电动机及其控制PPT

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用途: 用于低 主触点 压电路 的短路、 严重过 载及欠 释放 电压保 弹簧 护。
连杆装置 锁钩 过电流脱扣器
自动空气开关示意图
欠 电 压 脱 扣 器
▲ 自动空气开关
• 正常情况下过流脱扣器的衔铁是释放着的, 严重过载或短路时,线圈因流过大电流而 产生较大的电磁吸力,把衔铁往下吸而顶 开锁钩,使主触点断开,起过流保护作用。 欠压脱扣器在正常情况下吸住衔铁,主触 点闭合,电压严重下降或断电时释放衔铁 而使主触点断开,实现欠压保护。电源电 压正常时,必须重新合闸才能工作。
FU
螺旋式熔断器
熔断器底座
圆筒形熔断器 高压熔断器
4.1.4 交流接触器
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。
动铁心 静铁心 动铁心 主触点 辅助 触点
i
线圈
复位弹簧 交流接触器示意图
灭弧罩 辅助触点
主触点
线圈
交流接触器的图形和文字符号 动合触点
KM
动断触点
n1 n 转差率:s n1
n 转子转速
0 < s <
sN= 0.01 ~ 0.06
n1 旋转磁场转速(同步转速)
n = (1–s) n1 例 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。
iu
iw iv
U1
i
iu
iv
iw
V1
W1
把三相异步电动机的三 根线任意调换两根与电源相 0 t 接,电动机旋转方向反向。
t=0° 120° 240° 360°
+
S
V2 W1 U1
W2
V1
+
+来自百度文库
V2 W1
U1
W2 V1
V2
+ W1
U1
W2 V1
U2
+
U2
U2
+
t=0°t = 360°
N
t = 120°
4.3.2 可逆运转控制电路
Q FU
KMF主触点接通,电动机正转。 KMR主触点接通,电动机反转。
KMF
KMR

KMF、 KMR同时接通, 会出现什么问题?
FR M 3~
注意 KMF、 KMR不能同时接通, 否则造成电源短路。
主电路
笼型电动机正反转控制线路
FR Q FU SBSTP SBF KMR KMF
FR FR
热元件
动断触点

热继电器的原理图
4.1.6 中间继电器
用途:用来传递或转换信号,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: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。
7.1.8 自动空气开关(空气断路器)
0
TN Tst T2 Tm
Tem
三相异步电动机的机械特性
如:在N点稳定运行, TN=T2,当T2,n, Tem , Tem T2 时在D点稳定。
n 1. 额定转矩TN n1 N 电动机额定运行时的转矩 nN PN TN 9550 nN PN 单位:千瓦(kW) TN 单位:牛· 米(N · m) 0 Tem TN Tst Tm nN 单位:转每分(r/min) 例 有两台功率相同的异步电动机,一台PN=7.5 kW, nN=962r/min,UN=380V,另一台PN=7.5 kW, nN=1450r/min,UN=380V,求电动机额定转矩。
Tm
Tst
TN
S
0 sN
sm
1
机械特性: 电动机的电磁转矩与转速之间的关系曲线。
n = f (Tem) n (1 s) n1 Tem = f (S) n A 稳定运行时,电动机轴上输出的 n1 N 转矩等于负载转矩 Tem T2 nN D nD B 稳定运行区域:AB段 当负载转矩发生变化时, 电动机能自动调节到新的 稳定运行状态。
三相异步电动机的运转原理
N
感应电 动势 (电流)
磁场转 速n1 f 转子 转子
定子 V2
+
U1
磁场转速n1 W2

f +
• n • •
+ + + U2
转子
转速n
W1
+
V1
S
异步电动机原理图
三相异步电动机转子在旋 旋转的磁场可以带动 转磁场的作用下转动起来,其 转子同方向旋转 转向与旋转磁场的转向相同。
PN 7.5 74.45N m 解 第一台 TN 9550 9550 962 nN 第二台 TN 9550 7.5 49.4N m 1450
4.1 常用低压电器
凡对电能的生产、输送、分配和使用其控制、调 节、检测、转换及保护作用的电工器械均成为电器。 低压电器是指在交流50HZ额定电压1200V及以下 的交流电路或1500V及以下直流电路中工作的电器, 主要用作接通或者断开电路。 低压电器的种类繁多,按控制作用分控制电器和 保护电器;按操作方式分为手动电器(如闸刀开关、 组合开关和按钮等)和自动电器(热继电器、交流接 触器等)。
t = 240°
绕组中电流的相序为U- W - V -U,磁场逆时针旋转。
3. 旋转磁场的磁极对数 p 旋转磁场的磁极对数p与取决于三相定子绕组的结
构和连接方式。
4. 旋转磁场的转速n0 (转/每分)
60 f 1 n1 p
p n
(转/每分)
电源频率 电动机的磁极对数 1 3000 2 1500 3 1000 4 750
三相异步电动机
基本控制电路 单相异步电动机 直流电动机 汽车电动机
异步电动机是把交流电能转变为机械能的动力机械,
广泛应用于工业(如:机床、纺织机械、起重机、矿山
机械等)、农业(脱粒机、粉碎机、水泵及加工机械 等)、家用电器(电风扇、空调、洗衣机、电冰箱及小 功率电动工具等)。 电动机 直流电机 电机 交流电机 同步电机
S
2.磁场的旋转方向 与绕组中电流的相序一致U-V-W-U。
空间相差120º 角的三 相绕组,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。 如果电流的相序为U-V-W-U 则旋转磁场为顺时针方向。
N
+ +
V2
U1
n1
W2
+
+ W1
U2
V1 +
S
+
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。
SB SB
LAY39 系列按钮
文字符号及 图形符号
动断触点 动合触点 (常开触点) (常闭触点)

按钮(SB)
4.1.3 熔断器
用途:短路保护电器 当电路发生短路和严重过载时,它的熔体能迅 速熔断,从而切断电路,使导线和电气设备不致损 坏。 结构:熔体(俗称保险丝)、熔管、熔座三部分组成。
文字符号和图形符号
4.3 三相异步电动 机的控制电路
4.3.1 单向运转控制电路
一、用刀开关(或转换开关)直接控制电路
Q FU
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。
M 3~
刀开关控制电路
二、用接触器、按钮控制的单向运转电路
1. 点动控制电路 主电路
Q FU
动 闭合开关Q接通电源 作 按SB→KM线圈得电 过 →KM主触点闭合 →M 运转 程 松SB→KM线圈失电 →M停。
SB
KM
KM
控制电路
M 3~
点动控制
2. 单向运行控制电路
Q
FU SBSTP
FR SBST KM
KM
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。
KM
FR
M 3~
过 载 保 护
自锁
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。
与 SBl 并联的 KM 的辅助常开触点的这种作用称 为自锁。
图示控制电路还可实现短路保护、过载保护和 零压保护。 起短路保护的是串接在主电路中的熔断器 FU 。 一旦电路发生短路故障,熔体立即熔断,电动机立 即停转。
起过载保护的是热继电器FR。当过载时,热继 电器的发热元件发热,将其常闭触点断开,使接触 器KM线圈断电,串联在电动机回路中的KM的主触 点断开,电动机停转。同时KM辅助触点也断开,解 除自锁。故障排除后若要重新起动,需按下FR的复 位按钮,使FR的常闭触点复位(闭合)即可。 起零压(或欠压)保护的是接触器KM本身。 当电源暂时断电或电压严重下降时,接触器KM线 圈的电磁吸力不足,衔铁自行释放,使主、辅触 点自行复位,切断电源,电动机停转,同时解除 自锁。
U1
三相异步电动机的定子 铁心中放入三相定子绕 组。 W1 接入三相对称电源。
i 0
W2 U2 V1 U1
iu

iv
iw 2
t
iu
iv
iw
V1 W1
iu I m sin t i v I m sin(t 120O ) iw I m sin(t 120O )
定子绕组Y接
N
n1 n N 1500 1450 sN 0.033 n1 1500
三相异步电动机的机械特性
电动机的电磁转矩与 Tem 转差率之间的关系 Tem 当 U1 、R2 、X20为固定值时,
2 1
sR2 U CT 2 2 R2 (sX 20)
Tem = f (S) TN 额定转矩 Tm 最大转矩 Tst 起动定转矩
4.1.1 开关类控制电器 1. 刀开关
操作 手柄
闸刀
用途:主要用来接通和断开不频繁操作的设备的电源。
分类: 刀开关按极数分:有单极、双极和三极; 按结构分有平板式和条架式; 按操作方式分,有直接手柄操作式、杠杆操 作机构式、旋转操作式和电动操作机构式; 除特殊的大电流刀开关又采用电动操作方式 外,一般都进行手动操作。
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。
选择:根据控制要求 、工作电流及工作电 压选择。
文字符号及 图形符号
Q
汽车的灯光 组合开关

转换开关(Q)
4.1.2 按钮
用途:接通或切 断控制电路。
按钮帽 复位弹簧 复位弹簧 动断 触点 动合 触点 按钮结构图
直接起动控制原理图
直接起动控制结构图
起动过程:按下起动按钮SBl,接触器KM线圈通 电,与SB1并联的KM的辅助常开触点闭合,以保 证松开按钮SBl后KM线圈持续通电,串联在电动 机回路中的KM的主触点持续闭合,电动机连续运 转,从而实现连续运转控制。 停止过程:按下停止按钮SB2,接触器KM线圈断 电,与SBl并联的KM的辅助常开触点断开,以保 证松开按钮SB2后KM线圈持续失电,串联在电动 机回路中的KM的主触点持续断开,电动机停转。
辅助触点 主触点 线圈 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
4.1.5 热继电器
用途:主要用于电动机的过载保护。
i
热元件
弹簧
i
双金属片
动断 触点 复位 按钮
扣板
热继电器原理图 热继电器的图 形和文字符号
定子铁 心冲片
U1
(U相)
U2
三相定子绕组
2. 转子 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。
转子铁心 冲片
去掉铁心后的转子导条
根据转子绕组 结构的不同分 为:
笼型转子 (转子铁心槽内嵌有铸铝导条)
(转子铁心槽内嵌有三相绕组) 绕线型转子
旋转磁场
1.旋转磁场的产生
定子 绕组
V2
发电机
三相异步电机
异步电机 (笼型、 绕线型) 单相异步电机
特殊电机
本章重点介绍三相异步电机。
转轴
接线盒
三相异步电机
三相异步电动机的结构
端盖 定子 铁心 定子 绕组 风扇
转轴 接线盒 机座
转子
罩壳
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。
1.定子 三相异步电动机的定子 是由机座、定子铁心和定 子绕 组组成。
+
i
iu
iv
iw
2
V2
U1
t =0°
W2 V1
iu = 0
iv为负值 iw为正值
U1
0
t
+ W1
U2
S
+
t=0° 120° 240° 360°
N
W2 V1
+
V2 W1
U1
V2
W2 V1 +
+
V2
U1
W2 V1
U2
W1
U2
+
+ W1
U2
t = 120°
t = 240°
t = 360°
选择:根据电源种类、电压等级、设备容量及使用 场合来选用。广泛用于照明电路和在电动机控制电 路作电源引入用。 注意:刀开关安装时 文字符号及 Q ,合闸状态手柄必须 图形符号 向上,不得倒装。
手柄
2. 组合开关(转换开关)
用途:接通或切断 电源、控制小型笼 型电动机的起动、 停止、正反转等。
LW5D系列万能转换开关适用于 交流50HZ、额定电压至500V及 以下控制线路中。
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