电工学1第6章电动机与电气自动控制课件

1、交流电动机交流电动机 异步电动机异步电动机 同步电动机同步电动机 三相三相 单相单相 鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式 电容式电动机电容式电动机 分相式电动机分相式电动机 罩极式电动机罩极式电动机 在生产上主要用的是交流电动机在生产上主要用的是交流电动机 ，一般生产机械，都是用，一般生产机械，都是用三相异步电动机做动力。三相异步电动机做动力。 异步电动机具有异步电动机具有结构简单、操作方便、工作可靠、坚固耐结构简单、操作方便、工作可靠、坚固耐用、维护容易等优点用、维护容易等优点，缺点缺点是调速性能差、功率因数低。是调速性能差、功率因数低。 第第6章电动机与电气自动控制章电动机与电气自动控制 6.1.1

2、 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 一、电动机的结构一、电动机的结构 三相异步电动机三相异步电动机定子定子机座、铁心和定子绕组机座、铁心和定子绕组 转子转子转子铁心、转子绕组、风扇及转轴转子铁心、转子绕组、风扇及转轴 图图6-2 三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 三相三相定子绕组定子绕组由铜丝绕制由铜丝绕制成三个相同的线圈，共有成三个相同的线圈，共有6个引出线端子，如图个引出线端子，如图64所示，装在所示，装在接线盒接线盒中，中，接成星形（接成星形（Y）或三角形）或三角形（）后联到电源上）后联到电源上 。1. 定子定子图图6-4 定子绕组的星形联接和三角形联接定子绕组的星形联接

3、和三角形联接 定子定子铁心铁心和转子铁心均是由互相绝缘和转子铁心均是由互相绝缘的薄的薄硅钢片硅钢片叠成的叠成的,表面冲有槽，如图表面冲有槽，如图63所示，以放置三相定子绕组或放所示，以放置三相定子绕组或放置转子铜条置转子铜条 。图图6-3定子与转子铁心片定子与转子铁心片 鼠笼式鼠笼式在转子铁心的槽中放置铜条，在转子铁心的槽中放置铜条，两端用端环联接或在槽中浇铸铝液，两端用端环联接或在槽中浇铸铝液，将端环、风扇铸成一鼠笼状将端环、风扇铸成一鼠笼状 。绕线式绕线式在转子铁心槽嵌入三相绕组且在转子铁心槽嵌入三相绕组且联成星形，其首端与导电滑环相联，再联成星形，其首端与导电滑环相联，再与电刷和附加电阻

4、（启动和调速）相联。与电刷和附加电阻（启动和调速）相联。 根据转子的构造不同，三相异步电动机又可分为根据转子的构造不同，三相异步电动机又可分为鼠笼式鼠笼式与与绕线式绕线式异步电动机。异步电动机。三相异步电动机三相异步电动机2. 转子转子 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性；变电动机的机械特性；适应于适应于空载空载和和轻载轻载启动。启动。 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性；外加电阻可人为改变电动机的机械特性；适应于适应于重载重载启动。启动。)/( 6010

5、分分转转pfn 2p180分）转/( 50011p360分）转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)f(Hz501 3p120分）转/( 00014p分分）转转/( 75090旋转磁场转速旋转磁场转速n0与频率与频率f1和极对数和极对数p有关。有关。%s)91( 转子转速亦可由转差率求得转子转速亦可由转差率求得0)(1nns %10000 nnns 例例1 1：一台三相异步电动机，其额定转速一台三相异步电动机，其额定转速 n= =975 r/min，电源频率，电源频率 f1 1= =50 Hz。试求电动机的。试求电动机的极对数和

6、额定负载下的转差率。极对数和额定负载下的转差率。解：解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：速的关系可知：n0=1000 r/min , 2.5%100%10009751000%10000 nnns 异步电动机的工作原理异步电动机的工作原理类似于变压器的工作原理，类似于变压器的工作原理，即即电电磁磁电电的原理：异步的原理：异步电动机三相电动机三相定子通电定子通电旋转旋转磁场磁场(转速为转速为n0)转子转子绕组中绕组中感应感应出出电流电流（ 表示）表示） 电磁力电磁力F （左手定则左手定则）电电磁转矩磁转矩T 电动机转子转动电动机转子转动 (

7、转速为转速为n， n n0) 。图。图6-11为电动机的转动原理图。为电动机的转动原理图。 图图6-11 电动机的转动原理图电动机的转动原理图 改变改变三相三相电源电源的的相序相序时，即把原三相绕组的接线端中时，即把原三相绕组的接线端中的任意两个端对调后，便使旋转磁场改变旋转方向，也的任意两个端对调后，便使旋转磁场改变旋转方向，也就就改变改变了三相了三相电动机电动机的的转动方向转动方向。 6.2.1 开关开关 (1)开关开关用来接通、断开和转换电路用来接通、断开和转换电路 。按钮开关按钮开关由按钮帽、动触点、静触点和传动机构组成。由按钮帽、动触点、静触点和传动机构组成。动作前就接通的触点称为动

8、作前就接通的触点称为常闭触点常闭触点（动断触点）（动断触点），动作前就，动作前就断开的触点称为断开的触点称为常开触点常开触点（动合触点）（动合触点） 。 常开触点常开触点:常闭触点：常闭触点： 复式触点复式触点6.2.2 熔断器熔断器 熔断器（熔断器（fuse）是一种）是一种短路保护短路保护电器，由熔体和熔管两部电器，由熔体和熔管两部分组成。分组成。6.2.3 热继电器热继电器热继电器热继电器利用电流的热效应而动作，主要用做利用电流的热效应而动作，主要用做过载保护过载保护和和缺相保护缺相保护。热继电器由。热继电器由热元件热元件、双金属片双金属片和和触点触点组成。组成。图 6-20 热继电器的外

9、形图和内部结构图速度继电器速度继电器反映转速和转向变化的继电器。感应式速度继反映转速和转向变化的继电器。感应式速度继电器由电器由转子转子、定子定子及及触点触点三部分组成。其转子与电动机的轴三部分组成。其转子与电动机的轴相连接，当电动机的速度下降到低于相连接，当电动机的速度下降到低于100r/min时，控制电路时，控制电路中速度继电器的触点断开，自动切断电源。中速度继电器的触点断开，自动切断电源。6.2.4 交流接触器和中间继电器交流接触器和中间继电器1.交流接触器交流接触器(零压保护零压保护)用来用来接通或切断接通或切断具有具有较大负载较大负载电流电流电路（如电动机）或其他设备主电路的一种电磁

10、式控制电器。电路（如电动机）或其他设备主电路的一种电磁式控制电器。 接触器主要由接触器主要由电磁铁电磁铁和和触点触点组成组成 。当线圈得电后，电磁铁当线圈得电后，电磁铁产生吸力，使常开触点闭合、常闭触点断开。接触器的触点产生吸力，使常开触点闭合、常闭触点断开。接触器的触点分为分为主触点主触点(主电路主电路)和和辅助触点辅助触点(控制回路）两种。控制回路）两种。6.2.4 交流接触器和中间继电器交流接触器和中间继电器1.交流接触器交流接触器图图 6-23 交流接触器的图形及文字符号交流接触器的图形及文字符号6.2.4 交流接触器和中间继电器交流接触器和中间继电器2.中间继电器中间继电器电流继电器

11、电流继电器和和电压继电器电压继电器 与接触器的结构和动作原理大致与接触器的结构和动作原理大致相同，只是电磁系统小些，触点的种类和数量多些。相同，只是电磁系统小些，触点的种类和数量多些。 中间继电器中间继电器实质上是一种电压继电器，其特点是触点的实质上是一种电压继电器，其特点是触点的数量较多、容量较大，能起到中间放大作用（在触点数量和数量较多、容量较大，能起到中间放大作用（在触点数量和容量上），可同时控制多个支路。在选用中间继电器时，主容量上），可同时控制多个支路。在选用中间继电器时，主要是考虑要是考虑电压等级电压等级和和触点触点（常开和常闭）（常开和常闭）数量数量。 时间继电器时间继电器是一种

12、延时自动控制电器，有是一种延时自动控制电器，有通电延时通电延时型和型和断断电延时电延时型两种。型两种。 通电延时型：通电延时型： 6.2.5 时间继电器时间继电器图图 6-25 时间继电器时间继电器图图 6-26 通电延时时间继电器的图形及文字符号通电延时时间继电器的图形及文字符号6.3 三相异步电动机的三相异步电动机的 控制线路控制线路 电气原理图电气原理图(GB)又又分分为为主电路主电路（强电流）和（强电流）和控制电路控制电路（弱（弱电流）两部分。电流）两部分。6.3.1直接起动控制线路直接起动控制线路 点动控制线路点动控制线路长动控制线路长动控制线路（自锁自锁）6.3.2正反转控制线路正

13、反转控制线路 将任意两根电源线对调，将任意两根电源线对调，就能使电动机反转就能使电动机反转 。A、C线对调线对调 KM1（正转）、（正转）、KM2（反转），两个不能同时（反转），两个不能同时工作（工作（互锁互锁），否则主触），否则主触点点短路短路，如图，如图 (a)。先按停。先按停止按钮止按钮SB1，解除互锁后，解除互锁后，才能反转才能反转 采用采用复式按钮复式按钮和互锁触和互锁触点的控制电路，如点的控制电路，如图图 (b)，可可直接直接进行进行正反转正反转切换。切换。 在实际生产中，常常要求电动机在实际生产中，常常要求电动机顺序启动顺序启动或或顺序停止顺序停止 ，顺序控制一般有顺序控制一般有动作顺序动作顺序控制和控制和时间顺序时间顺序控制两种情况。控制两种情况。 有两台电动机有两台电动机M1和和M2，启动时，启动时，M1启动后启动后M