电机与电气控制技术4324（1）

1、电机与电气控制技术王方元王方元课程介绍课程介绍电机与电气控制技术电机：第一章 变压器 第二章 三相异步电动机 第三章 直流电动机 第四章 常用控制电机*电气控制：第五章 常用低压电器 第六章 电气控制电路基本环节 第七章 典型设备电气控制电路分析 电机学电力拖动基础绪论绪论电能：电能：现代工业生产的主要能源和动力。电动机：电动机：将电能转换为机械能拖动生产机械 的驱动元件。优点：优点：控制方法更简便，并可实现遥控和自动控制 。 电力拖动系统：电力拖动系统：用电动机拖动工作机械运动的系统。 电力拖动系统电力拖动系统主要由电动机、传动机构和控制设备三个基本环节组成。控制设备控制设备传动机构传动机构

2、电动机电动机工作机械工作机械反馈装置反馈装置电电 源源电力拖动系统电力拖动系统电力拖动系统：开环系统 闭环系统没有有控制设备传统采用继电控制设备传统采用继电-接触器控制系统。接触器控制系统。 反馈反馈装置装置 有触点系统：有触点系统：继电器、接触器 优点：动作可靠，机械强度好，开关特性稳定； 缺点：动作速度慢，消耗功率多，灵敏度较低、体积较大和机械部分容易磨损等。 无触点系统：无触点系统：数字电路 优点：动作速度快、消耗功率少、灵敏度高、体积小重量轻而且没有机械磨损。 缺点：抗干扰能力差，易受温度变化的影响，参数稳定性较差等。 一、电机与电力拖动系统发展概况一、电机与电力拖动系统发展概况 19

3、世纪末，电动机逐渐代替了蒸汽机，出现了电力拖动。集中拖动 20世纪20年代，发展成为单独拖动。进一步简化机械传动机构。 20世纪30年代，出现了多电动机拖动。使生产机械的机械结构大为简化。 奥斯特奥斯特法拉第法拉第安培安培出现了电动机和发电机的雏形出现了电动机和发电机的雏形二、电力拖动自动控制的发展二、电力拖动自动控制的发展 最初是用用数量不多的继电器、接触器及保护元件组成的继电-接触器控制系统。 20世纪60年代出现了顺序控制器。 20世纪70年代出现了可编程序控制器。 20世纪40年代末美国开始研究数控机床，1952年美国麻省理工学院(mit)伺服机构实验室成功，第一台数控机床问世，成为世

4、界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。三、课程的性质和学习方法三、课程的性质和学习方法 强调电动机在自动控制系统中的应用，将电动机作为一个驱动元件来对待，以三相异步电动机为重点，以低压电器为控制元件，以电动机控制电路基本环节为主线，分析生产机械典型设备的电气控制，培养学生对典型生产机械控制电路及其电气设备常见故障的分析能力，并力求能举一反三，触类旁通。 本课小结 一、电力拖动系统的组成 二、电机与电力拖动系统发展概况 三、电力拖动自动控制的发展 第五章第五章 常用低压电器常用低压电器 凡用于交流电压1200V及以下、直流电压1500V及以下的电路中，起通断、保护、起通断、保护、控

5、制、检测或调节作用控制、检测或调节作用的电器。 低压电器低压电器第一节第一节 常用低压电器的基本知识常用低压电器的基本知识 一、低压电器的分类：一、低压电器的分类：（一）低压配电电器用于供、配电系统中进行电能输送和分配的电器。刀开关、低压断路器、熔断器等（二）低压控制电器用于各种控制电路和控制系统的电器。如转换开关、按钮、接触器、继电器等（三）低压主令电器用于发送控制指令的电器。如按钮、主令开关、行程开关等。（四）低压保护电器用于对电路及用电设备进行保护的电器。如熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。（五）低压执行电器用于完成某种动作或传送功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。二、电磁式低

6、压电器的组成与原理二、电磁式低压电器的组成与原理 从结构上看，电器一般都具有两个基本组成部分，即感受部分与执行部分。 感受部分接受外界输入的信号，并通过转换、放大与判断作出有规律的反应，输出相应的指令，驱动执行部分动作，实现控制的目的。 对有触点的电磁式电器，感受部分是电磁机构，执行部分是触头系统。 （一）电磁机构（一）电磁机构 1.结构形式结构形式 由吸引线圈，铁芯和衔铁组成。 吸引线圈通以一定的电压和电流产生磁场及吸力，并通过气隙转换成机械能，带动衔铁运动使触头动作，完成触头的断开和闭合，实现电路的分断和接通。 吸引线圈用以将电能转换为磁能。 直流电磁线圈：无骨架，高而薄的瘦高型。 交流电

7、磁线圈：铁芯和衔铁用硅钢片叠制而成，有骨架，线圈短而厚的矮胖型。 2.工作原理工作原理 当吸引线圈通入电流后，产生磁场，磁通经铁芯、衔铁和工作气隙形成闭合回路，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁芯。 与此同时，衔铁还受到反作用弹簧的拉力，只有当电磁吸力大于弹簧反力时，衔铁才可靠的被铁芯吸住。而当吸引线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在弹簧作用下，与铁芯脱离，即衔铁释放。 电磁机构的工作特性常用反力特性和吸力特性来表述。电磁机构工作原理电磁机构工作原理（二）触头系统（二）触头系统 是电磁式电器的执行部分，起接通和分断电路的作用。 1.触头的接触形式：触头的接触形式：点接触、线接触和面接触。 2.触头的结构形

8、式：触头的结构形式： 触头按其吸引线圈未通电时触头的原始状态可分为常开触头和常闭触头。 按触头控制的电路可分为主触头和辅助触头。 3.接触电阻接触电阻 触头闭合且有工作电流通过时的状态称为电接触状态，电接触状态时触头之间的电阻称为接触电阻。 接触电阻较大，电流流过触头时造成较大的电压降。（三）电弧的产生和灭弧方法（三）电弧的产生和灭弧方法 1.电弧的产生电弧的产生 在自然环境下断开电路时，如果被断开电路的电流（电压）超过某一数值时，触头间气体在强电场作用下游离出大量的电子和离子，绝缘的气体变成了导体。 电弧的产生主要经历以下电弧的产生主要经历以下4个物理过程：个物理过程： 1）强电场放射 2）撞击电离 3）热电子发射 4）高温游离 2.灭弧的基本方法灭弧的基本方法 1）拉长电弧，从而降低电场强度。 2）用电磁力使电弧在冷却介质中运动，降低弧柱周围的温度。 3）将电弧挤入绝缘壁组成的窄缝中