电动机电器控制技术基础

1、7.1常用低压控制电器及应用,用于各种控制电路和控制系统的电器称做低压控制电器。如：接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。,第七章电气控制技术基础,7.1.1、手动电器,应用广泛的一类手动电器。主要有刀开关、组合开关、以及用刀开关与熔断器组合成的胶盖瓷底刀开关和熔断器式刀开关，还有转换开关等。,用途：主要用来接通和断开不频繁操作的设备的电源。,操作手柄,闸刀,文字符号及图形符号,（一）闸刀开关,刀开关安装时，合上开关时其手柄在上方，不得倒装或平装。,封闭式负荷开关,封闭式负荷开关主要有两个特点：一是采用储能分合闸机构，提高开关的通断能力，延长使用寿命；二是设置了联锁装置，确保了操作安

2、全。,1. 用途：常用于机床控制电路的电源开关，也用于小容量电动机的起 / 停控制或照明线路的开关控制。,2. 结构：对常用的三极开关来说，每一极有一对静触片与盒外接线柱相接，动触片受手柄控制可以转动，以达到线路的通 / 断控制。,3. 种类：有单极、双极、三极和四极等，额定电流有10、25、60 和 100A等多种。,（二）组合开关,图HZ10-10/3 型组合开关结构 (a) 外形； (b) 结构,手柄,文字符号及图形符号,图 用组合开关起停电动机的接线图,HZ5B型组合开关，适用于交流50HZ，额定电压380V及以下的电路中，可作电动机起动、停止、换向、变速之用。,（三）、控制按钮,用途

3、：接通或切断控制电路。,LAY39 系列按钮,按钮结构图,文字符号及图形符号,动合触点 （常开触点）,动断触点 （常闭触点）,交流接触器,辅助触点,灭弧罩,线圈,主触点,线圈,KM,交流接触器的图形和文字符号,辅助触点,主触点,动合触点,动断触点,1. 交流接触器,7.1. 2自动电器,接触器的内部结构图,线圈,交流接触器工作示意图,用途：用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。,选择接触器主要考虑： 主触点额定电压、额定电流；辅助触点种类、数量及触点额定电流；电磁线圈的电源种类，颁率和额定电压。,主触点电压、电流 负载额定电压、电流电流,2.电磁式中间继电器,用途：用

4、来传递或转换信号，或同时控制多个电路，也可以直接控制小容量电动机或其它电气执行元件。,结构：如图与交流接触器基本相同，只是容量小些，触点多些。,选用：中间继电器主要考虑电压等级和触点数量。,中间继电器触头容量小，触点数目多，用于控 制线路。,(a) 外形,中间继电器外形与符号,发热元件接入电机主电路，若长时间过载，双金属片被加热。因双金属片的下层膨胀系数大，使其向上弯曲，杠杆被弹簧拉回，常闭触点断开。,(b)结构原理图,(a) 外形图,用于电动机的过载保护。,3. 热继电器,用途：主要用于电动机的过载保护。,热继电器的图形和文字符号,动断触点,FR,热元件,由于热惯性，热继电器不能作短路保护，

5、对电动机的瞬间过载不会造成不必要的停车现象。,图. 热继电器工作原理示意图,文字符号和图形符号,熔断器是一种广泛应用的最简单的有效的短路保护电器 。在使用时，熔断器串接在所保护的电路中，当电路发生短路或严重过载时，它的熔体能自动迅速熔断，从而切断电路，使导线和电气设备不致损坏。,熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.,一、熔断器结构及工作原理,4. 、熔断器,结构：熔体（俗称保险丝）、熔管、熔座三部分组成。,按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。,瓷插式熔断器

6、,螺旋式熔断器,有填料封闭管式熔断器,熔断器的典型产品,图磁插式熔断器结构,磁插式熔断器结构如图 所示。 因为磁插式熔断器具有结构简单、 价廉、外形小、更换熔丝方便等优点，所以它被广泛地用于中、小容量的控制系统中。磁插式熔断器的型号为RC1A系列。 ,RT14圆筒形熔断器,熔断器底座,图 7.1.7螺旋式熔断器,图瓷插式熔断器 (a) 外形； (b) 结构,有填料管式熔断器,无填料密封管式熔断器外形和结构 ：,5、低压断路器,低压断路器又称自动开关或空气开关。它相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合，是一种既有手动开关作用又能自动进行欠压、失压、过载和短路保护的电器。是常用的多性能

7、低压保护电器。自动空气断路器的结构形式很多。 下面是其一般原理图。,自动空气开关示意图,用途：用于低压电路的短路、严重过载及欠电压保护。,释放拉簧,主触点,锁钩连杆,行程开关又称限位开关，能将机械位移转变为电信号，以控制机械运动。种类按运动形式分为直动式、转动式；按结构分为直动式、滚动式、微动式。,1、直动式行程开关,6、行程开关,(b)示意图,(a)外形图,2、滚轮式行程开关,3、微动开关,LXP1-200系列行程开关,LX19-B系列行程开关,动断触点,动合触点,图形符号,时限控制：按一定的时间间隔来接通或断开控制电路。,分类：电磁式、空气阻尼式、电子式等类型。,型 号: JS14P,延时

8、范围:1S99h,7、时间继电器,通电延时空气式时间继电器,断电延时的空气式时间继电器结构示意图,文字符号及图形符号,延时闭合的动合触点,延时断开的动合触点,延时闭合的动断触点,延时断开的动断触点,电子式时间继电器,6.1 三相异步电动机的结构,第6章 交流电动机,6.2 三相异步电动机的工作原理,6.3 三相异步电动机转矩与机械特性,6.5 三相异步电动机的起动调速和制动,6.4 三相异步电动机铭牌数据,6.6 单相异步电动机,1. 了解三相交流异步电动机的基本构造和转动 原理。,本章要求：,2. 理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握 起动和反转的基本方法, 了解调速和制动的 方法。,3.

9、 理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。,第6章 交流电动机,电动机的分类：,鼠笼式异步交流电动机授课内容： 基本结构、工作原理、 机械特性、控制方法,第6章 交流电动机,三相异步电机,6.1 三相异步电动机的结构,定子铁心,定子绕组,端盖,风扇,机座,接线盒,罩壳,转子,转轴,主要部件是由定子和转子两大部分组成。 此外，还有端盖、轴承、风扇等部件。,端盖,轴承盖,1.三相感应电动机的定子,定子由机座、定子铁心、定子绕组组成：,b）定子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲叠而成，铁心内开有均匀的槽，嵌放定子绕组。,c）定子绕组：由完全相同的三个绕组组成，空间互差120度，可接成Y或。,定子绕组,机座

10、,铁心,a）机座：起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁制造。,定子铁心冲片,U1,U2,三相定子绕组,（U相）,2.三相感应电动机的转子,转子由转子铁心和转子绕组组成： 转子铁心：和定子铁心一样，既是电动机磁路的一部分，又能安放转子绕组。 转子绕组：有笼型和绕线型两种。 （1）笼型绕组：导体用铜条或铝条，两头用端环联接。结构可靠简单，但是转子电阻固定。 （2）绕线型转子：接成星型的三相绕组通过滑环与外电路联接，便于串入电阻改善电动机的运行性能。,转子: 在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。,三相异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕 组和转轴组成。,铁心,转子绕组,转轴,笼型转子,去掉铁心

11、后的转子导条,转子铁心冲片,(1) 鼠笼式转子,鼠笼转子,铁芯槽内放铜条，端 部用短路环形成一体。 或铸铝形成转子绕组。,(2) 绕线式转子,同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。,* 绕线转子电动机,绕线式转子的绕组是由绝缘导线做成绕组元件，放在转子铁心槽内，,绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转轴上的三个铜环上，通过一组电刷把转子绕组从三个接线端引出来并与外电路相连接。上图所示是绕线式转子的结构和接线图。,图 绕线转子异步电动机示意图 （a） 接线图; （b） 提刷装置,鼠笼式电动机与绕线式电动机的的比较：,鼠笼式： 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。,绕

12、线式： 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。,6.2 三相异步电动机的工作原理,三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕 组。接入三相对称电源。,定子绕组,U1,U2,V1,V2,W1,W2,定子绕组Y接,()电流入,()电流出,6. 2. 1 旋转磁场,规定,1.旋转磁场的产生,t =0 iu= 0 iv为负值 iw为正值,t=0,360,240,120,t = 120,t = 240,t = 360,N,S,N,N,N,S,S,S,分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360,空间相差120 角的三相绕组

13、，通入对称三相电流时，产生的是一对磁极的旋转磁场，磁场的旋转方向与绕组中电流的相序一致。,如果改变流入三相绕组的电流相序,就能改变旋转磁场的旋转方向，三相异步电动机的旋转方向也就跟着改变。,如果电流的相序为U-V-W-U 则旋转磁场为顺时针方向。,n0,2.旋转磁场的旋转方向,t=0,360,240,120,U1,V1,W1,iu,iw,iv,t = 240,绕组中电流的相序为U- W - V -U，磁场逆时针旋转。,把三相异步电动机的三根线任意调换两根与电源相接，电动机旋转方向反向。,t = 360,方法：将电源任意两相互换相接 (改变相序)，就可实现反转。,三相异步电动机的正、反转,正转,

14、反转,M 3,电 源,U,V,W,M 3,电 源,U,U,V,V,W,W,2.接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y接,2.接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y接,3.旋转磁场的极对数P,当三相定子绕组按图示排列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：,若定子每相绕组由两个线圈串联 ，绕组的始端 之间互差60，将形成两对磁极的旋转磁场。,极对数,旋转磁场的磁极对数 与三相绕组的排列有关,4.旋转磁场的转速,工频：,旋转磁场的转速取决于磁场的极对数,p=1时,p=2时,旋转磁场转速n0与极对数 p 的关系,6. 2. 2 电动机的转动原理,1. 转动原理,U

15、,U,V,W,V,W,定子三相绕组通入三相交流电,感应电动势 E20,电磁力F,+,转子 转速n,旋转的磁场可以带动转子同方向旋转,异步电动机原理图,转子,定子,磁场转速n0,n,三相异步电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。,磁场转 速n0,转子,感应电动势(电流),三相感应电动机的工作原理（图解）,对称三相正弦交流电通入对称三相定子绕组，便形成旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。感应电流受到旋转磁场的作用便形成电磁转矩，转子便沿着旋转磁场的转向逐步转动起来。转子转速不断升高，但不可能达到同步转速。如果nn0，则转子导体与旋转磁场之间就不再

16、存在相互切割运动，也就没有感应电动势和感应电流，也就没有电磁转矩，转子转速就会变慢。由于在电动运行状态下总是nn0，因此称为“异步”电动机。又因其转子电流是由电磁感应产生的，又称“感应”电动机。,6. 2. 3 转差率,旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与 旋转磁场的同步转速之比称为转差率。,由前面分析可知，电动机转子转动方向与磁场 旋转的方向一致，但转子转速 n 不可能达到与旋转磁场的转速相等，即,如果:,因此，转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。,异步电动机运行中:,转子转速亦可由转差率求得,转差率s,例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/min，电源频率 f1=50

17、 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。,解：,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：n0=1000 r/min , 即,p=3,额定转差率为,例2 一台额定转速为1450r/min的三相异步电动机，求：额定转差率。,解：,因为sN= 0.01 0.06，所以该电动机为4极电机，旋转磁场转速为1500 r/min。,6.3.1 三相异步电动机的电路分析,三相异步电动机的电磁关系与变压器类似。,变压器： 变化 e U1 E1= 4.44 f N1 E2= 4.44 f N2,E1 、E2 频率相同，都等于电源频率。,6.3 三相异步电动机转矩与机械特性,一. 定子电路,1

18、.旋转磁场的磁通,异步电动机： 旋转磁场切割导体 e， U1 E1= 4.44 f 1N1,每极磁通,旋转磁场与定子导体间的相对速度为 n0 ，所以,2.定子感应电势的频率 f1,感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关,f 1= 电源频率 f,二. 转子电路,1. 转子感应电势频率 f 2,定子导体与旋转磁场间的相对速度固定，而转子 导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而 变化, 定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2,转子感应电势频率 f 2,旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同,2. 转子感应电动势E 2,E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2,

19、当转速 n = 0(s=1)时， f 2最高，且 E2 最大，有,E20= 4.44 f 1N2,转子静止时 的感应电势,即E2= s E20,转子转动时 的感应电势,3. 转子感抗X 2,当转速 n = 0(s =1)时， f 2最高，且 X2 最大，有,X20= 2 f1L2,即X2= sX20,4. 转子电流 I2,5. 转子电路的功率因数 cos2,转子绕组的感应电流,转子绕组的感应电流,转子电路的功率因数,结论：转子转动时，转 子电路中的各量均与转 差率 s有关，即与转速 n有关。,三. 转矩公式,转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。,常数，与电 机结构

20、有关,旋转磁场 每极磁通,转子电流,转子电路的 功率因数,由此得电磁转矩公式,E20= 4.44 f 1N2,由公式可知,电磁转矩公式,1. T 与定子每相绕组电压 成正比。U 1 T ,2. 当电源电压 U1 一定时，T 是 s 的函数。,3. R2 的大小对 T 有影响。绕线式异步电动机可外 接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。,根据转矩公式,得特性曲线：,6.3.2 三相异步电动机的机械特性,电动机在额定负载时的转矩。,1.额定转矩TN,一.三个重要转矩,额定转矩,(N m),如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额

21、定转矩为,2.最大转矩 Tmax,转子轴上机械负载转矩T2 不能大于Tmax ，否则将 造成堵转(停车)。,电机带动最大负载的能力。,临界转差率,将sm代入转矩公式，可得,当 U1 一定时，Tmax为定值,过载系数(能力),一般三相异步电动机的过载系数为,工作时必须使T2 Tmax ，否则电机将停转。,电机严重过热而烧坏。,3. 起动转矩 Tst,电动机起动时的转矩。,起动时n= 0 时，s =1,(2) Tst与 R2 有关， 适当使 R2 Tst 。对绕线式 电机改变转子附加电阻 R2 , 可使Tst =Tmax 。,Tst体现了电动机带载起动的能力。 若 Tst T2电机能起动，否则不能

22、起动。,起动能力,二. 电动机的运行分析,电动机的电磁转矩可以随负载的变化而自动调 整，这种能力称为自适应负载能力。,自适应负载能力是电动机区别于其它动力机械 的重要特点（如：柴油机当负载增加时，必须由 操作者加大油门，才能带动新的负载） 。,此过程中， n 、sE2 , I2 I1 电源提供的功率自动增加。,T2,s,T2 T,T =T2,n ,T ,达到新的平衡,1. U1 和 R2变化对机械特性的影响,(1) U1 变化对机械特性的影响,T2,(2) R2 变化对机械特性的影响,R2,Tst ,n,硬特性：负载变化时，转速变化不大，运行特性好。,软特性：负载增加时转速下降较快，但起动转矩

23、大，起动特性好。 ,(2) R2 变化对机械特性的影响,不同场合应选用不同的电机。如金属切削，选硬特性电机；重载起动则选软特性电机。,例1:,1),解:,一台Y225M-4型的三相异步电 动机，定子 绕组型联结，其额定数据为：P2N=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) 额定电流IN? 2) 额定转差率sN? 3) 额定转矩 TN 、最大转矩Tmax 、和起动转矩TN 。,2）由nN=1480r/min，可知 p=2 （四极电动机）,3）,6.4 三相异步电

24、动机铭牌数据,1. 型号,例如： Y 132 M4,用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。,教材表6.4.1中列出了各种电动机的系列代号。,异步电动机产品名称代号,2. 接法,接线盒,定子三相绕组的联接方法。通常,Y 联结, 联结,2.接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y接,3. 电压,例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。,说明：一般规定，电动机的运行电压不能高于或低 于额定值的 5% 。因为在电动机满载或接近 满载情况下运行时，电压过高 或过低都会使 电动机的电流大于额定值, 从而使电动机过热。,电

25、动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。,三相异步电动机的额定电压有380V，3000V, 及6000V等多种。,4. 电流,例如： Y / 6.73 / 11.64 A 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。,5. 功率与效率,电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。,额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机 械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1。,注意：实用中应选 择容量合适的电机，防止出现 “大马拉 小车” 的现象。,6. 功率因数,三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载 时约为 0.7 0.9。空载时

26、功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。,7. 额定转速,电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。,如： n N =1440 转/分 sN = 0.04,8. 绝缘等级,指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分 为A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。,6.5 三相异步电动机的起动调速反转和制动,6. 5. 1三相异步电动机的起动,起动问题：起动电流大，起动转矩小。 一般中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍; 电动机的起动转矩为额定转矩的(1.02.2)倍。,后果：,原因：,起动： n = 0，s =1, 接通电源。,起动方法,(1

27、) 直接起动 一、二十千瓦以下的异步电动机一般都采用直接起动。,优点：控制电路简单。 缺点：没有失压保护; 不能实现遥控和自控； 不便频繁起、停控制。,用刀开关（或转换开关）直接控制电路,（适用于鼠笼式电动机）,(3) 转子串电阻起动,（适用于绕线式电动机）,以下介绍降压起动和转子串电阻起动。,1. 降压起动,(1) Y 换接起动,降压起动时的电流 为直接起动时的,起动,设：电机每相阻抗为,Y 起动器接线简图,静触点,Y 起动器接线简图,Y起动,Y 起动器接线简图, 工作,(a) 仅适用于正常运行为三角形联结的电机。,Y 换接起动适合于空载或轻载起动的场合,Y- 换接起动应注意的问题,(2)

28、自耦降压起动,Q2下合： 接入自耦变 压器，降压 起动。,Q2上合： 切除自耦变 压器，全压 工作。,合刀闸开关Q,Q2,自耦降压起动适合于容量较大的或正常运行时 联成 Y形不能采用Y起动的鼠笼式异步电动机。,R,R,R,定子,转子,起动时将适当的R 串入转子电路中，起动后将R 短路。,起动电阻,（3）.绕线式电动机转子电路串电阻起动,若R2选得适当，转子电路串电阻起动既可以降低起动电流，又可以增加起动转矩。,常用于要求起动转矩较大的生产机械上。,R2 Tst ,转子电路串电阻起动的特点,1 .变频调速 (无级调速),频率调节范围： 0.5几百赫兹,6.5.2 三相异步电动机的调速,变频调速方

29、法可实现无级平滑调速,调速性 能优异，因而正获得越来越广泛的应用。,2 .变极调速 (有级调速),电源频率不变，改变电动机的磁极对数 p 调速。,有级调速,P=2,定 子 绕 组 接 线,电机磁场情况,P=1,U1,U2,*三相变极多速异步电动机的原理与接线,采用变极调速方法的电动机称作双速电机， 由于调速时其转速呈跳跃性变化，因而只用在对 调速性能要求不高的场合，如铣床、镗床、磨床 等机床上。,1)YY接法 三相24极24槽YY 接法双速电动机线圈及出线端接法如图所示。这种调速基本上属于恒功率调速，适用于一般金属切削机床。,4,5,6,4,1,5,2,6,3,1,2,3,L1,L2,L3,L

30、1,L2,L3,P=1 YY,P=2,2)YYY接法 三相24级24槽YYY接法双速电动机线圈及出线端接法如下图所示。这种调速基本上属于恒转矩调速，适用于起重机、运输带等机械。,4,5,6,4,1,5,2,6,3,1,2,3,L1,L2,L3,L1,L2,L3,P=2 Y,P=1 YY,双速电动机变极调速控制电路,4,5,6,4,1,5,2,6,3,1,2,3,L1,L2,L3,L1,L2,L3,3 . 变转差率调速 (无级调速),变转差率调速是绕线式电动机特有的一种调 速方法。其优点是调速平滑、设备简单投资少， 缺点是能耗较大。这种调速方式广泛应用于各种 提升、起重设备中。,方法：任意调换电

31、源的两根进线，电动机反转。,电动机 正转,电动机 反转,6.3.1.三相异步电动机的反转,6.3 三相异步电动机的反转和制动,6.3.2 制动,制动方法,能耗制动 反接制动,1. 反接制动,停车时，将接入电动机的三相电源线中的任意两相对调，使电动机定子产生一个与转子转动方向相反的旋转磁场，从而获得所需的制动转矩，使转子迅速停止转动。,2. 能耗制动,在断开三相电源的同时，给电动机其中两相 绕组通入直流电流，直流电流形成的固定磁场与 旋转的转子作用，产生了与转子旋转方向相反的 转距（制动转距），使转子迅速停止转动。,电动机用来驱动各类机械，因此电动机应依机械的负载特性来选择。选择电动机应遵循下列

32、原则。 (1)根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的起动、制动、正反转、调速等要求，合理选择电动机种类。 (2)根据负载转矩、转速变化范围和起动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和起动转矩，合理选择电动机的功率，使功率匹配合理，力求安全、可靠、经济。 (3)根据生产机械的最高转速和对电力传动系统调速的要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的额定转速。,*6.5.4 三相异步电动机的选择,一般原则,(4)根据企业电网电压标准和对功率因数的要求，确定电动机的电压等级。 (5)根据现场的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯、腐蚀及易燃易爆气体含量等，并考虑必要的保护方式，选择电动机

33、的防护结构型式。 (6)选择电动机时，应考虑产品的价格，建设费用和运行费用，力求综合经济效益最好。 (7)选择电动机时，应考虑影响安装、运行和维护的因素，力求安装、检修方便，运行可靠。 (8)要贯彻国家的技术经济政策，积极采用国家明令推广的新产品，不用淘汰的产品(如J2、J02、J03系列电机)。 以上原则中，前五项为选择电动机的主要依据。除上述原则外，还应考虑环保、货源及现有技术状况等问题。总之，选择电动机需要有综合的观点，在满足技术要求的条件下，力求经济性最优。,1.种类的选择,一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。 只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场 合才选用绕线式电动机。,2.

34、结构型式的选择,根据工作环境的条件选择不同的结构型式， 如开启式、防护式、封闭式、防爆式电动机。,3 .功率的选择,功率选得过大不经济，功率选得过小电动机容易因过载而损坏。,1） 对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。,2） 对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。,4. 电压的选择,根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。,Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个 等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。,5.转速的选择 电动机的额定转速。应仅可能接近生产机械的最高转速，采用直接传动以简化传动系统。生

35、产机械转速较低的可用减速器传动生产机械，而不用低速电机。,补充： 三相异步电动机定子绕组首尾端判别,方法之一 1) 先用摇表或万用表电阻档分别找出三相绕组的各相两个线头。 2) 给各相绕组假设编号为U1、，U2、V1、V2和W1、W2。 3） 按图方法之一接线，用手转动电动机转子，如万用表(微安档)指针不动，则证明假设的编号是正确的；若指针有偏转，说明其中有一相首尾端假设编号不对。应逐相对调重测，直至正确为止。,用万用表或微安表判别6个线头的首尾端,方法之二 1) 先分清三相绕组各相的两个线头，并进行假设编号。按图接线。 2) 注视万用表(微安档)指针摆动的方向，合上开关瞬间，若指针摆向大于零

36、的一边，则接电池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端；如指针反向摆动，则接电池正极的线头与万用表正极所接的线头同为首端或尾端。 3) 再将电池和开关接另一相两个线头，进行测试，就可正确判别各相的首尾端。图中的开关可用按钮开关。,结论：正打负为首,6.6.1 单相异步电动机的工作原理,6.6 单相异步电动机,单相异步电动机,单相定子绕组，笼型转子。,结构：,工作原理及特点： 单相定子绕组产生的是脉动磁场，可分解为大小、转速相同而转向相反的两个磁场，当S=1时，对转子产生的合成力矩为零，所以起动转矩为零。,电源：单相交流电源。,功率：几 几百瓦。,用途：,家用电器（风扇、冰箱、洗衣机等）

37、 及功率不大的电动工具。,鼠笼式转子 导条及电流,当定子绕组产生的合成磁场增加时，根据 右手螺旋定则和左手定则，可知转子导条左、 右受力大小相等方向相反，所以没有起动转矩。,A,A,常用类型：,电容分相式、罩极式单相异步电动机。,为了获得所需的起动转矩，单相异步电动 机的定子进行了特殊设计。常用的单相异步电 动机有电容分相式异步电动机和罩极式异步电 动机。他们都采用鼠笼式转子，但定子结构不 同。,6.6.2 电容分相式异步电动机,电容分相式异步电动机的定子中放置有两个 绕组，一个是工作绕组 AA，另一个是起动绕 组 BB ,两个绕组在空间相隔90。起动时， B B 绕组经电容接电源，两个绕组的

38、电流相位相 差近90，即可获得所需的旋转磁场。,设两相电流为,矢量图如图所示。,起动绕组,工作绕组,两相旋转磁场,iB,iA,O,两相电流,电动机转子转动起来后，利用 离心力将开关S断开(S是离心开 关)，使起动绕组BB断电。,实现正反转的电路,改变电容C的串联位置，可使 单相异步电动机反转。,将开关S合在位置1，电容C与 B绕组串联，电流 iB较iA超前近 90；当将S切换到位置2，电容 C与A绕组串联，电流iA 较iB 超 前近90。这样就改变了旋转磁 场的转向，从而实现电动机的 反转。,M ,单相异步电动机的调速,1串电抗器调速,2抽头法调速,6.6.3 罩极式单相异步电机,凸极定子,n

39、,极掌(极靴),短路环,鼠笼式转子,定子绕组,当电流i 流过定子绕组时，产生了一部分磁通1 ，同时产生的另一部分磁通与短路环作用生成了磁通2 。由于短路环中感应电流的阻碍作用，使得2在相位上滞后1 ，从而在电动机定子极掌上形成一个向短路环方向移动的磁场，使转子获得所需的起动转矩。,i,1,2,i,1,2,i,1,2,i,1,2,7.2三相异步电动机的基本控制,2. 电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字符号标注。同一电器的各部件如线圈和触点常常不画在一起，但用同一文字标明。,4. 各种电气线圈不能串联,3. 电气控制原理图中的全部触点都按“ 常”状态绘出现。,绘制电气原理图的规则：,1.

40、电器原理图分为主电路和控制电路。主电路可用粗实线画 在左侧（或上方），控制电路辅助电路可用细实线画在右侧（或下方） 。各电气元件按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。,刀开关控制电路,1.用刀开关（或转换开关）直接控制电路,7.2.1鼠笼式电动机的控制线路,2. 点动控制电路,KM,Q,FU,KM,SB,主电路,控制电路,闭合开关Q接通电源,按SBKM线圈得电,KM主触点闭合,动 作 过 程,M 运转,3.具有过载保护的控制电路,自锁,SBSTP,用接触器本身的触点使其线圈保持通电的环节称自锁环节。,工作过程：按下SBST KM得电电动机起动按下SBSTP KM断电电动机停止。,FR,过载保护

41、,如图是对中、小容量鼠笼式电动机直接起、停的控制线路。 主要电器：组合开关、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮开关。,M 3,QS,FU,KM,FR,SB2,SB1,电动机直接起动控制线路接线图,一、起动,起动时，接通组合开关，按动起动按钮SB2，则交流接触器通电，使衔铁吸合带动触头将常开触点接通，电动机通电开始运行。,QS,FU,SB,KM,FR,吸合后自锁,二、停止,停止时，按下停止按钮SB2，则交流接触器断电，使衔铁释放触头将常开触点断开，电动机停转。,三、短路保护,当电路出现短路时，线路电流突然变大，熔断器烧断而切断线路电源，电动机停转。 常开触点断开，线路恢复供电后电机不会自行起动 (失压、欠压保护)。,FU,四、过载保护,当电路电动机过载时，热继电器的发热元件将常闭触点断开，使接触器线圈断电主触点断开，电动机停转。,7.2.2点动控制电路,KM,SBST,SBSTP,FR,工作过程：按下SBST1 （或SBST2 ） KM 得电电动机起动按下SBSTP1 （或SBSTP2 ） KM 断电电动机停止。,起动按钮并联，停止按钮串联。,7.2.3 多地控制电路,控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动， 2. M2 可单独停车。,7.2.4、顺序联锁控制,顺序控制电路（1）：两电机只保证起动的先后顺序，没有延时要求。,FU,KM2,A,B,C,FU,M