交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)(課程基礎(chǔ))

1交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)課程基礎(chǔ)ZhengzhouUniversityofLightIndustryDepartmentofElectrical&InformationEngineering2023/2/22一.常用低壓電器概述

二.異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造及銘牌五.異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

主要內(nèi)容三.異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理四.異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性2023/2/23一.常用低壓電器概述

手動(dòng)電器自動(dòng)電器刀開關(guān)按鈕……熔斷器接觸器繼電器……熱繼電器時(shí)間繼電器……常用低壓電器2023/2/241、刀開關(guān)刀開關(guān)是最常用的手動(dòng)電器，用來(lái)接通或分?jǐn)嚯娐罚话阕麟娫锤綦x開關(guān)。QS作用：不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用。2023/2/25刀開關(guān)

作用：隔離電源，不頻繁通斷電路

分類：

按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極

按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置

按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：?jiǎn)螖S和雙擲

按接線方式分為：板前接線和板后接線

按操作方式分為：手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作

按有無(wú)熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器2023/2/262023/2/27帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng)急開關(guān)，并作電路保護(hù)用。2023/2/28負(fù)荷開關(guān)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)

用途：作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。

結(jié)構(gòu)：由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭，工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。

分類：?jiǎn)蜗嚯p極和三相三極兩種2023/2/210(2)封閉式負(fù)荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）

作用：手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。2023/2/2112按鈕手動(dòng)切換電器，常用于接通和斷開控制電路。結(jié)構(gòu)外形常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)2023/2/212控制按鈕2023/2/213常開(動(dòng)合)按鈕電路符號(hào)SB常閉(動(dòng)斷)按鈕電路符號(hào)SB2023/2/214復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。電路符號(hào)SB2023/2/2162023/2/2172023/2/218復(fù)位彈簧支柱連桿常閉觸點(diǎn)觸橋常開觸點(diǎn)外殼按鈕帽4SBSBSB結(jié)構(gòu)圖形符號(hào)名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(啟動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕12341232023/2/219行程開關(guān)用作電路的限位保護(hù)、行程控制、自動(dòng)切換等。結(jié)構(gòu)與按鈕類似，但其動(dòng)作要由機(jī)械撞擊。常開（動(dòng)合）觸頭電路符號(hào)ST常閉（動(dòng)斷）觸頭電路符號(hào)ST2023/2/220行程開關(guān)2023/2/2212023/2/222接近開關(guān)2023/2/2233熔斷器熔斷器串連在被保護(hù)的電路中。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，熔斷器中的熔斷體將自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)作用，最常見的就是保險(xiǎn)絲。電路符號(hào)FU2023/2/224作用：短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)應(yīng)用：串接于被保護(hù)電路的首端優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格便宜，體小量輕分類：

瓷插式RC螺旋式RL有填料式RT無(wú)填料密封式RM快速熔斷器RS自恢復(fù)熔斷器2023/2/225瓷插式熔斷器2023/2/226螺旋式熔斷器2023/2/227有填料式熔斷器2023/2/228無(wú)填料密封式熔斷器2023/2/229快速熔斷器2023/2/230自恢復(fù)熔斷器2023/2/2314接觸器是一種利用電磁鐵的電磁吸力來(lái)操作的電磁開關(guān)，用于頻繁的接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)荷的電路。功能：頻繁的接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)荷的電路；失壓或欠壓保護(hù)。圖形符號(hào)：線圈KM常開主觸點(diǎn)KM常閉輔助觸點(diǎn)KM常開輔助觸點(diǎn)KM2023/2/232觸頭系統(tǒng)：主觸頭、輔助觸頭常開觸頭（動(dòng)合觸頭）常閉觸頭（動(dòng)斷觸頭）電磁系統(tǒng)：動(dòng)、靜鐵芯，吸引線圈和反作用彈簧滅弧系統(tǒng)：滅弧罩及滅弧柵片滅弧1．結(jié)構(gòu)

2023/2/233交流接觸器結(jié)構(gòu)圖主觸頭常閉輔助觸頭常開輔助觸頭靜鐵心動(dòng)鐵心吸引線圈滅弧裝置2023/2/234銜鐵彈簧M3~電機(jī)動(dòng)作過(guò)程線圈通電銜鐵被吸合主觸點(diǎn)閉合電機(jī)接通電源~接觸器動(dòng)作原理鐵芯常開線圈常閉主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)電源2023/2/2352．工作原理

線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵心振動(dòng)，需加短路環(huán)。2023/2/236用途：遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu)：電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理：與交流接觸器基本相同。直流接觸器2023/2/237額定電壓

交流接觸器：127、220、380、500V直流接觸器：110、220、440V交流接觸器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A

直流接觸器：40、80、100、150、250、400、600A額定電流

吸引線圈額定電壓交流接觸器：36、110（127）、220、380V直流接觸器：24、48、220、440V接觸器的主要技術(shù)指標(biāo)

2023/2/238

根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型；接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定電壓；吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電壓等級(jí)一致；額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。接觸器的使用選擇原則

2023/2/2395繼電器

繼電器和接觸器的工作原理一樣。主要區(qū)別在于，接觸器的主觸頭可以通過(guò)大電流，而繼電器的觸頭只能通過(guò)小電流。所以，繼電器只能用于控制電路中。中間繼電器電壓繼電器電流繼電器時(shí)間繼電器（具有延時(shí)功能）熱繼電器（做過(guò)載保護(hù)）…...繼電器類型：

2023/2/240作用：控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié)分類：按用途分：控制和保護(hù)繼電器按動(dòng)作原理分：電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式

按輸入量分：電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力按動(dòng)作時(shí)間分：瞬時(shí)、延時(shí)繼電器

特點(diǎn)：額定電流不大于5A2023/2/241一、電流繼電器特點(diǎn)：線圈串接于電路中，導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。

分類：過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器過(guò)流電流繼電器欠流電流繼電器2023/2/242是根據(jù)電流的變化信號(hào)使觸點(diǎn)接通和斷開的一種控制電器。適用于電機(jī)過(guò)負(fù)荷短路保護(hù)等。圖形符號(hào)：

常開觸點(diǎn)

KA常閉觸點(diǎn)

KA線圈

KA2023/2/243欠電流繼電器KAI<KAKA過(guò)電流繼電器>IKAKAKA電流繼電器符號(hào)2023/2/244動(dòng)作電流Ｉq：使電流繼電器開始動(dòng)作所需的電流值；返回電流Ｉf：電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值；返回系數(shù)Ｋf：返回值與動(dòng)作值之比，Ｋf＝Ｉf/Ｉq。主要技術(shù)指標(biāo)：2023/2/245特點(diǎn)：線圈并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)分類：過(guò)電壓繼電器和欠電壓繼電器結(jié)構(gòu)原理：與電流繼電器類似欠電壓繼電器KVU<KVKV過(guò)電壓繼電器>UKVKVKV二、電壓繼電器2023/2/246

中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器，結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多，在電路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外其觸頭的額定電流較大。

三、中間繼電器2023/2/247圖形符號(hào)：

常開觸點(diǎn)

KM常閉觸點(diǎn)

KM線圈

KM2023/2/248作用：電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過(guò)載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作四、熱繼電器型式：雙金屬片式

熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu)：由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。2023/2/249熱繼電器是一種過(guò)載保護(hù)(熱保護(hù))電器。動(dòng)作原理發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載，雙金屬片被加熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸點(diǎn)斷開?？郯鍉雙金屬片發(fā)熱元件常閉觸點(diǎn)2023/2/250發(fā)熱元件常閉觸頭KHKH熱繼電器的符號(hào)2023/2/251a）

外形

b）結(jié)構(gòu)圖

1-電流整定裝置

2-主電路接線柱

3-復(fù)位按鈕

4-常閉觸頭

5-動(dòng)作機(jī)構(gòu)

6-熱元件

31-常閉觸頭接線柱32-公共動(dòng)觸頭接線柱

33-常開觸頭接線柱

雙金屬片式熱繼電器2023/2/2521-1.接線端子

2-主雙金屬片

3-熱元件

4-推動(dòng)導(dǎo)板

5-補(bǔ)償雙金屬片

6-常閉觸頭

7-常開觸頭

8-復(fù)位調(diào)節(jié)螺釘

9-動(dòng)觸頭

110-復(fù)位按鈕

11-偏心輪

12-支撐件

13-彈簧

雙金屬片式熱繼電器原理示意圖2023/2/2532023/2/2542023/2/255使用與選擇使用：作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，注意與熔斷器的配合。選擇：ＩeR≥Ｉed

ＩeR：熱繼電器熱元件的額定電流；Ｉed：電動(dòng)機(jī)的額定電流。2023/2/256作用：按整定時(shí)間長(zhǎng)短通斷電路分類：按構(gòu)成原理分：電磁式電動(dòng)式空氣阻尼式晶體管式數(shù)字式按延時(shí)方式分：通電延時(shí)型斷電延時(shí)型

五、時(shí)間繼電器2023/2/257是根據(jù)時(shí)間的變化信號(hào)使觸點(diǎn)延時(shí)接通或斷開的一種控制電器。適用于延時(shí)控制。文字符號(hào)：

KT(Time)圖形符號(hào)：

常開觸點(diǎn)

KT常閉觸點(diǎn)

KT線圈

KT2023/2/258(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉合動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（f）斷電延時(shí)斷開動(dòng)合（常開）觸點(diǎn)（g）斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)（h）瞬動(dòng)觸點(diǎn)時(shí)間繼電器符號(hào)2023/2/259時(shí)間繼電器動(dòng)作演示2023/2/261作用：根據(jù)速度的大小通斷電路結(jié)構(gòu)：定子、轉(zhuǎn)子和觸頭原理：與異步電動(dòng)機(jī)類似參數(shù)：動(dòng)作轉(zhuǎn)速：>120rpm

復(fù)位轉(zhuǎn)速：<100rpm六、速度繼電器2023/2/262定子---由硅鋼片迭成籠型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子上，裝有鼠籠型短路繞組。符號(hào)轉(zhuǎn)子---圓柱形永久磁鐵，與電動(dòng)機(jī)同軸連接。2023/2/263速度繼電器演示2023/2/264七、信號(hào)繼電器圖形符號(hào)：

線圈

KS2023/2/265固態(tài)繼電器（亦稱固體繼電器）英文名稱為SolidStateRelay，簡(jiǎn)稱SSR。固態(tài)繼電器與電磁式繼電器相比，是一種沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不含運(yùn)動(dòng)零件的繼電器，但它具有與機(jī)電繼電器本質(zhì)上相同的功能。SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)元件，它利用電子元器件的電，磁和光特性來(lái)完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場(chǎng)效應(yīng)管，單向可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來(lái)達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)，無(wú)火花地接通和斷開被控電路。

八、固態(tài)繼電器2023/2/2662023/2/267壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器九、其它繼電器2023/2/268信號(hào)指示燈在控制回路中負(fù)責(zé)指示信號(hào)顯示的作用2023/2/269斷路器分為高壓斷路器和低壓斷路器都是用來(lái)切斷故障線路或停用線路分類:

1、按照電壓等級(jí)分為：低壓、中壓、高壓、超高壓等

2、按照絕緣介質(zhì)分類：油式、空氣、氟化氫斷路器。按照斷路方式：電磁斷路、機(jī)械斷路2023/2/270油斷路器2023/2/2712023/2/272低壓斷路器2023/2/273二.異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造銘牌異步電動(dòng)機(jī)由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動(dòng)部分）兩個(gè)基本部分組成。V2V1W2U2U1W12023/2/274定子作用：轉(zhuǎn)子作用：異步電動(dòng)機(jī)定子由鐵心，定子繞組和機(jī)座三個(gè)主要部分組成。三相對(duì)稱繞組引出的六根線可以根據(jù)需要接成星形或三角形。其作用是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并從電網(wǎng)吸收電能。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組要由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子繞組分成繞線型轉(zhuǎn)子和籠型轉(zhuǎn)子。其作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并輸出機(jī)械能。定子、轉(zhuǎn)子的作用2023/2/275定子的組成部件定子鐵心定子繞組機(jī)座端蓋風(fēng)罩銘牌2023/2/276轉(zhuǎn)子的組成部件轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子繞組軸軸承風(fēng)扇定轉(zhuǎn)子氣隙2023/2/277

轉(zhuǎn)子:在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流。轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。

(1)

鼠籠式轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放銅條，端部用短路環(huán)形成一體?；蜩T鋁形成轉(zhuǎn)子繞組。(2)

繞線式轉(zhuǎn)子

同定子繞組一樣，也分為三相，并且接成星形。鼠籠式繞線式2023/2/2782023/2/279鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的比較：鼠籠式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、工作可靠；不能人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。繞線式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格較貴、維護(hù)工作量大；轉(zhuǎn)子外加電阻可人為改變電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。2023/2/2801.型號(hào)：

磁極數(shù)(極對(duì)數(shù)p=2)例如：Y132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)異步電機(jī)的銘牌2023/2/281異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品名稱代號(hào)產(chǎn)品名稱異步電動(dòng)機(jī)繞線式異步電動(dòng)機(jī)防爆型異步電動(dòng)機(jī)高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩異步電動(dòng)機(jī)新代號(hào)漢字意義老代號(hào)Y異異繞異爆異起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO2023/2/2822.接法接線盒定子三相繞組的聯(lián)接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y聯(lián)結(jié)W1U1V1W2U2V2聯(lián)結(jié)2023/2/2833.電壓例如：380/220V、Y/是指線電壓為380V時(shí)采用Y聯(lián)結(jié)；線電壓為220V時(shí)采用

聯(lián)結(jié)。說(shuō)明：一般規(guī)定，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓不能高于或低于額定值的5%。因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)滿載或接近滿載情況下運(yùn)行時(shí)，電壓過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流大于額定值,從而使電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組上應(yīng)加的線電壓值。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電壓有380V，3000V,及6000V等多種。補(bǔ)充：線電壓、相電壓、零線、火線等基本知識(shí)2023/2/2844.電流例如：Y/6.73/11.64A

表示星形聯(lián)結(jié)下電機(jī)的線電流為6.73A；三角形聯(lián)結(jié)下線電流為11.64A。兩種接法下相電流均為6.73A。電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)定子繞組的線電流值。2023/2/285

5.功率與效率鼠籠電機(jī)

=72~93％額定功率是指電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)軸上輸出的機(jī)械功率P2，它不等于從電源吸取的電功率P1。2023/2/286注意：實(shí)用中應(yīng)選擇容量合適的電機(jī)，防止出現(xiàn)“大馬拉小車”的現(xiàn)象。6.功率因數(shù)PN三相異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)較低，在額定負(fù)載時(shí)約為0.7~0.9?？蛰d時(shí)功率因數(shù)很低，只有

0.2~0.3。額定負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)最高。

P2cosO2023/2/2877.絕緣等級(jí)電機(jī)絕緣等級(jí)劃分依據(jù)是按電動(dòng)機(jī)所用絕緣材料的允許極限溫度劃分的。有Y、A、E、B、F、H、C等幾個(gè)等級(jí)，各級(jí)的允許極限溫度如下。所謂允許極限溫度是指電機(jī)絕緣材料的允許最高工作溫度，它反應(yīng)絕緣材料的耐熱性能。絕緣材料按耐熱能力分為Y級(jí)、A級(jí)、E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)、C級(jí)允許溫度（℃）90、105、120、130、155、180、180℃以上2023/2/288定子三相繞組通入三相交流電旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)

切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體右手定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)左手定則電磁力F電磁轉(zhuǎn)矩T順時(shí)針n順時(shí)針U1U2V2W1V1W2FF三.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理2023/2/289定子三相繞組通入三相交流電(星形聯(lián)接)AXBYCZ1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生o2023/2/290o規(guī)定

i:“+”首端流入，尾端流出。

i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZX(?)電流出()電流入2023/2/291

tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ三相電流合成磁

場(chǎng)的分布情況合成磁場(chǎng)方向向下合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)60°合成磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)90°600o2023/2/292AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)

即：一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過(guò)360°取決于三相電流的相序2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向結(jié)論：任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)。任意調(diào)換兩根電源進(jìn)線(電路如圖)AXCZBY0to2023/2/2933.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)P當(dāng)三相定子繞組按圖示排列時(shí)，產(chǎn)生一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，即：AXBYCZAXYCBZ0to2023/2/294

若定子每相繞組由兩個(gè)線圈串聯(lián)

，繞組的始端之間互差60°，將形成兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC2023/2/295極對(duì)數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)與三相繞組的排列有關(guān)C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'02023/2/2964.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速工頻：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速取決于磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)p=1時(shí)0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ2023/2/297p=2時(shí)02023/2/298旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與極對(duì)數(shù)p的關(guān)系極對(duì)數(shù)每個(gè)電流周期磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)的空間角度同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0與頻率f1和極對(duì)數(shù)p有關(guān)?？梢?2023/2/299轉(zhuǎn)差率

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。由前面分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，即異步電動(dòng)機(jī)如果:無(wú)轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)和轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁通不切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條無(wú)轉(zhuǎn)矩因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速間必須要有差別。2023/2/2100異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中:轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦可由轉(zhuǎn)差率求得轉(zhuǎn)差率s

例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速

n=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率？解：根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：n0=1000r/min,即p=3額定轉(zhuǎn)差率為2023/2/2101三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析

三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系與變壓器類似。變壓器：變化eU1E1=4.44fN1

E2=4.44fN2E1、E2頻率相同，都等于電源頻率。異步電動(dòng)機(jī)每相電路i1u1e1e

1e2e

2i2+－++++－－－－f1f2四.異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性2023/2/2102定子電路1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁通異步電動(dòng)機(jī)：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割導(dǎo)體e，

U1

E1=4.44

f1N1每極磁通旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與定子導(dǎo)體間的相對(duì)速度為n0，所以2.定子感應(yīng)電勢(shì)的頻率f1感應(yīng)電勢(shì)的頻率與磁場(chǎng)和導(dǎo)體間的相對(duì)速度有關(guān)f1=電源頻率f2023/2/2103轉(zhuǎn)子電路轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2∵定子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度固定，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間的相對(duì)速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化定子感應(yīng)電勢(shì)頻率f1轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2

轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)頻率f2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割定子導(dǎo)體和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速度不同2023/2/2104轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2E2=4.44f2N2=4.44sf1N2

當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，且E2最大，有E20=4.44

f1N2轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的感應(yīng)電勢(shì)即E2=

sE20

轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的感應(yīng)電勢(shì)轉(zhuǎn)子感抗X2當(dāng)轉(zhuǎn)速n=0(s=1)時(shí)，f2最高，且X2最大，有X20=2

f1L2即X2=

sX20

2023/2/2105轉(zhuǎn)子電流I2轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)cos2轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流2023/2/2106轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)結(jié)論：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子電路中的各量均與轉(zhuǎn)差率

s有關(guān)，即與轉(zhuǎn)速

n有關(guān)。I2cos2s1I2,O2023/2/2107異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩1轉(zhuǎn)矩公式

轉(zhuǎn)子中各載流導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,受到電磁力所形成的轉(zhuǎn)矩之總和。常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)2023/2/2108由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式因?yàn)椋?023/2/2109由公式可知電磁轉(zhuǎn)矩公式1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對(duì)

T有影響。繞線式異步電動(dòng)機(jī)可外接電阻來(lái)改變轉(zhuǎn)子電阻R2

，從而改變轉(zhuǎn)距。2023/2/21102機(jī)械特性曲線OTS根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式得特性曲線：OT12023/2/2111電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩。1.額定轉(zhuǎn)矩TN三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩OT額定轉(zhuǎn)矩(N?m)例：如某普通機(jī)床的主軸電機(jī)(Y132M-4型)的額定功率為7.5kw,額定轉(zhuǎn)速為1440r/min,則額定轉(zhuǎn)矩為：2023/2/21122.最大轉(zhuǎn)矩Tmax轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩T2不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車)。電機(jī)帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。令：求得臨界轉(zhuǎn)差率OTTmax將sm代入轉(zhuǎn)矩公式，可得2023/2/2113當(dāng)U1

一定時(shí)，Tmax為定值過(guò)載系數(shù)(能力)一般三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)為工作時(shí)必須使T2

<Tmax

，否則電機(jī)將停轉(zhuǎn)。電機(jī)嚴(yán)重過(guò)熱而燒壞。(2)sm與R2有關(guān)，R2smn。繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻R′2可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。2023/2/21143.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0時(shí)，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2Tst。對(duì)繞線式電機(jī)改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2,可使Tst=Tmax

。

Tst體現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)帶載起動(dòng)的能力。

若

Tst

>T2電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。OTTst起動(dòng)能力2023/2/21154.電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行分析電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以隨負(fù)載的變化而自動(dòng)調(diào)整，這種能力稱為自適應(yīng)負(fù)載能力。

自適應(yīng)負(fù)載能力是電動(dòng)機(jī)區(qū)別于其它動(dòng)力機(jī)械的重要特點(diǎn)（如：柴油機(jī)當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，必須由操作者加大油門，才能帶動(dòng)新的負(fù)載）。此過(guò)程中，n、sE2,I2

I1電源提供的功率自動(dòng)增加。T2sT`

>T2T=T`nT

T′達(dá)到新的平衡T2常用特性段TO2023/2/21165.U1和R2變化對(duì)機(jī)械特性的影響(1)

U1

變化對(duì)機(jī)械特性的影響UTmTstT2TO2023/2/2117(2)R2

變化對(duì)機(jī)械特性的影響TOR2Tstn硬特性：負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化不大，運(yùn)行特性好。軟特性：負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速下降較快，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)特性好。2023/2/2118五.電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)原理圖2023/2/2119KMSB2KMSB1KMFUQSKHM3~KR動(dòng)作過(guò)程：3手按按鈕SB1KM線圈斷電主觸點(diǎn)及輔助觸點(diǎn)斷開電機(jī)停合上刀開關(guān)QS1手按按鈕SB2KM線圈通電

KM主觸點(diǎn)、輔助觸點(diǎn)閉合電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)2松