交流電動(dòng)機(jī)及繼電接觸器

第7章交流電動(dòng)機(jī)生活中處處有電動(dòng)機(jī)7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造7.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析7.4三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速7.7三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)7.8三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)7.9三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇學(xué)習(xí)要點(diǎn)三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)一、電機(jī)的概念：能實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能互換的旋轉(zhuǎn)機(jī)械的裝置發(fā)電機(jī)：把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的電機(jī)電動(dòng)機(jī)：把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的電機(jī)二、電動(dòng)機(jī)的分類：動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)異步機(jī)同步機(jī)鼠籠式繞線式直流電動(dòng)機(jī)他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)電風(fēng)扇及其電動(dòng)機(jī)洗衣機(jī)及其電動(dòng)機(jī)機(jī)床的電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。§7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造定子：靜止部分，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。（機(jī)座、定子鐵心、定子繞組等）轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)動(dòng)部分，在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。（轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸等）V2V1W2U2U1W1定子定子繞組（三相）機(jī)座定子鐵心轉(zhuǎn)子鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條轉(zhuǎn)子鐵心1.定子鐵心：由內(nèi)周有槽的硅鋼片疊成。A----X（U1-U2）B----Y（V1-V2）C----Z（W1-W2）三相繞組機(jī)座：鑄鋼或鑄鐵鼠籠轉(zhuǎn)子

銅環(huán)鼠籠轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條繞線式鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組2.轉(zhuǎn)子鐵心：由外周有槽的硅鋼片疊成。

(1)

鼠籠式轉(zhuǎn)子

鐵心槽內(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。P218圖7.1.3P219圖7.1.5鼠籠式電動(dòng)機(jī)與繞線式電動(dòng)機(jī)的的比較：鼠籠式：

結(jié)構(gòu)簡單、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?！?/p>

7.2三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理磁鐵閉合線圈結(jié)論：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的條件1、有轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢e旋轉(zhuǎn)磁場2、線圈閉合產(chǎn)生感應(yīng)電流i力矩旋轉(zhuǎn)線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致

轉(zhuǎn)速大?。簄<n0

三相異步電動(dòng)機(jī)是利用定子繞組中三相交流電所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用而工作的。因此，我們首先分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生和特點(diǎn)，隨后討論轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。一、旋轉(zhuǎn)磁場1、產(chǎn)生：在三相定子繞組中通入三相交流電，在定子空間便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。(?)電流出()電流入U(xiǎn)1V2W1V1W2U2U1U2V1V2W1W2規(guī)定：電流正半周時(shí)由首端流入，末端流出電流負(fù)半周時(shí)由末端流入，首端流出AXYCBZAAXYCBZ結(jié)論：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場AXYCBZ600

to三相電流合成磁場的分布情況合成磁場方向向下合成磁場旋轉(zhuǎn)120°iU(A)iV(B)iW(C)0n合成磁場旋轉(zhuǎn)60°NS旋轉(zhuǎn)方向：取決于三相電流的相序,與三相電流的相序一致。2、旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向的方法：改變相序（換接其中兩相）0n

(1)在對稱的三相繞組中通入三相電流，可以產(chǎn)生在空間旋轉(zhuǎn)的合成磁場。

結(jié)論(2)磁場旋轉(zhuǎn)方向與電流相序一致。電流相序?yàn)閁（A）-V（B）-W(C)時(shí)磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；電流相序?yàn)閁(A)-W(C)-V(B)時(shí)磁場逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。

方法：將與電源相接的任意兩相互換(改變相序)，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)UVWM3~電源反轉(zhuǎn)UVWM3~電源3、旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)（p）每相繞組只有一組線圈，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1。即：將每相繞組分成兩段放入定子槽內(nèi)，形成的磁場則是兩對磁極。極對數(shù)即：每相繞組由幾個(gè)線圈組成，就有幾對磁極4、旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小(n0)又稱同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速取決于磁場的極對數(shù)工頻：磁極對數(shù)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系當(dāng)p=1時(shí)r/min

6010pfn=極對數(shù)同步轉(zhuǎn)速P223表7.2.1二、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)原理在三相定子繞組中通入三相交流電轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流帶電導(dǎo)體在磁場中受到磁場力的作用推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)磁場力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩在定子空間便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的合成磁場n1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向

與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致，若要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向只需改變輸入電流的相序，即對調(diào)兩根電源線即可。2、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向一致，但異步電動(dòng)機(jī)無轉(zhuǎn)距轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動(dòng)無轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢（轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線）無轉(zhuǎn)子電流提示：如果無法轉(zhuǎn)動(dòng)

轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為1%~9%。3、轉(zhuǎn)差率S

異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用s表示，即△n=n0-n0%1000×-=nnns電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間:（轉(zhuǎn)差率最大）異步電動(dòng)機(jī)的工作范圍：0<S<1反接制動(dòng)時(shí)：S>1

電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其轉(zhuǎn)速n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速n0，因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的，所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。思考：說明三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在什么樣的情況下其轉(zhuǎn)差率為下列數(shù)值：（1）0<S<1（2）S=1（3）S>1

例：一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速nN=975r/min，電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知：解：n0=1000r/min,p=3額定轉(zhuǎn)差率為由6010=pfn2.5%=100%10009751000×-=%10000×-=nnNnsN典型§

7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的電路分析定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組是兩個(gè)相互分離的電路，但是又通過磁路實(shí)現(xiàn)相互聯(lián)系，使得定子電路和轉(zhuǎn)子電路的電動(dòng)勢及電流之間形成相互影響的關(guān)系。

三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁關(guān)系，相當(dāng)于特殊的變壓器：E1=4.44K1f1N1定子電路的電動(dòng)勢：其中，K1為定子繞組系數(shù)，與定子繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān)N1為定子繞組線圈的匝數(shù)f1為電源的頻率為旋轉(zhuǎn)磁場每極的磁通一、定子電路分析

理想情況下，忽略定子繞組的電阻和漏磁通，則：近似可認(rèn)為定子繞組上感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值近似等于外加電源電壓的有效值：即：U1E1=4.44K1f1N1可以看出：當(dāng)電源頻率不變時(shí)，U1∝二、轉(zhuǎn)子電路分析1、起動(dòng)瞬間此時(shí)n=0,s=1

轉(zhuǎn)子不動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組相當(dāng)于變壓器的副邊，轉(zhuǎn)子繞組上感應(yīng)電動(dòng)勢與交流電源的頻率相同。也就是說，繞組在頻率為f1的旋轉(zhuǎn)磁場中感應(yīng)出同頻率的電動(dòng)勢。由因此，1o轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢同理，E20=4.44K2f20N2=4.44K2f1N2其中，K2為轉(zhuǎn)子繞組系數(shù)，與轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)有關(guān)N2為轉(zhuǎn)子繞組線圈的匝數(shù)2o轉(zhuǎn)子繞組的感抗3o轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流R2為轉(zhuǎn)子繞組的每相電阻4o轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)2、轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢頻率f2：轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對速度隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不同而變化旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速：△n=n0-n=sn0轉(zhuǎn)子以△n的轉(zhuǎn)速切割磁力線取決于轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度-00=nnns（）由△n=60n0-n=60即隨著轉(zhuǎn)速的提高，轉(zhuǎn)差逐漸變小，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場磁力線的速率下降，轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢的頻率f2也隨之下降1o轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢E2=4.44K2f2N2=4.44K2sf1

N2=sE202o轉(zhuǎn)子繞組的感抗3o轉(zhuǎn)子繞組的感應(yīng)電流4o轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)=SX20可見，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)?！?Iˉs-nE2ˉ-一、轉(zhuǎn)矩公式（P228（7.4.1））

22cosfIKTTF=常數(shù)，與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)旋轉(zhuǎn)磁場每極磁通轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)將其中參數(shù)代入：NfUF=11144.4§

7.4三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與機(jī)械特性由此得電磁轉(zhuǎn)矩公式?jīng)Q定于電機(jī)結(jié)構(gòu)和電源頻率的常數(shù)電源電壓由公式可知2.當(dāng)電源電壓U1一定時(shí)，T是

s的函數(shù)。3.R2

的大小對

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

，從而改變轉(zhuǎn)距。1.T與定子每相繞組電壓成正比。U1T二、轉(zhuǎn)矩特性曲線OTS1根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式Tmax:臨界（最大）轉(zhuǎn)矩Sm臨界轉(zhuǎn)差率Tst:起動(dòng)轉(zhuǎn)矩TN:額定轉(zhuǎn)矩三、三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

雖然電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線反映了電動(dòng)機(jī)的在電源電壓一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率S的關(guān)系，

但在實(shí)際應(yīng)用中更需要直接了解的是電源電壓一定時(shí)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系。OT-00=nnns當(dāng)S=0時(shí)，n=n0T=0當(dāng)S=1時(shí)，n=0T=Tst1.機(jī)械特性曲線2.三個(gè)重要轉(zhuǎn)矩（1）額定轉(zhuǎn)矩TN電動(dòng)機(jī)在額定電壓下帶額定負(fù)載時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩。(N?m)額定功率額定轉(zhuǎn)速注意單位9550NNnPNP==602NnpNNNPT=w

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：m.N7.4914405.79550==9550NNN=nPT（2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩。起動(dòng)時(shí)n=0，s=1(2)Tst與R2有關(guān)，適當(dāng)使

R2Tst。對繞線式電機(jī)可改變轉(zhuǎn)子附加電阻

R′2提高Tst。OTTst

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

Tst

>TL電機(jī)能起動(dòng)，否則不能起動(dòng)。鼠籠式電機(jī)=1~2.2（3）最大（臨界）轉(zhuǎn)矩Tmax電機(jī)能提供的極限轉(zhuǎn)矩，即帶動(dòng)最大負(fù)載的能力。說明：1o轉(zhuǎn)子軸上機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL

不能大于Tmax

，否則將造成堵轉(zhuǎn)(停車、悶車)現(xiàn)象。OTTmax

當(dāng)U1

一定時(shí)，Tmax為定值可以看出：三相異步機(jī)的Tmax

和電壓的平方成正比，所以對電壓的波動(dòng)很敏感，使用時(shí)要注意電壓的變化。令：求得電機(jī)嚴(yán)重過熱而燒壞?！ァァ?μmax121max,

a.TUUT3o選擇的電動(dòng)機(jī)時(shí)，必須考慮TLmax，要求Tmax＞TLmax。三相異步機(jī)2o若最大過載接近Tmax，短時(shí)間允許。202mXRs=由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。b.sm與R2

有關(guān)。例：有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，它的額定輸出功率PN=5.5kW,額定轉(zhuǎn)速nN=1450r/min,起動(dòng)能力為1.5，過載系數(shù)為2.0。求此電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，臨界轉(zhuǎn)矩。解：nN=1450r/minn0=1500r/min所以，p=2,9550NNN=nPT14505.59550==m.N2.36Tmax=2.0*TN=2*36.2=m.N4.72思考：若電源電壓下降到額定電壓的2/3時(shí)，電動(dòng)機(jī)能否帶動(dòng)TL=30的負(fù)載起動(dòng)？答：因?yàn)門st∝U12所以Tst=1.5*TN=1.5*36.2=m.N3.54=m.N1.24﹤30

N?m因?yàn)門st

<TL無法起動(dòng)3.電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)負(fù)載能力穩(wěn)定區(qū)TL非穩(wěn)定區(qū)TL

>TnsI2T

T=TLTL′TLTO此過程中，n、s,I2

I1電源提供的功率自動(dòng)增加。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。達(dá)到新的平衡自適應(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）。ab§

7.5三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)一、啟（起）動(dòng)：

n=0，s=1,接通電源。

一般中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍;電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1~2.2倍

二、起動(dòng)問題：起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小。原因：起動(dòng)時(shí)，n=0，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線速度很大，轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢轉(zhuǎn)子電流定子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累影響：電機(jī)過熱影響其他負(fù)載工作三、起動(dòng)方法：直接起動(dòng)降壓起動(dòng)Y－換接起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)二三十千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接起動(dòng)。僅適用于繞線式電動(dòng)機(jī)僅適用于鼠籠式電動(dòng)機(jī)1、直接起動(dòng)（全壓起動(dòng)）利用開關(guān)將額定電壓直接加到定子繞組上使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)2、降壓起動(dòng)1oY－換接起動(dòng)借助起動(dòng)設(shè)備將電源電壓適當(dāng)降低后加到定子繞組上進(jìn)行起動(dòng)，待電機(jī)轉(zhuǎn)速接近穩(wěn)定時(shí)再使電壓恢復(fù)到額定值。正常工作時(shí)定子繞組為連接的電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)時(shí)連接成Y形，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定數(shù)值后再換接成三角形。起動(dòng)電流大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小+－

起動(dòng)U1U2V1V2W1W2+－正常運(yùn)行U1U2V1V2W1W2設(shè)：電機(jī)每相阻抗為ZZUl3IlY=星形聯(lián)結(jié)時(shí)：UlZ3=ZUl3IlD=三角形聯(lián)結(jié)時(shí)：

Y－換接起動(dòng)的電流為直接起動(dòng)時(shí)的1/3a僅適用于正常運(yùn)行為三角形聯(lián)接的電機(jī)。

Y-換接起動(dòng)應(yīng)注意的問題正常運(yùn)行UlU1W2V2W1+＿U2V1UP

起動(dòng)+＿Ul+＿U1W2V2W1U2V1bY－

起動(dòng)時(shí)由于

Y－換接起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)時(shí)的1/32o自耦降壓起動(dòng)

電源電壓經(jīng)自耦變壓器加到定子繞組上，降壓起動(dòng)；待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)定子繞組再直接與電源相連。自耦變壓器備有抽頭，以便得到不同的輸出電壓。QJ2系列：55%，64%，73%QJ3系列：40%，60%，80%其中，K為變壓器的變比與百分比抽頭為反比關(guān)系3、繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)定子RRR線繞式轉(zhuǎn)子起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大起動(dòng)時(shí)將適當(dāng)?shù)腞串入轉(zhuǎn)子繞組中，起動(dòng)后將R短路。TˉˉT12II-TR+￠=220220)(stXREI轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)的特點(diǎn)：

若R2選得適當(dāng)，轉(zhuǎn)子電路串電阻起動(dòng)既可以降低起動(dòng)電流，又可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩（臨界轉(zhuǎn)矩不變）。常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上。TO負(fù)載不變時(shí)，改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速-00=nnns()pfs1601-=()nsn01-=三種調(diào)速方法變頻變極變轉(zhuǎn)差率§

7.6三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速1、變頻調(diào)速改變f改變n（）

f=50Hz逆變器M3~整流器f1、U1可調(diào)+–~（2）調(diào)節(jié)范圍大，費(fèi)用高特點(diǎn)：（1）頻率可以連續(xù)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速頻率調(diào)節(jié)范圍：0.5~320赫茲（3）僅適用于鼠籠式電機(jī)2、變極調(diào)速（改變p改變n）（1）有級(jí)調(diào)速，經(jīng)濟(jì)采用變極調(diào)速方法的電動(dòng)機(jī)稱作雙速電機(jī)，由于調(diào)速時(shí)其轉(zhuǎn)速呈跳躍性變化，因而只用在對調(diào)速性能要求不高的場合，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。特點(diǎn)：3、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速（轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速）特點(diǎn)：（1）無級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍小（2）僅適用于繞線式電機(jī)這種調(diào)速方式廣泛應(yīng)用于各種提升、起重設(shè)備中（2）僅適用于鼠籠式電機(jī)制動(dòng)方法電機(jī)斷電后，由于慣性不會(huì)立即停轉(zhuǎn)機(jī)械制動(dòng)電氣制動(dòng)能耗制動(dòng)反接制動(dòng)發(fā)電反饋制動(dòng)1、反接制動(dòng)

停車時(shí)，將接入電動(dòng)機(jī)的三相電源線中的任意兩相對調(diào)，使電動(dòng)機(jī)定子產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，從而獲得所需的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

（1）方法§

7.7三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)2、能耗制動(dòng)b需在定子繞組或轉(zhuǎn)子繞組中串電阻，以限制制動(dòng)電流c能耗大（1）方法

在斷開三相電源的同時(shí)，給電動(dòng)機(jī)其中兩相繞組通入直流電流，直流電流形成恒定磁場與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子作用，產(chǎn)生了與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)距（制動(dòng)轉(zhuǎn)距），使轉(zhuǎn)子迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。相當(dāng)于發(fā)電機(jī)（機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽韵霓D(zhuǎn)子的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)（2）特點(diǎn)a當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，否則電機(jī)反轉(zhuǎn)。速度繼電器控制（2）特點(diǎn)a制動(dòng)準(zhǔn)確、平穩(wěn)、制動(dòng)轉(zhuǎn)矩小b需要直流電§

7.8三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的外殼上都附有一塊銘牌，上面標(biāo)注著這臺(tái)電動(dòng)機(jī)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)1.型號(hào)

例如：

Y-132M－4

磁極數(shù)(極對數(shù)p=2)機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座軸心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)Y表示鼠籠式；YR表示繞線式M表示中機(jī)座，S表示短機(jī)座，L表示長機(jī)座3.電壓電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)在指定接法下，定子繞組上應(yīng)加的線電壓的有效值。2.轉(zhuǎn)速n：如：n=1440轉(zhuǎn)/分同步轉(zhuǎn)速1500r/min轉(zhuǎn)差率例：380/220Y/是指：線電壓為380V時(shí)采用Y接法；線電壓為220V時(shí)采用接法。說明：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％。如果標(biāo)有兩種電壓，表示對應(yīng)不同的接法例：對于拖動(dòng)額定負(fù)載運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，若電源電壓稍有下降，那么電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩分別如何變化？-2ES-n00-=nns4.頻率：電機(jī)所接三相交流電源的頻率，我國工頻為50HZTˉ（T＜TL）T∝U12-1IT-TL=△T=0T不變ˉn如：

表示：三角形接法時(shí)，電機(jī)的線電流為11.2A星形接法時(shí)線電流為6.48A相電流為6.48A相電流為6.48A5.電流：電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)在指定接法下，定子繞組的線電流的有效值6.功率和效率額定功率（額定容量）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功率P1。輸入功率：效率：P1=P2+△Pcu+△PFe+△Pm銅損鐵損摩擦損耗鼠籠電機(jī)

=72~93％變形（更常用）：單位：W7.接法電機(jī)在額定電壓下，三相定子繞組應(yīng)采用的連接方式Y(jié)系列三相異步電動(dòng)機(jī)通常功率在3kW及以下采用星形接法；4kW以上采用三角形接法四、三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)電源選擇合適的電機(jī)根據(jù)負(fù)載選擇合適的電機(jī)忌“大馬拉小車”“小馬拉大車”

一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，定子繞組△型聯(lián)接，其額定數(shù)據(jù)為：PN=45kW,nN=1480r/min，UN=380V，N=92.3%，cosN=0.88，Ist/IN=7.0,Tst/TN=1.9，Tmax/TN=2.2，求：1）磁極對數(shù)p、額定轉(zhuǎn)差率SN

2)額定電流IN、起動(dòng)電流Ist

3)額定轉(zhuǎn)矩

TN、臨界轉(zhuǎn)矩Tmax

、和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst

。例：典型

4）如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=

510.2N?m,試問在U=UN和U′=0.9UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)？

5）采用Y-

換接起動(dòng)時(shí)，能否帶動(dòng)TL′=200N?m的負(fù)載起動(dòng)？比較Tst與TL2）由3）

由Ist/IN=7.0Ist=7IN=7×84.2=589.4解：1）nN=1480r/minn0=1500r/min由p=24）在U=UN時(shí)

Tst=551.8N?m>510.2N?m能起動(dòng)在U′=0.9UN時(shí)不能起動(dòng)（Tst∝U12）5）IstY=（1/3）Ist△；TstY=（1/3）Tst

△﹤200

N?m不能起動(dòng)例：一臺(tái)正常運(yùn)行的電機(jī)，在電源電壓U1不變而負(fù)載稍有增大時(shí)，T、n、I1怎么變？一臺(tái)正常運(yùn)行的電機(jī)，在TL不變，而U1稍有減小時(shí)，T、n、I1怎么變？例：TLTL

>TnsI2T

T=TLI1-2ES-Tˉ（T＜TL）-1IT-TL=ˉnTnI1nI1T不變第十章繼電接觸器控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)要點(diǎn)常用控制電器及電氣圖形符號(hào)電動(dòng)機(jī)的基本控制環(huán)節(jié)和保護(hù)環(huán)節(jié)電動(dòng)機(jī)的基本控制原則電氣原理圖的讀圖要點(diǎn)1.了解常用低壓電器的符號(hào)、功能和用途。2.掌握自鎖、聯(lián)鎖的作用和方法。3.掌握過載、短路和失壓保護(hù)的作用和方法。4.掌握基本控制環(huán)節(jié)的組成、作用和工作過程。能讀懂簡單的控制電路原理圖、能設(shè)計(jì)簡單的控制電路。本章要求繼電接觸器控制系統(tǒng)概述1、定義：為什么要進(jìn)行繼電接觸器控制？快速、靈活、方便、自動(dòng)、保護(hù)采用按鈕、接觸器、繼電器等控制電器實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的控制和保護(hù)，稱為繼電接觸器控制。應(yīng)用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，稱為電力拖動(dòng)。2、功能：（1）能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)等自動(dòng)控制（2）能對電機(jī)的控制時(shí)間以及被電機(jī)拖動(dòng)的工件的行程

等實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制（3）不僅能對一臺(tái)電機(jī)控制，而且能對電機(jī)程控和協(xié)調(diào)控制3、重點(diǎn)：常用電器、基本控制環(huán)節(jié)、基本保護(hù)環(huán)節(jié)§1常用控制電器實(shí)現(xiàn)繼電接觸控制的電氣設(shè)備，統(tǒng)稱為控制電器，如開關(guān)、按鈕、繼電器、接觸器等。下面介紹常用控制電器的用途及電工表示符號(hào)。一、常用電器1、開關(guān)：用來接通或斷開電路的電器。（1）閘刀開關(guān)三相閘刀開關(guān)常用作電源開關(guān)，也可用作小容量電機(jī)作不頻繁直接起動(dòng)的起動(dòng)開關(guān)注意：應(yīng)垂直安裝QS符號(hào)：文字符號(hào)圖形符號(hào)（2）組合開關(guān)組合開關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)多條線路、不同聯(lián)接方式的轉(zhuǎn)換。觸片通流能力有限，一般用于交流380V、直流220V，電流100A以下的電路中做電源開關(guān)。（3）自動(dòng)空氣斷路器具有一定的短路、過載、失壓保護(hù)功能組合控制開關(guān)是一種結(jié)構(gòu)緊湊的手動(dòng)開關(guān)．它是由在可旋轉(zhuǎn)的軸上裝有一個(gè)或幾個(gè)極片和裝在殼體上的固定極片組成。

組合開關(guān)主要用來作為電氣的電源引入開關(guān)，小容量電機(jī)的啟動(dòng)，多速電機(jī)的換速，電機(jī)的正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)-停止的控制。2、按鈕：簡單的手動(dòng)開關(guān)，用來接通和斷開小電流的控制電器只能應(yīng)用在控制電路大電壓、大電流主電路：控制電路：小電壓、小電流常閉觸點(diǎn)常開觸點(diǎn)外形圖結(jié)構(gòu)圖常開觸頭：常閉觸頭：未動(dòng)作前斷開的觸頭（動(dòng)合觸頭）未動(dòng)作前閉合的觸頭（動(dòng)斷觸頭）符號(hào)：SB常閉按鈕SB常開按鈕SB復(fù)合按鈕SB4SBSBSB結(jié)構(gòu)符號(hào)名稱常閉按鈕(停止按鈕)常開按鈕(起動(dòng)按鈕)復(fù)合按鈕1234123復(fù)位彈簧支柱連桿常閉靜觸頭常開靜觸頭外殼按鈕帽3、交流接觸器：利用電磁吸力使觸點(diǎn)動(dòng)作，用來接通或斷開主電路或其他設(shè)備的開關(guān)電器。一部分在主電路，一部分在控制電路電磁系統(tǒng)觸點(diǎn)系統(tǒng)鐵心線圈常開觸點(diǎn)：常閉觸點(diǎn)：未通電時(shí)打開，通電閉合未通電時(shí)閉合，通電打開主觸點(diǎn)：三對常開觸頭，可以通過大電流，用在主電路中輔助觸點(diǎn)：兩對常開、兩對常閉觸頭，用在控制電路中總體起開關(guān)的作用~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧M3~電機(jī)動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源主觸點(diǎn)做成橋式：

為了減小每個(gè)斷點(diǎn)上的電壓。每個(gè)觸點(diǎn)有兩個(gè)斷點(diǎn)，主觸點(diǎn)是連動(dòng)的。

吸引線圈：引出兩個(gè)接線端子通過按鈕接在電源上。符號(hào)：主觸點(diǎn)

KM輔助觸點(diǎn)

常開觸點(diǎn)常閉觸點(diǎn)KMKM動(dòng)作原理：線圈通電后，常開主觸點(diǎn)閉合，常開輔助觸點(diǎn)閉合，常閉輔助觸點(diǎn)斷開，斷電后復(fù)原KM線圈接觸器控制對象：電動(dòng)機(jī)及其它電力負(fù)載接觸器技術(shù)指標(biāo)：額定工作電壓、電流、觸點(diǎn)數(shù)目等。4、繼電器：與接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理大致相同。主要區(qū)別在于：接觸器的主觸點(diǎn)可以通過大電流；繼電器的體積和觸點(diǎn)容量小，觸點(diǎn)數(shù)目多，且只能通過小電流。所以，繼電器一般用于控制電路中。反映某種物理量（電壓、電流、速度、時(shí)間等）變化的一種自動(dòng)電器，只起信號(hào)傳遞的作用（1）中間繼電器（電磁繼電器）通常用于傳遞信號(hào)和同時(shí)控制多個(gè)電路，也可直接用它來控制小容量電動(dòng)機(jī)或其他電氣執(zhí)行元件。符號(hào)：KA線圈常閉觸頭KA當(dāng)交流接觸器的輔助觸點(diǎn)不夠時(shí)，可用中間繼電器常開觸頭KA（2）熱繼電器對電機(jī)實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)的繼電器，是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的發(fā)熱元件常閉觸頭雙金屬片I扣板I發(fā)熱元件發(fā)熱元件電動(dòng)機(jī)過載時(shí)轉(zhuǎn)速n降低一段電阻不大的電阻絲s增大I2增大I1增大電阻絲發(fā)熱熱元件要串聯(lián)在主電路中I雙金屬片雙金屬片兩種具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬片。

受熱時(shí)，由于雙金屬片的膨脹程度不同，下層的膨脹系數(shù)大，下層的膨脹程度大于上層，雙金屬片向上彎曲，使扣板托扣，觸點(diǎn)動(dòng)作。常閉觸點(diǎn)接在控制電路中。發(fā)熱元件常閉觸頭雙金屬片I扣板工作原理：主電路電流超過額定值電阻絲發(fā)熱雙金屬片受熱膨脹向上彎曲雙金屬片與扣板托扣斷開控制電路斷開主電路彈簧帶動(dòng)扣板將常閉觸點(diǎn)斷開符號(hào)串聯(lián)在主電路中常閉觸頭FR控制觸頭，串聯(lián)在控制電路中，控制電機(jī)的通、斷電發(fā)熱元件FR熱繼電器的技術(shù)指標(biāo)整定電流：指長期通過熱元件而不至于引起其動(dòng)作的最大電流。當(dāng)熱元件中的電流超過此電流20%時(shí)，熱繼電器應(yīng)在20分鐘內(nèi)動(dòng)作。（應(yīng)注意整定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流基本一致。）說明1、電機(jī)起動(dòng)時(shí)，由于雙金屬片使其彎曲到常閉觸點(diǎn)斷開的程度需要一段時(shí)間，因此電機(jī)起動(dòng)過程中熱繼電器不動(dòng)作。2、由于熱繼電器比熔斷器動(dòng)作慢，所以不能用作短路保護(hù)3、經(jīng)過一段時(shí)間雙金屬片冷卻后，按下復(fù)位按鈕就可以使常閉觸點(diǎn)恢復(fù)原位5、熔斷器：短路保護(hù)常用的熔斷器有插入式熔斷器、螺旋式熔器、管式熔斷器和有填料式熔斷器。由電阻率較高而熔點(diǎn)較低的合金制成，當(dāng)電路短路時(shí)，短路電流使熔體熔斷，及時(shí)切斷電源，以達(dá)到保護(hù)電路和電氣設(shè)備的目的符號(hào)FU火線上必須有熔斷器中線上不能有熔斷器使用中注意：繼電接觸控制線路由一些基本控制環(huán)節(jié)組成，下面介紹繼電接觸控制線路的繪制。在電工技術(shù)中所繪制的控制線路圖為原理圖，它不考慮電器的結(jié)構(gòu)和實(shí)際位置，突出的是電氣原理。二、電氣原理圖電氣線路圖電氣裝配圖電氣接線圖電氣原理圖：用規(guī)定的電氣圖形、符號(hào)等按工作原理繪制的圖形1、電氣原理圖分為主電路（通過強(qiáng)電流部分）控制電路（通過弱電流部分）三相電源、電機(jī)、閘刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器的發(fā)熱元件、交流接觸器的主觸點(diǎn)等起動(dòng)按鈕、停止按鈕、交流接觸器線圈、熱繼電器等2、電氣原理圖繪制原則