《电机拖动与控制》(徐建俊 居海清)教学资源42558 模块一项目2任务2
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《电机拖动与控制》教材配套课件
模块一 三相异步电动机及其拖动控制
项目2 三相异步电动机的单向起停控制与实现 任务2 单向点动控制与实现
任务描述
任务描述：在掌握三相异步电动机的单向点动控制设计方法和 原理基础上完成单向点动电气控制线路的制作与调试，并进一 步理解三相异步电动机的固有和人为机械特性。
目录
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
2）固有机械特性
（1）定义: 外加额定频率的额定电压，即U1＝UN，f1=fN=50Hz, 定子、转子电路不外接电阻时的机械特性。
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）曲线形状
当0＜s＜sm： 直线 当sm＜s＜1 ：曲线
T = f ( s)
C：额定点
额定电磁转矩TN一般等于额定负载转矩， 可通过电机铭牌数据求出
TN ＝9550PN /nN 过载能力λ：最大电磁转矩Tm与额定电 磁转矩TN之比，即λ＝ Tm / TN (一般在 1.6~2.2)
额定运行点C不宜太靠近临界点B (一般sN在0.02~0.06)
s
n
n1
0
C
sm
1
0
TN Tst
s
n
最大电磁转矩与定子绕组电压的平方成正比。
n1
0
（2）最大电磁转矩和临界转差率 都与定子电阻及定子、转子漏抗有关。
sm
（3）最大电磁转矩和转子回路电阻无关， 而临界转差率与其成正比，所以
调节转子回路电阻，可使最大转矩在任意s 时出现。
1
0
TN Tst
固有机械特性曲线
B
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
固有机械特性曲线
B
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
O：同步点
n=n1电机转速达到同步速。 s=0, T=0
s
n
n1
0O
sm
仅存在于理想电动机中。
1
0
TN Tst
固有机械特性曲线
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
3）人为机械特性
就是人为地改变电源参数（如电源电压）或电机参数（如转子回路 串电阻）而得到的机械特性。
降低电源电压时的
机械特性曲线
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）转子回路串电阻
n1不变
n1＝ 60f1/p
sn
0 n1 sm
R1＜R2＜R3
R1 R2 R3
sm 与转子电阻成正比变化
sm
r2'
0
r12 ( x1 x2' )2
Tm不变
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
T
TN
Tmax
转子电路串电阻时的 人为机械特性曲线
4.任务拓展
((1)设计与实现电动机的连续运行控制电路，要求有一控制连续起动的按钮和 一个停止按钮。 (2)分析单向点动控制电路中产生下列故障的可能原因及其排查方法： 故障现象1：当线路进行空操作时，按下SB后，接触器KM虽能动作，但衔铁 剧烈振动，发出严重噪声。 故障现象2：线路空操作试验正常，带负荷试车时，按下SB发现电动机嗡嗡响 不能起动。 （3）各种生产机械按负载特性的不同大致可分为恒转矩负载、恒功率负载、 通风机型负载等三类，自己查阅资料来认识生产机械的负载特性。
1 2 3 4
知识学习 任务实施 问题研讨 任务拓展
1.知识学习——单向点动控制电路的设计
所谓点动，即按下按钮时电动机工作，手松开按钮时，电动机即停止工作。 点动控制主要用于小型起吊设备的电动机控制，如电动葫芦的操作，还用于
机床刀架、横梁、立柱的快速移动，机床的调整对刀等。
1.知识学习——单向点动控制电路的设计
1
0
A
TN Tst
固有机械特性曲线
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
B：临界点 在临界转差率sm下，电机产生最大电磁转矩Tm。
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
sm
r2' r12 ( x1 x2' )2
（1）当电源频率及电机的参数不变时，
L1 L2 L3
主 QS 电 FU 路
KM
FR
M 3~
1）点动控制
控
制
KM
SB
电
路
动作次序 闭合开关 S 接通电源
按 SB → KM 线圈得电 → KM 主触头闭合 → M 运转 松 SB → KM 线圈失电 → KM 主触头恢复 → M 停转
1.知识学习——电气控制线路的制作方法
2）电气控制线路的制作方法
• 分析电气原理图 • 绘制安装接线图 • 检查电器元件 • 固定电器元件 • 照图接线 • 检查线路和试车
2.任务实施
• 绘制安装接线图 • 检查与接线 • 试车 • 通电试车
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
1）定义： 在一定条件下,三相异步电动机的转速n电磁转矩T之间 的关系,即n=f(T)。也可以表述为T=f(s),称T-s曲线。
同步转速
临界转差率
s
0
sm
n稳定运行区：0<s<sm
n1
最大转矩
额定转矩
10
TN Tst
T Tmax
三相异步电动机固有机械特性曲线
起动转矩
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）特殊点 A：起动点
n=0, s=1 , T=Tst;
s
n
n1
0
sm
当Tst>TN时，电机才能起动; 起动转矩倍数： KT＝Tst/TN (0.8~1.8)
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（1）降低电源电压：
n1不变 sm 不变 Tm变小
n1＝ 60f1/p
源自文库sm
r2' r12 ( x1 x2' )2
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
sn
0 n1 sm
U13<U12<U11 U13 U12 U11
T
0
TN
模块一 三相异步电动机及其拖动控制
项目2 三相异步电动机的单向起停控制与实现 任务2 单向点动控制与实现
任务描述
任务描述：在掌握三相异步电动机的单向点动控制设计方法和 原理基础上完成单向点动电气控制线路的制作与调试，并进一 步理解三相异步电动机的固有和人为机械特性。
目录
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
2）固有机械特性
（1）定义: 外加额定频率的额定电压，即U1＝UN，f1=fN=50Hz, 定子、转子电路不外接电阻时的机械特性。
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）曲线形状
当0＜s＜sm： 直线 当sm＜s＜1 ：曲线
T = f ( s)
C：额定点
额定电磁转矩TN一般等于额定负载转矩， 可通过电机铭牌数据求出
TN ＝9550PN /nN 过载能力λ：最大电磁转矩Tm与额定电 磁转矩TN之比，即λ＝ Tm / TN (一般在 1.6~2.2)
额定运行点C不宜太靠近临界点B (一般sN在0.02~0.06)
s
n
n1
0
C
sm
1
0
TN Tst
s
n
最大电磁转矩与定子绕组电压的平方成正比。
n1
0
（2）最大电磁转矩和临界转差率 都与定子电阻及定子、转子漏抗有关。
sm
（3）最大电磁转矩和转子回路电阻无关， 而临界转差率与其成正比，所以
调节转子回路电阻，可使最大转矩在任意s 时出现。
1
0
TN Tst
固有机械特性曲线
B
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
固有机械特性曲线
B
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
O：同步点
n=n1电机转速达到同步速。 s=0, T=0
s
n
n1
0O
sm
仅存在于理想电动机中。
1
0
TN Tst
固有机械特性曲线
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
3）人为机械特性
就是人为地改变电源参数（如电源电压）或电机参数（如转子回路 串电阻）而得到的机械特性。
降低电源电压时的
机械特性曲线
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）转子回路串电阻
n1不变
n1＝ 60f1/p
sn
0 n1 sm
R1＜R2＜R3
R1 R2 R3
sm 与转子电阻成正比变化
sm
r2'
0
r12 ( x1 x2' )2
Tm不变
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
T
TN
Tmax
转子电路串电阻时的 人为机械特性曲线
4.任务拓展
((1)设计与实现电动机的连续运行控制电路，要求有一控制连续起动的按钮和 一个停止按钮。 (2)分析单向点动控制电路中产生下列故障的可能原因及其排查方法： 故障现象1：当线路进行空操作时，按下SB后，接触器KM虽能动作，但衔铁 剧烈振动，发出严重噪声。 故障现象2：线路空操作试验正常，带负荷试车时，按下SB发现电动机嗡嗡响 不能起动。 （3）各种生产机械按负载特性的不同大致可分为恒转矩负载、恒功率负载、 通风机型负载等三类，自己查阅资料来认识生产机械的负载特性。
1 2 3 4
知识学习 任务实施 问题研讨 任务拓展
1.知识学习——单向点动控制电路的设计
所谓点动，即按下按钮时电动机工作，手松开按钮时，电动机即停止工作。 点动控制主要用于小型起吊设备的电动机控制，如电动葫芦的操作，还用于
机床刀架、横梁、立柱的快速移动，机床的调整对刀等。
1.知识学习——单向点动控制电路的设计
1
0
A
TN Tst
固有机械特性曲线
T Tmax
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
B：临界点 在临界转差率sm下，电机产生最大电磁转矩Tm。
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
sm
r2' r12 ( x1 x2' )2
（1）当电源频率及电机的参数不变时，
L1 L2 L3
主 QS 电 FU 路
KM
FR
M 3~
1）点动控制
控
制
KM
SB
电
路
动作次序 闭合开关 S 接通电源
按 SB → KM 线圈得电 → KM 主触头闭合 → M 运转 松 SB → KM 线圈失电 → KM 主触头恢复 → M 停转
1.知识学习——电气控制线路的制作方法
2）电气控制线路的制作方法
• 分析电气原理图 • 绘制安装接线图 • 检查电器元件 • 固定电器元件 • 照图接线 • 检查线路和试车
2.任务实施
• 绘制安装接线图 • 检查与接线 • 试车 • 通电试车
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
1）定义： 在一定条件下,三相异步电动机的转速n电磁转矩T之间 的关系,即n=f(T)。也可以表述为T=f(s),称T-s曲线。
同步转速
临界转差率
s
0
sm
n稳定运行区：0<s<sm
n1
最大转矩
额定转矩
10
TN Tst
T Tmax
三相异步电动机固有机械特性曲线
起动转矩
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（2）特殊点 A：起动点
n=0, s=1 , T=Tst;
s
n
n1
0
sm
当Tst>TN时，电机才能起动; 起动转矩倍数： KT＝Tst/TN (0.8~1.8)
3.问题研讨——三相异步电动机有哪些机械特性？
（1）降低电源电压：
n1不变 sm 不变 Tm变小
n1＝ 60f1/p
源自文库sm
r2' r12 ( x1 x2' )2
Tm
3p
4f
1
U12
r1
1 r12 ( x1 x2' )2
sn
0 n1 sm
U13<U12<U11 U13 U12 U11
T
0
TN