电工电子技术基础第4章电动机

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1、1 第 4 章 电 动 机4.1 三 相 交 流 异 步 电 动 机内 容 提 要1.三 相 交 流 异 步 电 动 机 ；2.常 用 低 压 电 器 及 继 电 接 触 控 制 系 统 。一 、 电 机 的 定 义 和 分 类 电 机 是 发 电 机 和 电 动 机 的 统 称 ， 是 一 种 实 现 机 械能 和 电 能 相 互 转 换 的 电 磁 装 置 。 把 机 械 能 转 变 为 电 能 的 装 置 叫 发 电 机 ， 把 电 能 转变 为 机 械 能 的 装 置 叫 电 动 机 。 2021-5-22 第 4 章 电 动 机电 机 直 流 电 机 电 动 机发 电 机交 流 电

2、机 异 步 电 机同 步 电 机 电 动 机发 电 机电 动 机发 电 机 三 相单 相 2021-5-22 第 4 章 电 动 机1 . 三 相 交 流 异 步 电 动 机 的 基 本 结 构二 、 三 相 交 流 异 步 电 动 机 的 基 本 结 构 及 铭 牌 数 据三 相 交 流 异 步 电 动 机 由 两 个 基 本 部 分 组 成 ， 固 定 不动 的 部 分 叫 定 子 ， 转 动 的 部 分 叫 转 子 。为 了 保 证 转 子 能 在 定 子 腔 内 自 由 地 转 动 ， 定 、 转 子之 间 需 要 留 有 0.2-2mm的 空 气 隙 ， 2021-5-22 （ 1

3、） 定 子 定 子 由 机 座 、 定 子 铁 心 和 定 子 绕 组 等 三 部 分 组 成 。 机 座 ： 主 要 是 用 来 固 定 定 子 铁 心 和 定 子 绕 组 ， 并以 前 后 两 个 端 盖 支 承 转 子 的 转 动 ， 其 外 表 还 有 散 热作 用 。 定 子 铁 心 ： 是 电 机 磁 路 的 一 部 分 ,为 了 减 少 磁 滞和 涡 流 损 耗 ,它 常 用 0 .3 5 或 0 .5 mm厚 的 硅 钢 片 叠 装 而成 ， 铁 心 内 圆 上 冲 有 均 匀 分 布 的 槽 ， 以 便 嵌 放 定 子绕 组 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 定

4、 子 绕 组 ： 是 电 机 的 电 路 部 分 ,一 般 采 用 高 强 度 聚脂 漆 包 铜 线 或 铝 线 绕 制 而 成 。 三 相 定 子 绕 组 对 称 分布 在 定 子 铁 心 槽 中 ， 可 根 据 需 要 接 成 星 型 （ Y） 或三 角 型 （ ） 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 （ 2） 转 子 转 子 由 转 子 铁 心 、 转 子 绕 组 和 转 轴 三 部 分 组 成 。 转 子 铁 心 也 是 电 机 磁 路 的 一 部 分 ， 它 常 用 0.5mm厚 的 硅 钢 片 叠 装 成 圆 柱 体 ， 并 紧 固 在 转 轴 上 。 铁 心外 圆 上

5、 冲 有 均 匀 分 布 的 槽 ， 以 便 嵌 放 转 子 绕 组 。 转 子 绕 组 分 为 笼 型 和 绕 线 型 两 种 。 笼 型 绕 组 ： 是 在 转 子 铁 心 槽 中 嵌 放 裸 铜 条 或 铝 条 ，其 两 端 用 端 环 联 接 。 由 于 形 状 与 鼠 笼 相 似 ， 故 叫 鼠笼 转 子 ， 简 称 笼 型 转 子 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 绕 线 式 转 子 绕 组 ： 与定 子 绕 组 相 似 ,也 是 由绝 缘 的 导 线 绕 制 而 成的 三 相 对 称 绕 组 ,其 极数 与 定 子 绕 组 相 同 。 转 子 绕 组 一 般 接 成

6、 星形 ,三 个 首 端 分 别 接 到固 定 在 转 轴 上 的 三 个滑 环 (也 称 集 电 环 )上 ,由滑 环 上 的 电 刷 引 出 与外 加 变 阻 器 联 接 ,构 成转 子 的 闭 合 回 路 。 第 4 章 电 动 机 绕 线 式 转 子 联 接 示 意 图1 集 电 环 2 电 刷 3 变 阻 器 2021-5-22 转 轴 转 轴 的 作 用 是 支 承 转 子 ， 传 递 和 输 出 转 矩 ， 并 保证 转 子 与 定 子 之 间 圆 周 有 均 匀 的 空 气 隙 。 转 轴 一般 用 中 碳 钢 棒 料 经 车 削 加 工 而 成 。 （ 3） 空 气 隙 空

7、气 隙 也 是 电 机 主 磁 路 的 一 部 分 ,气 隙 越 小 ,磁 阻越 小 ， 功 率 因 数 越 高 ,空 载 电 流 也 就 越 小 。 中 小 型 电 动 机 的 气 隙 一 般 为 0.2mm-2mm。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 (1)型 号 第 4 章 电 动 机2 . 三 相 异 步 电 动 机 的 铭 牌 数 据 2021-5-22 (2)额 定 数 据 额 定 功 率 ： 也 称 额 定 容 量 ,指 电 动 机 在 额 定 工 作 状态 下 运 行 时 转 轴 上 输 出 的 机 械 功 率 。 单 位 为 瓦 特 (W)或 千 瓦 特 (KW)。

8、 额 定 电 压 ： 电 动 机 定 子 绕 组 规 定 使 用 的 线 电 压 。单 位 为 伏 特 （ V） 。 额 定 电 流 ： 指 电 动 机 在 额 定 电 压 下 ， 输 出 额 定 功 率时 ， 流 过 定 子 绕 组 的 线 电 流 。 单 位 为 安 培 （ A） 。 额 定 频 率 ： 指 电 机 所 接 交 流 电 源 的 频 率 ， 单 位 为 赫 兹 （ HZ） 。 我 国 规 定 电 力 网 的 频 率 为 50HZ 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 额 定 转 速 ： 指 电 动 机 在 额 定 电 压 、 额 定 频 率 及额 定 输 出 功 率

9、 的 情 况 下 ， 转 子 的 转 速 。 单 位 为 转 /分 （ r/min） 。 接 法 ： 指 电 动 机 定 子 绕 组 的 连 接 方 式 ， 常 用 的接 法 为 星 形 （ Y） 和 三 角 形 （ ） 两 种 。 绝 缘 等 级 ： 指 电 动 机 绕 组 所 采 用 的 绝 缘 材 料 的耐 热 等 级 ， 它 表 明 了 电 动 机 所 允 许 的 最 高 工 作 温度 。 定 额 ： 指 电 动 机 在 额 定 条 件 下 ， 允 许 运 行 的 时间 长 短 。 一 般 有 连 续 、 短 时 和 断 续 周 期 三 种 工 作制 。 第 4 章 电 动 机 202

10、1-5-22 三 相 对 称 定 子 绕 组 中 通 入 三 相 对 称 交 流 电 ， 气 隙 中 产 生 一 个 转 速 为 n1的 旋 转 磁 场 ， 该 磁 场 将 切 割 转 子 绕 组 ， 在 转 子 绕 组 中 产 生 感 应 电动 势 , 由 于 转 子 绕 组 是 闭 合 的 ， 则 会 在 转 子 绕 组 中 产 生 感应 电 流 ， 转 子 中 的 感 应 电 流 又 处 于 定 子 旋 转 磁 场 中 ， 与 磁 场相 互 作 用 而 产 生 电 磁 转 矩 。 从 而 使 转 子 沿 着 旋 转 磁 场 的 方 向 旋 转 起 来 。 第 4 章 电 动 机三 、 三

11、 相 异 步 电 动 机 的 工 作 原 理1 . 工 作 原 理 简 介 2021-5-22 但 转 子 的 转 速 永 远 小 于 旋 转 磁 场 的 转 速 ， 只 有 保持 一 定 的 转 速 差 ， 才 能 使 转 子 导 体 相 对 磁 场 产 生切 割 运 动 而 产 生 感 应 电 流 。 如 果 没 有 切 割 运 动 ， 就 不 会 产 生 感 应 电 流 ， 也 就不 会 产 生 电 磁 转 矩 ， 当 然 转 子 就 无 法 旋 转 起 来 。 异 步 电 动 机 的 名 称 就 是 由 此 而 得 来 ， 又 由 于 这 种电 机 是 借 助 于 电 磁 感 应 而

12、传 递 能 量 的 ， 故 又 称 为感 应 式 异 步 电 动 机 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 （ 1 ） 旋 转 磁 场 n1的 产 生 ： 三 相 对 称 定 子 绕 组 中 通 入 三 相 对 称 交 流 电 ， 电 机气 隙 中 产 生 一 个 转 速 为 的 旋 转 磁 场 。 第 4 章 电 动 机2 . 旋 转 磁 场 n1 （ 2 ） 旋 转 磁 场 n1的 转 速 ： 定 子 旋 转 磁 场 每 分 钟 的 转 速 n1、 定 子 电 流 频 率 f1及 磁 极 对 数 p之 间 的 关 系 是 pfn 11 60 2021-5-22 (3 )旋 转 磁

13、 场 n1的 转 向 旋 转 磁 场 的 转 向 由 定 子绕 组 中 通 入 的 电 流 的 相序 来 决 定 ， 欲 改 变 旋 转磁 场 的 转 向 ， 只 需 要 改变 通 入 三 相 定 子 绕 组 中电 流 的 相 序 ， 即 把 三 相定 子 绕 组 首 端 的 任 意 两根 与 电 源 相 连 的 线 对 调 ，就 改 变 了 定 子 绕 组 中 电流 的 相 序 ， 旋 转 磁 场 的转 向 也 就 改 变 了 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 三 相 交 流 异 步 电 动 机 的 使 用 主 要 包 括 电 机 的 起 动 、反 转 、 调 速 和 制 动

14、等 内 容 。 第 4 章 电 动 机四 、 三 相 交 流 异 步 电 动 机 的 使 用1 . 交 流 异 步 电 动 机 的 起 动 异 步 电 动 机 接 入 三 相 电 源 后 ， 转 子 从 静 止 状 态 过 渡到 稳 定 运 行 状 态 的 中 间 过 程 叫 做 起 动 。 异 步 电 动 机 的 起 动 电 流 大 与 起 动 转 矩 小 是 起 动 时 存在 的 主 要 问 题 。 2021-5-22 （ 1 ） 直 接 起 动 所 谓 直 接 起 动 ， 就 是 将 电 动 机 的 定 子 绕 组 直 接 接到 具 有 额 定 电 压 的 三 相 电 源 上 ， 故 又

15、 称 全 压 起 动 。 直 接 起 动 的 优 点 是 起 动 设 备 和 操 作 都 比 较 简 单 ，缺 点 就 是 起 动 电 流 大 、 起 动 转 矩 小 。 直 接 起 动 电 动 机 ， 供 电 部 门 一 般 规 定 如 下 ： 用 电 单 位 有 独 立 的 变 压 器 供 电 ， 若 电 动 机 起 动 频繁 ， 当 电 动 机 容 量 小 于 变 压 器 容 量 的 2 0 %时 允 许直 接 起 动 ； 若 电 动 机 不 是 频 繁 起 动 ， 则 其 容 量 小于 变 压 器 容 量 的 3 0 %时 允 许 直 接 起 动 。 用 电 单 位 没 有 独 立 的

16、 供 电 变 压 器 ， 以 电 动 机 起 动时 电 源 电 压 的 降 低 量 不 超 过 额 定 电 压 的 5 %为 原 则 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 （ 2 ） 降 压 起 动 所 谓 降 压 起 动 ， 就 是 在 电 动 机 的 起 动 时 采 用 起动 设 备 ， 降 低 加 在 电 动 机 定 子 绕 组 上 的 电 压 来 限制 起 动 电 流 ， 待 起 动 完 毕 电 动 机 达 到 额 定 转 速时 再 恢 复 至 全 压 ， 使 电 动 机 正 常 运 行 。 降 压 起 动 在 减 少 起 动 电 流 的 同 时 ， 也 会 使 起 动 转矩

17、 下 降 较 多 ， 故 降 压 起 动 只 适 用 于 在 空 载 或 轻载 下 起 动 的 电 动 机 。 第 4 章 电 动 机 几 种 常 用 的 降 压 起 动 方 法 ： Y- 降 压 起 动 自 耦 变 压 器 降 压 起 动 电 子 软 起 动 器 起 动 2021-5-22 电 动 机 转 子 的 旋 转方 向 与 旋 转 磁 场 的转 向 相 同 ， 假 若 需要 电 动 机 反 转 ， 只要 改 变 其 旋 转 磁 场的 转 向 即 可 。 故 ， 只 要 将 三 根 电源 线 中 的 任 意 两 根对 调 ,改 变 接 入 电动 机 电 源 的 相 序 ，就 能 实 现

18、 电 动 机 的反 转 。 第 4 章 电 动 机2 . 交 流 异 步 电 动 机 的 反 转 M3 M3 2021-5-22 电 动 机 的 调 速 是 指 在 负 载 不 变 的 情 况 下 ,人 为 地 改变 电 动 机 的 转 速 ,以 满 足 各 种 生 产 机 械 的 要 求 。 调 速 的 方 法 很 多 ， 可 以 采 用 机 械 调 速 （ 变 速 机构 ） ， 也 可 以 采 用 电 气 调 速 。 电 气 调 速 可 以 大 大 简 化 机 械 变 速 机 构 ， 降 低 调 速成 本 ， 并 获 得 较 好 的 调 速 效 果 ， 故 得 到 了 广 泛 的应 用 。

19、 第 4 章 电 动 机3 . 交 流 异 步 电 动 机 的 调 速 2021-5-22 第 4 章 电 动 机 pfsn 160)1( （ ） 变 频 调 速 改 变 电 源 频 率 是 一 种 很 有 效 的 无 级 调 速 方 法 ， 但必 须 配 备 较 为 复 杂 的 变 频 设 备 。 （ ） 变 极 调 速 变 极 调 速 是 通 过 改 变 电 动 机 磁 极 对 数 的 一 种 调 速方 法 ， 由 于 磁 极 对 数 只 能 成 对 的 改 变 ， 所 以 它 属于 有 级 调 速 。 （ ） 变 转 差 率 调 速 改 变 转 差 率 的 调 速 方 法 有 ： 改 变

20、 电 源 电 压 、 改 变绕 线 式 转 子 的 转 子 回 路 电 阻 等 。 2021-5-22 当 电 动 机 断 开 交 流 电 源 后 给 它 施 加 一 个 与 转 动方 向 相 反 的 转 矩 ， 使 电 动 机 很 快 停 转 的 方 法 叫做 制 动 。 三 相 异 步 电 动 机 的 制 动 可 分 为 机 械 制 动 和 电 气 制动 两 大 类 。 （ ） 机 械 制 动 利 用 机 械 装 置 使 电 动 机 在 交 流 电 源 切 断 之 后 迅 速停 止 转 动 的 方 法 。 比 较 常 见 的 机 械 制 动 器 是 电 磁抱 闸 、 电 磁 摩 擦 片 制

21、 动 器 ， 磁 粉 制 动 器 等 。 第 4 章 电 动 机3 . 交 流 异 步 电 动 机 的 制 动 2021-5-22 （ ） 电 气 制 动 在 电 动 机 转 子 上 产 生 一 个 与 转 动 方 向 相 反 的 电 磁转 矩 ， 作 为 制 动 力 矩 迫 使 电 动 机 迅 速 停 止 转 动 。 电 气 制 动 方 法 很 多 ， 常 用 的 有 反 接 制 动 和 能 耗 制动 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 反 接 制 动 反 接 制 动 是 在 切 断 三 相 电 源后 ， 立 即 将 三 根 电 源 线 中 的任 意 两 根 对 调 后 再 接

22、入 电 动机 的 定 子 绕 组 上 （ 其 操 作 方法 与 电 动 机 的 反 转 相 同 ） 。当 电 机 转 速 接 近 零 时 ， 应 立即 切 断 电 源 ， 防 止 电 动 机 反转 ， 反 接 制 动 过 程 结 束 。 反 接 制 动 的 优 点 是 制 动 方 法简 单 、 制 动 过 程 迅 速 、 制 动效 果 好 。 缺 点 是 制 动 时 有 机械 冲 击 、 能 量 损 耗 较 大 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 能 耗 制 动 能 耗 制 动 是 在 切 断 三 相 电源 后 ， 立 即 在 其 定 子 绕 组中 通 入 直 流 电 。 在 制

23、动 过 程 中 ， 把 转 子 的动 能 转 换 为 电 能 ， 并 以 热能 的 形 式 消 耗 在 转 子 电 阻上 ， 故 称 为 能 耗 制 动 。 此 种 制 动 方 式 的 优 点 是 制动 平 稳 、 制 动 时 能 量 损 耗较 小 。 缺 点 是 需 要 外 接 直流 电 源 ， 而 且 在 低 速 时 制动 效 果 不 太 好 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 三 相 交 流 异 步 电 动 机 是 电 力 拖 动 系 统 中 的 主要 动 力 ， 在 拖 动 系 统 中 ， 电 动 机 的 选 择 包 括 确 定电 动 机 的 种 类 、 电 动 机 的 结

24、 构 型 式 、 电 动 机 的 额定 电 压 、 额 定 转 速 和 额 定 功 率 等 。 第 4 章 电 动 机四 、 三 相 交 流 异 步 电 动 机 的 选 用 2021-5-22 低 压 电 器 是 现 代 工 业 过 程 自 动 化 的 重 要 部 件 ， 它们 是 组 成 电 气 设 备 的 基 础 配 套 元 件 。 低 压 电 器 包括 了 配 电 电 器 和 控 制 电 器 。 由 按 钮 、 接 触 器 、 继 电 器 等 低 压 电 器 组 成 ， 可 以实 现 远 距 离 控 制 的 电 气 控 制 系 统 被 称 为 继 电 接 触控 制 系 统 。 它 能 实

25、 现 电 力 拖 动 系 统 的 起 动 、 反 转 、 制 动 、 调速 和 保 护 ， 实 现 生 产 过 程 的 自 动 化 。 第 4 章 电 动 机4.2 常 用 低 压 电 器 及 继 电 接 触 控 制 系 统 2021-5-22 低 压 电 器 ， 通 常 是 指 工 作 在 交 流 电 压 1 2 0 0 V及 其以 下 或 直 流 电 压 1 5 0 0 V及 其 以 下 的 电 路 中 ， 起 通断 、 控 制 、 检 测 、 保 护 和 调 节 作 用 的 电 气 设 备 。 低 压 电 器 的 种 类 很 多 ， 就 其 用 途 或 控 制 的 对 象 不同 ， 主

26、要 可 分 为 两 大 类 ， 即 低 压 配 电 电 器 （ 如 ：刀 开 关 、 转 换 开 关 、 低 压 断 路 器 、 熔 断 器 等 ） 和低 压 控 制 电 器 （ 如 ： 接 触 器 、 继 电 器 、 主 令 电器 等 ） 。 第 4 章 电 动 机一 、 常 用 低 压 电 器 2021-5-22 刀 开 关 是 一 种 非 自 动 切 换 的 配 电 电 器 ， 主 要 用 作低 压 电 源 （ 电 压 在 5 0 0 V以 下 ） 的 引 入 开 关 ， 使 用时 为 确 保 维 修 人 员 的 安 全 ， 由 其 将 负 载 电 路 和 电源 明 显 的 隔 开 。

27、刀 开 关 的 结 构 简 单 ， 其 极 数 有 单 极 、 两 极 和 三 极三 种 ， 每 种 又 有 单 投 与 双 投 之 分 。 应 当 注 意 ： 在 安 装 刀 开 关 时 电 源 进 线 应 接 在 静 触头 （ 刀 座 ） 上 ， 负 载 则 接 在 可 动 刀 片 一 端 。 如 此 ，断 开 电 源 的 时 候 裸 露 在 外 的 触 刀 就 不 会 带 电 。 第 4 章 电 动 机1 . 刀 开 关 2021-5-22 HK2 系 列 开 启 式 负 荷 开 关 （ 瓷 底 胶 盖 刀 开 关 ） ， 它的 闸 刀 装 在 瓷 制 底 座 上 ， 每 相 还 附 有

28、 熔 体 ， 主 要 用作 照 明 电 路 和 功 率 小 于 5 .5 kW电 动 机 的 主 电 路 中 不频 繁 通 断 的 控 制 开 关 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 组 合 开 关 又 名 转 换 开 关 ， 也 是 一 种 刀 开 关 ， 不 过它 的 刀 片 是 转 动 式 的 。 组 合 开 关 的 结 构 比 较 紧 凑 ， 其 实 质 是 一 种 具 有 多触 点 、 多 位 置 的 刀 开 关 ， 有 单 极 、 双 极 、 多 极 之分 。 除 用 作 电 源 的 引 入 开 关 外 ， 还 被 用 来 直 接 控制 小 容 量 电 动 机 及 控

29、制 局 部 照 明 电 路 等 。 第 4 章 电 动 机2 . 组 合 开 关 2021-5-22 主 令 电 器 是 电 气 控 制 系 统 中 ， 用 于 发 送 控 制 指 令的 非 自 动 切 换 的 小 电 流 开 关 电 器 。 利 用 它 控 制 接 触 器 、 继 电 器 或 其 他 电 器 ， 使 电 路接 通 和 分 断 来 实 现 对 生 产 机 械 的 自 动 控 制 。 主 令 电 器 应 用 广 泛 ， 种 类 繁 多 ， 主 要 有 按 钮 、 行程 开 关 、 接 近 开 关 、 万 能 转 换 开 关 、 凸 轮 控 制 器 、主 令 控 制 器 等 。 第

30、 4 章 电 动 机3 . 主 令 电 器 2021-5-22 （ 1 ） 按 钮 按 钮 又 称 按 钮 开 关 ， 是 一 种 用 来 短 时 接 通 或 分 断 小电 流 电 路 的 手 动 控 制 电 器 。 常 用 的 按 钮 能 够 自 动 复 位 ， 通 常 它 远 距 离 发 出 “ 指令 ” 控 制 继 电 器 、 接 触 器 等 电 器 ， 再 由 它 们 去 控 制主 电 路 的 通 断 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 复 合 按 钮 的 动 作 原 理 是 ： 按 下 按 钮 ， 常 闭 触 点 先 断 开 ， 常 开 触 点 后 闭 合 ；松 开 按

31、钮 ， 常 开 触 点 先 恢 复 断 开 ， 常 闭 触 点 后 恢复 闭 合 ， 这 就 是 按 钮 的 自 动 复 位 功 能 。 为 便 于 识 别 按 钮 的 作 用 ， 避 免 误 操 作 ， 通 常 在 按钮 帽 上 做 出 不 同 标 志 或 以 不 同 颜 色 ， 以 示 区 别 。 红 色 表 示 停 止 ， 绿 色 表 示 启 动 。 按 钮 的 结 构 形 式 有 紧 急 式 、 钥 匙 式 、 旋 钮 式 、 揪钮 式 、 带 灯 式 、 打 碎 玻 璃 式 等 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 （ 2 ） 其 他 主 令 电 器 行 程 开 关 ： 是

32、 一 种 利 用 生 产 机 械 的 某 些 运 动 部 件 的 碰 撞 来 发出 控 制 指 令 的 主 令 电 器 。 用 于 控 制 生 产 机 械 的 运 动 方 向 、 速 度 、 行 程 大 小或 位 置 。 若 将 行 程 开 关 安 装 于 生 产 机 械 行 程 的 终 点 处 ， 以限 制 其 行 程 ， 则 又 称 为 限 位 开 关 或 终 点 开 关 。 常 用 型 号 有 LX19、 LX22、 LX32、 LX33、 JLXK1、LXW-11和 引 进 的 3SE3等 系 列 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 接 近 开 关 ： 又 称 无 触 点

33、行 程 开 关 当 运 动 的 物 体 （ 如 金 属 ） 与 之 接 近 到 一 定 距 离 ，则 发 出 接 近 信 号 ， 它 不 仅 可 完 成 行 程 控 制 和 限 位保 护 ， 还 可 实 现 高 速 计 数 、 测 速 、 物 位 检 测 等 。 按 照 工 作 原 理 接 近 开 关 可 以 分 为 电 感 式 、 电 容 式 、差 动 线 圈 式 、 永 磁 式 、 霍 尔 式 、 超 声 波 式 等 ， 其中 电 感 式 最 为 常 用 。 常 用 型 号 有 国 产 的 3SG、 LJ、 SJ、 AB、 LXJ0等 系列 ， 德 国 西 门 子 公 司 的 3RG4、

34、3RG6、 3RG7、3RG16等 系 列 、 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 万 能 转 换 开 关 ： 是 一 种 由 多 组 相 同 结 构 的 开 关 元 件 叠 装 而 成 ， 用以 控 制 多 回 路 的 主 令 电 器 ， 由 凸 轮 机 构 、 触 头 系统 和 定 位 装 置 构 成 。 主 要 用 于 控 制 高 压 油 断 路 器 、 空 气 断 路 器 等 操 作结 构 的 分 合 闸 、 各 种 配 电 设 备 中 线 路 的 换 接 、 遥控 和 电 压 表 、 电 流 表 的 换 向 测 量 等 ； 也 可 以 用 于 控 制 小 容 量 电 动 机

35、的 启 动 、 换 相 和 调速 。 由 于 用 途 广 泛 ， 故 称 为 万 能 转 换 开 关 。 常 用 型 号 有 LW5和 LW6系 列 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 主 令 控 制 器 ： 是 一 种 用 来 较 为 频 繁 地 切 换 复 杂 的 多 回 路 控 制 电路 的 主 令 电 器 。 它 一 般 由 触 头 、 凸 轮 、 转 轴 、 定 位 机 构 等 组 成 。主 令 控 制 器 主 要 用 于 轧 钢 、 大 型 起 重 机 及 其 他 生产 机 械 的 电 力 拖 动 控 制 系 统 中 对 电 动 机 的 启 动 、制 动 和 调 速 等

36、 做 远 距 离 控 制 用 。 常 用 型 号 有 LK1、 LK5、 LK6、 LK14等 系 列 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 接 触 器 是 用 来 频 繁 接 通 和 断 开 交 直 流 主 电 路 及 大容 量 控 制 电 路 的 一 种 自 动 切 换 电 器 ， 并 具 有 低 压释 放 、 欠 压 失 压 保 护 功 能 。 电 磁 式 接 触 器 利 用 电 磁 吸 力 与 弹 簧 反 力 配 合 ， 使触 点 闭 合 与 断 开 。 它 还 具 有 低 压 释 放 保 护 功 能 ， 是 电 力 拖 动 自 动 控制 系 统 中 最 重 要 的 控 制

37、电 器 之 一 。 接 触 器 的 分 类 较 多 ， 按 照 接 触 器 主 触 点 通 过 的 电流 种 类 ， 可 分 为 直 流 接 触 器 和 交 流 接 触 器 。 第 4 章 电 动 机4 . 接 触 器 2021-5-22 电 磁 式 交 流 接 触 器 主 要 由 电 磁 系 统 、 触 点 系 统 和灭 弧 装 置 三 大 部 分 组 成 。 （ 1 ） 电 磁 系 统 ： 由 吸 引 线 圈 、 静 铁 心 和 动 铁 心 (也 称 衔 铁 )组 成 。为 了 减 少 涡 流 与 磁 滞 损 耗 ， 铁 心 用 硅 钢 片 叠 压 铆成 ， 为 了 减 少 接 触 器 吸

38、 合 时 产 生 的 振 动 和 噪 音 ，在 铁 心 上 装 有 短 路 环 。 （ 2 ） 触 点 系 统 ： 采 用 桥 式 触 点 ， 由 静 触 点 和 动 触 点 组 成 ， 常 用 银或 银 合 金 制 成 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 按 功 能 不 同 ， 触 点 分 为 主 触 点 和 辅 助 触 点 两 类 ，主 触 点 接 触 面 积 较 大 ， 并 具 有 断 弧 能 力 ， 用 于 通 、断 主 电 路 ， 一 般 由 三 对 常 开 触 点 组 成 。 辅 助 触 点 额 定 电 流 较 小 （ 一 般 不 超 过 5A） ， 有 常开 、 常

39、闭 两 种 ， 常 用 来 通 、 断 电 流 较 小 的 控 制 回路 。 （ 3 ） 灭 弧 装 置 ： 在 分 断 大 电 流 或 高 电 压 电 路 时 ， 起 着 熄 灭 电 弧 的作 用 。 常 用 金 属 栅 片 灭 弧 、 窄 缝 灭 弧 等 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 交 流 接 触 器 的 工 作 原 理 是 ：当 线 圈 通 电 （ 俗 称 线 圈 得 电 ） ， 产 生 磁 场 ， 产生 电 磁 吸 力 ， 衔 铁 克 服 弹 簧 反 力 被 吸 合 ， 常 闭触 点 断 开 ， 常 开 触 点 闭 合 ；当 线 圈 断 电 时 （ 俗 称 线 圈

40、失 电 ） ， 电 磁 吸 力 消失 ， 衔 铁 在 弹 簧 反 力 的 作 用 下 复 位 ， 带 动 主 、辅 触 点 恢 复 原 来 状 态 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 熔 断 器 是 利 用 物 质 过 热 熔 化 的 性 质 制 成 的 保 护 电器 。 熔 断 器 主 要 由 熔 体 和 安 装 熔 体 的 熔 管 或 熔 座 两 部分 组 成 。 熔 体 主 要 是 用 高 电 阻 率 低 熔 点 的 铅 锡 合 金 或 低 电阻 率 高 熔 点 的 银 铜 合 金 制 成 的 ， 使 用 时 将 其 串 接在 被 保 护 的 电 路 中 。 熔 管 是 熔

41、体 的 保 护 外 壳 ， 由 陶 瓷 、 绝 缘 钢 纸 或 玻璃 纤 维 制 成 ， 有 的 里 面 还 装 有 填 充 料 （ 如 石 英砂 ） ， 在 熔 体 熔 断 时 兼 起 灭 弧 的 作 用 。 第 4 章 电 动 机5 . 熔 断 器 2021-5-22 熔 断 器 串 联 在 所 保 护 的 电 路 中 ， 当 电 路 发 生 短 路故 障 或 严 重 过 载 时 ， 通 过 熔 体 的 电 流 达 到 或 超 过了 某 一 规 定 值 时 ， 熔 体 因 其 自 身 产 生 的 热 量 将 会熔 断 ， 从 而 切 断 电 路 ， 起 到 保 护 电 路 的 目 的 。

42、第 4 章 电 动 机 2021-5-22 热 继 电 器 是 利 用 电 流 热 效 应 原 理 来 推 动 动 作 机构 ， 使 触 点 系 统 闭 合 或 分 断 的 保 护 电 器 ， 常 用来 作 电 动 机 的 过 载 保 护 、 缺 相 保 护 和 电 流 不 平衡 保 护 控 制 。 热 继 电 器 主 要 由 热 元 件 、 双 金 属 片 、 触 点 系 统和 动 作 机 构 等 几 部 分 组 成 。 热 元 件 是 一 段 电 阻 不 太 大 的 电 阻 片 （ 或 电 阻丝 ） ， 串 接 在 电 动 机 的 主 电 路 中 。 其 常 闭 触 点 串 接 在 控 制

43、 电 路 中 。 第 4 章 电 动 机6 . 热 继 电 器 2021-5-22 发 热 元 件结 构 ： 常 闭 触 头双 金属 片I工 作 原 理 ： 发 热 元 件 接 入 电 机 主 电 路 ， 若 长 时 间 过 载 ， 双 金 属 片被 烤 热 。 因 双 金 属 片 的 下 层 膨 胀 系 数 大 ， 使 其 向 上 弯 曲 ，扣 板 被 弹 簧 拉 回 ， 常 闭 触 头 断 开 。扣 板 FR符 号符 号串 联 在 控 制 电 路 中串 联 在 主 电 路 中 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 由 于 热 继 电 器 中 双 金 属 片 受 热 时 具 有 热 惯

44、 性 ， 不可 能 瞬 间 变 形 动 作 ， 因 此 热 继 电 器 不 同 于 过 电 流继 电 器 和 熔 断 器 ， 它 不 能 作 瞬 时 过 载 保 护 ， 更 不能 用 作 短 路 保 护 。 当 然 也 正 因 为 热 惯 性 ， 热 继 电 器 在 电 动 机 起 动 过程 或 短 时 过 载 时 不 会 误 动 作 。 虽 然 熔 断 器 和 热 继 电 器 都 是 保 护 电 器 ， 但 是 它 们的 保 护 作 用 是 各 不 相 同 的 ： 熔 断 器 用 作 短 路 保 护 ， 只 有 在 严 重 过 载 时 才 能 作过 载 保 护 ； 而 热 继 电 器 由 于

45、 它 的 热 惯 性 ， 只 能 作 过 载 保 护 ，绝 对 不 能 用 来 作 电 路 的 短 路 保 护 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 时 间 继 电 器 是 一 种 利 用 各 种 延 时 原 理 （ 例 如 电 磁原 理 或 机 械 动 作 ） 来 延 迟 触 点 的 闭 合 或 分 断 的 自动 控 制 电 器 。 按 动 作 原 理 可 分 为 电 磁 阻 尼 式 、 空 气 阻 尼 式 、 电动 式 和 电 子 式 等 ； 按 延 时 方 式 可 分 为 通 电 延 时 型 和 断 电 延 时 型 两 种 。 第 4 章 电 动 机7 . 时 间 继 电 器

46、2021-5-22 空 气 阻 尼 式 时 间 继 电 器 又 称 气 囊 式 时 间 继 电 器 ，它 是 利 用 空 气 阻 尼 原 理 来 获 得 延 时 ， 主 要 由 电磁 机 构 、 延 时 机 构 、 工 作 触 点 等 构 成 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 常 开 触 头 延 时 闭 合 常 闭 触 头 延 时 打 开 常 开 触 头常 闭 触 头 工 作 原 理调 节 螺 丝进 气 孔 托 板线 圈动 铁 心恢 复 弹 簧挡 块释 放 弹 簧活 塞 杆橡 皮 膜排 气 孔 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 常 开 延 时 闭 合 常 闭 延 时 断

47、 开 常 开 触 头常 闭 触 头 第 4 章 电 动 机 通电延时型 断电延时型 2021-5-22 低 压 断 路 器 又 称 自 动 空 气 开 关 或 自 动 空 气 断 路 器 。在 低 压 电 路 中 ， 用 于 分 断 和 接 通 负 荷 电 路 ， 不 频繁 地 启 动 异 步 电 动 机 ， 对 电 源 线 路 及 电 动 机 等 实行 保 护 。 其 作 用 相 当 于 是 刀 开 关 、 热 继 电 器 、 熔 断 器 和 欠电 压 继 电 器 的 组 合 。 可 以 实 现 短 路 、 过 载 、 欠 压 和 失 压 保 护 ， 是 低 压电 器 中 应 用 较 广 的

48、 一 种 保 护 电 器 。 低 压 断 路 器 由 触 头 系 统 、 灭 弧 装 置 、 脱 扣 器 和 操作 机 构 等 部 分 组 成 。 第 4 章 电 动 机8 . 低 压 断 路 器 2021-5-22 锁 钩主 触 点手 动 闭 合 过 流 脱 扣 器 欠 压 脱 扣 器衔 铁 释 放连 杆 装 置释 放 弹 簧 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 空 气 断 路 器 的 特 点 ： （ 1 ） 体 积 小 、 安 装 方便 、 操 作 安 全 。 （ 2 ） 脱 扣 时 是 将 三 相电 源 同 时 切 断 ， 可 避免 电 动 机 断 相 工 作 （ 3 ） 短 路

49、 故 障 排 除 后 ，可 重 复 使 用 ， 不 需 要象 熔 断 器 更 换 新 熔 体 。 （ 4 ） 它 与 接 触 器 不 同的 是 允 许 切 断 短 路 电流 ， 但 允 许 操 作 次 数较 低 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 所 谓 点 动 控 制 就 是 ： 按 下 按 钮 ， 三 相 笼 型 异 步电 动 机 起 动 运 转 ； 松 开 按 钮 ， 三 相 笼 型 异 步 电动 机 断 电 停 转 。 点 动 控 制 原 理 ： 按 下 SB按 钮 ， 接 触 器 KM线 圈 通电 吸 合 ， 主 触 点 闭 合 ， 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 起

50、动 旋 转 ； 松 开 SB按 钮 时 ， 接 触 器 KM线 圈 断 电 释放 ， 主 触 点 断 开 ， 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 停 转 。 第 4 章 电 动 机二 、 三 相 笼 型 异 步 电 动 机 的 基 本 控 制 电 路1 . 点 动 控 制 2021-5-22 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 (1)电 动 机 起 动 ： 按 下 起 动 按 钮 SB2，接 触 器 KM线 圈 通 电 并吸 合 ， 主 触 点 KM闭合 ， 电 动 机 起 动 旋 转 ，同 时 与 SB2并 联 的 常开 辅 助 触 点 KM也 闭 合 。当 松 开 按 钮 SB2时

51、 ，KM线 圈 仍 可 通 过 其自 身 的 常 开 辅 助 触 点这 一 条 路 径 来 继 续 保持 通 电 ， 从 而 使 电 动机 获 得 连 续 运 转 。 第 4 章 电 动 机2 . 电 动 机 的 连 续 运 转 控 制 电 路（ a） 主 电 路 （ b） 控 制 电 路 2021-5-22 (2)自 锁 ： 我 们 把 接 触 器 依 靠 自身 的 常 开 触 点 使 线 圈保 持 通 电 的 效 果 称 为自 锁 （ 俗 称 自 保 ） ，此 时 ， 这 对 常 开 辅 助触 点 称 为 自 锁 触 点 。 (3)电 动 机 停 转 ： 按 下 停 车 按 钮 SB1，

52、接触 器 KM线 圈 断 电 并 释放 ， 其 主 触 点 和 自 锁触 点 均 分 断 ， 切 断 接触 器 线 圈 电 路 和 电 动机 电 源 ， 电 动 机 断 电停 转 。 第 4 章 电 动 机 （ a） 主 电 路 （ b） 控 制 电 路 2021-5-22 (4)保 护 环 节 ： 短 路 保 护 :由 熔 断 器 FU1作 主 电 路 的 短 路 保 护 、 FU2用 作 控 制 电 路 的 短 路 保 护 。 过 载 保 护 :热 继 电 器 FR用 作 电 动 机 的 过 载 保 护 和 缺相 保 护 。 欠 压 和 失 压 （ 零 压 ） 保 护 :这 种 电 路 本

53、 身 具 有 失 压和 零 压 保 护 功 能 。 在 电 动 机 运 行 中 ， 当 电 源 电 压降 低 于 额 定 电 压 的 85%以 下 时 ， 接 触 器 线 圈 磁 通 量减 小 ， 电 磁 吸 力 不 足 ， 使 衔 铁 释 放 ， 主 触 点 和 自锁 触 点 断 开 ， 电 动 机 停 转 ， 实 现 欠 压 保 护 ； 在 电动 机 运 行 中 ， 电 源 突 然 停 电 ， 电 动 机 停 转 。 当 电源 恢 复 供 电 时 ， 电 动 机 不 会 自 行 工 作 ， 实 现 了 失压 保 护 。 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 只 要 改 变 电 动 机

54、 定 子 绕 组 的 三 相 交 流 电 源 相序 ， 就 可 实 现 电 动 机 的 正 、 反 转 。 因 此 可 采用 两 个 接 触 器 来 实 现 不 同 电 源 相 序 的 换 接 。 第 4 章 电 动 机3. 电 动 机 的 正 反 转 控 制 2021-5-22 接 触 器 控 制 正 反 转 控 制 线 路 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 接 触 器 联 锁 正 、 反 转 控 制 线 路 第 4 章 电 动 机 2021-5-22 ： 在 同 一 时 间 里 两 个 接 触 器 只 允 许 一 个 工 作 的控 制 作 用 称 为 互 锁 或 联 锁 。： 在

55、 正 、 反 两 个 接 触 器 中 互 串 一 个 对 方 的动 断 触 点 ， 这 对 动 断 触 点 称 为 称 为 互 锁 触 点 或 连 锁触 点 。当 要 求 甲 接 触 器 工 作 时 ， 乙 接 触 器 就 不 能 工 作 ， 此 时应 在 乙 接 触 器 的 线 圈 电 路 中 串 入 甲 接 触 器 的 常 闭 触 点 。当 要 求 甲 接 触 器 工 作 时 ， 乙 接 触 器 就 不 能 工 作 ， 而乙 接 触 器 工 作 时 甲 接 触 器 也 不 能 工 作 ， 此 时 两 个 接触 器 线 圈 电 路 互 串 对 方 的 常 闭 触 点 。 第 4 章 电 动

56、机 2021-5-22 双 重 互 琐 的 正 反 转 控 制 线 路 2021-5-22 （ 1） 额 定 电 压 运 行 时 定 子 绕 组 接 成 三 角 形 的 三 相笼 型 异 步 电 动 机 ， 可 以 采 用 Y/ 降 压 启 动 方 式 来实 现 限 制 启 动 电 流 的 目 的 。 （ 2） 电 动 机 启 动 时 ， 定 子 绕 组 接 成 星 型 ， 启 动 快运 转 后 再 接 成 三 角 形 全 压 运 行 。 （ 3） Y/ 降 压 启 动 ， 仅 适 用 于 空 载 或 轻 载 启 动 的场 合 。 第 4 章 电 动 机4. 电 动 机 的 Y/ 降 压 启

57、动 2021-5-22 第 4 章 电 动 机 Y/ 降 压 启 动 控 制 原 理 图 2021-5-22 (4)电 路 控 制 原 理 ： 合 上 电 源 开 关 QF， 按 下 启 动 按 钮 SB2， 接 触 器 KM1、KM3得 电 自 锁 ， 电 动 机 定 子 绕 组 星 形 接 线 ， 降 压 启动 ； 同 时 时 间 继 电 器 KT得 电 延 时 ， 当 延 时 时 间 到 ，KT常 闭 触 点 断 开 ， KM3失 电 ， KT常 开 触 点 闭 合 使KM2得 电 自 锁 ， 电 动 机 定 子 绕 组 换 接 为 三 角 形 全 压运 行 。 当 KM2得 电 后 ， 其 常 闭 触 点 断 开 使 KT失 电 ，以 免 KT长 期 通 电 。 KM2、 KM3的 常 闭 触 点 为 互 锁触 点 ， 以 防 止 电 动 机 定 子 绕 组 同 时 联 接 成 星 型 和 三角 形 造 成 电 源 短 路 。 时 间 继 电 器 KT延 时 动 作 时 间 ，就 是 电 动 机 接 成 形 的 降 压 起 动 过 程 时 间 。 第 4 章 电 动 机