电动机控制基础
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车用驱动电机原理与控制基础(第2版)课件：三相交流绕组及其磁场
14
§ 5.3 正弦电流激励单相绕组的磁动势 5.3.1 单相绕组的磁动势
整距线圈的矩形波磁动势
若以线圈的垂直轴线（称为磁极中心线）为空间坐标s 的原点，逆时针为正方
向，则沿定子内缘，在−/2 < s ≤ /2范围内，磁场由转子指向定子内缘；在
/2 < s ≤ 3/2范围内，磁场由定子内缘指向转子。一个极下的磁动势应为：
4）绝缘可靠，机械强度、散热条件好，制造方便。
对于多相绕组结构，首先是要对绕组的分布进行设计，首先引入“相带”概念。
通常把每极下每相所占的（连续）槽区域称为“相带”。三相电机相带所占据的空间
电角度可以是120°或者60°。由于120°相带的绕组利用率低于60°相带，所以车用
交流电机绕组的相带常用 60° 电角度，称为 60° 相带绕组。 60° 相带区域包含 个槽。
车用驱动电机原理与控制基础(第2版)
三相交流绕组及其磁场
§ 5.1三相交流电路基础
一
绪
论
AN = ϕ cos = ϕ ∠0°
൞BN = ϕ cos − 120° = ϕ ∠ − 120°
CN = ϕ cos − 240° = ϕ ∠ − 240°
《车用驱动电机原理与控制基础》 第4章 交流绕组及其磁动势
的几何尺寸基本都可以用槽数的倍数来表示。比如线圈的节距，就是表示一个线圈元件的两个有效边跨的槽数，
这一定是一个整数。
转子的几何参数与定子独立设置，这就意味着，转子的几何参数有可能不是槽数的整数倍，这是允许的，此
时用槽数的分数倍来表示。其中很重要的一个设计变量就是极距，指的是（转子）每磁极对应的定子槽数。
《车用驱动电机原理与控制基础》 第4章 交流绕组及其磁动势
新能源汽车驱动电机与控制系统 第一章 电机基础知识
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
16
（三）电磁学基础知识
励磁绕组：根据其供电方式可以分为直流励磁绕组和交流励磁绕组。直流励磁绕组的优点在于其 可靠性高，但需要使用整流器，转子上也存在集电环与刷子摩擦产生火花等安全隐患。而交流励 磁绕组相对来说更为简单，不需要整流器，且不存在集电环和刷子的问题。但其缺点在于其输出 磁通较弱，需要使用铁心轴，增加铁损
B
磁滞损耗 由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗Ph
10 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
传动机构 传动机构指的是将电机输出的扭矩和转 速传递到汽车的主轴上，从而驱动汽车 行驶的机构，主要包含减速器和差速器 的两个部件。
11 任务1：电机基础知识
（一）新能源汽车驱动系统概述
电机的分类
12 任务1：电机基础知识
（二）新能源汽车对驱动电机的性能要求
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
17
（三）电磁学基础知识
电枢绕组：由一定数目的电枢线圈按一定的规律连接组成，他是直流电机的电路部分，也是感 生电动势，产生电磁转矩进行机电能量转换的部分。 电枢绕组分直流电枢绕组和交流电枢绕组两大类。它们分别用于直流电机和交流电机。
任务1：电机基础知识
信息交互
规划决策
(1)电机结构紧凑、尺寸小，封装尺寸有限，必须根据具体产品进行特殊设计。
(2)重量轻，以减轻车辆的整体重量。应尽量采用铝合金外壳，同时转速要高，以减轻整车的质
量，增加电机与车体的适配性，扩大车体可利用空间，从而提高乘坐的舒适性。
(3)可靠性高、失效模式可控，以保证乘车者的安全。
(4)提供精确的力矩控制，动态性能较好。
电机及拖动基础(第5版)课件：控制电机
当控制电压Uc=0时，Ic=0，电磁转矩T=0，
电动机立即停转。保证了电动机无“自转”
现象，所以直流伺服电动机是自动控制系 统中一种很好的执行元件。
电枢控制
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
一、直流伺服电动机
特
机械特性
n UC Ra T Ce CeCT 2
性
调节特性 T一定时的n=f(Uc)
交流伺服电动机的原理图
自转现象：
当转子转动起来以后，控 制信号消失，即断开控制 绕组，变成单相时，电动 机仍然能够转动。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
“自转”的消除：增加伺服电动机的转子电阻。
变成单相后，电磁转矩>0, 与转速的方向相同，电动 机仍然能够转动。
变成单相后，电磁转矩<0, 与转速的方向相反，制动 作用，电动机立即停传。
不同T时的调 特族是线性的
与他励 直流电 动机改 变电枢 电压时 的人为 机特相 似。
不同Uc时的机 特族是线性的
始 动 电 T1 压
T一定 Uc越大 n越高
控制电压UC越大，则n=0时对应 的起动转矩T也越大，越利于起动。
控制电压UC<始动电压Uc0，电 动机不转—“失灵区”。同样的 T下，失灵区越小，灵敏度越高。
生一个旋转电动势Erq，其有效值为：
Erq CqΦd n
转子绕组中将产生
交流电流Irq
Irq产生 Φq ( kErq )
略电抗， 两者同相
E2 4.44 f1N2KN2Φq 即 E2 C1n
结论：异步测速发电机输出 绕组N2中所产生的感应电动 势E2的大小与转速n成正比。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
自控系统对测发的主要要求：
电动机立即停转。保证了电动机无“自转”
现象，所以直流伺服电动机是自动控制系 统中一种很好的执行元件。
电枢控制
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
一、直流伺服电动机
特
机械特性
n UC Ra T Ce CeCT 2
性
调节特性 T一定时的n=f(Uc)
交流伺服电动机的原理图
自转现象：
当转子转动起来以后，控 制信号消失，即断开控制 绕组，变成单相时，电动 机仍然能够转动。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
“自转”的消除：增加伺服电动机的转子电阻。
变成单相后，电磁转矩>0, 与转速的方向相同，电动 机仍然能够转动。
变成单相后，电磁转矩<0, 与转速的方向相反，制动 作用，电动机立即停传。
不同T时的调 特族是线性的
与他励 直流电 动机改 变电枢 电压时 的人为 机特相 似。
不同Uc时的机 特族是线性的
始 动 电 T1 压
T一定 Uc越大 n越高
控制电压UC越大，则n=0时对应 的起动转矩T也越大，越利于起动。
控制电压UC<始动电压Uc0，电 动机不转—“失灵区”。同样的 T下，失灵区越小，灵敏度越高。
生一个旋转电动势Erq，其有效值为：
Erq CqΦd n
转子绕组中将产生
交流电流Irq
Irq产生 Φq ( kErq )
略电抗， 两者同相
E2 4.44 f1N2KN2Φq 即 E2 C1n
结论：异步测速发电机输出 绕组N2中所产生的感应电动 势E2的大小与转速n成正比。
《电机及拖动基础》(第5版) 控制电机
自控系统对测发的主要要求：
机电控制工程基础课程辅导(第一次)
机电控制工程基础课程辅导(第一次)控制系统的基本概念一. 自动控制的基本概念自动控制是相对于人工控制而言的，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使生产过程或被控对象的某一物理量(输出量)准确地按照给定的规律(输入量)运行或变化。
自动控制系统指能够对被控制对象的工作状态进行自动控制的系统。
它一般由控制装置和被控制对象组成。
被控制对象(简称被控对象)是指要求实现自动控制的机器、设备或生产过程。
例如，飞机、锅炉、机床以及化工生产过程等。
二. 自动控制的实例恒温控制系统在这个控制系统中，恒温箱的温度是由给定信号电压u1控制的。
当外界因素引起箱内温度变化后，作为测量元件的热电偶，将与温度相对应的电压信号u2测出，并反馈回去与给定信号u1进行比较，所得的结果即为温度的偏差信号Δu。
经过电压、功率放大器放大后，以控制电动机的旋转速度与方向，并通过传动装置拖动调压器动触头。
当恒温箱内温度偏高时，使调压器减小加热电流，反之加大电流，直到温度达到给定值为止。
此时偏差信号Δu ＝0，电机停止。
这样，就完成了所要求的控制任务。
而所有这些装置便组成了一个自动控制系统。
反馈控制有两个最主要的特点：一是有反馈存在，二是按偏差进行控制。
实现自动控制的装置可以各不相同，但反馈控制原理却是相同的。
自动控制的优点自动控制技术具有以下优点：⑴极大地提高了劳动生产率；⑵提高了产品的质量；⑶减轻了人们的劳动强度，使人们从繁重的劳动中解放出来，去从事更有效的劳动；⑷由于近代科学技术的发展，许多生产过程依靠人们的脑力和体力直接操作是难以实现的，还有许多生产过程因人的生理所限而不能由人工操作，如原子能生产，深水作业以及火箭或导弹的制导等等。
在这种情况下，自动控制更加显示出其巨大的作用。
三. 自动控制的基本方式控制系统按其结构型式可分为开环控制系统、闭环控制系统和复合控制系统三种。
开环控制系统如果系统的输出端和输入端之间不存在反馈回路，输出量对系统的控制作用就没有影响，这样的系统就称为开环控制系统。
电控基础入门知识点总结
电控基础入门知识点总结电控（Electric Control）是指通过电气信号来控制设备或系统运行的技术。
电控系统可以控制各种电动机、照明系统、加热系统、通风系统、空调系统以及其他各类电气设备，是现代工业、建筑和家庭自动化中不可或缺的一部分。
本文将介绍电控基础知识，包括电路基础、传感器、执行器、控制器和常见的电控系统。
一、电路基础1. 电流、电压和电阻电流是电荷在电路中流动的速度，单位安培（A）；电压是电压源在电路中推动电荷流动的能力，单位伏特（V）；电阻是电路中阻碍电流流动的能力，单位欧姆（Ω）。
Ohm's Law (欧姆定律)指出电流、电压和电阻之间的关系，即电压等于电流乘以电阻。
2. 串联电路和并联电路在串联电路中，电流只有一条路径可走，而电压会分配到每个元件上。
在并联电路中，电流可以有多条路径可走，而电压在每个元件上是相同的。
理解电路的串联和并联特性对于设计和分析电控系统是非常重要的。
3. 直流电路和交流电路直流电路中电流方向不变，而在交流电路中电流方向会不断地改变。
交流电路可以通过变压器改变电压的大小，而直流电路需要使用直流变换器来实现。
二、传感器1. 温度传感器温度传感器可以用来检测环境温度，并将温度信号转化为电信号输出。
常见的温度传感器包括热电偶（Thermocouple）、电阻温度探头（RTD）和半导体传感器。
温度传感器在加热系统、空调系统和工艺控制中有着广泛的应用。
2. 湿度传感器湿度传感器可以用来检测环境湿度，并将湿度信号转化为电信号输出。
常见的湿度传感器包括电容式传感器和阻性传感器。
湿度传感器在空调系统、农业和食品加工中有着重要的作用。
3. 光电传感器光电传感器可以用来检测物体的距离、颜色和亮度。
常见的光电传感器包括光电开关、光电对射传感器和光电传感器阵列。
光电传感器在自动化制造和机器人技术中起着关键的作用。
4. 接近传感器接近传感器可以用来检测物体的接近或远离，并将信号转化为电信号输出。
第三章直流电动机速度控制系统
1-24
机械特性与静差率
n n01
额定转速降
ΔnN
R nN I N Ce
U d1
n02
是一个恒值。 调速系统在不 同电压下的机 械特性是互相 平行的，两者 的硬度相同。
1-25
ΔnN
Ud2
0
TeN
Te
图3-4 不同转速下的机械特性
机械特性与静差率
• 调速系统在不同电压下的理想空载转速 不一样。 • 理想空载转速越低时，静差率越大。 • 同样硬度的机械特性，随着其理想空载 转速的降低，其静差率会随之增大， • 调速系统的静差率指标应以最低速时能 达到的数值为准。
1-12
n n0
Ra Ra+R1 Ra+R2 Ra+R3
0
Id
图3－1 直流电动机调阻调速时的机械特性
1-13
减弱磁通调速法
U R n T n n 0 2 e K K K （3-3） e e m
• 理想空载转速 n 0 将随 增大。 的减少而
1-14
减弱磁通调速法
1-4
第一节
直流电动机控制基础
• 直流伺服电机的分类 直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他 励、并励、串励、复励)、混合式(励磁和永磁 合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷 绕组、空心杯形等；按输出量分为位置、速度、 转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增 量式和连续式；按性能特点及用途不同又有不 同品种。
（3-5）
1-23
2. 静差率
• 当系统在某一转速下运行时，负载由理 想空载增加到额定值时电动机转速的变 化率，称为静差率s。
• 用百分数表示 s
nN s n0
机械特性与静差率
n n01
额定转速降
ΔnN
R nN I N Ce
U d1
n02
是一个恒值。 调速系统在不 同电压下的机 械特性是互相 平行的，两者 的硬度相同。
1-25
ΔnN
Ud2
0
TeN
Te
图3-4 不同转速下的机械特性
机械特性与静差率
• 调速系统在不同电压下的理想空载转速 不一样。 • 理想空载转速越低时，静差率越大。 • 同样硬度的机械特性，随着其理想空载 转速的降低，其静差率会随之增大， • 调速系统的静差率指标应以最低速时能 达到的数值为准。
1-12
n n0
Ra Ra+R1 Ra+R2 Ra+R3
0
Id
图3－1 直流电动机调阻调速时的机械特性
1-13
减弱磁通调速法
U R n T n n 0 2 e K K K （3-3） e e m
• 理想空载转速 n 0 将随 增大。 的减少而
1-14
减弱磁通调速法
1-4
第一节
直流电动机控制基础
• 直流伺服电机的分类 直流电机按其励磁方式分为永磁式、励磁式(他 励、并励、串励、复励)、混合式(励磁和永磁 合成)三种；按电枢结构分为有槽、无槽、印刷 绕组、空心杯形等；按输出量分为位置、速度、 转矩(或力)三种控制系统；按运动模式分为增 量式和连续式；按性能特点及用途不同又有不 同品种。
（3-5）
1-23
2. 静差率
• 当系统在某一转速下运行时，负载由理 想空载增加到额定值时电动机转速的变 化率，称为静差率s。
• 用百分数表示 s
nN s n0
电控基础知识
条件下，密封室内所需制冷量120～150/m2
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
AWG(美标） mm2 17 1.037 18 0.8226 19 0.6529 20 0.5174 21 0.4105 22 0.3256 23 0.2581
5. 电源电压对应关系：
三相电源
单相电源
380V 400V 415V
220V 230V 240V
注：线电压是相电压的 倍；
6.其它：
制冷量：空调器制冷时单位时间内从密 封空间除去的热量；单位：W
电功率(额定功率）：负载在单位时间内 所消耗的电能；单位：W
能效比：
能效比Ke＝制冷量(W)/额定功率(W) 换算关系：
1W=3.41BTU(英制热量单位）
1BTU=0.293W
匹（HP）：即“马力” 1匹＝735.499W(电功率) 1匹----------2200～2600W 1.25匹------2600～3000W 1.5匹--------3000～3800W 1.7匹--------3800～4000W 2匹---------4000～5500W 2.5匹-------6000~6800W 3匹---------7000～8000w 国际制冷学会数据：环境温度为35℃，相对湿度70％
d.功能按键部分：通过操作控制空调工作 状态；
e.信号检测部分：完成各种模拟信号和开 关信号的检测，如：温度，时间，化霜 等；
f.控制及执行部分：由微处理器完成，它 通过对遥控，模拟量的识别，发出相应 指令，控制风机，显示，压机及异常情 况下的保护等；
g.显示部分：主要为发光二极管，数码管， 液晶显示屏等显示工作状态；如温度， 时间等；
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
AWG(美标） mm2 17 1.037 18 0.8226 19 0.6529 20 0.5174 21 0.4105 22 0.3256 23 0.2581
5. 电源电压对应关系：
三相电源
单相电源
380V 400V 415V
220V 230V 240V
注：线电压是相电压的 倍；
6.其它：
制冷量：空调器制冷时单位时间内从密 封空间除去的热量；单位：W
电功率(额定功率）：负载在单位时间内 所消耗的电能；单位：W
能效比：
能效比Ke＝制冷量(W)/额定功率(W) 换算关系：
1W=3.41BTU(英制热量单位）
1BTU=0.293W
匹（HP）：即“马力” 1匹＝735.499W(电功率) 1匹----------2200～2600W 1.25匹------2600～3000W 1.5匹--------3000～3800W 1.7匹--------3800～4000W 2匹---------4000～5500W 2.5匹-------6000~6800W 3匹---------7000～8000w 国际制冷学会数据：环境温度为35℃，相对湿度70％
d.功能按键部分：通过操作控制空调工作 状态；
e.信号检测部分：完成各种模拟信号和开 关信号的检测，如：温度，时间，化霜 等；
f.控制及执行部分：由微处理器完成，它 通过对遥控，模拟量的识别，发出相应 指令，控制风机，显示，压机及异常情 况下的保护等；
g.显示部分：主要为发光二极管，数码管， 液晶显示屏等显示工作状态；如温度， 时间等；
电机与电气控制技术基础
③ 计算各段磁路的磁压 ，即 、 、 。
④ 利用式（15-2）求出磁动势IN。
15.1.2 铁心线圈与电磁铁
1．铁心线圈的电磁关系
铁心线圈的电磁关系有两种，一种是用直流来励磁，另一种是用交流励磁。直流励磁的铁心线圈，磁通恒定、电流I的大小只与线圈电阻R有关，功率损耗也只有I 2R，即所谓铜损。而交流铁心线圈的电磁关系与功率损耗等是比较复杂的。它也是变压器与交流电机的基础。
磁饱和性即磁性材料的磁化磁场B（或Φ）随着外磁场H（或I）的增强，并非无限地增强，而是当全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场一致时，磁感应强度B不再增大，达到饱和值。亦即铁磁性材料的磁化曲线是非线性的，如图15-2所示。为了尽可能大地获得强磁场，一般电机铁心的磁感应强度常设计在曲线的拐点a附近。
下面以非匀磁路图15-4的分析与计算为例，介绍其求解磁动势的一般步骤。
① 由于各段磁路的截面不同，而磁通Φ相同，因此各段磁路中的磁感应强度Bi=Φ/Si，由此求得B 1、B 2、及B 0，其中计算B 0时的截面S 0 时，因δ很小，可以也取铁心截面S 2。
② 据各段磁路材料的磁化曲线B=f（H），查得与上述B i对应的磁场度H i。其中空气隙或其它非铁磁材料的磁场强度H 0=B 0/μ0=B 0/4π×10-7（A/m）可以直接计算。
[牛顿] （15-11）
由式（15-11）可知，吸力在零与最大值Fm之间脉动（图15-8）。因而衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触头容易损坏。为了消除这种现象，可在磁极的部分端面上套一个分磁坏（图15-9）。于是在分磁坏（或称短路环）中便产生感应电流，以阻碍磁通的变化，使在磁极两部分中的磁通Φ1与Φ2之间产生一相位差，因而磁极各部分的吸力也就不会同时降为零，这就消除了衔铁的颤动，当然也就除去了噪音。
④ 利用式（15-2）求出磁动势IN。
15.1.2 铁心线圈与电磁铁
1．铁心线圈的电磁关系
铁心线圈的电磁关系有两种，一种是用直流来励磁，另一种是用交流励磁。直流励磁的铁心线圈，磁通恒定、电流I的大小只与线圈电阻R有关，功率损耗也只有I 2R，即所谓铜损。而交流铁心线圈的电磁关系与功率损耗等是比较复杂的。它也是变压器与交流电机的基础。
磁饱和性即磁性材料的磁化磁场B（或Φ）随着外磁场H（或I）的增强，并非无限地增强，而是当全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场一致时，磁感应强度B不再增大，达到饱和值。亦即铁磁性材料的磁化曲线是非线性的，如图15-2所示。为了尽可能大地获得强磁场，一般电机铁心的磁感应强度常设计在曲线的拐点a附近。
下面以非匀磁路图15-4的分析与计算为例，介绍其求解磁动势的一般步骤。
① 由于各段磁路的截面不同，而磁通Φ相同，因此各段磁路中的磁感应强度Bi=Φ/Si，由此求得B 1、B 2、及B 0，其中计算B 0时的截面S 0 时，因δ很小，可以也取铁心截面S 2。
② 据各段磁路材料的磁化曲线B=f（H），查得与上述B i对应的磁场度H i。其中空气隙或其它非铁磁材料的磁场强度H 0=B 0/μ0=B 0/4π×10-7（A/m）可以直接计算。
[牛顿] （15-11）
由式（15-11）可知，吸力在零与最大值Fm之间脉动（图15-8）。因而衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触头容易损坏。为了消除这种现象，可在磁极的部分端面上套一个分磁坏（图15-9）。于是在分磁坏（或称短路环）中便产生感应电流，以阻碍磁通的变化，使在磁极两部分中的磁通Φ1与Φ2之间产生一相位差，因而磁极各部分的吸力也就不会同时降为零，这就消除了衔铁的颤动，当然也就除去了噪音。
机电传动控制基础课后题答案
PN=7.5kW,UN=220V, n N=1500r/min, ŋ N=88.5%， 试求该电机的额定电流和额定转矩。
解：电机的额定电流：
PN UNIN
N
IN
PN
UNN
7.5100038.5 22088.5%
A
电机的转矩：
T N9.5n P 5 N N9.5 5 1 75 50 0 4.7 0 0 7N 5•m
其人为特性曲线如图3所示
（4）弱磁时的人为特性：
n 0 .8 U K N e N 9 .5 5 ( 0 .R 8 K a e N ) 2 T 0 .8 1 0 0 0 .1 3 2 9 .5 5 n( 0 0 . .1 1 9 3 6 2 2 0 .8 ) T 2 0 8 3 1 .8 4 T
解：（1）设能耗制动电阻为R1， 反接制动电阻为R2
K e N U N IN R a 2 2 0 3 1 0 .4 0 .2 0 8
n N
1 0 0 0
电动状态的稳态转速
n s K U e N N 9 .5 5 ( R K a e N ) 2 T L 0 2 .2 2 0 0 8 9 .5 0 5 .4 0 . 4 2 9 0 8 2 1 0 1 0 r m i n
3.8 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL＝常数，当电枢 电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流
的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化?
T K t I a
Ia
T K t
T TL T0
TL 常 数
T 常数 TL Kt 常数 不变 电枢电压或电枢附加电阻改变时 I 不变
T’L JL ωL
JM
M
ωM T
(a) 旋转运动
解：电机的额定电流：
PN UNIN
N
IN
PN
UNN
7.5100038.5 22088.5%
A
电机的转矩：
T N9.5n P 5 N N9.5 5 1 75 50 0 4.7 0 0 7N 5•m
其人为特性曲线如图3所示
（4）弱磁时的人为特性：
n 0 .8 U K N e N 9 .5 5 ( 0 .R 8 K a e N ) 2 T 0 .8 1 0 0 0 .1 3 2 9 .5 5 n( 0 0 . .1 1 9 3 6 2 2 0 .8 ) T 2 0 8 3 1 .8 4 T
解：（1）设能耗制动电阻为R1， 反接制动电阻为R2
K e N U N IN R a 2 2 0 3 1 0 .4 0 .2 0 8
n N
1 0 0 0
电动状态的稳态转速
n s K U e N N 9 .5 5 ( R K a e N ) 2 T L 0 2 .2 2 0 0 8 9 .5 0 5 .4 0 . 4 2 9 0 8 2 1 0 1 0 r m i n
3.8 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL＝常数，当电枢 电压或电枢附加电阻改变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流
的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然要发生变化?
T K t I a
Ia
T K t
T TL T0
TL 常 数
T 常数 TL Kt 常数 不变 电枢电压或电枢附加电阻改变时 I 不变
T’L JL ωL
JM
M
ωM T
(a) 旋转运动
三相异步电动机的基本控制电路精品PPT课件
M
采用此种接线方式。
3~
3.异步电动机的直接起动 + 过载保护
A BC
热继电
QS
器触头
FU
KM SB1 SB2
KM
FR
KM
发热
FR
元件
电流成回路，
M
只要接两相就可以了。
3~
4.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。
KM
SB1甲
SB2甲
KM
甲地
SB3乙
先合上开关QS
1、正转控制
按下SB1
SB1常闭触点先分断对KM2的联锁 SB1常开触点后闭合 KM1线圈得电(自锁)
KM1常闭辅助触点断开 KM1辅助触点闭合 KM1主触点闭合
电动机M正转
继续
先合上开关QS
1、反转控制
按下SB2
SB2常闭触点先分断对KM1的联锁 SB2常开触点后闭合 KM2线圈得电
SQA
KM1
SQB
KM2
FR
KM2
KM1 限位开关
控制回路
行程控制(2) --自动往复运动
电机
逆程
正程
工作要求：1. 能正向运行也能反向运行 2. 到位后能自动返回
自动往复运动控制电路
FR
SB3
KM2
SQA KM1
SB1
关键措施
限位开关采用 复合式开关。正 向运行停车的同 时，自动起动反 向运行；反之亦 然。
三相异步电动机的 基本控制电路
基本控制电路
一、三相异步电动机起动、停车（点动、连续运 行、多地点控制等） 二、三相异步电动机正反转控制 三、顺序控制 四、行程控制 五、时间控制
机电传动控制机电传动系统的运动学基础解读
交点被称为平衡点。
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
分析举例
异步电动机 的机械特性
交点a
？ a、b两点是
否为稳定平衡点
生产机械 的机械特 性
交点b
a点： TM ? TL ? 0
当负载突然增加后 TM ? TL' ? 0 TM' ? TL' ? 0
当负载波动消除后 TM' ? TL ? 0 TM ? TL ? 0
拖动转距，否则为制动转距。
2. TL的符号与性质
当TL的实际作用方向与n的方向相同时，取与n相反的符号； 当TL的实际作用方向与n的方向相反时，取与n相同的符号； 当TL的实际作用方向与n的方向相同（符号相反）时， TL为拖
动转距，否则为制动转距。
举例：如图所示电动机拖动重物上升和下降。
重物上升
TM为正 TL为正
dt
?0
即 dω ? 0 dt
传动系统以恒速运动。
TM =TL时传动系统 处于恒速运动的这种状 态被称为稳态。
2.动态（ TM ? TL时）：
TM ? TL时：
Td?0
即 d ? ? 0 , 加速运动。
dt
TM ? TL时： T d
?
J
d?
dt
? 0,
即 d ? ? 0 , 减速运动。
dt
TL─ 负载转矩（N.m）;
? ─ 角速度（rad/s ）；
J ─ 转动惯量（kg.m 2）;
t ─ 时间（s ）;
Td
?
J d?
dt
?
J 2? dn
60 dt
─ 动态转矩（N.m）。
三、传动系统的状态 根据运动方程式可知：运动系统有两种不同的运动状态：
符合稳定运行条件的平衡点称为稳定平衡点。
分析举例
异步电动机 的机械特性
交点a
？ a、b两点是
否为稳定平衡点
生产机械 的机械特 性
交点b
a点： TM ? TL ? 0
当负载突然增加后 TM ? TL' ? 0 TM' ? TL' ? 0
当负载波动消除后 TM' ? TL ? 0 TM ? TL ? 0
拖动转距，否则为制动转距。
2. TL的符号与性质
当TL的实际作用方向与n的方向相同时，取与n相反的符号； 当TL的实际作用方向与n的方向相反时，取与n相同的符号； 当TL的实际作用方向与n的方向相同（符号相反）时， TL为拖
动转距，否则为制动转距。
举例：如图所示电动机拖动重物上升和下降。
重物上升
TM为正 TL为正
dt
?0
即 dω ? 0 dt
传动系统以恒速运动。
TM =TL时传动系统 处于恒速运动的这种状 态被称为稳态。
2.动态（ TM ? TL时）：
TM ? TL时：
Td?0
即 d ? ? 0 , 加速运动。
dt
TM ? TL时： T d
?
J
d?
dt
? 0,
即 d ? ? 0 , 减速运动。
dt
TL─ 负载转矩（N.m）;
? ─ 角速度（rad/s ）；
J ─ 转动惯量（kg.m 2）;
t ─ 时间（s ）;
Td
?
J d?
dt
?
J 2? dn
60 dt
─ 动态转矩（N.m）。
三、传动系统的状态 根据运动方程式可知：运动系统有两种不同的运动状态：
电机结构及基本知识
三、直流电动机
5）电枢铁心 电枢铁心是主磁路的主要部分，同时用以嵌放电枢绕组。 一般电枢铁心采用由0.5mm厚的硅钢片冲制而成的冲片叠压而成，以降低电机运
行时电枢铁心中产生的涡流损耗和磁滞损耗。叠成的铁心固定在转轴或转子支架上。 铁心的外圆开有电枢槽，槽内嵌放电枢绕组。
6）电枢绕组 电枢绕组的作用是产生电磁转矩和感应
四、三相异步电动机
2. 异步电动机的基本工作原理
在某种因素的作用下，使磁极以n1的速度逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，转子导 体就会切割磁力线而感应电动势e。用右手定则可以判定。
在感应电动势的作用下，导体中就有电流i， 若不计电动势与电流的相位差，则电流i与电动 势e同方向。
载流导体在磁场中将受到一电磁力的作用， 由左手定则可以判定电磁力F的方向。
三、直流电动机
7）换向器
在直流电动机中，换向器配以电刷，能将 外加直流电源转换为电枢线圈中的交变电流， 使电磁转矩的方向恒定不变；在直流发电机中， 换向器配以电刷，能将电枢线圈中感应产生的 交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电Байду номын сангаас动势。
换向器是由许多换向片组成的圆柱体，换 向片之间用云母片绝缘。
极之间磁的通路，磁通通过的部分称为磁轭。 为保证机座具有足够的机械强度和良好的导磁
性能，一般为铸钢件或由钢板焊接而成。
机座 主极 换向极
电枢
图5-4 直流电机定
三、直流电动机
4）电刷装置 电刷装置是用来引入或引出直流电压和直流电流的。 电刷装置由电刷、刷握、刷杆和刷杆座等组成。 电刷放在刷握内，用弹簧压紧，使电刷与换向器之间有良好的滑动接触，刷握固定在 刷杆上，刷杆装在圆环形的刷杆座上，相互之间必须绝缘。刷杆座装在端盖或轴承内 盖上，圆周位置可以调整，调好以后加以固定。
电机控制器基础知识课件
保护电路通常由熔断器、过流保护器 、过压保护器等元件组成，实现对电 机的过流、过压、短路等保护。
04 电机控制器的软件组成
CHAPTER
控制算法
控制算法是电机控制器的核心， 用于实现电机的速度、位置和转
矩控制。
控制算法通常采用PID（比例-积 分-微分）控制、模糊控制、神经
网络控制等现代控制理论。
智能制造领域
电机控制器将在智能制造领域中发挥重要作用， 如自动化生产线、数控机床等。
绿色环保与可持续发展
能效提升
电机控制器的发展将注重能效提升，降低能源消耗和碳排放，推 动绿色环保的可持续发展。
环保材料
采用环保材料制造电机控制器，减少对环境的污染和破坏。
循环经济
电机控制器的设计将注重循环经济理念，方便回收和再利用，降 低资源浪费。
。
物流系统
电机控制器用于控制物流输送带 、升降机等设备的运行，提高物
流效率。
机器人
电机控制器用于控制机器人的关 节和运动，实现精确的定位和操
作。
电动车与新能源汽车
电动汽车
电机控制器是电动汽车的核心部件之一，用于控制电机的运行， 实现车辆的加速、减速、制动等功能。
混合动力汽车
电机控制器用于控制汽车的发动机、电动机和电池等部件，提高燃 油效率和减少排放。
现代电机控制器集成了更多的功能， 如保护、诊断和通讯等，同时采用智 能控制算法，提高了电机的运行效率 和可靠性。
随着微处理器技术的发展，数字电机 控制器逐渐取代了模拟电机控制器， 控制精度和稳定性得到了提高。
02 电机控制器的工作原理
CHAPTER
电机的工作原理
直流电机
直流电流通过电机的线圈产生磁场， 该磁场与电机中的永磁体相互作用， 产生转矩使电机旋转。直流电机的转 速可以通过改变输入电流的大小和方 向来调节。
机电控制技术基础
1．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
2．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
3．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
1. 一台直流并励电动机，额定功率kW P N2.2=，额定电压V U N 220=，额定电流A I N 2.12=，额定转速min /3000r n N =。
试求：（1）额定转矩N T ；（2）额定运行时的效率N η。
2. 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：180N P KW =,230N U V =,1450/min N n r =,89.5%N η=，试求：①该发电机的额定电流；②电流保持为额定值而电压下降为100V 时，原动机的输出功率（设此时N ηη=）3. 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：7.5N P KW =,220N U V =,1500/min N n r =, 88.5%N η=, 试求该电机的额定电流和额定转矩。
4. 一台并励直流电动机的技术数据如下：5.5N P KW =,110N U V =,61N I A =,额定励磁电流2fN I A =,1500/min N n r =,电枢电阻0.2a R =Ω,若忽略机械磨损和转子的铜耗、铁损，认为额定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出它近似的固有机械特性曲线。
5. 一台直流并励电动机，额定功率kW P N 2.1=，额定电压V U N 220=，额定运行时的效率66.5%=N η，额定转速min /1500r n N =。
试求：（1）额定转矩N T ；（2）额定电流N I 。
6. 一台直流他励电动机，其额定数据为：kW P N 17=，V U N 220=，A I N 91=，min /1500r n N =，Ω=22.0a R 。
车用驱动电机原理与控制基础PPT课件(200页)
10
2. 磁通量、高斯定理
2.1.1 磁场及其度量
定义通过面的磁通量为
= ∙ = cos
图2-1 通过平面的磁通量
在国际单位制中，的单位为韦伯（Wb），有1Wb＝1T・m2 。
通过任意曲面的磁通量为
.
.
.
= ඵ d = ඵ ∙ d = ඵ cosd
上式说明，安培力是作用在整个载流导线上，而不是集中作用于一
点的。
图2-7 载流导线在磁场中受力
15
2.2.1 法拉第电磁感应定律/楞次定律
2.2 电磁感应
法拉第电磁感应定律可表述为：当穿过闭合回路所围面积的磁通量发生变化时，无论这种变化是什么原因引
起的，回路中都会产生感应电动势，感应电动势的大小与通过该回路的磁通量随时间的变化率成正比。
.
∙ d = න d =
得到：
= 0
14
1. 洛伦兹力； 2. 安培力
2.1.3 （电）磁力
运动的电荷在磁场中受到力的作用，即所谓的洛伦兹力。
= ×
图2-6 带电粒子在磁场中受力
有限长载流导线所受的安培力，等于各电流元所受安培力的矢量叠
加，即
.
= න d ×
闭合回路中感应电流产生的磁通总是反抗回路中原磁通的变化，这一规律称为楞次定律。
机MG2（或者MG1）同时驱动汽车。THS属于功率分
流混合动力，通过电动机或发动机控制其转矩比例，
从而实现传动比的无级调节，所以THS又被称为电动
无级变速器。
6
1.3 车用驱动电机的典型应用
图1-8 “三合一”电驱动总成
三合一纯电驱动总成
机电传动控制基础课后题答案
折算到电机轴上的静态转矩:
TL
9.55 F v2
c nM
9.55 100 0.37 0.83 950
0.448
N •m
折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2
GDZ2
GDM2
GD12
j
2 1
(
GDL2 j1 j2 )2
365
G v2 nM2
1.1 GDM2
365
F v2 nM2
(2)电动机拖动位能性恒转矩负载，要求以-300r／min速度下放重 物，采用倒拉反接制动，电枢回路应串多大电阻?若采用能耗制动， 电枢回路应串多大电阻?
(3)想使电机以n＝-1200r／min速度，在再生发电制动状态下，下 放重物，电枢回路应串多大电阻?若电枢回路不串电阻，在再生发 电制动状态下，下放重物的转速是多少?
n) 9.55Ke N 2
TL
- Ra
( 220 1200) 9.55 0.2082
0.208
49
- 0.4 0.8
不串电阻时的制动转速：
n
UN KeN
Ra
9.55Ke
N
2
TL
220 0.208
0.4 9.55 0.2082
49 1105 r/min
习题与思考
3.4 直流电动机一般为什么不允许直接启动？如直接启动 会发生什么问题？应采用什么方法启动比较好？
N •m
3.11一台他励直流电动机的名牌数据为：
PN=5.5kW,UN=110V, IN=62A
nN=1000r/min ，
试绘制出它的固有机械特性曲线：
解：
Ra
0.75
UnN n2
PN
《现代电机控制技术》王成元
f A H δ δ Rδ
(1-8c)
图 1-1 中， 因为主磁通 mA 是穿过气隙后而闭合的， 它提供了 气隙磁通，所以又将 mA 称为励磁磁通。
12
现代电机控制技术
第1章 基础知识
定义线圈 A 的励磁磁链为
mA mA N A
由式(1-7)和式(1-9)，可得
(1-9)
mA
iA
N A N B Λδ
(1-31)
由式(1-29)和式(1-31)可知
LAB LBA N A N B Λδ
亦即线圈 A 和 B 的互感相等。 在图 1-1 中，当电流 iA 和 iB 方向同为正时，两者产生的励磁磁场方 向一致，因此两线圈互感为正值。若改变 iA 或 iB 的正方向，或者改变其 中一个线圈的绕向，则两者的互感便成为负值。 值得注意的是，如果 NA=NB，则有 LmA= LmB= LAB= LBA，即两线 圈不仅励磁电感相等，且励磁电感又与互感相等。
lm
； Λδ 为气隙磁路
0 S
。
将式(1-8a)写为
δ Λmδ f A
式中， Λmδ
Λm Λδ Λm Λδ
(1-8b)
1 Rmδ
11
， Λmδ 为串联磁路的总磁导， Λmδ
。
式(1-8b)为磁路欧姆定律的另一种表达形式。
现代电机控制技术
第1章 基础知识
式(1-7)表明，作用在磁路上的总磁动势恒等于闭合磁路内各 段磁压降之和。 对图 1-1 所示的磁路而言，尽管铁心磁路长度比气隙磁路长 得多，但由于 Fe 0 ，气隙磁路磁阻还是要远大于铁心磁路的 磁阻。对于这个具有气隙的串联磁路，总磁阻将取决于气隙磁路 的磁阻，磁动势大部分将降落在气隙磁路中。 在很多情况下，为了问题分析的简化，可将铁心磁路的磁阻 忽略不计，此时磁动势 f A 与气隙磁路磁压降相等，即有
(1-8c)
图 1-1 中， 因为主磁通 mA 是穿过气隙后而闭合的， 它提供了 气隙磁通，所以又将 mA 称为励磁磁通。
12
现代电机控制技术
第1章 基础知识
定义线圈 A 的励磁磁链为
mA mA N A
由式(1-7)和式(1-9)，可得
(1-9)
mA
iA
N A N B Λδ
(1-31)
由式(1-29)和式(1-31)可知
LAB LBA N A N B Λδ
亦即线圈 A 和 B 的互感相等。 在图 1-1 中，当电流 iA 和 iB 方向同为正时，两者产生的励磁磁场方 向一致，因此两线圈互感为正值。若改变 iA 或 iB 的正方向，或者改变其 中一个线圈的绕向，则两者的互感便成为负值。 值得注意的是，如果 NA=NB，则有 LmA= LmB= LAB= LBA，即两线 圈不仅励磁电感相等，且励磁电感又与互感相等。
lm
； Λδ 为气隙磁路
0 S
。
将式(1-8a)写为
δ Λmδ f A
式中， Λmδ
Λm Λδ Λm Λδ
(1-8b)
1 Rmδ
11
， Λmδ 为串联磁路的总磁导， Λmδ
。
式(1-8b)为磁路欧姆定律的另一种表达形式。
现代电机控制技术
第1章 基础知识
式(1-7)表明，作用在磁路上的总磁动势恒等于闭合磁路内各 段磁压降之和。 对图 1-1 所示的磁路而言，尽管铁心磁路长度比气隙磁路长 得多，但由于 Fe 0 ，气隙磁路磁阻还是要远大于铁心磁路的 磁阻。对于这个具有气隙的串联磁路，总磁阻将取决于气隙磁路 的磁阻，磁动势大部分将降落在气隙磁路中。 在很多情况下，为了问题分析的简化，可将铁心磁路的磁阻 忽略不计，此时磁动势 f A 与气隙磁路磁压降相等，即有
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钮的种类较多。按钮按触头的分合状况，可分为常开按钮( 或起动按钮)、 常闭按钮(或停止按钮)和复合按钮。 按钮可以 做成单个的(称单联按钮)、两个的(称双联按钮)和多个的。按 钮的外型如图 所示。 按钮的型号有LA10、 LA20、 LA25等 系列
常开(动合)按钮
SB
电路符号
(a) 单联按钮；
电机控制系统基础
第一节、常用低压继电器 第二节、三相异步电动机的控制电路 第三节、可编程序控制器常识
第一节、常用低压继电器
低压电器：用于交流1200V以下或直流1500V以下电路的电器。 主要有开关、接触器、继电器、按钮等
一、开关
1、刀开关 一种手动电器，用来接通和断开电路，刀开关可分 为开启式负荷开关、 封闭式负荷开关、组合开关、 熔断器式刀 开关等
1.盖板 2.熔体 锡桥 3.瓷熔管 4.瓷制底座 5.弹性触座
四、接触器
接触器是用来频繁接通和断开电路的自动切换电器， 它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能，同时还 具有欠电压、失电压保护的功能，但却不具备短路保 护和过载保护功能。接触器的主要控制对象是电动机
接触器线圈
主触点
常开 常闭
接触器触头按通断能力， 可分为主触头和辅助触头。 主触 头主要用于通断较大电流的电路(此电路称主电路)，它的 体积较大，一般由三对常开触头组成。辅助触头主要用于 通断较小电流的电路(此电路称控制电路)，它的体积较小， 有常开触头和常闭触头之分。接触器按通入电流类型的不 同可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器的外形和 结构如图 所示。当给交流接触器的线圈5通入交流电时， 在铁心6上会产生电磁吸力， 克服弹簧4的反作用力，将衔 铁3吸合，衔铁的动作带动动触桥1的运动，使静触点2闭 合。 当电磁线圈断电后，铁心上的电磁吸力消失，衔铁在 弹簧的作用下回到原位，各触点也随之回到原始状态。交 流接触器的型号有CJ0、CJ12、CJ20等系列。
1-瓷帽； 2-熔断管； 3-瓷套； 4-上接线盒； 5-下接线盒；
6-瓷座
FU
电路符号
3. 管式熔断器
管式熔断器分为有填料式和无填料式两类。 有填料管式熔 断器的结构如图 5 - 6 所示。有填料管式熔断器是一种分断能力 较大的熔断器，主要用于要求分断较大电流的场合。 常用的型 号有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。
3. 组合开关
组合开关又称为转换开 关。组合开关的外形如图 所示。它的刀片(动触片)是 转动的，能组成各种不同的 线路。 动触片装在有手柄 的绝缘方轴上，方轴可90° 旋转，动触片随方轴的旋转 使其与静触片接通或断开。 它的型号有HZ5、 HZ10、 HZ15等系列。
QS
刀开关电路符号
按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。 它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。
1-熔丝；2-动触点； 3-瓷盖； 4-静触点 5-瓷体
2. 螺旋式熔断器
螺旋式熔断器的外形和结构如图所示。在熔断管内装有熔 丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显 示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后 自动脱落，通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。 螺旋式熔断器的型 号有RL1、 RL7等系列。
(b) 双联按钮
常闭(动断)按钮 SB
电路符号
熔断器俗称保险丝。它主要由熔断体和放置熔断体的绝缘管或 绝缘座组成，熔断体(熔丝)是熔断器的核心部分。熔断器应与 电路串联，它的主要作用是作短路或严重过载保护。 熔断器
可分为磁插式熔断器、螺旋式熔断器、 管式熔断器。
1. 磁插式熔断器
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。
1. 热继电器
热继电器是利用发热元件感受到的热量而动作的一种保护继 电器。主要对电动机实现过载保护、断相保护、电流不平衡 运行保护。
热继电器的外形和结构如图
发热元件2绕在双金属片1上，
当电动机过载时，过大的电
流产生热量，使双金属片1弯
曲，再通过动作机构3，使常
闭触点4断开，从而断开控制
电路，达到保护的目的。热
发热元件
KH
继电器的型号有JR0、 JR15、
JR20等系列。 2.
常闭触头
KH
时间继电器是在感受到外界信号后，其执行部分需要延迟一
定时间才动作的一种继电器。时间继电器按延时方式可分为
通电延时和断电延时两种。
第二节、三相异步电动机的控制
主电路中有开关、熔断器、接触器的主触头、热继电器的热 元件等。它们与被控制的电机是串联的。控制电路包括按钮、 继电器、接触器线圈、热继电器动断触头等。基本控制方式 是使交流接触器电磁线圈通电或失电，主触头闭合和断开， 来控制电路 。典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控 制、正反转控制、行程控制、时间控制等。
常态(未受外力)时，静触点1、2通过 桥式动触点5闭合，所以称1、2为常 闭(动断)触点。静触点3、4分断，所 以称之为常开(动合)触点。当按下按 钮帽6时，桥式动触点在外力的作用 下向下运动， 使1、 2分断， 3、 4 1 闭合。此时，复位弹簧7为受压状态。 当外力撤消后，桥式动触点在弹簧 的作用下回到原位， 静触点1、2和 3 3、4也随之恢复到原位，此过程为 复位。
五 、继电器
继电器是一种根据外来电信号来接通或断开电路，以实现对 电路的控制和保护作用的自动切换电器。继电器一般不直接控 制主电路，而反映的是控制信号。继电器的种类很多 根据用 途可分为控制继电器和保护继电器；根据反映的不同信号可分 为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继 电器、速度继电器、温度继电器和压力继电器等。
开启式负荷开关又称闸刀 开关。。 闸刀开关没有灭弧 装置，仅以上、胶盖为遮护以 防止电弧伤人。通常作为隔离 开关，用于不频繁地接通或断 开的电路中。
2. 封闭式负荷开关
封闭式负荷开关又称铁壳 开关。其结构如图 所示。 它与 闸刀开关基本相同， 但在铁壳 开关内装有速断弹簧， 它的作 用是使闸刀快速接通和断开， 以消除电弧。另外，在铁壳开 关内还设有联锁装置，即在闸 刀闭合状态时，开关盖不能开 启，以保证安全。铁壳开关的 型号有HH10、 HH11等系列。
常开(动合)按钮
SB
电路符号
(a) 单联按钮；
电机控制系统基础
第一节、常用低压继电器 第二节、三相异步电动机的控制电路 第三节、可编程序控制器常识
第一节、常用低压继电器
低压电器：用于交流1200V以下或直流1500V以下电路的电器。 主要有开关、接触器、继电器、按钮等
一、开关
1、刀开关 一种手动电器，用来接通和断开电路，刀开关可分 为开启式负荷开关、 封闭式负荷开关、组合开关、 熔断器式刀 开关等
1.盖板 2.熔体 锡桥 3.瓷熔管 4.瓷制底座 5.弹性触座
四、接触器
接触器是用来频繁接通和断开电路的自动切换电器， 它具有手动切换电器所不能实现的遥控功能，同时还 具有欠电压、失电压保护的功能，但却不具备短路保 护和过载保护功能。接触器的主要控制对象是电动机
接触器线圈
主触点
常开 常闭
接触器触头按通断能力， 可分为主触头和辅助触头。 主触 头主要用于通断较大电流的电路(此电路称主电路)，它的 体积较大，一般由三对常开触头组成。辅助触头主要用于 通断较小电流的电路(此电路称控制电路)，它的体积较小， 有常开触头和常闭触头之分。接触器按通入电流类型的不 同可分为交流接触器和直流接触器。交流接触器的外形和 结构如图 所示。当给交流接触器的线圈5通入交流电时， 在铁心6上会产生电磁吸力， 克服弹簧4的反作用力，将衔 铁3吸合，衔铁的动作带动动触桥1的运动，使静触点2闭 合。 当电磁线圈断电后，铁心上的电磁吸力消失，衔铁在 弹簧的作用下回到原位，各触点也随之回到原始状态。交 流接触器的型号有CJ0、CJ12、CJ20等系列。
1-瓷帽； 2-熔断管； 3-瓷套； 4-上接线盒； 5-下接线盒；
6-瓷座
FU
电路符号
3. 管式熔断器
管式熔断器分为有填料式和无填料式两类。 有填料管式熔 断器的结构如图 5 - 6 所示。有填料管式熔断器是一种分断能力 较大的熔断器，主要用于要求分断较大电流的场合。 常用的型 号有RT12、 RT14、 RT15、 RT17等系列。
3. 组合开关
组合开关又称为转换开 关。组合开关的外形如图 所示。它的刀片(动触片)是 转动的，能组成各种不同的 线路。 动触片装在有手柄 的绝缘方轴上，方轴可90° 旋转，动触片随方轴的旋转 使其与静触片接通或断开。 它的型号有HZ5、 HZ10、 HZ15等系列。
QS
刀开关电路符号
按钮是一种手动操作接通或断开控制电路的主令电器。 它主要控制接触器和继电器，也可作为电路中的电气联锁。
1-熔丝；2-动触点； 3-瓷盖； 4-静触点 5-瓷体
2. 螺旋式熔断器
螺旋式熔断器的外形和结构如图所示。在熔断管内装有熔 丝，并填充石英砂，作熄灭电弧之用。熔断管口有色标，以显 示熔断信号。当熔断器熔断的时候，色标被反作用弹簧弹出后 自动脱落，通过瓷帽上的玻璃窗口可看见。 螺旋式熔断器的型 号有RL1、 RL7等系列。
(b) 双联按钮
常闭(动断)按钮 SB
电路符号
熔断器俗称保险丝。它主要由熔断体和放置熔断体的绝缘管或 绝缘座组成，熔断体(熔丝)是熔断器的核心部分。熔断器应与 电路串联，它的主要作用是作短路或严重过载保护。 熔断器
可分为磁插式熔断器、螺旋式熔断器、 管式熔断器。
1. 磁插式熔断器
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。
1. 热继电器
热继电器是利用发热元件感受到的热量而动作的一种保护继 电器。主要对电动机实现过载保护、断相保护、电流不平衡 运行保护。
热继电器的外形和结构如图
发热元件2绕在双金属片1上，
当电动机过载时，过大的电
流产生热量，使双金属片1弯
曲，再通过动作机构3，使常
闭触点4断开，从而断开控制
电路，达到保护的目的。热
发热元件
KH
继电器的型号有JR0、 JR15、
JR20等系列。 2.
常闭触头
KH
时间继电器是在感受到外界信号后，其执行部分需要延迟一
定时间才动作的一种继电器。时间继电器按延时方式可分为
通电延时和断电延时两种。
第二节、三相异步电动机的控制
主电路中有开关、熔断器、接触器的主触头、热继电器的热 元件等。它们与被控制的电机是串联的。控制电路包括按钮、 继电器、接触器线圈、热继电器动断触头等。基本控制方式 是使交流接触器电磁线圈通电或失电，主触头闭合和断开， 来控制电路 。典型的控制环节有点动控制、单向自锁运行控 制、正反转控制、行程控制、时间控制等。
常态(未受外力)时，静触点1、2通过 桥式动触点5闭合，所以称1、2为常 闭(动断)触点。静触点3、4分断，所 以称之为常开(动合)触点。当按下按 钮帽6时，桥式动触点在外力的作用 下向下运动， 使1、 2分断， 3、 4 1 闭合。此时，复位弹簧7为受压状态。 当外力撤消后，桥式动触点在弹簧 的作用下回到原位， 静触点1、2和 3 3、4也随之恢复到原位，此过程为 复位。
五 、继电器
继电器是一种根据外来电信号来接通或断开电路，以实现对 电路的控制和保护作用的自动切换电器。继电器一般不直接控 制主电路，而反映的是控制信号。继电器的种类很多 根据用 途可分为控制继电器和保护继电器；根据反映的不同信号可分 为电压继电器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、热继 电器、速度继电器、温度继电器和压力继电器等。
开启式负荷开关又称闸刀 开关。。 闸刀开关没有灭弧 装置，仅以上、胶盖为遮护以 防止电弧伤人。通常作为隔离 开关，用于不频繁地接通或断 开的电路中。
2. 封闭式负荷开关
封闭式负荷开关又称铁壳 开关。其结构如图 所示。 它与 闸刀开关基本相同， 但在铁壳 开关内装有速断弹簧， 它的作 用是使闸刀快速接通和断开， 以消除电弧。另外，在铁壳开 关内还设有联锁装置，即在闸 刀闭合状态时，开关盖不能开 启，以保证安全。铁壳开关的 型号有HH10、 HH11等系列。