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《电机与电气控制技术(赵红顺 莫莉萍)》PPT课件 电机电气实验指导
常州机电职业技术学院电机与电气控制技术实验指导莫莉萍赵红顺主编目录第一部分电机实验 (1)实验一直流他励电动机起动、反转、制动 (3)实验二直流电动机实验 (6)实验三直流他励电动机的调速 (8)实验四单相变压器的空载试验 (10)实验五三相异步电动机空载和短路试验 (12)实验六三相异步电动机的工作特性 (14)第二部分电气控制电路实验 (17)实验一三相异步电动机单向起动控制线路的安装接线与通电调试 (17)实验二三相异步电动机正反转控制线路的安装接线与通电调试 (20)实验三三相异步电动机星一三角减压起动控制线路的安装接线与通电调试 (23)实验四双速电动机控制线路的安装接线与通电调试 (26)实验五三相异步电动机反接制动控制线路的安装接线与通电调试 (29)实验六三相异步电动机能耗制动控制线路的安装接线与通电调试 (32)实验七C6140T型普通车床控制线路常见电气故障检修 (35)实验八X6132型卧式万能铣床控制线路常见电气故障检修 (38)第一部分电机实验实验的基本要求实验课的目的在于培养学生掌握基本的实验方法与操作技能．培养学生学会根据实验目的拟定实验线路，选择所需仪表，确定试验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而提出实验报告。
在整个实验过程中，每个人必须严肃认真，集中精力，及时做好实验。
现按实验过程提出下列基本要求；一、实验前的准备：实验前应复习本课程有关内容，认真研读实验指导书，了解实验目的、内容、方法与步骤、明确实验过程中应注意的问题。
二、实验的进行：（一）建立小组，合理分工每次实验以小组为单位进行，每组由3—4人组成，推选组长一人，组长负责组织实验的进行及分配小组成员的工作，务求在实验过程中操作协调，数据准确。
（二）抄录铭牌，选择仪表实验前应首先熟悉被试机组，记录实验所需的电机及所用设备的铭牌和仪表量程，然后将仪表设备布置整齐，便于接线及测取数据。
（三）按图接线，力求简明接线原则是先串联主回路，再接并联支路。
《电机与电气控制技术》第二版教学课件 3.3.3直流电动机的降压调速
的机械特性，则电动机的范围D与最低转速是的静差率
关系如下：
D n max
n max
n max
n min n 0min n N n N (1 )
（3-7）
式中，n N为最低转速机械特性上的转速降； 为
最低转速时的静差率，即系统的最大静差率。
1
直流电动机调速的概念
若对静差率这一指标要求过高，即 值越小，则调速范围D就越小；反之，若 要求调速范围D越大，则静差率 也越大，转速的相对稳定性越差。
速受电动机的机械强度、换向条件、电压等级等方面的限制，而最低转速则受
到低速运行时转速的相对稳定性的限制。
1
直流电动机调速的概念
（2）静差率（相对稳定性）
转速的相对稳定性是指负载变化时，转速变化的程度。转速变化小，其相
对稳定性好。转速的相对稳定性用静差率 表示。当电动机在某一机械特性上运
行时，由理想空载增加到额定负载，电动机的转速降落 与理想空载转速n0之比， 就称为静差率，用百分数表示为：
2
直流电动机的降压调速
转速由nN下降至n1的调速过程如下：电动机原来在A点稳定运行时， Tem=TL，n=nN。当电压降至U1后，电动机的机械特性变为直线n01B。在降压 瞬间，转速n不突变，Ea不突变，所以Ia和Tem突变减小，工作点平移到A/点。在 A/点，Tem<TL，电动机开始减速，随着n减小，Ea减小，Ia和Tem增大，工作点沿 A/B方向移动，到达B点时，达到了新的平衡：Tem=TL，此时电动机便在较低转 速n1下稳定运行。降压调速过程与电枢串电阻调速过程类似，调速过程中转速 和电枢电流（或转矩）随时间的变化也类似。
% n 0 n N 100 % n N 100 %
《电机与电气控制技术》第二版教学课件 3.3.6直流电动机的换向
3 改善换向的方法
（2）装设换向极 目前改善直流电机换向最有效的办法，是安装换向极，换向
极装设在相邻两主磁极之间的几何中性线上，如图3-22所示。加装 换向极的目的，主要是让它在换向元件处产生一个磁动势，首先把 电枢反应磁动势抵消掉，使得切割电动势 ；其次还得产生一个气隙 磁通密度，换向元件切割磁磁场产生感应电动势去抵消电抗电动势。 为达到此目的，换向极绕组应与电枢绕组相串联，使换向极磁场也
为 i ia 。元件从开始换向到换向终了所经历的时间，称为换向周
期 ，换向周期通常只有千分之几秒。直流电机在运行时电枢绕组每个元件 在经历过电刷时，都要经历上述的换向过程。
1
直流电动机换向的概念
换向问题很复杂，换向不良会在电刷和换向片之间产生火花，当火花 到一定程度时有可能损坏电刷和换向器表面，从而使电机不能正常工作， 但也不是说，直流电机运行时，一点火花也不许出现。详细情况可以参阅 有关国家技术标准的规定。
2
换向的电磁理论
直流电机因换向不良引起电刷下产生火花，除了上述的电磁原因外还有机 械以及化学方面的因素。机械因素包括：换向器偏心；换向片之间的绝缘凸出； 电刷与换向器表面接触的不好；电刷上的压力大小不合适；电刷在刷盒里因装 的太紧而卡住，或者太松而跳动；各电刷杆之间不等距；各个换向极下的气隙 不均匀；换向器表面不清洁等等。化学方面的因素包括；电刷压力过大，或者 高空缺氧、缺水气以及某些电机所处环境为化工厂，这些都有可能破坏换向器 表面的氧化亚铜薄膜，从而产生火花。
补偿绕组装在主磁极极靴里，有了补偿绕组，换向极的负担减轻了，有利于改善换 向。
为R，流过的电流为 i ，元件与换向片间的连线电阻为 R k，与两个换向片连
接的元件电流为 i1 和 i2 ， 是换向元件的合成电动势，则根据基尔霍夫电
中职教育-电机与电气控制技术(第四版高教版)课件：第六章 继电器-接触器控制电路 赵承荻 编.ppt
下降，使接触器主触点断开，切断电动机电路。
第二节 三相异步电动机的直接起动控制电路5
3. 三相异步电动机的正反转控制电路 如右图所示，控制
电路中用接触器KMl和 KM2分别控制电动机的 正转和反转。该电路的 安全性差，正转后，必 须先停止，随后才能反 转，否则将形成电源短 路，引起事故。为此， 该电路不采用。
制动可分机械制动和电气制动两类。
第四节 三相异步电动机的制动控制电路2
一、三相异步电动机的机械制动 机械制动最常用的装置是电磁
抱闸，它主要有制动电磁铁和闸瓦 制动器两大部分组成。
桥式起重机、提升机、电梯等 经常使用电磁抱闸，当电动机断电 停转时保证定位准确，并避免重物 自行下坠而造成事故。
第四节 三相异步电动机的制动控制电路3
第二节 三相异步电动机的直接起动控制电路8
4.三相异步电动机自动往返控制电路 有些生产设备的电动机要求能正、反转自动换接。实现电动机正、 反转自动换接的方法很多，用行程开关的控制电路最为常见。 利用行程开关发出工作状态改变信号的控制方法称按行程原则控制。 常用的电路如下图所示。
第三节 三相异步电动机降压起动控制电路1
时KV动合触点闭合，为电源 反接制动停转作准备。
按下停止按钮SB1 ，KM1 线圈断电， KM1主触点断开正序电源，KM2线圈有电，电动机改变相序 进入反接制动状态，当电动机转速下降到速度继电器的释放值(90r/min)
第四节 三相异步电动机的制动控制电路５
三、三相异步电动机能耗制动 能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电
会正确接线。
3.掌握三相异步电动机各类降压起动控制电路图的工作原 理，会正确接线。
4.理解三相异步电动机各种制动方法，控制电路图的工作 原理，会正确接线。
第二节 三相异步电动机的直接起动控制电路5
3. 三相异步电动机的正反转控制电路 如右图所示，控制
电路中用接触器KMl和 KM2分别控制电动机的 正转和反转。该电路的 安全性差，正转后，必 须先停止，随后才能反 转，否则将形成电源短 路，引起事故。为此， 该电路不采用。
制动可分机械制动和电气制动两类。
第四节 三相异步电动机的制动控制电路2
一、三相异步电动机的机械制动 机械制动最常用的装置是电磁
抱闸，它主要有制动电磁铁和闸瓦 制动器两大部分组成。
桥式起重机、提升机、电梯等 经常使用电磁抱闸，当电动机断电 停转时保证定位准确，并避免重物 自行下坠而造成事故。
第四节 三相异步电动机的制动控制电路3
第二节 三相异步电动机的直接起动控制电路8
4.三相异步电动机自动往返控制电路 有些生产设备的电动机要求能正、反转自动换接。实现电动机正、 反转自动换接的方法很多，用行程开关的控制电路最为常见。 利用行程开关发出工作状态改变信号的控制方法称按行程原则控制。 常用的电路如下图所示。
第三节 三相异步电动机降压起动控制电路1
时KV动合触点闭合，为电源 反接制动停转作准备。
按下停止按钮SB1 ，KM1 线圈断电， KM1主触点断开正序电源，KM2线圈有电，电动机改变相序 进入反接制动状态，当电动机转速下降到速度继电器的释放值(90r/min)
第四节 三相异步电动机的制动控制电路５
三、三相异步电动机能耗制动 能耗制动是在电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电
会正确接线。
3.掌握三相异步电动机各类降压起动控制电路图的工作原 理，会正确接线。
4.理解三相异步电动机各种制动方法，控制电路图的工作 原理，会正确接线。
电机与电气控制技术PPT课件
2．额定电流I1N/I2N 额定电流是变压器绕组允许长时间连续通过的最大工作电流，由变压器 绕组的允许发热程度决定。在三相变压器中额定电流是指线电流。
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．额定容量SN
单相： 三相：
I1N
SN U1N
I2N
SN U 2N
I1N
SN 3U1N
I2N
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．油箱和其他附件 （1）油箱。 （2）储油柜。 （3）安全气道。 （4）气体继电器。 （5）绝缘套管。 （6）分接开关。
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
1.2.2 变压器的铭牌技术数据 1．额定电压U1N/U2N 额定电压U1N是指交流电源加到一次绕组上的正常工作电压；U2N是指在一 次绕组加U1N时，二次绕组开路时（空载）的端电压。在三相变压器中， 额定电压是指线电压，通常在铭牌上以分数的形式U1N/U2N表示。
电机与电气控制技术
电子工业出版社
第1章 变 压 器
1.1 变压器的用途及分类 1.1.1 变压器的用途 变压器是一种利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频 率的另一数值的交变电压的电气设备。变压器在许多方面都得到了广 泛的应用，如电力系统中的输、配电和电子技术领域、测试技术领域 、焊接技术领域等。
1.3 变压器的工作原理
2．空载电流I0 所示为励磁电流、主磁通及其感应电动势的相量图。由图可见，I0比 在相位上超前一个角度，称为铁耗角，一般很小，可忽略。
电机与电气控制技术
1.3 变压器的工作原理
1.3.2 变压器的负载运行 变压器负载运行的原理示意图。
电机与电气控制技术
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．额定容量SN
单相： 三相：
I1N
SN U1N
I2N
SN U 2N
I1N
SN 3U1N
I2N
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
3．油箱和其他附件 （1）油箱。 （2）储油柜。 （3）安全气道。 （4）气体继电器。 （5）绝缘套管。 （6）分接开关。
电机与电气控制技术
1.2 变压器的基本结构与铭牌技术数据
1.2.2 变压器的铭牌技术数据 1．额定电压U1N/U2N 额定电压U1N是指交流电源加到一次绕组上的正常工作电压；U2N是指在一 次绕组加U1N时，二次绕组开路时（空载）的端电压。在三相变压器中， 额定电压是指线电压，通常在铭牌上以分数的形式U1N/U2N表示。
电机与电气控制技术
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第1章 变 压 器
1.1 变压器的用途及分类 1.1.1 变压器的用途 变压器是一种利用电磁感应原理，将某一数值的交变电压变换为同频 率的另一数值的交变电压的电气设备。变压器在许多方面都得到了广 泛的应用，如电力系统中的输、配电和电子技术领域、测试技术领域 、焊接技术领域等。
1.3 变压器的工作原理
2．空载电流I0 所示为励磁电流、主磁通及其感应电动势的相量图。由图可见，I0比 在相位上超前一个角度，称为铁耗角，一般很小，可忽略。
电机与电气控制技术
1.3 变压器的工作原理
1.3.2 变压器的负载运行 变压器负载运行的原理示意图。
电机与电气控制技术
电机与电气控制技术(第五版)课件第5章
第三节 熔断器 1
熔断器广泛用于低压供配 电系统和控制系统中。当电路 发生短路或严重过载时，熔断 器自动熔断，从而切断电路， 起到保护作用。
熔断器结构简单，体积小 巧，工作可靠，是电气设备重 要的保护元件之一。
二、熔断器的保护特性及主要参数
第三节 熔断器 2 1. 熔断器的保护特性 表明流过熔体的电流大小与熔体熔断时间之间的关係特性。
第四节 交流接触器1
接触器是一种用途最为广泛的开关电器。它利用电磁、 气动或液动原理，通过控制电路来实现主电路的通断。接触 器具有通断电流能力强，动作迅速，操作安全，能频繁操作 和远距离控制优点，但不能切断短路电流，因此接触器通常 需与熔断器配合使用。接触器的主要控制对象是电动机，也 可用来控制其他电力负载，如电焊机、电炉等。
护。例如接触器、控制继电器、主令电器、起动器、电磁阀等。 (3)按触点动力来源分为手动电器和自动电器。
二、低压电器的性能参数 1.额定绝缘电压 电器最大的额定工作电压 2.额定工作电压 长期工作时能保证电器正常工作的电压值。 3.额定发热电流 长期工作时各部分的温度不超过极限值时流过的最大电流。 4.额定工作电流 能保证电器正常工作的电流值。 5.通断能力 电器在规定的条件下，能可靠接通和分断的最大电流。
第六节 继电器2
一.电磁式继电器 电磁式继电器可分电压继电器、电流继电器和中间继电器三种。电磁
式继电器结构、工作原理与接触器相似。
第六节 继电器3
二、时间继电器 1．时间继电器的结构和工作原理 它在电路中起着使控制电路延时动作的作用，即当继电器的感测机构接
收到外界动作信号后，要经过一段时间延时后触点才动作并输出信号去操纵 控制电路。
它由瓷质底座、瓷帽、瓷 套和熔体组成。螺旋式熔 断器具有较好的抗振性能， 灭弧效果与断流能力均优 于瓷插式熔断器，被广泛 用于机床电气控制设备中
电机与电气控制技术 ppt课件精品名师资料
线圈通入电流后，产 生磁通，分主磁通和漏 磁通。 ：主磁通
i
u1
线圈
s
u2
s ：漏磁通
（导磁性能好 的磁性材料）
铁心
磁路：主磁通所经过的闭合路径。构成磁路的重 要材料是铁磁性材料。
2） 磁路计算中的基本物理量 （磁通密度） 一、磁感应强度
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通 （磁力线）。
E I U 0
4 磁路的分析
励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流 直流 ---- 直流磁路
励磁电流
交流 ---- 交流磁路
直流磁路 交流磁路
磁路分析
一.直流磁路的分析
直流磁路的特点:
U一定
I 一定
U I （R 为线圈的电阻） R Φ
I
U
（线圈中没有反电动势） 磁动势 F=IN 一定 磁通和磁阻成反比(Φ 直流磁路和电路中的恒压源类似 直流磁路中
磁路小结
直流磁路
U I R
(U不变，I不变）
IN Φ Rm
（ Φ 随Rm变化）
交流磁路
U Φm 4.44 fN
（ U不变时，
IN ΦRm
( I 随 Rm 变化）
Φm 基本不变）
2) 变压器的工作原理
变压器功能： 变电压：电力系统
变电流：电流互感器
变阻抗：电子电路中的阻抗匹配
（如喇叭的输出变压器）
Φ ：主磁通
Φ
：漏磁通
dΦ u N dt
i u
Φ
Φ
dΦ u N dt
假设 则
eL e
Φm sin t
2 fNΦm cos t
u NΦm cos t
i
u1
线圈
s
u2
s ：漏磁通
（导磁性能好 的磁性材料）
铁心
磁路：主磁通所经过的闭合路径。构成磁路的重 要材料是铁磁性材料。
2） 磁路计算中的基本物理量 （磁通密度） 一、磁感应强度
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通 （磁力线）。
E I U 0
4 磁路的分析
励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流 直流 ---- 直流磁路
励磁电流
交流 ---- 交流磁路
直流磁路 交流磁路
磁路分析
一.直流磁路的分析
直流磁路的特点:
U一定
I 一定
U I （R 为线圈的电阻） R Φ
I
U
（线圈中没有反电动势） 磁动势 F=IN 一定 磁通和磁阻成反比(Φ 直流磁路和电路中的恒压源类似 直流磁路中
磁路小结
直流磁路
U I R
(U不变，I不变）
IN Φ Rm
（ Φ 随Rm变化）
交流磁路
U Φm 4.44 fN
（ U不变时，
IN ΦRm
( I 随 Rm 变化）
Φm 基本不变）
2) 变压器的工作原理
变压器功能： 变电压：电力系统
变电流：电流互感器
变阻抗：电子电路中的阻抗匹配
（如喇叭的输出变压器）
Φ ：主磁通
Φ
：漏磁通
dΦ u N dt
i u
Φ
Φ
dΦ u N dt
假设 则
eL e
Φm sin t
2 fNΦm cos t
u NΦm cos t
电机与电气控制技术(第五版)课件第4章
本章主要介绍直流电动机、直线电动机、伺服电动机、步进电动机、测速发 电机和微型同步电动机。
第一节 直流电动机1
直流电动机是指输入直流电能输出机械能的旋转机械。 直流电动机由于具有调速性能好、起动转矩大的优点曾被广泛使用 过，但它的结构较复杂、使用维护较麻烦，已基本上被交流电动机取代。 一、直流电动机的工作原理 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通 常磁场固定不动，而导体做成可在磁场中绕中心轴OO，旋转，如图4-1中 线圈abcd。为了使线圈abcd在不同的磁场位置下按同一方向旋转，采用 了电刷和换向器结构。但也正是这个电刷和换向器结构，使直流电动机 的结构变得复杂，成了它的致命所在。
第四节 测速发电机2
二、直流测速发电机 1．直流测速发电机的结构及工
作原理 直流测速发电机是一种用来测
量转速的小型直流发电机，在自动 控制系统中作反馈元件，外型如图 4-29。结构上与普通小微型直流发 电机相同，通常是两极电机，分为 他励式和永磁式两种。
第四节 测速发电机3
直流测速发电机的工作原理是在永久磁铁产生的恒定磁场中，电枢以转
第四节 测速发电机1 一、概述 测速发电机在自动控制系统中作检测元件，可以将电动机轴上的机 械转速转换为电压信号输出。输出电压的大小与发电机的转速成正比。 输出电压的极性反映电动机的旋转方向。测速发电机有交、直流两种形 式。 自动控制系统要求测速发电机的输出电压必须精确、迅速且与转速 成正比。测速发电机主要用于作测速元件、阻尼元件、解算元件。
步进电动机的种类很多，按运动方式可分旋转型和直线型。旋转型又可 分感应式、永磁式和混合式等。感应式步进电动机的转子上没有绕组，依靠变 化的磁阻生成磁阻转矩工作。永磁式步进电动机的转子上有磁极，依靠电磁 转矩工作。感应式步进电动机是目前应用最为广泛的步进电动机。
第一节 直流电动机1
直流电动机是指输入直流电能输出机械能的旋转机械。 直流电动机由于具有调速性能好、起动转矩大的优点曾被广泛使用 过，但它的结构较复杂、使用维护较麻烦，已基本上被交流电动机取代。 一、直流电动机的工作原理 直流电动机是依据载流导体在磁场中受力而旋转的原理制造的。通 常磁场固定不动，而导体做成可在磁场中绕中心轴OO，旋转，如图4-1中 线圈abcd。为了使线圈abcd在不同的磁场位置下按同一方向旋转，采用 了电刷和换向器结构。但也正是这个电刷和换向器结构，使直流电动机 的结构变得复杂，成了它的致命所在。
第四节 测速发电机2
二、直流测速发电机 1．直流测速发电机的结构及工
作原理 直流测速发电机是一种用来测
量转速的小型直流发电机，在自动 控制系统中作反馈元件，外型如图 4-29。结构上与普通小微型直流发 电机相同，通常是两极电机，分为 他励式和永磁式两种。
第四节 测速发电机3
直流测速发电机的工作原理是在永久磁铁产生的恒定磁场中，电枢以转
第四节 测速发电机1 一、概述 测速发电机在自动控制系统中作检测元件，可以将电动机轴上的机 械转速转换为电压信号输出。输出电压的大小与发电机的转速成正比。 输出电压的极性反映电动机的旋转方向。测速发电机有交、直流两种形 式。 自动控制系统要求测速发电机的输出电压必须精确、迅速且与转速 成正比。测速发电机主要用于作测速元件、阻尼元件、解算元件。
步进电动机的种类很多，按运动方式可分旋转型和直线型。旋转型又可 分感应式、永磁式和混合式等。感应式步进电动机的转子上没有绕组，依靠变 化的磁阻生成磁阻转矩工作。永磁式步进电动机的转子上有磁极，依靠电磁 转矩工作。感应式步进电动机是目前应用最为广泛的步进电动机。
电机与电气控制技术培训教材PPT课件
磁路
I
N
电路 +I _E R
基本定律
磁阻
磁感应 强度
安培环路 定律
F Rm
Rm
l
S
Φ
B S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
IE R
R l
S
基氏 电流 电压定律 强度
JI S
E U
基氏 电流定律
I
0
4 磁路的分析
励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流
励磁电流
直流 ---- 直流磁路 交流 ---- 交流磁路
B S
B 的单位：特斯拉（Tesla）
1 Tesla = 104 高斯
单位：韦伯
二、磁导率 ：表征各种材料导磁能力的物理量 真空中的磁导率( 0 )为常数
0 4 107 （亨/米）
一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ，则称为磁性材料
r 1 ，则称为非磁性材料
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线 圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。
电机与电气控制技术培训教材( P P T 1 6 2 页)
磁路小结
直流磁路
I U R
(U不变，I不变）
交流磁路
Φ m
U 4.44
fN
（ U不变时，
Φ m
基本不变）
电机与电气控制技术培训教材( P P T 1 6 2 页)
电机与电气控制技术培训教材P P T 课件
第15章 电机与电气控制技术
15.1 磁路与变压器 15.2 异步电动机 *15.3 同步电动机 *15.4 直流电动机 *15.5 控制电机 15.6 电气控制技术基础
电机与电气控制技术(第五版)课件第7章
第五节 X62W型万能铣床电气控制电路 2
二、铣床的电力拖动形式和控制要求 铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，直接起动，主轴电动机需 要正反转，但方向的改变并不频繁。 铣刀的切削是一种不连续切削，容易使机械传动系统发生振动，为了 避免这种现象，在主轴上装有飞轮，但在高速切削后，停车需要很长时 间，要求主轴在停机时有电气制动。 工作台可以做六个方向的进给运动，还可在六个方向上快速移动。其 进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，直接起动，能够 正反转。 为防止刀具和机床的损坏，三台电动机之间要求有联锁控制，即在主 轴电动机起动之后另两台电动机才能起动运行。 冷却泵电动机只要求单向旋转。 具有完善的保护措施。
液压泵电动机M3由交流接触器KM4、 KM5控制正反转， 由热继电器FR2作过载保护。
冷却泵电动机M4因功率小，由开关QS2控制，不设过 载保护。
第三节Z3040型摇臂钻床电气控制电路 5
2.控制电路 由变压器TC提供127V交流电源给控制电路。控制 电路分：
1)主轴电动机M1的控制：按下按钮SB2，KM1线圈有 电，动合触点闭合， M1旋转并自锁。按下按钮SB1， M1失电停转。
第七章 常用机床的电气控制
内容提要
本章主要分析几种常用生产机械，即CA6140型 普通车床、Z3040型摇臂钻床、M7130型平面磨床、 X62W型万能铣床的电气控制电路。从结构、运动形 式到电气控制电路的分析，到常见故障的分析处理， 最后归纳总结了机床电气设备的故障与维修方法。
第二节 CA6140型普通車床电气控制电路 1
第三节 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 1
一、摇臂钻床的主要结构 钻床是一种孔加工机床， 可用于在大、中型零件上进行 钻孔、扩孔、铰孔、锪孔、攻 丝及修刮端面等加工。摇臂钻 床是一种立式钻床，是机械加 工中的常用机床设备。Z3040 型摇臂钻床主要由底座、内立 柱、外立柱、摇臂、主轴箱、 工作台等组成。
“电机与电气控制技术”ppt课件讲义
3．油箱
变压器器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。变 器油压是一种矿物油，具有很好的绝缘性能，起两个作用： 一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝 缘 作用；二是变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和 绕 组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散 热， 有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部 用 变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱等，这些都 是 变压器的冷却方式。
图1.3 变压器的基本工作原 理
任务一 变压器认识
当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有 流电交流流过，并在铁心中产生与外加电压频率 相同的磁通。这个交变磁通同时交链着原边绕组 和副边绕组。原、副绕组的感应电势分别 为
因为e1≈u1 ； e所2≈以u，2 （1-1）
其中K为变压器的变比，它等于原、副绕组 匝数的比，也等于原边一相绕组的感应电势与副 边一相绕组的感应电势之比。
任务一 变压器认识
4．绝缘套管
变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必 须经过绝缘套管， 从而使高压引线和接地的油箱 绝缘。绝缘套管是一根中心导电杆，外面有瓷套 管绝缘。为了增加爬电距离，套管外形做成多级 伞形。10～35kV套管一般采用充油结构， 电压 越高，其外形尺寸越大。
5．其他附件
典型的油浸式电力变压器中还有储油柜 （枕油）、吸湿器（呼吸器）、安全气道（防爆管）、 继电保护装置、调压分接开关、 温度监控装置 等附件
任务分析： 单相变压器可以通过两种方
法即分析法、实验法来判定变压器的绕组 极性，我们应该掌握这两种方法。
任务二 单相变压器的绕组极性及判定
方法与步骤： 1．分析法
因为变压器的一、二次绕组在同一个
心上铁，故都被磁通Φ交链。当磁通变化时，
变压器器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。变 器油压是一种矿物油，具有很好的绝缘性能，起两个作用： 一是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝 缘 作用；二是变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和 绕 组起散热作用。
油箱有许多散热油管，以增大散热面积。为了加快散 热， 有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部 用 变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱等，这些都 是 变压器的冷却方式。
图1.3 变压器的基本工作原 理
任务一 变压器认识
当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有 流电交流流过，并在铁心中产生与外加电压频率 相同的磁通。这个交变磁通同时交链着原边绕组 和副边绕组。原、副绕组的感应电势分别 为
因为e1≈u1 ； e所2≈以u，2 （1-1）
其中K为变压器的变比，它等于原、副绕组 匝数的比，也等于原边一相绕组的感应电势与副 边一相绕组的感应电势之比。
任务一 变压器认识
4．绝缘套管
变压器的引线从油箱内穿过油箱盖时，必 须经过绝缘套管， 从而使高压引线和接地的油箱 绝缘。绝缘套管是一根中心导电杆，外面有瓷套 管绝缘。为了增加爬电距离，套管外形做成多级 伞形。10～35kV套管一般采用充油结构， 电压 越高，其外形尺寸越大。
5．其他附件
典型的油浸式电力变压器中还有储油柜 （枕油）、吸湿器（呼吸器）、安全气道（防爆管）、 继电保护装置、调压分接开关、 温度监控装置 等附件
任务分析： 单相变压器可以通过两种方
法即分析法、实验法来判定变压器的绕组 极性，我们应该掌握这两种方法。
任务二 单相变压器的绕组极性及判定
方法与步骤： 1．分析法
因为变压器的一、二次绕组在同一个
心上铁，故都被磁通Φ交链。当磁通变化时，
电机与电气控制技术.ppt
作者: 闻 娜
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普通高等教育“十一五”国家级规划教材
采用“项目教学法”，在实践项目的选择上，采用工厂的实际项目为课题。 将多媒体教学手段、现场演示等方法很好地融合起来，优化了教学过程， 提高教学质量。
实施“教、学、做”一体化，实现了理论教学与实践教学的相融互促进， 强化了学生的实践意识，提高了教学效率；
失压保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
感谢你的阅读
L1 L2 L3 Q FU1
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
失压保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
FU2
三相异步电动机具有
电气互锁正反转电路
FR
短路保护
SB1
KM1
M 3~
2019-11-4
KM2 FR
KM1
SB2
SB3
KM2
KM2 KM1
KM1 KM2
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各电器在电路中的 作用
刀开关 熔断器 接触器 热继电器 按钮 交流异步电动机
2019-11-4
感谢你的阅读
接触器的组成
线圈
~~ 电源
同时对每个项目的实践任务 进行分解，打破各个知识点在学 科体系之间限制，以任务为核心， 为完成某个任务而组织相应的知 识点，学习相应的技能。
2019-11-4
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三、磁场强度 H
磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁 感应强度和导磁率之比。
H B
单位：
B ：特斯拉
：亨/米
H：安/米
磁性材料的磁性能：
B ( ) 大 小
H (I)
1.非线性
B
H 2.磁饱和性
B Br Hc
H
3. 磁滞性
根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料 （磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料 （磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（滞回 线接近矩形。可用做记忆元件）。
3 磁路的基本定律
一. 安培环路定律（全电流律）：
磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于 通过这个闭合路径内电流的代数和.
Hdl I
I2 I1
电流方向和磁场强度的方向 符合右手定则，电流取正； 否则取负。
I3
H
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同， 各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：
1） 磁路基础
i
线圈通入电流后，产 生磁通，分主磁通和漏 磁通。
：主磁通
u1
s
u 2 s ：漏磁通
铁心
线圈
（导磁性能好
的磁性材料）
磁路：主磁通所经过的闭合路径。构成磁路的重 要材料是铁磁性材料。
2） 磁路计算中的基本物理量 一、磁感应强度（磁通密度）
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通 （磁力线）。
磁路小结
直流磁路
IU R
(U不变，I不变）
交流磁路
Φ m
U 4.44
fN
（ U不变时，
Φ m 基本不变）
Φ IN Rm
Φ （ 随Rm变化）
INΦRm
( I 随 Rm 变化）
2) 变压器的工作原理
变压器功能： 变电压：电力系统
变电流：电流互感器 变阻抗：电子电路中的阻抗匹配
（如喇叭的输出变压器）
Rm s
Rm 称为磁阻
则： FNI LRmφ S
S
N
L
磁路中的 欧姆定律
注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性
分析，不做定量计算。
磁路和电路的比较（一）
磁I
路
N
磁动势 磁通 磁压降
FIN Φ HL
I
电
+
电动势 电流 电压降
路
E UR
_
EI
U
磁路与电路的比较 (二)
磁路
I N
电路 +I _E R
交流激励iΦΦ ueLe
线圈中产生感应电势 电路方程：
Φ和Φ 产生
的感应 电势
u uR (el )(e )
Ri N dΦ
dt
u 一般情况下 R 很小
Φ：主磁通
Φ ：漏磁通
u N dΦ
dt
Φ
i
Φ
u N dΦ
dt
u
e
L
e
假设 Φmsint
则 uNΦmcos t
2 fNΦmcos t
最大值 Um2fN Φm
有效值
UUm 2
4.44fNΦm
i
Φ
Φ
U4.44 f Nm
交流磁路的特点:
u
eL
e
当外加电压U、频率 f 与
线圈匝数N一定时，Φ 便 m
确定下来。根据磁路欧姆
定律 INΦ当Rm
Φ m
一定时磁动势IN随磁阻 R m 的变化而变化。
交流磁路和电路中的恒流源类似
Φ 直流磁路中： FΦRm
固定 F随 Rm 变化
第15章 电机与电气控制技术
15.1 磁路与变压器 15.2 异步电动机 *15.3 同步电动机 *15.4 直流电动机 *15.5 控制电机 15.6 电气控制技术基础
15.1 磁路与变压器
1 磁路基础与磁路定律 2 变压器的工作原理 3 变压器的使用 4 特殊变压器简介
1.磁路基础与磁路基本定律
B S
B 的单位：特斯拉（Tesla）
1 Tesla = 104 高斯
单位：韦伯
二、磁导率 ：表征各种材料导磁能力的物理量
真空中的磁导率( 0 )为常数
04 1 07（亨/米）
一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ，则称为磁性材料
r 1，则称为非磁性材料
u1 i1 Φ
u2 i2
二. 工作原理
空载运行 ：原边接入电源，副边开路。
接上交流电源 u 1
原边电流 i1等
i1 Φ
于励 磁电流 i10
u 1 e1
e2
i10 产生磁通
（交变）
产生感应电动势
N1
N2
dΦ
dΦ
e1N 1dt e2N2dt
e、 （
方向符合右手定则）
原、副边电压关系（变电压）
根据交流磁路的分析
基本定律
磁阻
磁感应 强度
安培环路 定律
F Rm
Rm
l S
Φ B
S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
IE R
R l S
基氏 电流 电压定律 强度
JI S
E U
基氏 电流定律
I
0
4 磁路的分析
励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流
励磁电流
直流 ---- 直流磁路 交流 ---- 交流磁路
磁路分析
直流磁路 交流磁路
一.直流磁路的分析
直流磁路的特点:
IU R
（R 为线圈的电阻）Φ
U一定 I一定
I
（线圈中没有反电动势） U
磁动势 F=IN 一定
磁通和磁阻成反比(Φ F Rm )
直流磁路和电路中的恒压源类似
直流磁路中
直流电路中
F Rm
F 固定
随Rm变化
I ER
E 固定
I 随 R 变化
二. 交流磁路的分析
直流电路中： U ISR
IS固定 U 随 R 变化
交流磁路中磁阻 R m对电流的影响
电磁铁吸合过程的分析：
Φ
在吸合过程中若外加电压
i
不变, 则 Φ基本不变。
u
INΦRm
电磁铁吸合前(气隙大） R m 大 起动电流大
电磁铁吸合后(气隙小） R m 小 电流小
注意：
如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线 圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。
变压器应用举例
发电厂 1.05万伏
升压
输电线 22万伏
降压
变电站 1万伏
降压
…
实验室
仪器
380 / 220伏
36伏
降压
降压
变压器的基本结构和工作原理
一.结构：
i1
Φ
u1
铁芯
i2
u 2 RL
原边 绕组
副边 绕组
单相变压器
i1
Φ
u1
i2
u 2 RL
变压器符号：
i1 Φ i2
u1
u 2 RL
工作过程：
NIHL
NI：称为磁动势。一般
用 F 表示。
F=NI HL：称为磁压降。
线圈
匝数N
I
磁路
长度L
在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场
强度不等）中，总磁动势等于各段磁压降之和。
NIHL
总磁动势
I
例：
N
l0
N IHIH0l0
l
二. 磁路的欧姆律：
对于均匀磁路
NIHL BL L I S
令：
l
i10
i2
可得：
E1 4.44f N1Φm
u1
e1
e 2 u 20
E2 4.44f N2Φm
i2 0 时 u2 u20
U1 E1 N1 K U2 E2 N2
K为变比
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
负载运行
副边带负载后对磁路的
i1 Φ