第四章異步電動(dòng)機(jī)及其控制

4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造

4.2異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

4.3異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性

4.4異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和調(diào)速

4.5異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)和選擇

4.6常用低壓電器

4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路4.6

常用低壓電器是指工作在交流1200V、直流1500V及以下的電路中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或非電對(duì)象的控制、檢測(cè)、保護(hù)、變換、調(diào)節(jié)等作用的電器。采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器，稱為電磁式低壓電器；

利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器，稱為電子式低壓電器；

利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器，稱為自動(dòng)化電器、智能化電器或可通信電器等。低壓電器：一、低壓電器的分類低壓電器配電電器控制電器開關(guān)熔斷器……接觸器繼電器起動(dòng)器……時(shí)間繼電器熱繼電器……1刀開關(guān)與組合開關(guān)控制對(duì)象：380V，5.5kW以下小電機(jī)考慮到電機(jī)較大的起動(dòng)電流，刀閘的額定電流值應(yīng)如下選擇：（3~5)×異步電機(jī)額定電流電路符號(hào)QS二、常用低壓電器結(jié)構(gòu)與性能膠蓋瓷底刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)1—出線盒2—熔絲3—?jiǎng)佑|頭4—手柄5—靜觸頭

6—電源進(jìn)線座7—瓷座8—膠蓋9—接用電器組合開關(guān)HZ10系列-1

HZ10系列組合開關(guān)HZ10系列組合開關(guān)(以下稱開關(guān))適用于交流50赫茲380及以下，直流220伏及以下的電氣線路中，供手動(dòng)作不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐?；換接電源或負(fù)載；測(cè)量電路之用，也可控制小容量電動(dòng)機(jī)。

組合開關(guān)HZ10系列-22、主令電器主令電器主要用來接通或斷開控制電路，以發(fā)布命令或信號(hào)，改變控制系統(tǒng)工作狀況的電器。常用的主令電器有控制按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。（1）控制按鈕控制按鈕結(jié)構(gòu)示意圖1-按鈕2-復(fù)位彈簧3-常閉靜觸頭4-動(dòng)觸頭5-常開靜觸頭控制按鈕有3種結(jié)構(gòu)形式常開(動(dòng)合)按鈕電路符號(hào)SB復(fù)合按鈕復(fù)合按鈕：常開按鈕和常閉按鈕做在一起。電路符號(hào)SB常閉(動(dòng)斷)按鈕電路符號(hào)SB3、熔斷器和熱繼電器1)熔斷器是一種當(dāng)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分?jǐn)嚯娐返碾娖?廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護(hù).熔斷器結(jié)構(gòu)及工作原理

熔斷器的符號(hào)作用：用于短路和過電流保護(hù)。電路符號(hào)FU2)熱繼電器

熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的電器。主要用來保護(hù)電動(dòng)機(jī)或其它負(fù)載免于過載以及作為三相電動(dòng)機(jī)的斷相保護(hù)

發(fā)熱元件a.結(jié)構(gòu)：I常閉觸頭雙金屬片扣板b.工作原理：發(fā)熱元件接入電機(jī)主電路，若長(zhǎng)時(shí)間過載，雙金屬片被烤熱。因雙金屬片的下層膨脹系數(shù)大，使其向上彎曲，扣板被彈簧拉回，常閉觸頭斷開。功能：過載保護(hù)熱繼電器c.表示符號(hào)發(fā)熱元件串聯(lián)在主電路中串聯(lián)在控制電路中常閉觸頭FRFR1)接觸器的用途和分類定義電磁式的接觸器是利用電磁吸力的作用使主觸點(diǎn)閉合或斷開電動(dòng)機(jī)電路或負(fù)載電路的控制電器。接觸器是用來頻繁地、遠(yuǎn)距離地接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)主電路或其他負(fù)載電路的自動(dòng)控制電器。用途控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和調(diào)速等?？刂齐妱?dòng)機(jī)主電路和大電流電路的通斷的開關(guān)電器。分類交流接觸器、直流接觸器4.接觸器常閉觸點(diǎn)線圈電源常開觸點(diǎn)2)接觸器的組成和工作原理結(jié)構(gòu)~~~線圈鐵芯銜鐵主觸頭彈簧輔助觸頭M3~電機(jī)動(dòng)作過程線圈通電銜鐵被吸合觸頭閉合電機(jī)接通電源接觸器的工作原理與應(yīng)用電路接觸器線圈接觸器主觸頭－－用于主電路（流過的電流大，需加滅弧裝置）常開常閉接觸器輔助觸頭－－用于控制電路（流過的電流小，無需加滅弧裝置）KMKMKMKM3）圖形和文字符號(hào)4）接觸器外形及技術(shù)參數(shù)額定電壓：主觸點(diǎn)的額定電壓額定電流：主觸點(diǎn)的額定電流線圈額定電壓接通和分?jǐn)嗄芰Γ贺?fù)載類型額定操作頻率5）簡(jiǎn)單的接觸器控制ABCM3~刀閘起隔離作用自保持停止按鈕起動(dòng)按鈕特點(diǎn)：小電流控制大電流。QFUSB2SB1KMKMKM選擇交流接觸器的經(jīng)驗(yàn)法對(duì)額定電壓為380V的接觸器，如果知道了電動(dòng)機(jī)的額定功率，則相應(yīng)的接觸器的額定電流約是電機(jī)功率的2倍。接觸器的選擇繼電器的定義和分類定義 繼電器是根據(jù)某種輸入信號(hào)來接通或斷開小電流控制電路，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和保護(hù)的自動(dòng)控制電器。其輸入量可以是電流、電壓等電量，也可以是溫度、時(shí)間、速度、壓力等非電量，而輸出則是觸頭的動(dòng)作或者是電路參數(shù)的變化。繼電器一般由輸入感測(cè)機(jī)構(gòu)和輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分組成，前者用以反映輸入量的高低，后者用以接通或切斷電路。常用的繼電器是有觸點(diǎn)的，觸點(diǎn)有通和斷兩種狀態(tài)，狀態(tài)的改變由某種機(jī)構(gòu)帶動(dòng)。5繼電器分類 繼電器的種類很多，按輸入信號(hào)的性質(zhì)分為：電壓繼電器、電流繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器、速度繼電器、壓力繼電器等。按工作原理分為：電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器、電動(dòng)式繼電器、熱繼電器和電子式繼電器等。按輸出形式分為：有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)兩類。按用途分為：控制用和保護(hù)用繼電器等。

電壓繼電器(KV)：觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈的電壓大小有關(guān)的繼電器叫電壓繼電器，它用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制，使用時(shí)電壓繼電器的線圈與負(fù)載并聯(lián)。特點(diǎn)：其線圈的匝數(shù)多而線徑細(xì)。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電壓繼電器，按吸合電壓大小又可以分為過電壓、欠電壓和零電壓繼電器。圖形符號(hào)和選用1）電磁式繼電器電流繼電器(KI)觸點(diǎn)的動(dòng)作和線圈的動(dòng)作電流大小有關(guān)的繼電器叫電流繼電器，使用時(shí)電流繼電器的線圈與負(fù)載串聯(lián)。特點(diǎn)：其線圈的匝數(shù)少而粗。分類：按線圈電流的種類可以分為交流和直流電流繼電器，按吸合電流大小又可以分為過電流和低電流繼電器。圖形符號(hào)和選用中間繼電器(KA)：是一種電壓繼電器中間繼電器的作用是增加被控制線路的數(shù)量或加大觸點(diǎn)允許的斷開容量，以達(dá)到分配控制信號(hào)和功率放大的目的。表示符號(hào)

中間繼電器技術(shù)參數(shù)：額定電壓、額定電流、觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、線圈電壓、規(guī)格。選用：中間繼電器和接觸器的區(qū)別：相同點(diǎn)：輸入信號(hào)都是電壓，都是利用電磁機(jī)構(gòu)的工作原理進(jìn)行工作的。不同點(diǎn)：中間繼電器用于小電流的控制電路，在控制電路中起信號(hào)傳遞、放大、翻轉(zhuǎn)和分路等作用，主要用來擴(kuò)展觸點(diǎn)數(shù)量，實(shí)現(xiàn)邏輯控制。接觸器用于頻繁地、遠(yuǎn)距離地接通或分?jǐn)嚯妱?dòng)機(jī)主電路或其他負(fù)載電路。它是一種執(zhí)行電器。它的觸點(diǎn)分為主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)，大部分情況下它還帶有滅弧裝置。時(shí)間繼電器（KT）

最為常用的一種控制電器。作用分類：通電延時(shí)型、斷電延時(shí)型。

按工作原理分類，有電磁式、電動(dòng)機(jī)式、空氣阻尼式、電子式等。最常用的是電子式時(shí)間繼電器，其他產(chǎn)品已基本淘汰。表示符號(hào)：文字符號(hào)：KT時(shí)間繼電器—實(shí)物圖

空氣阻尼式時(shí)間繼電器的工作原理線圈常開觸頭延時(shí)閉合常閉觸頭延時(shí)打開銜鐵常閉觸頭常開觸頭線圈通電銜鐵吸合（向下）連桿動(dòng)作觸頭動(dòng)作動(dòng)作過程低壓斷路器俗稱空氣開關(guān)，是一種自動(dòng)開關(guān)。作用用于分配電能、不頻繁地啟動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)以及對(duì)電源線路及電動(dòng)機(jī)等的保護(hù)。當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重的過載、短路或欠電壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷電路。是低壓配電線路應(yīng)用非常廣泛的一種保護(hù)電器。結(jié)構(gòu)和工作原理組成：觸頭、滅弧系統(tǒng)和各種脫扣器

結(jié)構(gòu)和工作原理見圖。過電流脫扣器熱脫扣器失壓脫扣器遠(yuǎn)程控制脫扣器6.低壓斷路器

表示符號(hào)主要參數(shù)：額定電壓、額定電流、通斷能力產(chǎn)品類型介紹從小到大、從簡(jiǎn)單的到智能化負(fù)載的產(chǎn)品6.低壓斷路器6.低壓斷路器低壓斷路器產(chǎn)品圖片6.低壓斷路器低壓斷路器選擇主要是選擇額定電流、額定電壓熱脫扣器的整定電流應(yīng)與所控制負(fù)載的額定電流一致欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。過電流脫扣器的額定電流大于或等于線路的最大負(fù)載電流。對(duì)單臺(tái)設(shè)備：IZ≥KIq

式中，k為安全系數(shù)，可取1.5～1.7；Iq

電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)：IZ≥K(Iqmax+電路中其它的工作電流)

式中，k也可取1.5～1.7；Iqmax

為最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。當(dāng)電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，不論三相負(fù)載是否平衡，通過零序電流互感器主電路的三相電流的相量和等于零，因此其二次繞組中無感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，漏電保護(hù)器也工作于閉合狀態(tài)。一旦電網(wǎng)中發(fā)生漏電或觸電事故，上述三相電流的相量和不再等于零，因?yàn)橛新╇娀蛴|電電流通過人體和大地而返回變壓器中性點(diǎn)。于是，互感器二次繞組中便產(chǎn)生感應(yīng)電流加到漏電脫扣器上。當(dāng)達(dá)到額定漏電動(dòng)作電流時(shí)，漏電脫扣器就動(dòng)作，推動(dòng)開關(guān)裝置的鎖扣，使開關(guān)打開，分?jǐn)嘀麟娐贰?/p>

6.低壓斷路器——漏電保護(hù)器4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路概述三相籠型異步電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)實(shí)際中用量最大。其電氣控制線路大都由繼電器/接觸器和按鈕等有觸點(diǎn)的低壓電器組成。1、全壓?jiǎn)?dòng)控制線路這是最基本的電動(dòng)機(jī)控制線路。是任何一個(gè)電氣工程師需要熟記于心的電路。組成：主電路由刀開關(guān)QS、熔斷器FU1、接觸器KM的主觸點(diǎn)、熱繼電器FR的熱元件和電動(dòng)機(jī)M構(gòu)成?？刂齐娐酚蔁崂^電器FR的常閉觸點(diǎn)、停止按鈕SB1、啟動(dòng)按鈕SB2、接觸器KM常開觸點(diǎn)以及它的線圈組成。4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路工作原理啟動(dòng)時(shí)，合上刀開關(guān)QS，主電路引入三相電源。按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM線圈通電，其常開主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)接通電源開始全壓?jiǎn)?dòng)，同時(shí)接觸器KM的輔助常開觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM線圈有兩條通電路徑。這樣當(dāng)松開啟動(dòng)按鈕SB2后，接觸器KM線圈仍能通過其輔助觸點(diǎn)通電并保持吸合狀態(tài)。重要概念：這種依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖。起自鎖作用的觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，按停止按鈕SB1，接觸器KM線圈失電，則其主觸點(diǎn)斷開。切斷電動(dòng)機(jī)三相電源，電動(dòng)機(jī)M自動(dòng)停車，同時(shí)接觸器KM自鎖觸點(diǎn)也斷開，控制回路解除自鎖。松開停止按鈕SB1，控制電路又回到啟動(dòng)前的狀態(tài)。4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路全壓?jiǎn)?dòng)控制線路控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié)短路保護(hù)：FU1、FU2過載保護(hù)：FR失壓和欠壓保護(hù):KM4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路點(diǎn)動(dòng)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程2、正反轉(zhuǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作原理工作過程基本控制線路（不能使用）正－停－反重要概念：將其中一個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)串入另一個(gè)接觸器線圈電路中，則任一接觸器線圈先帶電后，即使按下相反方向按鈕，另一接觸器也無法得電，這種聯(lián)鎖通常稱為互鎖，即二者存在相互制約的關(guān)系。正－反－停3、多地點(diǎn)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程4、順序控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要類型基于動(dòng)作先后順序基于時(shí)間控制工作過程基于時(shí)間控制基于動(dòng)作先后順序5、自動(dòng)循環(huán)控制線路生產(chǎn)實(shí)際的需要工作過程6、星形—三角形降壓?jiǎn)?dòng)控制線路特點(diǎn)和適用場(chǎng)合優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)電流特性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低；缺點(diǎn)：由于啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也降低到了原來的1/3，所以轉(zhuǎn)矩特性差。適合于輕載或空載啟動(dòng)的場(chǎng)合。7、反接制動(dòng)控制線路工作過程講解8、變極調(diào)速控制8、變極調(diào)速控制圖

雙速電動(dòng)機(jī)變極調(diào)速控制電路9、電氣控制線路圖定義：為了表達(dá)生產(chǎn)機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理等設(shè)計(jì)意圖，為了便于電氣系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、使用和維修，需要將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及其連接線路用一定的圖形表達(dá)出來，這種圖就是電氣控制系統(tǒng)圖。種類：電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖

繪制原則：應(yīng)根據(jù)簡(jiǎn)明易懂的原則，采用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)、文字符號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)畫法來繪制。 4.7常用電動(dòng)機(jī)控制線路電氣控制線路圖的繪制原則繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)遵循的原則電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分。主電路是電氣控制線路中大電流通過的部分，包括從電源到電機(jī)之間相連的