第三章 交流电机控制电路设计基础
交流电力控制电路
用三对反并联晶闸管连接 成三相三线交流调压电路
• 首先要确定电路中门极起始控制点，把图中 的晶闸管换成二极管可看出，在电阻负载时 ，从相电压过零时刻开始，相应的二极管就 导通。因此，α的点应定在各相电压过零点 。
• 晶闸管VT1、VT3、VT5的触发相位依次相差 120°，VT4、VT6、VT2的触发相位依次也 相差120°，同相的两个晶闸管的触发相位相 差180°。这样，自VT1至VT6的触发相位依 次相差60°。
•
晶闸管与负载连接成内三 角形的三相交流调压电路
•连接成内三角形的交流调压电路
•
晶闸管与负载连接成内三 角形的三相交流调压电路
• 如上图所示，可以看成是三个由线电 压供电的单相交流调压电路的组合。 晶闸管点应定在线电压的零点上，VT1 ～VT6的触发脉冲依次相差60度。
•
晶闸管与负载连接成内三 角形的三相交流调压电路
（1） 固定周期控制 总控制周期数m不 变，通过调节导通 周期数n来调节导通 比，进而调节平均 输出功率。 1）全周波连续控制
•
由过零触发开关电路组 成的单相交流调功器
（1）固 定周期 控制
2）全周波 断续式
•
由过零触发开关电路组 成的单相交流调功器
•（2）可变周期控制： 即导通周期数n不变， 而改变控制周期数m， 从而控制导通比及输出 功率。
• 由过零触发开关电路组成的单相交 流调功器，是采用周期控制的方式 。即将交流电源与负载接通几个整 周期，再断开几个整周期，通过改 变接通周期数与断开周期数的比值 来调节负载上的平均功率。即通过 控制导通比D=n/m可以调节平均功 率。
•
由过零触发开关电路组 成的单相交流调功器
3. 零触发的两种工 作模式
第三章 交流电机控制电路设计基础
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第二节 交流异步鼠笼电机的正转与反转控制电路
在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让电动机做正反转运 动。我们在学习电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的任意两根联线对 调即可。为此我们采用了图示的控制线路。
操作过程：
二、电机的Y-Δ启动
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
工作过程
1)合上QS，按下SB2，KM 线圈吸合，KM 主触点 闭合，电动机运转。
2)KM辅助常开触点闭合， 自锁。
3)按下SB1，KM线圈断 电，主触点、辅助触点断 开，电动机停止。
自锁另一作用： 实现欠压和失压保
护
三相鼠笼异步电动机起、停控制线路
动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会反向旋转。
由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串入电阻以限制制动电流。反
接制动电阻的接法有两种：对称电阻接法和不对称电阻接法。
单
向
运
行
的
三
相
异
步
电
动
机
反
接
制
动
控
制
线
路
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第四节 两台电机的顺序启动与同时停车
SB1
SB3
停车 SB2
正转 反转
该电路必须先停车才能由正转 到反转或由反转到正转。SB1和SB2 不能同时按下，否则会造成短路！
第三章 交流电机控制电路设计基础
互锁作用：正转时， SB2不起作用；反转 时，SB1不起作用。 从而避免两触发器同 时工作造成主回路短 路。
大连理工大学 电工学-第3章交流电路-1
U =U∠ψ =Uejψ =U(cosψ+ jsinψ) =Ucosψ+ j(Usinψ) U& m = 2U&
在相量图中，同频交流电在任何时刻它们的相对位
置不变，所以各矢量可不必旋转，固定在初始位置
在复平面上用来表示正弦交流电的矢量称为正 弦交流电的相量。
例题
[例1] 已知u1=141sin(ωt+45°)V， u2=310sin(ωt-15°)V，画出它们的有效值相量图。
=282.1+j13.8 =284∠2.8°V
即U=284 V ，ϕ =2.8°
U ≠ U1 + U2
参考相量
参考相量：在进行交流电路的分析和计算时，可令同 一电路的某一电流、电压或电动势的初相位为零。
i= Imsin(ωt +0 )
Im = Im∠ 0° = Im(cos0o + jsin0o ) = Im
电源电压
最大值 Um = 2 ⋅220V = 311V
该用电器最高耐压低于电源电压的最大值，所 以不能用。
电源插头
三、交流电的相位、初相位、相位差
i = 10 sin（1 000 t + 30°）A
u = 311sin（314 t－60°）V
相位: ωt + ψ
相位
初相位:ψi = 30° , ψu =－60°
= 100∠45o V
U& 2
=
310∠-15o 2
=
220∠-15o
V
+j U1
2.8°
U +1
U& =U&1 +U&2 =100∠45o + 220∠-15oV
第3章 交流电机的基本理论
第3章 交流电机的基本理论
河海大学 华侨大学 上海交通大学 南京理工大学
高等教育出版社、高等教育电子音像出版社
1
本章主要内容
3.1 交流电机的工作原理 3.2 交流电机的绕组和电动势 3.3 交流电机绕组的磁动势 本章小结
2
本章学习要求 基本要求：
1. 掌握旋转电机的基本作用原理。 2. 了解三相交流绕组的构成原则和连接方法，
7
3.1.2 异步电机的工作原理 定子绕组 （三相） 1. 三相异步机的结构 A
三相定子绕组：产生旋转 磁场。
Y
定子
Z
转子：在旋转磁场作用下， 产生感应电动势或 电流。
线绕式 鼠笼式 转子
Cபைடு நூலகம்
B
X
鼠笼转子
机 座
8
3.1.2 异步电机的工作原理
2. 电动机运行时的基本原理
定子接三相电源上，绕组中流过三相对称电流，气隙中 建立基波旋转磁动势，产生基波旋转磁场，转速为同步速 (后文将详细介绍):
32
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
3. 一个线圈（Nc 匝）电动势
设线圈匝数为 N C ，其电动势 Ec 为一匝线圈电动 Et 势的 N C 倍，故:
Ec NC Et 4.44 fNC KPΦ
33
3.2.3 正弦磁场下交流绕组的感应电动势
（以三相双层绕组为重点）。
3. 掌握交流绕组电动势的分析和计算方法。
了解绕组系数的物理意义及其对改善波形的作用。 4. 理解绕组的谐波电动势，了解其削弱方法。
5. 掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。
分清脉振磁动势、圆形磁动势和椭圆性磁动势的区别及关系。
中职《电工基础》教案
中职《电工基础》教案第一章：电工基础概述教学目标：1. 了解电工基础的基本概念和电工元件。
2. 掌握电路的基本定律和电路的基本分析方法。
教学内容：1. 电工基本概念：电流、电压、电阻、电功率、电能等。
2. 电工元件：电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
3. 电路的基本定律：欧姆定律、基尔霍夫定律、电路的功率定律等。
4. 电路的基本分析方法：节点分析法、回路分析法、叠加原理、戴维南-纳恩定理等。
教学方法：1. 采用多媒体教学，通过动画和图片等形式直观展示电工元件和电路。
2. 结合实例进行讲解，让学生更好地理解和掌握电工知识。
3. 引导学生进行实验操作，增强实践能力。
教学评价：1. 课堂提问：了解学生对电工基础知识的掌握情况。
2. 课后作业：巩固学生对电工知识的理解和应用能力。
第二章：直流电路教学目标：1. 掌握直流电路的基本概念和分析方法。
2. 学会使用万用表等工具进行直流电路的测量。
教学内容：1. 直流电路的基本概念：直流电源、直流电阻、直流电流等。
2. 直流电路的分析方法：基尔霍夫定律、欧姆定律等。
3. 直流电路的测量工具：万用表、示波器等。
4. 直流电路的测量方法：电压测量、电流测量、电阻测量等。
教学方法：1. 结合实物进行讲解，让学生更好地理解和掌握直流电路的知识。
2. 进行实验室实践，让学生亲自动手操作，提高实践能力。
3. 采用案例分析法，让学生解决实际问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
教学评价：1. 课堂提问：了解学生对直流电路的基本概念和分析方法的掌握情况。
2. 实验报告：评价学生在实验室实践中的表现和解决问题的能力。
第三章：交流电路教学目标：1. 了解交流电路的基本概念和特点。
2. 掌握交流电路的分析方法和测量技巧。
教学内容：1. 交流电路的基本概念：交流电源、交流电压、交流电流等。
2. 交流电路的特点：周期性、频率、相位等。
3. 交流电路的分析方法：基尔霍夫定律、欧姆定律等。
电动机控制电路的基本知识
电动机控制电路的基本知识由于各种生产机械的工作性质与加工工艺不同，使得它们对电动机控制电路的要求亦不尽相同，但由于电路一旦发生故障或事故对操作人员的伤害较大，所以在操作时，有如下安全操作规定：1）所有的操作人员凡高血压、心脏病、气喘者不准参加电工工作。
参加人员应穿戴工作服和安全鞋，女职工应加戴工作帽。
2）操作低压刀开关时，操作者应站在开关手柄的右侧，面对电动机和拖动机械，双目注视合闸后电动机的起动、传动装置的传动和被拖动机械的传动情况，发现异常应立即拉闸停机，切勿推上闸后离开操作位置。
3）电动机运行时，机身上不可搁置异物，风道内不准有任何杂物以防堵塞，周围环境应保持清洁，不可浇水或油进行冷却。
4）电动机及其起动装置等应与可燃物保持一定距离，使起动装置和电动机散发的热量及偶然发生的火花、电弧不致引起火灾。
5）电源控制开关应有明显表示分开、闭合的标志以使检修人员和操作者看到停送电的状态。
6）电动机、控制板（盘）操作按钮以及其他控制开关的金属外壳均应可靠接零（地）保护。
7）新安装的电动机在通电使用前，应进行相间及对地的绝缘电阻测试，电压在1kV以下、功率在1000kW以下的绝缘电阻值不低于1MΩ。
8）电动机通电使用前，应认真检查电源电压与电动机铭牌上的额定电压是否相符，以及电动机绕组接线是否正确，各接线螺钉是否紧固。
9）电动机使用前应认真检查电动机转动是否灵活，有无较劲和卡住现象，转动有无噪声，各紧固螺钉是否松动，风扇是否完好，轴承是否正常。
10）电动机投入运行后，三相电源电压的波动不得超过额定值的－10％～＋5％，即三相电压不平衡不得超过5％，三相电流不平衡不得超过10％，不符合上述条件时，应当立即停车进行检查。
11）带灭弧罩的控制设备或元器件未装好灭弧罩，严禁通电试机，否则将会造成严重弧光短路事故。
12）一般全压起动的电动机功率不得超过电源变压器容量的15％～20％；一般超过10kW的电动机应装设减压起动设备，使其起动电流不超过额定电流的2.5倍。
交流电机基础
交流发电机模型交 流
ex
导体电势
•感应电势的波形 •感应电势随时间变化的波形和磁感应强度在空间的分 布波形相一致。 •只考虑磁场基波时，感应电势为正弦波。
•感应电势的频率 •磁场转过一对极，导体中的感应电势变化一个周期； •磁场旋转一周，转过p（电机的极对数）对磁极； •转速为n（r/min)的电机，每秒钟转过(pn/60)对极； •导体中感应电势的频率f=(pn/60)Hz. •问题：四极电机，要使得导体中的感应电势为50Hz,转 速应为多少？
ET 1
.
单匝整距线圈的电势
3. 短距线圈元件的电势
为了缩短端接线的长度，节约铜材。
短距绕组 为了削减绕组中的高次谐波，改善电机性能。
EX 1
βபைடு நூலகம்
EX 1
E y1
E y1 E A1 E X 1
t
y1
180
E A1
其有效值为
E y1 2 E A1 sin 1 y 4.44 f1Wy 1 sin 1 90 4.44 f1Wy k y11 t 2
由小三角形得 由大三角形得
E y1 1 sin a 2 2 R Eq1 1 sin qa 2 2 R
两式相比，得 Eq1 E y1
sin
1 1 sin qa qa 2 2 qE y1 1 1 q sin a sin a 2 2
qE y1kq1
.
1 sin qa . 2 式中k q1 1 基波分布系数 1 q sin a 2
E1 4.44 f1W1kq11
•双层绕组的电势
电工学第三章三相交流电ppt课件
6
3.1.2 三相电路中负载的联结方法
1. 三相负载
分类
三相负载：需三相电源同时供电
负载
三相电动机等
单相负载：只需一相电源供电
照明负载、家用电器
对称三相负载：ZA=ZB= ZC
三相负载
如三相电动机
此时负载中性点N´即为 A, 因此负载各相电压为 N
UA 0 , UA 0
B
UB UB A, UB 380 V UC UC A , UC 380 V C
+
U A
iA
iC
– –
N´
–
iB
+ U C U B +
此情况下，B相和C相的电灯组由于承受电压上所加 的电压都超过额定电压（220V) ，这是不允许的。
(2) 相UA电B=流UBC=UIIICABCABCA=UUUUZZZClCAABB=AABBCCUP
A
+–
U AB
– U CA
B U+ BC C–
+
IB IC
ICA
ZCA
IAB
ZBC ZAB
IBC
相电流： 线电流：
IIAA、B、IIB、BC、IC ICA
线电流不等于相电流
20
(3) 线电流
IA IAB ICA
16
(2) A相断路
A
1) 中性线未断
B、C相灯仍承受220V N
电压, 正常工作。
2) 中性线断开
B
变为单相电路，如图(b) C 所示, 由图可求得
I UBC 380 12 .7 A RB RC 10 20
交流电机控制
在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联 锁。
◆ 总体检查
进一步检查和理解各控制环节之间的联系， 进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以了解电路 中每个电气元件的名称及其作用。 中每个电气元件的名称及其作用。
三相异步电机的基本控制线路
电 动 机 及 其 基 本 控 制 电 路 三相异步电动机的控制电路大多是由继电器、 三相异步电动机的控制电路大多是由继电器 、 接触器、 接触器 、 主令控制器等电器元件通过导线连 接而成， 用来控制电动机的起动、 制动、 接而成 ， 用来控制电动机的起动 、 制动 、 反 转和调速等。 转和调速等。 ◆ 控制线路接线的合理性
◆ 自耦变压器降压起动控制电路
电 动 机 及 其 基 本 控 制 电 路
降压起动控制电路
◆星形——三角形起动控制电路 星形——三角形起动控制电路
电 动 机 及 其 基 本 控 制 电 路
当联成星形，即降压起动时， 当联成星形，即降压起动时， I lY = I pY
Ul / 3 = Z
Ul = 3 Z
三相异步电机的起动
◆ 降压起动
电 动 机 及 其 基 本 控 制 电 路
降压起动：起动电流与定子绕组的电压成正比。 降压起动：起动电流与定子绕组的电压成正比。 一般规定：用电单位有独立的变压器， 单位有独立的变压器 一般规定 ： 用电 单位有 独立的变压器 ， 则在电 动机起动频繁时， 动机起动频繁时 ， 电动机容量小于变压器容量 20% 时允许直接起动； 的 20% 时允许直接起动 ； 如果电动机不经常起 它的容量小于变压器容量的30% 动 ， 它的容量小于变压器容量的 30%时允许直 接起动。 如果没有独立的变压器( 与照明共用) 接起动 。 如果没有独立的变压器 ( 与照明共用 ) ， 电动机直接起动时所产生的电压降不应超过5 电动机直接起动时所产生的电压降不应超过5%。 二三十千瓦以下的异步电动机一般都是采 二三十 千瓦以下的异步电动机一般都是采 用直接起动的。 用直接起动的。 串联电阻 星形— 串联电阻 \ 自耦变压器 \ 星形—三角形起动
《电工技术与电子技术》教案
《电工技术与电子技术》教案第一章：电工技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念电流：电荷的定向移动形成电流，单位是安培（A）。
电压：电路两点间的电势差，单位是伏特（V）。
电阻：阻碍电流流动的性质，单位是欧姆（Ω）。
1.2 电路的基本元件电源：提供电能的设备，如电池、发电机。
负载：消耗电能的设备，如灯泡、电动机。
导线：连接电源和负载，传输电能。
开关：控制电路通断的设备。
1.3 电路的两种状态通路：电流能够顺畅流动的状态。
开路：电流无法流动的状态，即电路中断。
第二章：电子技术基础2.1 电子和原子电子：原子核外的负电荷粒子。
原子：由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。
2.2 半导体的性质导电性能：介于导体和绝缘体之间。
掺杂：向半导体中加入微量杂质，改变其导电性能。
PN结：P型半导体和N型半导体接触形成的结。
2.3 简单的电子电路放大电路：放大微弱信号的电路，如放大器。
整流电路：将交流电转换为直流电的电路，如整流器。
稳压电路：保持输出电压稳定的电路，如稳压器。
第三章：交流电路3.1 交流电的基本概念交流电：电流方向和大小周期性变化的电流。
频率：交流电周期性变化的次数，单位是赫兹（Hz）。
电压和电流的相位差：电压和电流波形之间的相位差。
3.2 交流电路的功率有功功率：电路中实际做功的功率，如灯泡发光产生的功率。
无功功率：电路中不做功的功率，如电容器和电感器消耗的功率。
视在功率：电路中总的功率，等于有功功率和无功功率的平方和的开方。
3.3 交流电路的测量和保护电压表和电流表：测量交流电路的电压和电流。
保护装置：如熔断器、漏电保护器，用于保护电路和人身安全。
第四章：磁路与变压器4.1 磁路的概念磁路：磁力线所通过的路径。
磁通量：磁场穿过磁路的磁力线数量。
磁阻：磁力线通过磁路时的阻碍程度。
4.2 变压器的基本原理变压器：通过电磁感应原理，改变交流电压的设备。
一次绕组和二次绕组：变压器的两个互相绝缘的绕组。
(简洁版)电工学-第3章交流电路-70页文档资料
i
ψ = ±180°
O
ωt
O
ωt
ψ
一、交流电的周期、频率、角频率
i
2π
O
ωt
T
周期 T ：变化一周所需要的时间（s）。
频率 f ：1s 内变化的周数（Hz）。
f
=
1 T
角频率ω ： 正弦量 1s 内变化的弧度数。
ω = 2πf
=
2π T
(rad/s)
常见的频率值
各国电网频率：中国和欧洲国家 50 Hz， 美国 、日本 60 Hz
解： =ψu －ψi =－60o －150o =－210o
－210o i, u
究竟谁超前？
u 滞后于 i 210o
O
ωt
－210o
150o
150o
u 超前于 i 150o
规定 ≤
＞0 —— u 超前于 i ; ＝0 —— u 与 i 同相位; ＜0 —— u 滞后于 i ; ＝±π—— u 与 i 反相（相位相反）。
3.2 正弦电量的相量表示法
问题 同频率正弦电量之间的运算，是用函数表达 式呢？还是用波形呢？ 例如：i = 3sin (314 t＋45o )＋5sin (314 t－70o )
Im
复数平面
ω
实
轴0
Re O
ωt
虚轴
Amsin(ωt＋ψ)
旋转矢量 正弦量
一、相量的定义
旋转矢量
固定矢量
正弦量
Im
bቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
=
c1 c2
ψ1－ψ2
由于： e±j90 = 1 ±90 =±j
则
j I = I e j90 = I ejψ ·ej90 = I e j(ψ + 90 )
电机与电器——交流电机3
幅值为
?
B
jm
?
1? ?
2
B jm
? 1? ?
2
B jm
(2) B j2中另一个分圆单独组合
幅值为 1 ? ?
2
B jm
结论：椭圆形旋转磁场可以分解为转向相反的两个圆形旋转磁场。
B正
? 1? ?
2
B jm
B反
? 1? ?
2
B jm
交流伺服电动机的工作原理
此时，相当于两个旋转磁场共同作用于转子 上，产生的合成转矩使转子转动，两个磁 场的大小关系取决于两相电流的幅值之比。
交流伺服电动机的工作原理
一、圆形旋转磁场 设两相对称绕组通入两相电流如下：
则产生一个圆形旋转磁场：
交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的工作原理
产生圆形旋转磁场的条件：两绕组产生的磁 势相等即可，
即： NuIu=NvIv 若磁势不相等，则产生的磁场是椭圆形旋转
磁场
交流伺服电动机的工作原理
二、椭圆形旋转磁场的分析 ——分解法 1、脉动磁场的分解 脉动磁场可以看做是椭圆形旋转磁场的椭圆度大
交流伺服电动机的控制方法
交流伺服电动机的控制方法
（3) 控制信号为 0时的机械特性和“自转”现象 自转：伺服电动机在控制信号消失后仍继续旋转
的失控现象称为“自转”。 显然, 我们需要的是当控制信号为零时 , 转子的转
速也为零 , 此时，只要转子旋转的方向和电磁 转矩的方向相反 , 就可以实现此目的。
速地从一种状态过渡到另一种状态。 (3) 灵敏度要高，即在很小的控制电压信号作用
下，伺服电动机就能起动运转。 (4) 无自转现象。 所谓自转现象就是转动中的伺服电动机在控制电
交流电路基础讲解
交流电源的稳压与滤波技术
01
交流电源的稳压技术是指通过一 定的技术手段，使交流电源的输 出电压保持恒定或稳定。
02
交流电源的滤波技术是指通过一 定的技术手段，消除或减小交流 电源中的谐波和噪声，提高电源 的质量。
05
交流电路的故障诊断与维 护
交流电路的常见故障与原因
电感在交流电路中起到滤波、 振荡、延迟等作用。
电感的电感量大小表示其产生 磁场的能力，单位是亨利。
电感的电流变化速度取决于其 电感量和电流变化的频率。
电阻
电阻是阻碍电流流动的元件，由导体 材料制成。
电阻的阻值大小表示其对电流的阻碍 能力，单位是欧姆。
电阻在交流电路中起到分压、限流、 热能转换等作用。
04
交流电路的维护与保养
定期检查
定期检查电线、开关、负载等是否正常工作， 及时发现并处理潜在故障。
清洁维护
定期清洁电路板、插座、开关等，去除灰尘 和氧化物，保持良好接触。
更换元件
对于损坏或老化的元件应及时更换，避免故 障扩大。
安全防护
确保电路周围环境干燥、无尘、无腐蚀性气 体，避免超载和短路，确保安全用电。
电阻的功率大小取决于其阻值和通过 的电流平方。
变压器
变压器是改变电压的元件，由一个线圈绕在铁芯上构成。 变压器的变比表示其输入输出电压的比值。
变压器在交流电路中起到升压、降压、隔离等作用。 变压器的效率取决于其负载和设计参数。
交流发电机与电动机
交流发电机是将机械能转换为 交流电能的装置。
电动机是将电能转换为机械能 的装置。
THANKS
感谢观看
交流电的应用场景
交流电动机的工作原理与控制
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汇报人：XXX
目录
01 添 加 目 录 项 标 题 03 交 流 电 动 机 的 控 制
方式
02 交 流 电 动 机 的 工 作
原理
04 交 流 电 动添加章节标题
交流电动机的调速控制
调速控制的基本概念：调速控制是通过对电动机的输入电压或电流进行调节，实现对 电动机转速的精确控制。
调速控制的方法：常见的调速控制方法有变极调速、变频调速和变转差率调速等。
变频调速的基本原理：通过改变电动机电源的频率，从而改变电动机的同步转速。
变频器的种类：按照工作原理可以分为交-直-交变频器和交-交变频器两类。
矢量控制原理：通过坐标变换将三 相交流电转换为直流电，实现对交 流电动机的精确控制
优点：高精度、快速响应、良好的 动静态性能
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
控制策略：采用磁场定向控制，通 过控制励磁和转矩电流实现电动机 转矩的高效控制
应用场景：广泛应用于高性能的电 机控制系统，如数控机床、工业机 器人等
交流电动机的保护控制
过载保护：监测电动机的电流，当电流超过预设值时，保护装置动作， 切断电源以保护电动机不受损坏。
短路保护：当电动机或线路发生短路时，保护装置迅速切断电源，防止 短路电流对电动机和线路造成损坏。
欠压保护：监测电动机的供电电压，当电压低于预设值时，保护装置动 作，切断电源以防止电动机因欠压而损坏。
交流电动机的工作原理简述
工作原理概述：交流电动机利用交流电产 生的磁场和电流在转子上的感应电流相互 作用的原理来驱动转子旋转。
磁场建立：定子绕组中的交流电流产生旋 转磁场，该磁场与转子导体相互作用，产 生感应电动势和电流。
大连理工大学 电工学-第3章交流电路-2
单一参数电路
i
＋
i
i
+
＋
u
R
u
C
u
L
－
–
－
U I P=UI Q=0 I 用来输送 P
I
U P=0 Q=UI I 用来输送Q
U I
P=0 Q=UI I 用来输送Q
一、三种功率与电压、电流的关系
＋I
一 般
U
电
－
路
ϕ =ψ u −ψ i
IP
ϕU
IQ
I
ϕ > 0 感性电路
IQ
I
ϕ IP
U
ϕ < 0 容性电路
例题
在RLC串联交流电路中，已知
R = 30 Ω , L = 127mH, C = 40μ F, u = 220 2 sin ( 314t + 20o )V
复数计算方法：
U& = 220 20 °V
Z = R+ j( XL − XC ) = (30− j40)Ω = 50 − 53° Ω
I& = U& = 220 20° A = 4.4 73°A Z 50 − 53°
感性电路
由阻抗三角形得
R = Z cosϕ
X = Z sinϕ
由相量图可求得
U=
U
2 R
+
(U L
−
UC
)2
= I R2 + (X L − XC )2
= I R2 + X 2
=I Z
Z = R2 + (X L − XC )2
ϕ = arctan X L − XC
R
3.4 串联交流电路
交流电机基础理论
交流电机基础理论常用的交流电动机有三相异步电机（感应电机）和同步电机。
异步电机可用于一般场所和无特殊性能要求的各种机械设备；同步电机既可作发电机使用，也可作电动机使用。
Y 系列三相异步电机三相稀土永磁同步电机4.1 交流电机基础理论 电磁场理论4.1.1 交流电机的基本工作原理原理：基于定子旋转磁场（定子绕组内三相电流所产生的合成磁场）和转子电流（转子绕组内的感应电流）的相互作用。
工作原理定子绕组与电源的连接4.1.2 交流电机的基本电路分析由于转子转速不等于同步转速，把转速差（n0－n）与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用S表示，即三相异步电动机的结构按结构分类：鼠笼式异步电动机：结构简单，坚固，成本低。
绕线式异步电动机：通过外串电阻改善电机的起动，调速等性能。
4.2.1 三相异步电动机的基本结构定子定子由铁心、绕组与机座三部分组成。
定子铁心是电动机磁路的一部分，它是由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的。
定子绕组是电动机的电路部分由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边分别放在两个槽里。
三相对称绕组AX，BY，CZ可连接成星型或三角形。
机座主要用于固定与支撑定子的铁心。
转子转子有铁心与绕组组成。
异步电动机的转子绕组有鼠笼式、线绕式。
4.3.1 定子电路分析定子由铁心、绕组与机座三部分组成；定子铁心是电动机磁路的一部分，它是由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的。
定子绕组是电动机的电路部分，由许多线圈连接而成，每个线圈有两个有效边分别放在两个槽里。
三相对称绕组AX，BY，CZ可连接成星型或三角形。
定子每相绕组中产生的感应电动势为：有效值为：定子电动势或电流的频率：漏磁电动势：定子每相绕组上的电压为：式中，R1和X1（X1＝2πf1LL1）——定子每相绕组的电阻和漏磁感抗。
4.4.1 三相异步电动机的电磁转矩三相异步电动机的转矩:三相异步电动机的转矩是由旋转磁场的每极磁通Φ与转子电流I2相互作用而生成的。
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SB1
SB3
停车 SB2
正转 反转
该电路必须先停车才能由正转 到反转或由反转到正转。SB1和SB2 不能同时按下，否则会造成短路！
第三章 交流电机控制电路设计基础
互锁作用：正转时， SB2不起作用；反转 时，SB1不起作用。 从而避免两触发器同 时工作造成主回路短 路。
如何改进？
是否还有其 它改进方法
则连续动，不按则不动，这种动作常称为“点动”或“点车”。
A BC
点动控制
QS
C'
控 制
电
FU
SB
KM
路
KM
主 电 路
M 3~
B'
动作过程
按下按钮（SB）
线圈（KM）通电
触头（KM）闭合
电机转动；
按钮松开
线圈（KM）断电
触头（KM）打开
电机停转。
当然可以
在此电路的基 础上，增加热 继电器保护电 路、正反转点 动控制。
电气原理图：
电源开关
3---50Hz L1 380V QS U FU1
L2
V
L3
W
25A
主轴
U12 V12 W12
2.5mm 2 KM
冷却泵
FU2 2A
U11 V11 W11 U21 V21 W21
FR
6--14 8
A
Q1 1.5mm 2
U1 V1 W1
M1 3～
U2 V2 W2
M2 3～
4KW 1500r/min
关系 SB2：连续运行
SB1 SB2
KM FR
KM
M
FR
SB3
3~
主电路
控制电路
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
三、电机的制动
三相异步电动机反接制动是利用改变电动机电源相序，使定子绕组产生的旋转
磁场与转子旋转方向相反，因而产生制动力矩的一种制动方法。应注意的是，当电
动机转速接近零时，必须立即断开电源，否则电动机会反向旋转。
由于反接制动电流较大，制动时需在定子回路中串入电阻以限制制动电流。反
接制动电阻的接法有两种：对称电阻接法和不对称电阻接法。
单
向
运
行
的
三
相
异
步
电
动
机
反
接
制
动
控
制
线
路
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第四节 两台电机的顺序启动与同时停车
0.125KW 3000r/min
ห้องสมุดไป่ตู้
1
2
3
控制
电源指示 照明
TC150W
0.75mm2
380V
FU5 2A 1 SB2 SB1 2
KM
36V 6.3V 30
FU3 2A
31
3
FR
HL
4
40 FU4 2A
41 Q2
42
EL
绘图标准
GB4728—2005《电气图常用图
形符号》 GB7159—87《电气技术中的文
2. 电器控制线路的分类 电器控制线路根据通过电流的大小可分为主电路和控制电路。 主电路是流过大电流的电路，如电机的定子、转子回路。 控制电路是流过较小电流的电路，如接触器、继电器的吸引
线圈以及消耗能量较少的信号电路、保护电路、连锁电路。
3.电器控制线路的表示方法？ 电器控制线路有两种表示方法，一是安装图，一是原理图。 安装图是按照电器实际位置和实际接线线路，用规定的图
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
工作过程
1)合上QS，按下SB2，KM 线圈吸合，KM 主触点 闭合，电动机运转。
2)KM辅助常开触点闭合， 自锁。
3)按下SB1，KM线圈断 电，主触点、辅助触点断 开，电动机停止。
自锁另一作用： 实现欠压和失压保
护
三相鼠笼异步电动机起、停控制线路
二、多地点控制
例如：甲、乙两地同时控制一台电机。 方法：两起动按钮并联；两停车按钮串联。
SB1甲
SB2甲
KM
KM
甲地
SB1乙
乙地
SB2
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
例、顺序(程序)控制线路
控制要求： 1. M1 起动后，M2才能起动； 2. M2 可单独停，M1在M2停止后才能停止。
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
二、点动+连续运行
思 考 以下控制电路能否实现即能
点动、又能连续运行?
SB1
SB2 KM
FR
KM
SB3
不能点动！
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
A BC QS FU
KM
方法：用复合按钮。
控制 SB3：点动
＃2电机
M2
＃1电机
M1
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
顺序控制电路
A BC
A BC
FU
FU
SB1
SB2
KM1 FR1
KM1 FR1
KM2 FR2
KM2
KM1
SB3
KM1 SB4
KM2 FR2
M1
M2
3~
3~
主电路
第三章 交流电机控制电路设计基础
KM2
控制电路
内蒙古工业大学电力学院自动化系
字符号制定通则》 GB6988—86《电气制图》
GB6988.5—86《电气制图 接线 图和接线表》
GB5094—85《电气技术中的项 目代号 》
O 5
KM
2 2
×4 ××
2
4
5
6
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
线槽 360
320
FU1
FU2
KM
FU3
TC
FR
FU4
端子板
50 50 50 50
CW6132型车床电器位 置图
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
1、异步鼠笼电机的启动与停车控制电气原理图 启动、自锁控制
自锁 依靠接触器
自身辅助触点而使其 线圈保持通电的现象. 为什么加自锁？
为什么用点动开关？
三相鼠笼异步电动机起、停控制线路
形符号画出来的。 原理图是根据工作原理用规定的图形符号画出来的。
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
电气原理图：为了便于阅读和分析控制电路的各种功能，用各种符号、电气连接 联系起来描绘全部或部分电气设备的工作原理的电路图。 电器布置图 电气安装接线图：电气控制线路安装接线图，是为了安装电气设备和电器元件进 行配线或检修电器故障服务的。
内蒙古工业大学电力学院自动化系
电机的正反转控制—双重互锁
复合按钮互锁
FR
SB1 SB3
SB2
KM2
KM1
KM1 KM2
KM1
KM2
互锁触头
双保险
复合按钮 互锁触头
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第三节 电机的点动与制动控制电路
一、电机电动控制
有一种调整工作状态的情况，要求是一点一动，即按一次按钮动一下，连续按
第三章 交流电机控制电路设计基础
3-1 异步鼠笼电机的启动与停车控制电路 3-2 交流异步鼠笼电机的正转与反转控制电路 3-3 电机的点动与制动控制电路 3-4 两台电机的顺序启动与同时停车的控制电路 3-5 大功率电机启动控制电路
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第一节 异步鼠笼电机的启动与停车控制电路
1.什么是电器控 制线路？
电器控制线 路是用导线将电 机、电器、仪表 等电气元件联接 起来并实现某种 要求的电器线路。
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
ABC
简单的接触器控制
刀闸起隔离作用
停止 按钮
启动 按钮
M
特点：小电流控
3~
制大电流。
自保持
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
二、电机的Y-Δ启动
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
这样实现顺序 控制可不可以?
KM1
KM2 FR
不可以 !
两电机各自要有独立 的电源；这样接，主触头
（KM1）的负荷过重。
M
FR M
3~
主电路
3~
第三章 交流电机控制电路设计基础
内蒙古工业大学电力学院自动化系
第五节 大功率电机启动控制电路
一、带有自耦变压器的降压启动
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
一、顺序控制
的控制电路
当要求甲接触器工
作后方允许乙接触器工 作，则在乙接触器线圈 电路中串入甲接触器的 动合触点。
当要求乙接触器线
圈断电后方允许甲接触
器线圈断电，则将乙接
触器的动合触点思并考联：在若要求两
甲接触器的停止者按同钮时两停车，应甲
端。
如何设计控制电
路？
乙
顺序控制线路
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第三章 交流电机控制电路设计基础 内蒙古工业大学电力学院自动化系
第二节 交流异步鼠笼电机的正转与反转控制电路
在生产上往往要求运动部件向正反两个方向运动。也就是让电动机做正反转运 动。我们在学习电动机的工作原理时已经知道，只要将接到电源的任意两根联线对 调即可。为此我们采用了图示的控制线路。