǎn)部分，主要部件包括：轉(zhuǎn)子鐵芯也是由0.5mm厚的硅鋼片疊壓制成。在其內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用來嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯構(gòu)成電動機磁路的又一部分。轉(zhuǎn)子鐵芯鐵芯硅鋼片轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組大部分是澆鑄鋁籠型，大功率也有銅條制成的籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)體。轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成電動機電路的另一部分。轉(zhuǎn)軸

6、電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 設(shè)三相異步電動機模型的定子磁極是順時針轉(zhuǎn)動的。固定不動的轉(zhuǎn)子繞組和旋轉(zhuǎn)的定子磁場相切割而感應(yīng)電動勢。 轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，因此感應(yīng)電動勢在繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電動勢的方向相同。 載流的轉(zhuǎn)子繞組處在磁場中，必定受到電磁力的作用。 兩個電磁力的大小相等、方向相反，因此對電動機轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩于是轉(zhuǎn)子就順著定子磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。模型電機的定子磁極模型電機的轉(zhuǎn)子繞組eei2FFn0電機轉(zhuǎn)動的關(guān)鍵是：旋轉(zhuǎn)的定子磁場！用右手定則判斷用左手定則判斷電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇U1U2V1 V2W2W1U1 V1 W1U2 V2 W2電流流出

7、電流流入 4、定子三相繞組中電流的標注方法 （一） 定子繞組的 放置方式1、先以每相繞組中只有一個繞組的簡單電路來說明2、三相對稱繞組每相繞組由一個線圈組成3、設(shè)三相電流的參考方向為從繞組的首端指向尾端電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇U V WU1U2V1V2W2W1i1 = Imsin ti2 = Imsin( t120O) i3 = Imsin( t120O) t = 0O 時i1 = 0i2 0(尾端流入、首端流出）i3 0（首端流入、尾端流出）NS（二）旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生相鄰線圈電流流向一致，在氣隙中生成合成磁場，方向如上所示：i的參考方向:首端指向尾端電流流入 電流流出 U1 V1

8、W1U2 V2 W2i1 i2 i3 Im tOi1電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇t = 0O 時i1 = 0，i2 0， i30U1U2V1V2W2W1NSt = 120O 時i10，i2 = 0，i3 0U1U2V1V2W2W1NS 顯然，電流隨時間變化120電角，電動機的氣隙磁場在空間的位置也隨之旋轉(zhuǎn)了120。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W2W1NSt = 240O 時i1 0，i20，i3 = 0t = 360O 時i1= 0，i2 0，i30NS電流隨時間變化一周，電動機的氣隙磁場在空間的位置也順時針旋轉(zhuǎn)了360。電工電子技術(shù)電工

9、電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 快速瀏覽-i的一個周期內(nèi)不同時間段旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 2

10、10o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t =

11、60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1

12、U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o

13、t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t

14、 = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o

15、t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇 t O i1 i2 i3

16、ImU1U2V1V2W2W1NS 不同時間旋轉(zhuǎn)磁場的位置 t = 0o t = 30o t = 60o t = 90o t = 120o t = 150o t = 180o t = 210o t = 240o t = 270o t = 300o t = 330o t = 360o 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁n0 在電動機對稱三相定子繞組在電動機對稱三相定子繞組中通入對稱三相交流電流中通入對稱三相交流電流產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生氣隙旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割感應(yīng)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與磁場相切割感應(yīng)電電動勢，由于閉合生成感應(yīng)電動勢，由于閉合生成感應(yīng)電流流載流導(dǎo)體受電磁力的作用形成力偶載流導(dǎo)體受電磁力的作

17、用形成力偶力偶對電機轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩力偶對電機轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩從而使固定不動的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來從而使固定不動的轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的方向轉(zhuǎn)動起來。FF 若要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，只需若要改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向，只需任調(diào)通入定子繞任調(diào)通入定子繞組中兩相電流的相序即可組中兩相電流的相序即可。UVWUVWUVWUVWUUWVUWVUWVUWVUW電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁1、三相交流異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是由電源的（）決定的。、三相交流異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是由電源的（）決定的。中級電工證考試試題中級電工證考試試題A、頻率、頻率 B、電壓、電壓 C、相序、相序 D、幅值、幅值2、

18、三相異步電動機形成旋轉(zhuǎn)磁場的條件是、三相異步電動機形成旋轉(zhuǎn)磁場的條件是_。 A.在三相繞組中通以任意的三相電流在三相繞組中通以任意的三相電流 B.在三相對稱繞組中通以三個相等的電流在三相對稱繞組中通以三個相等的電流 C.在三相對稱繞組中通以三相對稱的正弦交流電流在三相對稱繞組中通以三相對稱的正弦交流電流電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁三相電動機旋轉(zhuǎn)三相電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與哪磁場的轉(zhuǎn)速與哪些因素有關(guān)？些因素有關(guān)？設(shè)電動機各相定子繞組有四個線設(shè)電動機各相定子繞組有四個線圈，各相首尾相接順串后分別構(gòu)圈，各相首尾相接順串后分別構(gòu)成三相定子繞組時，其磁極對數(shù)：成三相定子繞組時，其磁極對數(shù)： 當電動機

19、各相定子繞組的四個線圈當電動機各相定子繞組的四個線圈首接首、尾接尾連接后分別構(gòu)成三相首接首、尾接尾連接后分別構(gòu)成三相定子繞組時，其磁極對數(shù)：定子繞組時，其磁極對數(shù)：NSSNmin/ r 30001506060 , 10pfnp顯然，顯然，頻率不變頻率不變時，電動機時，電動機旋轉(zhuǎn)磁旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速場的轉(zhuǎn)速取決于取決于電動機的電動機的極對數(shù)極對數(shù)p p。min/ r, 20pfnp電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)第一篇第一篇電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與極對數(shù)之間的關(guān)系為：min)/r (/ 601分轉(zhuǎn)pfn 電動機通常工作在50Hz的工頻情況下，因此： r/min0001 3r/min0

20、015 2r/min3000 1111；時，；時，；時，npnpnp 即：異步電動機即：異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速與電源頻率成正比，與電源頻率成正比，與電機的極對數(shù)與電機的極對數(shù)( (出廠時就已經(jīng)確定出廠時就已經(jīng)確定) )成反比成反比。顯然，顯然，改變電機的極對數(shù)，可以得到不同的轉(zhuǎn)速改變電機的極對數(shù)，可以得到不同的轉(zhuǎn)速。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 電動機的電動機的轉(zhuǎn)差速度與磁場轉(zhuǎn)速之比轉(zhuǎn)差速度與磁場轉(zhuǎn)速之比稱為稱為轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率，用，用s s表示表示： 00nnns 顯然，電動機的轉(zhuǎn)差率隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高而減小。顯然，電動機的轉(zhuǎn)差率隨著電動機轉(zhuǎn)速的升高而減小。 (1) (1

21、) 電動機起動瞬間，電動機轉(zhuǎn)速電動機起動瞬間，電動機轉(zhuǎn)速n n=0=0，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率s s =1=1； (2) (2) 電動機轉(zhuǎn)速最高時，轉(zhuǎn)速電動機轉(zhuǎn)速最高時，轉(zhuǎn)速n nn n0 0，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率s s 00； (3) (3) 電動機運行過程中，轉(zhuǎn)速電動機運行過程中，轉(zhuǎn)速00n n n n0 0，轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)差率00ssTL，電動機就會加速運行；若TTN動力小于阻力 電機穩(wěn)定運行狀態(tài)被破壞轉(zhuǎn)速 n下降轉(zhuǎn)差率s上升轉(zhuǎn)子電路感應(yīng)電動勢增加電流I2增大定子電流I1隨之增大電磁轉(zhuǎn)矩T增大至T當T =TL時電動機轉(zhuǎn)速重新穩(wěn)定在n上，此時nn。特性曲線的N點向右移。 顯然，把轉(zhuǎn)矩特性曲線旋轉(zhuǎn)90后即可得

22、到機械特性曲線。額定轉(zhuǎn)速最大電磁轉(zhuǎn)矩起動電磁轉(zhuǎn)矩 電機穩(wěn)定運行在 TL=TN。當負載減少時，TLn。沿特性曲線左移。NN電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 三相異步電動機運行在三相異步電動機運行在 額定狀態(tài)下，當（額定狀態(tài)下，當（1)1)負載負載增大；增大；(2)(2)電壓升高；電壓升高；(3)(3)頻率升高時，試分別分析頻率升高時，試分別分析電動機的轉(zhuǎn)速和電流的電動機的轉(zhuǎn)速和電流的 變化情況。變化情況。為什么增加三相為什么增加三相異步電動機的負異步電動機的負載時，定子電流載時，定子電流會隨之增加會隨之增加 ？ 將三相繞線式異步電動機將三相繞線式異步電動機的轉(zhuǎn)子三相繞組開路，問這的轉(zhuǎn)子三相繞組

23、開路，問這臺電動機能否轉(zhuǎn)動臺電動機能否轉(zhuǎn)動 ？三相異步電動機中的氣三相異步電動機中的氣隙大小對電動機運行有隙大小對電動機運行有何影響何影響 ？ 電動機的轉(zhuǎn)矩與電源電壓電動機的轉(zhuǎn)矩與電源電壓 之間的關(guān)系如何？若在運行之間的關(guān)系如何？若在運行過程中電源電壓降為額定值過程中電源電壓降為額定值的的60%60%，假如負載不變，電動，假如負載不變，電動機的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有機的轉(zhuǎn)矩、電流及轉(zhuǎn)速有 何變化？何變化？ 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁1. 三相異步電動機的起動或電機容量在10kW以下，并且小于供電變壓器容量的20 異步電動機通電后，從靜止狀態(tài)到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過渡過程稱為起動。全壓起動也叫做直

24、接起動。其優(yōu)點：操作簡單；缺點：起動電流較大，通常是額定電流的47倍，這么大 的起動電流將使線路電壓下降，嚴重時影響同一 電網(wǎng)上的其它負載正常工作。KW)(4KVA)(43Nst電動機功率電源變壓器容量II時，電動機可以直接加全壓起動，稱為全壓起動。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(1)Y降壓起動 如果三相異步電動機不滿足直接起動條件，就要采取降壓起動的措施，以減小起動電流給電網(wǎng)和設(shè)備帶來的不利因素。 即：電動機起動時定子繞組連成星形，起動后轉(zhuǎn)速升高，當轉(zhuǎn)速基本達到額定值時再切換成三角形連接的起動方法。手柄上打，定子繞組形運行手柄下打，定子繞組成Y形起動優(yōu)點：起動電流降為全壓起動時的1/3；

25、 QS1L3V2L2L1QS2 FU V1 U1 U2 W1 W2V1U1W1W2U2V2缺點：起動轉(zhuǎn)矩也降為全壓起動時的1/3。正常運行時定子繞組為三角形連接，且每相繞組都有兩個引出端子的電機。三相異步電動機Y-起動器閉合電源開關(guān)，為電機通電做好準備電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁某三相異步電動機，接于線電壓 =380V的三相電源，已知電機三相定子繞組正常運行為形接法，額定電流IN=20A，剛起動瞬間電流與額定電流之比是7。 求：（1）接法時的起動電流Ist （2）若起動時電機改為Y接法，求 IstY。(1)已知Ist/IN=7，可得直接起動時的起動電流為：140A7207NstII(2)

26、若改為Y形起動，根據(jù)前面所講知識可得：46.7A3140 3 3ststYstYstIIII采用Y-起動，顯然大大減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(2)自耦降壓起動 利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低，以達到減小起動電流的目的。自耦變壓器備有40、60、80等多種抽頭，使用時要根據(jù)電動機起動轉(zhuǎn)矩的要求具體選擇。運行時上打與電機直通起動時下打通過自耦變壓器降壓QS1L3V1L2L1QS2FUU1W1V1U1W1L2L1L3優(yōu)點：缺點：具有不同的抽頭，可以根據(jù)起動轉(zhuǎn)矩的要求，比較方便的得到不同的電壓。設(shè)備體積大、成本高。 適用于容量較大的電動機或不能用

27、Y-降壓起動的鼠籠式三相異步電動機。三相自耦變壓器閉合電源開關(guān)，為電機通電做好準備電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(3)繞線式異步電動機的起動 繞線式異步電動機起動時，只要在轉(zhuǎn)子電路中串入適當?shù)钠饎与娮鑂st，就可以達到減小起動電流增大起動轉(zhuǎn)矩的目的。 繞線式異步電動機目前用得更多的是在轉(zhuǎn)子回路中接頻敏變阻器起動，此變阻器在起動過程中能自動減小阻值，以代替人工切除起動電阻。繞線式異步機價高維護難。 繞線式異步電動機起動轉(zhuǎn)矩大的特點，使它廣泛應(yīng)用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的卷揚機、起重機等場合。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁2. 三相異步電動機的調(diào)速pfsnsn116011(1)改變極對數(shù)p， 實

28、現(xiàn)有級調(diào)速；由式可知，異步電動機的調(diào)速通過三種形式可實現(xiàn)：三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：(2)改變轉(zhuǎn)差率s， 實現(xiàn)無級調(diào)速；(3)改變電源頻率f1， 實現(xiàn)無級調(diào)速。 目前，第三種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源，通常由整流器、逆變器等組成。 用人為的方法使電動機的轉(zhuǎn)速從某一數(shù)值改變到另一數(shù)值的過程稱為調(diào)速。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3. 三相異步電動機的制動 電機斷電后由于機械慣性總要經(jīng)過一段時間才能停下來。為了提高生產(chǎn)效率及安全，采用一定的方法讓高速運轉(zhuǎn)的電動機迅速停轉(zhuǎn)，就是所謂的制動。三相異步電動機常用的制動方法有以下幾種：(1)能耗制動n0=0當電動機三相定

29、子繞組與交流電源斷開后，把直流電通入兩相繞組，產(chǎn)生固定不動的磁場n0。 電動機由于慣性仍在運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割固定磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流。 載流導(dǎo)體在磁場中又會受到與轉(zhuǎn)子慣性方向相反的電磁力作用，由此使電動機迅速停轉(zhuǎn)。 能耗制動常用于生產(chǎn)機械中的各種機床制動。MRNSFFn電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(2)反接制動把與電源相接的三根火線中的任意兩根對調(diào)，使旋轉(zhuǎn)磁場改變方向，從而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的方法。 在電動機的定子繞組中通入對稱三相交流電，電動機順時針轉(zhuǎn)動。 改變通入定子繞組中電流的相序，旋轉(zhuǎn)磁場反向，轉(zhuǎn)子受到與慣性旋轉(zhuǎn)方向相反的電磁力，使電機迅速停轉(zhuǎn)。反接制動適用于中型車床和銑床的主軸制動。Mn

30、0NSFF(3) 再生發(fā)電制動起重機快速下放重物，使重物拖動轉(zhuǎn)子出現(xiàn)nn0情況時，電動機處于發(fā)電狀態(tài)，此時在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的方向與原電流方向相反，因此產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩方向也相反，這種制動稱為再生發(fā)電制動。nn0電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁4. 三相異步電動機的選擇 異步電動機應(yīng)用很廣，選用時應(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟兩個方面考慮。以實用、合理、經(jīng)濟和安全為原則，確保電動機安全可靠地運行。(1)種類選擇：鼠籠式異步機一般用于無特殊調(diào)速要求的生產(chǎn)機械，如泵類、通風機、壓縮機、金屬切削機床等；繞線式異步機適用于需要有較大的起動轉(zhuǎn)矩，且要求在一定范圍內(nèi)進行調(diào)速的起重機、卷揚機、電梯等 。(3)結(jié)

31、構(gòu)選擇：電動機根據(jù)使用場合可分為開啟式、防護式、封閉式及防爆式等。使用時要根據(jù)電動機的工作環(huán)境選擇，以確保電動機能夠安全、可靠地運行。(2)功率選擇：原則上要求電動機的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機械的功率。(4)轉(zhuǎn)速選擇：綜合考慮電動機和機械傳動等諸方面因素，原則上應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的要求進行選擇。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁何謂起動？如何判何謂起動？如何判斷三相異步電動機斷三相異步電動機能否直接起動能否直接起動 ？ 一臺一臺380V、Y接的鼠籠式接的鼠籠式異步機，能否采用異步機，能否采用Y-起動？起動？為什么為什么 ？三相異步電動機的三相異步電動機的降壓起動方法有哪降壓起動方法有哪幾種？調(diào)速

32、和制動幾種？調(diào)速和制動方法又有哪幾種方法又有哪幾種 ？Y降壓啟動電路，只適用于形接線，380V的鼠籠異步電動機。不可用于Y形接線的電動機應(yīng)為啟動時已是Y形接線，電動機全壓啟動，當轉(zhuǎn)入形運行時，電動機繞組會應(yīng)電壓過高而燒毀。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 低壓控制電器的品種繁多，用途極為廣泛。通過本節(jié)內(nèi)容的介紹，要求學(xué)習者能夠了解一些常用低壓控制電器的結(jié)構(gòu)組成及工作原理；熟悉它們的功能及使用場合；實用中能夠初步正確選用常用低壓控制電器 。1. 開關(guān)電器(1)刀開關(guān) 主要作用是隔離電源，也可作為不頻繁通、斷電路的開關(guān)控制。(2)組合開關(guān) 主要用于機床設(shè)備的電源引入開關(guān)，也可用來通斷5KW以下電

33、機電路或小電流電路。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁(3)低壓斷路器(自動空氣開關(guān)) 主要用來控制局部照明線路或?qū)﹄娐返哪承┎糠肿魍〝嗫刂啤嗦菲髟陔娐钒l(fā)生過載、短路及失壓、欠壓時，均能自動分斷電路，起保護作用。低壓斷路器的工作原理圖A B C彈簧主觸頭搭鉤電磁脫扣器欠電壓脫扣器熱脫扣器 低壓斷路器的三副主觸頭串聯(lián)在被保護的三相主電路中，由于搭鉤鉤住彈簧，使主觸頭保持閉合狀態(tài)。當線路正常工作時，電磁脫扣器中線圈所產(chǎn)生的吸力不能將它的銜鐵吸合。如果線路發(fā)生短路時，電磁脫扣器的線圈吸力增大，將銜鐵吸合，并撞擊杠桿把搭鉤頂上去，在彈簧作用下切斷主觸頭，實現(xiàn)了短路保護。當線路電壓下降或失壓時，欠電壓

34、脫扣器的吸力減小或失去吸力，銜鐵釋放在彈簧拉力下撞擊杠桿，把搭鉤頂開切斷主觸頭，實現(xiàn)了欠電壓保護。熱脫扣器利用雙金屬片受熱彎曲作用，在過載時頂開搭鉤，實現(xiàn)了過載保護。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁2. 低壓熔斷器 熔斷器簡稱保險，是最簡便有效的短路保護裝置。 低壓熔斷器一般串聯(lián)在被保護的線路中。線路正常工作時如同一根導(dǎo)線，起通路作用；當線路短路時熔斷器的易熔片熔斷，使電路斷開，從而起到保護線路上其他電器設(shè)備的作用。熔斷器產(chǎn)品外形圖FU熔斷器圖符號文字符號低壓熔斷器熔體選用原則一般照明線路：熔體額定電流負載工作電流； 單臺電動機：熔體額定電流1.52.5倍電動機額定電流；但對不經(jīng)常起動而且起

35、動時間不長的電動機系數(shù)可選得小一些，主要以起動時熔體不熔斷為準；多臺電動機：熔體額定電流1.52.5倍最大電機的額定電流 其余電機的額定電流之和. 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3. 接觸器(1)電磁系統(tǒng) 接觸器是用來頻繁接通和斷開電路的自動切換電器，它具有手動切換電器所不能實現(xiàn)的遙控功能，同時還具有欠壓、失壓保護的功能，接觸器的主要控制對象是電動機。交流接觸器產(chǎn)品外形圖交流接觸器的結(jié)構(gòu)組成鐵芯、銜鐵通電線圈KM(2)觸頭系統(tǒng)三對主觸頭兩對輔助常開觸點KM輔助常開KM兩對輔助常閉觸點輔助常閉KM體積較大，由三對常開觸頭組成，用于通斷電動機主電路的大電流。輔助觸頭體積較小，主要用于通斷控制電

36、路的小電流，輔助常開觸頭一般起自鎖或連鎖作用；輔助常閉觸頭在電路中一般起互鎖作用。線圈圖符號文字符號電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁鐵芯通電線圈銜鐵及其固定在銜鐵上的動觸頭支撐彈簧靜觸點輔助常閉觸點輔助常開觸點三對常開主觸頭 當交流接觸器線圈通入交流電后，鐵芯和銜鐵均被磁化，銜鐵克服彈簧張力向下吸合。固定在銜鐵上的所有動觸點隨之向下移動，輔助常閉觸點打開、三對主觸頭和輔助的常開觸點閉合。當電磁線圈失電后，鐵芯和銜鐵也隨即失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，使常開打開、常閉閉合。 斷電后鐵芯和銜鐵即刻失磁，銜鐵在彈簧張力下復(fù)位，各動觸點隨之復(fù)位。工作原理電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁4. 熱繼電器

37、 熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理切斷電路以起過載保護的電器設(shè)備。(1)串接在電動機主電路 中的三個發(fā)熱元件；熱繼電器產(chǎn)品外形圖熱繼電器的結(jié)構(gòu)組成FR發(fā)熱元件圖符號熱繼電器文字符號(2)串接在電動機控制電路中的常閉觸點。FR常閉觸點圖符號工作原理 熱繼電器的發(fā)熱元件繞在雙金屬片上，當電動機過載時，過大的電流產(chǎn)生熱量，使雙金屬片彎曲推動連鎖機構(gòu)動作，使常閉觸點打開，導(dǎo)致控制電路斷電，電動機主電路隨之斷電，達到過載保護的目的。正常工作常正常工作常閉觸點閉合閉觸點閉合過載時常閉過載時常閉觸點打開觸點打開電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁5. 時間繼電器 時間繼電器是在感受外界信號后，其執(zhí)行部分需要延遲

38、一定時間才動作的一種繼電器，分有通電延時型和斷電延時型。JS7-4A時間繼電器的產(chǎn)品外形圖 JS7-A空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣阻尼的原理來獲得延時的。主要由電磁系統(tǒng)、氣室及觸點系統(tǒng)組成。線圈通電時，電磁力克服彈簧的反作用拉力而迅速將銜鐵向下吸合，銜鐵帶動杠桿延時使常閉觸點分斷，常開觸點閉合。 鐵芯鐵芯線圈線圈銜鐵銜鐵擋板擋板重錘重錘氣室氣室活塞連桿機構(gòu)活塞連桿機構(gòu)空氣調(diào)整空氣調(diào)整鏍釘鏍釘杠桿及支點杠桿及支點通電延時閉合通電延時閉合的常開觸點的常開觸點通電瞬時打開通電瞬時打開的常閉觸點的常閉觸點電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁時間繼電器各部分圖符號和文字符號常閉觸點常開通電后延時閉合常開

39、觸點常閉斷電后延時閉合常閉通電后延時斷開常開斷電后延時閉合常閉觸點常開觸點通 電 式瞬時動作延時動作斷 電 式電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁6. 主令電器 主令電器主要用來控制接觸器、繼電器等設(shè)備的線圈得電與失電，從而控制電力拖動系統(tǒng)的起動與停止，改變系統(tǒng)的工作狀態(tài)。(1)控制按鈕 控制按鈕不能直接控制主電路，而是在控制電路中發(fā)出手動“指令”控制接觸器、繼電器等，再用這些電器去控制主電路的通斷。按鈕的產(chǎn)品外形圖起動按鈕起動按鈕SBSB停止按鈕停止按鈕按鈕結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號復(fù)位彈簧復(fù)位彈簧按鈕盒按鈕盒常閉觸點常閉觸點常開觸點常開觸點連接導(dǎo)片連接導(dǎo)片按鈕帽按鈕帽電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁

40、頁 位置開關(guān)是一種用來控制機械運動或?qū)崿F(xiàn)安全保護的主令電器。其作用是將機械位移轉(zhuǎn)換成電信號，從而使電動機運行狀態(tài)發(fā)生改變，并按一定的行程自動停車、反轉(zhuǎn)、變速或循環(huán)。(2)位置開關(guān) (行程開關(guān))位置開關(guān)的產(chǎn)品外形圖STST動斷觸頭動合觸頭行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理圖及圖符號 當運動機構(gòu)的擋鐵壓到位置開關(guān)的滾輪上時，轉(zhuǎn)動杠桿連同轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，凸輪撞動撞塊使得常閉的動斷觸頭斷開，常開的動合觸頭閉合；擋鐵移開后，復(fù)位彈簧使其復(fù)位。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁試述低壓斷路器有試述低壓斷路器有哪些保護功能哪些保護功能 ？熱繼電器主要由哪幾熱繼電器主要由哪幾部分構(gòu)成？各部分應(yīng)部分構(gòu)成？各部分應(yīng)連接在電路的什么

41、地連接在電路的什么地方？其作用呢方？其作用呢？ 熔斷器用于電動機控制時，熔斷器用于電動機控制時，熔體的額定電流應(yīng)如何熔體的額定電流應(yīng)如何 選擇？選擇？接觸器和按鈕都是控制接觸器和按鈕都是控制電路通斷的電器，它們電路通斷的電器，它們的控制對象有何不同？的控制對象有何不同？ 試述接觸器的主試述接觸器的主要組成及各部分功要組成及各部分功能，畫出各部分的能，畫出各部分的圖形符號，標出相圖形符號，標出相應(yīng)文字符號。應(yīng)文字符號。 電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁 通過開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等電器觸點的接通或斷開來實現(xiàn)電動機各種運轉(zhuǎn)形式的控制稱做繼電接觸器控制。繼電接觸器控制方式構(gòu)成的自動控制系統(tǒng)稱為

42、繼電接觸器控制系統(tǒng)。 繼電接觸器控制方式中，典型的控制環(huán)節(jié)有點動控制、單向自鎖運行控制、正反轉(zhuǎn)控制、行程控制、時間控制等。 電動機在使用過程中由于各種原因可能會出現(xiàn)一些異常情況，如電源電壓過低、由于短路或過載而引起的電動機電流過大、電動機定子繞組相間短路或電動機繞組與外殼短路等等，如不及時切斷電源則可能會對設(shè)備或人身帶來危險，因此必須采取保護措施。 電動機的繼電接觸器控制電路中，常用的保護環(huán)節(jié)有短路保護、過載保護、零壓保護和欠壓保護等。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁1.帶過載保護的點動控制電路 由開關(guān)、熔斷器、接觸器的主觸頭、熱繼電器的熱元件組成的部分稱為主電路。主電路中的各部分與被控制電

43、動機相串聯(lián)。 由按鈕、接觸器線圈、熱繼電器常閉觸點組成的部分稱為控制電路，接在兩相之間，控制電路中的電流較小。按下按鈕SB接觸器線圈KM得電KM主觸頭閉合電動機運轉(zhuǎn)；在生產(chǎn)實踐過程中，某些生產(chǎn)機械常要求能實現(xiàn)調(diào)整位置的點動工作。 主電路主電路FRKMSB控制電路控制電路FRQSFUL1L2L3KM閉合電源開關(guān)，為閉合電源開關(guān)，為電動機通電作準備電動機通電作準備松開按鈕SB接觸器線圈失電KM主觸頭打開電動機停轉(zhuǎn)。起動過程起動過程演示演示停止過程停止過程演示演示電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁L1L2L3停止按鈕停止按鈕接常閉接常閉起動按鈕起動按鈕接常開接常開接觸器接觸器停止按鈕和停止按鈕和起動

44、按鈕起動按鈕 輔助常開起輔助常開起自鎖作用自鎖作用電動機主電路電動機主電路閉合電源開關(guān)，為閉合電源開關(guān)，為電動機通電作準備電動機通電作準備2.電動機單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路 按鈕松開后，電動機也能夠繼續(xù)運轉(zhuǎn)的控制方式稱為控制。電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁帶過載保護的單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制電路主電路主電路FRQSFUL1L2L3KM控制電路控制電路FRSB1KMSB2KM熱繼電器的三個熱繼電器的三個熱元件串接在電熱元件串接在電動機的主電路中動機的主電路中熱繼電器的常閉熱繼電器的常閉觸點串接在電動觸點串接在電動機的控制電路中機的控制電路中SB1電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁3.電動機的正、反轉(zhuǎn)控制

45、電路 實際生產(chǎn)中的進退刀、升降架等，都是靠電動機正、反轉(zhuǎn)兩個方向的運動實現(xiàn)的。FRQSFUL1L2L3KM1KM2電動機正轉(zhuǎn)電動機正轉(zhuǎn)控制主電路控制主電路 改變通入電動機三相定子繞組中電流的相序，即可使電動機改變旋轉(zhuǎn)方向而反轉(zhuǎn)。電動機反轉(zhuǎn)電動機反轉(zhuǎn)控制主電路控制主電路FRSB2SB1KM1KM2KM1正轉(zhuǎn)控制輔助電路正轉(zhuǎn)控制輔助電路KM2KM1SB3KM2反轉(zhuǎn)控制輔助電路反轉(zhuǎn)控制輔助電路電工電子技術(shù)電工電子技術(shù)首首 頁頁電動機的正轉(zhuǎn)控制過程演示FRQSFUL1L2L3KM1KM2FRSB2SB1KM1KM2KM1KM2KM1SB3KM2KM1輔助常閉打開輔助常閉打開，使正轉(zhuǎn)時反，使正轉(zhuǎn)時反轉(zhuǎn)電路不能接通。轉(zhuǎn)電路不能接通。KM1輔助常開輔助常開閉合自鎖