三相异步电动机的工作原理及控制电路
三相异步电动机和其他电动机想比较，具有结构简单，制造方便、运行可靠、价格低廉等一系列优点，因此应用广泛。
三相异步电动机的原理和结构
一、三相异步电动机的工作原理
（一）、三相交流电机的旋转磁场
1、旋转磁场的产生：三相交流电通给三相定子绕组（三个线圈彼此互隔1200分布在
定子铁心内圆的圆周上）
经过画图分析不同时间产生的磁场的位置，发现旋转磁场，并找出其特点
2、旋转磁场的特点：大小不变，以一个转速向某一个方向旋转，这个转速把它命名
为旋转磁场的同步转速n1
n1=60 f / p （f为电源频率；p为磁极对数）
3、思考：如何改变旋转磁场的方向
方法：任意调换三相电源中的任意两根相线（交换两根相线即改变了三相电源的相序，从而可以改变旋转磁场的方向）
（二）、三相异步电动机的工作原理
1、分析工作原理：三相电通给定子绕组，产生旋转磁场，静止的转子相对于旋转磁场有一个相对的切割磁力线的运动，产生感应电动势，产生感应电流，转子绕组上有了电流，在磁场中会受到电磁力的作用，形成电磁转矩T，驱动转子旋转起来，实现了电能转换成机械能的目的。
2、体会“三相异步电动机”名称的由来：
“三相”：三相电通入三相定子绕组
“异步”：不同步，肉眼看不见的旋转磁场转速n1 和看到的转子转速n2大小不同（方向相同），且n1 >n2
“电动机”：最终实现了电能转换成机械能 3、简化模型：
在三相异步电动机的工作原理中：给定子绕组通电，然后转子绕组通过电磁感应产生电，这一点与变压器相似（一次侧通电，二次侧感应出电），所以经常为了分析的方便将三相异步电动机的结构比作变压器，如右图：
4、思考：如何改变转子旋转的方向 方法：通过任意调换两相电流的相序，改变旋转磁场的方向，就改变了转子的旋转方向
5、转差率 S=（n 1-n ）/n 1
转子从静止开始运行，转差率S 是从1趋向于0（但不能等于0，0
二、 三相异步电动机的基本结构 1、 三相异步电动机的结构
基本结构：定子有定子铁心和定子绕组 转子有转子铁心和转子绕组
材料：铁心均由硅钢片叠压而成；
转子绕组：可分为笼型和绕线型（其中笼型因结构简单等得到广泛应用）
三、 三相异步电动机的铭牌数据
1、额定容量（功率）P N （单位：KW ） 含义：指转轴上输出的机械功率
表达式：机械功率=电动机的有功功率?电动机效率 2、额定电压U N （单位：V ）：加在定子绕组上的线电压
3、额定电流I
N
（单位：A）：输入定子绕组的线电流
4、额定转速n N （单位：r/min）
5、额定频率f N（单位：HZ）：我国工频为50HZ
6、绝缘等级
7、接法：定子绕组有Y和△两种接法
三相异步电动机的起动
一、起动要求：
1.应有足够大的起动转矩T
S
；
2.在保证T
S 足够大前提下，起动电流I
S
越小越好
二、笼型异步电动机的起动
（一）、直接起动（全压起动）
1、分析过程：
在起动瞬间n=0，切割旋转磁场的速度最快，所以产生的感应电动势和感应电流最大，相对应的定子绕组的起动电流过大，是额定电流（4-7）倍；
2、存在问题：
（1）起动电流过大，引起电网电压明显降低和电机发热
（2）起动转矩由于磁通和功率因素低，所以起动转矩T
S
并不大，若低于负载转矩，则无法带动负载起动
故一般直接起动只适用于小型的笼型异步电动机（与电源容量相比），可按经验公式来确定是否能直接起动
（二）、笼型异步电动机的减压起动
为了能安全起动，对笼型异步电动机实行减压起动
1.定子串接电抗器或电阻的减压起动
方法：起动时，电抗器或电阻接入定子电路；起动后，切除电抗器或电阻，进行
正常运行
特点：能耗较大，实际应用不多，不深入研究。
2.Y-△起动
方法：起动时将定子接成Y形，运行时定子绕组接成△形
研究起动情况： Is
Y = 1/3 * Is
△
Ts
Y
= 1/3 * Ts
△
适用场所：运行于△形的笼型异步电动机，轻载起动
3.自耦变压器起动
方法：起动时接入自耦变压器，运行时切除自耦变压器全压运行
研究起动情况：Is’= k2 * Is Ts’= k2 * Ts（k为变压比且k <1）
适用场所：轻载起动
总结：笼型异步电动机的降压起动可以降低起动电流的大小，但与此同时起动
转矩也减小了，所以它只适用于轻载起动
三、三相异步电动机的调速
由转差率公式 S=（n1-n）/n1 得：n= n1 (1-S)=60f1(1-s)/p
所以调速方法有：1、改变定子绕组的磁极对数p-----变极调速
2、改变供电电网的频率f变频调速
3、改变定电动机的转差率S，方法有改变电压
调速、绕线式电机转子串电阻调速和串级调速。
（一）、变极调速
方法：通常用改变定子绕组的接法来改变磁极对数，转子均采用笼型转子
原理：将定子绕组串联，p大，电动机低速运行；将定子绕组并联，p小，电动机高速运行
接线方式：△（低速）/YY（高速）、Y（低速）/YY（高速）等
（二）、变频调速
方法：改变电源频率
注意点：电源频率降低调速时，若电源电压不变时，则磁通将增加，是铁心饱和，从而导致铁损增加，这是不允许的。因此在变频调速的同时，为了保证磁通
不变，就必须降低电源电压。使U
1/f
1
为常数。
（三）、改变转差率S
1、改变定子电压调速
适用场所：笼型异步电动机，向下调速
特点：调速范围很宽，缺点是低压时机械特性太软，转速变化大
2、转子串电阻调速
适用场所：中、小容量的绕线转子异步电动机，向下调速
特点：方法简单
四、三相异步电动机的反转与制动
（一）、三相异步电动机的反转
1、方法：改变三相电中任意两相电流相序，从而改变旋转磁场的方向，达到改变三相异步电动机的转子转动的方向
（二）、三相异步电动机的制动
制动状态：转速方向n与电磁转矩T相反
制动结果：1、位能性负载一般处于制动状态是使其保持一定的运行速度
2、机械负载制动时一般是停车
制动方法：分为机械制动和动力制动两类
1、机械制动：采用电磁抱闸闸制动
2、动力制动：
（1）、能耗制动
方法：切断电动机三相电源的同时，在任意二相绕组中接入直流电，并在定子回路
中串入电阻用以限制强大的制动电流。
原理：在任意二相绕组中接入直流电流，在转子空间获得一个大小、方向不变的恒定磁场，从而使转子产生一个与电动机原转向相反的电磁转矩以实现制动。其实质是：用直流磁场消耗掉转子的动能，所以这种方法又叫动能制动或直流制动。（2）、电源反接制动
方法：改变电动机定子绕组与电源联接相序
原理：产生一个与转速相反的电磁转矩T
注意点：
a、为了限制制动电流和增大制动转矩，在转子回路串入制动电阻
b、当转速接近为0时，需立即切断电源，让电机停车
三相异步电动机的电气控制
三相异步电动机的典型控制
一三相笼型异步电动机起动控制电路
（一）、三相笼型异步电动机全压起动
所谓全压起动，是将额定电压直接加在定子绕组上
1点动控制电路
点动：按下控制按钮，交流接触器线圈得电，主电路交流接触器的主触头闭和，电动机直接起动；松开控制按钮，交流接触器线圈失电，主电路
交流接触器的主触头分断，电动机停止运行
2连动控制电路
连动：按下控制按钮，交流接触器线圈得电，主电路交流接触器的主触头闭和，电动机直接起动；松开控制按钮，由于交流接触器常开辅助触头闭和，线圈依然得电，主电路交流接触器的主触头依然闭和，电动机连续运行
3点、连动控制比较：
（1）“自锁”设计：用交流触器常开辅助触头与控制按钮并联
（2）“自锁”作用：只要按下控制按钮，保证线圈一直有电，无论是否
松开控制按钮，电动机可以连续运行
（二）正反转控制电路
分析原理：
“从主电路着眼”：主电路中的KM1闭和时将三相电按L1L2L3的顺序引进；KM1分断，KM2闭和时将三相电按L3L2L1的顺序引进，与KM1比较，它改变了两相电流相序；故可知KM1和KM2控制正反转。
“从控制电路着手”：分析具体的控制原理
图b：按下SB2，KM1线圈得电KM1主触头闭和电动机正转
KM1辅助常开触头闭和形成自锁
KM1辅助常闭触头分断，KM2线圈不能得电按下SB3，KM1线圈失电KM1主触头分断
KM1辅助常闭触头闭和，KM2线圈得电
KM2主触头闭和电动机反转
KM2辅助常闭触头分断，KM1线圈不能得电
图a同样按照“从主电路着眼，从控制电路着手”的原则分析。
图中用到了“自锁”，还有“互锁”（又叫联锁）
设计方法：将交流接触器的常闭辅助触头串联在对方线圈的支路中
设计作用：可以控制两个线圈不能同时得电，保证了主电路KM1、KM2的主触头不能同时闭和而造成L1L3两相形成短路
比较图a和b：同样可以控制正反转，操作上a图烦琐（要想反转，必须先按下停止按钮SB1再按SB3才可以），所以图b要好
思考问题：1）为什么图b可以做到按钮直接切换正反转呢
因为它用的是复合按钮，采用机械联锁的方法，直接切换正反转
2）线路的故障分析：
a.合上电源开关，电动机立即正转，当按下停止按钮时，电动机停
转；但一松开停止按钮，电动机又正向起动
答案：起动SB2常开、常闭接反了
b. 合上电源开关，按下正转（或反转）按钮，正转（或反转）接
触器就不停地吸合与释放，电路无法工作；当松开按钮时，接触器
不再吸合。答案：互锁KM1、KM2常闭辅助触头接反了
（三）、三相笼型异步电动机降压起动控制电路
有两种控制电路： 1、接触器自动控制的Y---△降压起动电路
按下SB2→KM线圈通电→KM（4-5）闭合自锁
→KM主触点闭合
→电动机绕组接成Y起动
→KM Y主触点闭合
→KM Y线圈通电→KM Y（5-8）连锁触点分断（使KM△控制回路分断，实现
联锁）
→ KM Y主触点分断
按下SB3→ KM Y线圈断电→KM Y（5-8）联锁触点闭合，接通KM△部分控制电路
→ KM△（8-9）自锁触点闭合自锁
→ KM△线圈通电→ KM△主触点闭合，电动机绕组接成△形运行
KM△（5-6）联锁触点断开，分断KM Y控制电路，实现
联锁
总结：采用Y-△减压起动，设备简单、经济，可频繁操作。
2、时间继电器自动控制的Y----△降压起动电路
注意：时间继电器的动作。
时间继电器经过一定延时后，其延时常闭触头打开，切断KM
Y
控制电路，最终使电动机接成△接到电网上运行，完成了整个起动过程。
3、自耦变压器降压起动控制电路（略）
（四）三相异步电动机的制动控制
1、单向反接制动控制电路
（1）、原理：反接制动的关键在于电动机电源相序的改变，且当转速下降接近于零时，能自动将电源切除。
为此采用了速度继电器SR(KS)来检测电动机的速度变化。
（2）、控制过程：起动时，按下起动按钮SB
2，接触器KM
1
通电并自锁，电
动机M通电运行。电动机正常运转时，速度继电器KS的常开触头闭合，为反接
制动作好准备。停车时，按下停止按钮SB
1，KM
1
线圈断电，电动机M脱离电源，
由于此时电动机的惯性，转速仍较高，KS的常开触头仍处于闭合状态，所以SB
1
常开触头闭合时，反接制动接触器KM
2
线圈得电并自锁，其主触头闭合，使电动机得到相序相反的三相交流电源，进入反接制动状态，转速迅速下降。当转速接
近于零时，速度继电器常开触头复位，接触器KM
2
线圈断电，反接制动结束。
2、能耗制动控制电路
能耗制动原理：电动机脱离三相交流电源后，给定子绕组加一直流电源，以产生静止磁场，起阻止转子旋转的作用，达到制动的目的。
（1）单向运行能耗制动控制电路
1．时间原则控制：利用时间继电器KT实现（详见相关教材）
2．速度原则控制：依靠速度继电器SR（KS）实现控制
控制原理：电动机在刚刚脱离三相交流电源时，由于电动机转子的惯性，速
度仍很高，速度继电器SR的常开触头仍然处于闭合状态，所以接触器KM
2
线圈
能够依靠SB
按钮的按下通电自锁。于是，两相定子绕组获得直流电源，电动机
l
进入能耗制动。当电动机转子的惯性速度接近零时，SR常开触头复位，接触器KM2线圈断电而释放，能耗制动结束。
三相异步电动机的保护控制
1、短路保护
常用的短路保护电器是熔断器和自动空气断路器。
2 、过载保护
常用的过载保护元件是热继电器。由于热惯性的原因，热继电器不会受到电动机短时过载冲击电流的影响而瞬时动作，所以在使用热继电器作过载保护的同时，还必须有短路保护，并且选做短路保护的熔断器熔体的额定电流不应超过4倍热继电器发热元件的额定电流。
3 、过电流保护
过流保护常用电磁式过电流继电器实现。当电动机过流达到电流继电器的动作值时，继电器动作，使串接在控制电路中的常闭触头断开、切断控制电路，电动机随之脱离电源停转，达到了过流保护的目的。一般过电流的动作值为起动电流的倍。
短路、过电流、过载保护虽然都是电流保护，但由于故障电流、动作值以及保护特性、保护要求以及使用元件的不同，它们之间是不能相互取代的。
4 、欠压保护
实现欠压保护的电器是接触器和电磁式电压继电器。
5、零压保护（失压保护）
生产机械在工作时，如果由于某种原因而发生电网突然停电，那么在电源电压恢复时，电动机便会自行起动运转，导致人身和设备事故，并引起电网过电流和瞬时网络电压下降。为了防止在此种情况下出现电动机自行起动而实施的保护叫做零电压保护。
常用的失压保护电器是接触器和中间继电器。当电网停电时，接触器和中间继电器触头复位，切断主电路和控制电源。当电网恢复供电时，若不重新按下起动按钮，电动机就不会自行起动，实现了失压保护。
可总结为下表：
《三相异步电动机的工作原理》教学设计 一、教材与教学分析 1、 三相异步电动机在教材中的地位 根据新课程标准，三相异步电动机的结构和工作原理在专业基础课中占有非常重要的地位，并为后续专业课程PLC 、拖动等提供理论基础。 2、 教学任务分析 （1）知道旋转磁场的形成过程 （2）能够说出电动机转子的转动原理 （3）培养学生观察、分析、归纳问题的能力 3、教学重点与难点 重点：旋转磁场的形成，电动机的转动原理 难点：旋转磁场的形成 二、教学方法 小组合作、探究学习模式 三、学习过程设计 [板书]黑板上先画好定子绕组的排放图。 [复习] [投影] 1 （实物演示） 介绍定子和转子部分 [过渡] [投影] 2 [投影] （鼠笼式三相异步电动机的结构）由图中可以看出鼠笼式三相异步电动机由铜条转子和短路环两部分组成，大家要特别注意导条两端的短路环，它的存在使转子绕组形成了闭合回路。 [引入]从能量转换的角度来看，电动机是将电能转换为机械能的动力设备，那么，当电动机通入三相交流电源后，转子是如何转动起来的呢？本节课我们就来学习三相异步电动机的工作原理。 [板书]三相异步电动机的工作原理 [实物演示]组组成，各相绕组结构和形状相同，在空间位置上彼此相差（提问学生） [板书] 三相异步电动机的定子绕组排放在黑板图中标出。 [投影]三相对称电流i1、i2、i3波形如图所示。 [投影]将三相对称电流i1、i2、i3分别通入三相定子绕组U1U2、V1V2和W1W2中。 [板书] i1 U1U2 i2 V1V2 i3 W1W2 [投影]并规定：电流的瞬时值为正，表示电流从绕组始端流入，末端流出。电流的瞬时值为负，表示电流从绕组末端流入，始端流出。 [过渡]分别选取wt=0，wt=π/2，wt=π，wt=3π/2，wt=2π 5个特殊点进行分析。 当wt=0时，i1=0，i2<0，i3>0，所以定子绕组U1U2中没有电流通过，V1V2中电流从末端V2流入，从首端V1流出，而W1W2中电流从首端流入，从末端流出。 [板书]wt=0时，定子绕组中电流的流向如图所示（在黑板上图中标出）。 [过渡]判断出的磁场方向为，W1、V2的磁场方向为顺时针方向，W2、V1的磁场方向为逆时针方向。 [板书]将各绕组产生的磁场方向标示于黑板图中。
电机启动常见方法 1、定时自动循环控制电路 说明：（技师一） 1、题图中的三相异步电动机容量为，要求电路能定时自动循环正反转 控制；正转维持时间为20秒钟，反转维持时间为40秒钟。 2、按原理图在配电板上配线，要求线路明快、工艺合理、接点牢靠。 3、简述电路工作原理。 注：时间继电器的延时时间不得小于15秒，时间调整应从长向短调。 定时自动循环控制电路电路工作原理：合上电源开关QF，按保持按钮SB2，中间继电器KA吸合，KA的自保触点与按钮SB2、KT1、KT2断电延时闭合的动断触点组成的串联电路并联，接通了起动控制电路。按起动按钮SB3，时间继电器KT1得电，其断电延时断开的动合触点KT1闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，电动机正转（正转维持时间为20秒计时开始）。同时KM1动合触点接通了时间继电器KT2，其串联在接触器KM2线圈回路中的断电延时断开的动合触点KT2闭合，由于KM1的互锁触点此时已断开，接触器KM2线圈不能通电。当正转维持时间结束后，断电延时断开的动合触点KT1断开,KM1释放，电动机正转停止。KM1的动断触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，电动机开始反转.同时KM1动合触点断开了时间继电器KT2线圈回路（反转维持时间为40秒计时开始）。这时KM2动合触点又接通了KT1线圈，断电延时断开的动合触点KT1闭合，为下次电动机正转作准备。因此时串联在接触器KM1线圈回路中的KM2互锁触点断开，接触器KM1线圈暂时不得电。与按钮SB2串联的KT1、KT2断电延
时闭合的动断触点是保证在电动机自动循环结束后，才能再次起动控制电路。热继电器FR常闭触点，是在电动机过负载或缺相过热时将控制电路自动断开，保护了电动机。 2、顺序控制电路（范例） 顺序控制电路（范例）工作原理：图A：KM2线圈电路由KM1线圈电路起动、停止控制环节之后接出。按下起动按钮SB2，KM1线圈得电吸合并自锁，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。 图B：控制电路由KM1线圈电路和KM2线圈电路单独构成。KM1的动合触点作为一控制条件，串接在KM2线圈电路中，只有KM1线圈得电吸合，其辅组助动合触点闭合，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。
电气控制电路基础（电气原理图） 电气控制系统图一般有三种：电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。 这里重点介绍电气原理图。 电气原理图目的是便于阅读和分析控制线路，应根据结构简单、层次分明清晰的原则，采用电器元件展开形式绘制。它包括所有电器元件的导电部件和接线端子，但并不按照电器元件的实际布置位置来绘制, 也不反映电器元件的实际大小。 电气原理图一般分主电路和辅助电路（控制电路）两部分。 主电路是电气控制线路中大电流通过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件；一般由组合开关、主熔断器、接触器主触点、热继电器的热元件和电动机等组成。 辅助电路是控制线路中除主电路以外的电路，其流过的电流比较小和辅助电路包括控制电路、照明电路、信号电路和保护电路。其中控制电路是由按钮、接触器和继电器的线圈及辅助触点、热继电器触点、保护电器触点等组成。 电气原理图中所有电器元件都应采用国家标准中统一规定的图形符号和文字符号表示。 电气原理图中电器元件的布局 电气原理图中电器元件的布局，应根据便于阅读原则安排。主电路安排
在图面左侧或上方，辅助电路安排在图面右侧或下方。无论主电路还是辅助电路，均按功能布置，尽可能按动作顺序从上到下，从左到右排列。 电气原理图中，当同一电器元件的不同部件（如线圈、触点）分散在不同位置时，为了表示是同一元件，要在电器元件的不同部件处标注统一的文字符号。对于同类器件，要在其文字符号后加数字序号来区别。如两个接触器，可用KM、KMZ文字符号区别。 电气原理图中，所有电器的可动部分均按没有通电或没有外力作用时的状态画出。 对于继电器、接触器的触点，按其线圈不通电时的状态画出，控制器按手柄处于零位时的状态画出；对于按钮、行程开关等触点按未受外力作用时的状态画出。 电气原理图中，应尽量减少线条和避免线条交叉。各导线之间有电联系时，在导线交点处画实心圆点。根据图面布置需要，可以将图形符号旋转绘制，一般逆时针方向旋转900,但文字符号不可倒置。 图面区域的划分 图纸上方的1、2、3…等数字是图区的编号，它是为了便于检索 电气线路，方便阅读分析从而避免遗漏设置的。图区编号也可设置在图 的下方。 图区编号下方的的文字表明它对应的下方元件或电路的功能，使读者能清楚地知道某个元件或某部分电路的功能，以利于理解全部电路的工作原理。
普通三相异步电动机与变频电动机的区别 普通的三相异步电动机可以用变频器驱动吗 普通的三相异步电动机与变频调速的三相异电动机有何区别 普通异步电机与变频电机的区别——普通异步电动机都是按恒频恒压设计的，不可能完全适应变频调速的要求。 以下为变频器对电机的影响： 1、电动机的效率和温升的问题 不论那种形式的变频器，在运行中均产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行。据资料介绍，以目前普遍使用的正弦波PWM型变频器为例，其低次谐波基本为零，剩下的比载波频率大一倍左右的高次谐波分量为：2u+1（u为调制比）。 高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜（铝）耗、铁耗及附加损耗的增加，最为显著的是转子铜（铝）耗。因为异步电动机是以接近于基波频率所对应的同步转速旋转的，因此，高次谐波电压以较大的转差切割转子导条后，便会产生很大的转子损耗。除此之外，还需考虑因集肤效应所产生的附加铜耗。这些损耗都会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，如将普通三相异步电动机运行于变频器输出的非正弦电源条件下，其温升一般要增加10%~20%。 2、电动机绝缘强度问题 目前中小型变频器，不少是采用PWM的控制方式。他的载波频率约为几千到十几千赫，这就使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严酷的考验。另外，由PWM变频器产生的矩形斩波冲击电压叠加在电动机运行电压上，会对电动机对地绝缘构成威胁，对地绝缘在高压的反复冲击下会加速老化。 3、谐波电磁噪声与震动 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。变频电源中含有的各次时间谐波与电动机电磁部分的固有空间谐波相互干涉，形成各种电磁激振力。当电磁力波的频率和电动机机体的固有振动频率一致或接近时，将产生共振现象，从而加大噪声。由于电动机工作频率范围宽，转速变化范围大，各种电磁力波的频率很难避开电动机的各构件的固有震动频率。 4、电动机对频繁启动、制动的适应能力 由于采用变频器供电后，电动机可以在很低的频率和电压下以无冲击电流的方式启动，并可利用变频器所供的各种制动方式进行快速制动，为实现频繁启动和制动创造了条件，因而电动机的机械系统和电磁系统处于循环交变力的作用下，给机械结构和绝缘结构带来疲劳和加速老化问题。 5、低转速时的冷却问题 首先，异步电动机的阻抗不尽理想，当电源频率较底时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。其次，普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速的三次方成比例减小，致使电动机的低速冷却状况变坏，温升急剧增加，难以实现恒转矩输出。
1 电动机分为（交流电动机）（直流电动机），交流电动机分为（同步电动机）（异步电动机）异步电动机分为（三相电动机）（单相电动机） 2电动机主要部件是由（定子）和（转子）两大部分组成。此外，还有端盖、轴承、风扇等 部件。定子铁心：由内周有槽的（硅钢片）叠成三相绕组，机座：铸钢或铸铁。 3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，（绕线型转子）转子铁心槽内嵌有三相绕组。 4笼型电机特点结构简单、价格低廉、工作可靠；（不能人为）改变电动机的机械特性。绕线 式转子电机特点结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子（外加电阻可人为改变）电动 机的机械特性。 5分析可知：三相电流产生的合成磁场是一（旋转的磁场），即：一个电流周期，旋转磁场在空 间转过（360°）旋转磁场的旋转方向取决于（三相电流的相序），任意调换两根电源进线则旋 转磁场（反转）。 6若定子每相绕组由两个线圈（串联），绕组的始端之间互差（60°），将形成（两对）磁 极的旋转磁场。旋转磁场的磁极对数与（三相绕组的排列）有关。旋转磁场的转速取决于磁 场的（极对数）。 p=1 时 (n0=60f 1)。旋转磁场转速n0 与（频率f1）和（极对数p）有关。 7 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为（转差率S）异步电动机运行中S=（ 1--9）％。 8 一台三相异步电动机，其额定转速 n=1460 r/min ，电源频率 f1=50 Hz 。试求电动机在额定负载 下的转差率。 解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1500 r/min ,即 s n0 n 100% 1500 1460 100% 2.7% n0 1500 9 定子感应电势频率 f 1 不等于转子感应电势频率 f 2。 10 电磁转矩公式 sR2 U 12 T K ) 2 R2 (sX 20 2 2 由公式可知 :1. T 与定子每相绕组电压 U 成（正比）。 U 1 ↓则 T↓ 。 2.当电源电压 U1 一定时， T 是 s 的函数 , 3. R2 的大小对T 有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变（转子电阻R2 ），从而改变转距。 11 三个重要转矩：(1) ( 额定转矩 TN) 电动机在额定负载时的转矩(2) (最大转矩Tmax) 电机带动最大负载的能力,(3) ( 起动转矩Tst)电动机起动时的转矩。 12 如某普通机床的主轴电机(Y132M-4 型 ) 的额定功率为7.5kw, 额定转速为1440r/min, 则额定转矩为（T P N 9550 7 . 5 N . m ）。 N 9550 49 . 7 n N 1440 13 转子轴上机械负载转矩T2 不能（大于 Tmax ），否则将造成堵转(停车 )。 过载系数 (能T m ax 一般三相异步电动机的过载系数为 1.8 ~ 2.2 T N 力 ) 14 K st T st 启动条件（ Tst>TL ）否则电动机不能启动，正常工作条 起动能力 T N 件：所带负载的转矩应为（TL 专业资料 《三相异步电动机的正反转控制线路》 教学设计 课题：三相异步电动机的正反转控制线路 授课班级：电子中职高一年级下学期 授课时间：2014年4月11日星期五 授课教材： 中国劳动社会保障出版社《电力拖动控制线路与技能训练》 教材分析： 《三相异步电动机的正反转控制线路》这节内容选自第二单元课题三“三相异步电动机的正反转控制线路”第二部分。 正反转控制在现代化生产中属于绝对不可缺少的生产控制环节，如机床工作台的前进与后退、万能铣床主轴的正传与反转、起重机的上升与下降等。它在电动机的基本控制中，前面与电动机的正转控制紧密相连，后面与位置控制、顺序控制、多地控制、启动控制、制动控制等密切相关，对今后进一步进行电工技能实训及培养学生的实际动手操作能力起着举足轻重的作用。 教学目标： 知识与技能: 1）理解三相异步电动机三种正反转控制线路； 2）掌握三相异步电动机正反转的工作原理。 过程与方法： 1）通过分析三种控制电路的渐进过程，培养学生的识图能力以及比较分析和归纳总结的能力。 2）通过引导学生分析工作原理、培养和训练学生综合分析电路的能力。 情感态度与价值观： 培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生发现问题、认识问题、解决问题。 教学重点： 1）接触器联锁的正反转控制线路的组成与工作原理 2）对控制线路的每个元件都要明确其位置和作用。 教学难点： 1）如何改变三相电源相序。 2）引导学生思考如何实现双重联锁。 教法： 提问、启发引导法（重点）：先不给出线路图，在教师的步步启发下，学生积极思考，由师生共同画出接触器联锁的正反转控制线路图。这样，便于学生掌握线路的组成与工作原理。 电机控制线路图大全 Y-△（星三角）降压启动控制线路-接触器应用接线图 Y-△降压启动适用于正常工作时定子绕组作三角形连接的电动机。由于方法简便且经济，所以使用较普遍，但启动转矩只有全压启动的三分之…，故只适用于空载或轻载启动。 Y-△启动器有OX3-13、Qx3—30、、Qx3—55、QX3—125型等。OX3后丽的数字系指额定电压为380V时，启动器可控制电动机的最大功率值(以kW计)。 OX3—13型Y-△自动启动器的控制线路如图11—11所示。（https://www.doczj.com/doc/1f1993288.html,） 合上电源开关Qs后，按下启动按钮SB2，接触器KM和KMl线圈同时获电吸合，KM和KMl 主触头闭合，电动机接成Y降压启动，与此同时，时间继电器KT的线圈同时获电，I 星形—三角形降压起动控制线路 星形——三角形降压起动控制线路 星形——三角形（ Y —△）降压起动是指电动机起动时，把定子绕组接成星形，以降低起动电压，减小起动电流；待电动机起动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机全压运行。 Y —△起动只能用于正常运行时为△形接法的电动机。 １．按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路 图 2.19 （ a ）为按钮、接触器控制 Y —△降压起动控制线路。线路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ， KM1 、 KM2 得电吸合， KM1 自锁，电动机星形起动，待电动机转速接近额定转速时，按下 SB2 ， KM2 断电、 KM3 得电并自锁，电动机转换成三角形全压运行。 ２．时间继电器控制 Y —△降压起动控制线路 图 2.19 （ b ）为时间继电器自动控制 Y —△降压起动控制线路，电路的工作原理为：按下起动按钮 SB1 ， KM1 、 KM2 得电吸合，电动机星形起动，同时 KT 也得电，经延时后时间继电器 KT 常闭触头打开，使得 KM2 断电，常开触头闭合，使得 KM3 得电闭合并自锁，电动机由星形切换成三角形正常运行。 图2定子串电阻降压起动控制线路 教学内容备注 一、组织教学：（1 min ） 整顿课堂纪律，准备进入教学。 二、复习回忆：（5 min ） ￥ （1）自锁概念。（见课件） 点两名学生回答问题。 （2）生活中那些机械要求电动机有正反两个转向。 全班回答，归纳。 （3）如何实现电动机正反转。 电工实习时如何接正反转电路。 三、导入新课：（4min ） 通过刚才几个同学回答的问题，我们知道在日常生活中我们坐的电梯，以及各种生产机械常常要求具有上、下、左、右、前、后等相反方向的运动，这就要求电动机能实现可逆运行。因此我们今天要学习的新课内容是三相异步电动机正反转运行控制电路。(板书课题）。 四、授课内容：（30 min ） 一）单向连续运行（5min ） 1.电路图查考勤 : 指定学生回答问题，教师讲解补充。 : 讲述并创造问题环境，启发学生思考激发学生求知欲，引出课题,并实现新旧知识的过渡 & 展示课件 提问学生回答单向连续控制的原理，并要求掌握 > 2.工作原理： 1)合上QS，U,V,W三相控制有电 2)按下SB1，KM线圈吸合，KM 主触点闭合，电动机运转。 、 KM辅助常开触点闭合，自锁。 3)按下SB1，KM线圈断电，主触点、辅助触点断开，电动机停止 二）正反转运行 1.主电路(10min) ①在电工实训和电器变压器中我们学过电动机正反转接线联系,请 同学回答问题（2min） - ②“从主电路着眼”： 主电路中的KM1闭和时将三相电按L1、L2、L3的顺序引进； KM2闭和时将三相电按L3、L2、L1的顺序引进，与KM1比较，它改变了两相电流相序；故可知KM1和KM2控制正反转。（3min） 换相的方法：改变电源任意两相的接线。借此引出正反转,一台电动机,两种不同运行方向,对前面知识的加深学习. - 板书 用彩笔标出此内容为本课的重点，要求学生重点掌握。 用两种不同颜色粉笔在主回路画图区别正反向 ^ 提问,由此调动学生参与课堂积极性. 对比反问,加深学生印象 , BUILDING ELECTRICITY 2011年 第期 Jun.2011Vol.30No.6 6 *：国家科技支撑计划子课题，课题名称：村镇小康住宅规划设计成套技术研究（课题任务书编号：2006BAJ04A01），子课 题名称：村镇住宅设备与设施设计技术集成及软件开发（子课题任务书编号：2006BAJ04A01-3）。Xu Lingxian Sun Lan （China Institute of Building Standard Design &Research ，Beijing 100048，China ） 徐玲献 孙 兰（中国建筑标准设计研究院，北京市 100048） Explanation and Analysis of National Standardization Collective Drawings Control Circuit Diagrams of Common Electric Machines * 解析国标图集《常用电机控制电路图》摘 要 对多年来国家建筑标准设计图集 10D303-2～3《常用电机控制电路图》（2010年合订本，已修编出版发行）使用中遇到的疑问进行汇总、解析，以加深读者对10D303-2～3的理解。 关键词信号灯端子标志消防控制室的监控消防风机消防水泵 过负荷 水源水池水位 双 速风机 0引言 国家建筑标准设计图集10D303-2～3《常用电 机控制电路图》 （2010年合订本） （以下简称 10D303）适用于民用及一般工业建筑内3/N /PE ～220/380V 50Hz 系统中常用风机和水泵的控制，是对99D303-2《常用风机控制电路图》和01D303-3《常用水泵控制电路图》的修编。根据现行的国家标 准，对图集中涉及到的项目分类代码和图形符号进行了修改，并在原图集方案的基础上，增加了两用单速风机、平时用双速风机、射流风机联动排风机及冷冻（冷却）水泵控制电路图。根据节能环保的要求，增加了YDT 型双速风机的控制方案。并根据电气产品的发展，增加了控制与保护开关电器（CPS ）和电机控制器的控制方案，供设计人员直接选用。 10D303从立项调研、修编到送印，历经两年多的时间，期间收到了不少反馈意见和建议，为图集的编制提供了宝贵的建议，在此答谢。 《常用电机控制电路图》 （2002年合订本）发行 十余年中一直受到读者青睐，使用者涉及设计、生产和建造等多领域，通过国标热线和其他途径咨询问题的读者很多。问题中除风机和水泵的控制电路外，经常牵涉到现行的国家标准、制图要求和电气设计技术等多方面的内容，有些问题无法通过修编图集 10D303直接解决，因此借助《建筑电气》平台，把《常用电机控制电路图》经常咨询的问题归纳汇总、解析，以利于读者更好使用和理解10D303图集。 1有关国家标准、规范和制图要求的问题 1．1指示器（信号灯）和操作器（按钮）的颜色 标识 10D303中有关信号灯和按钮的颜色标识是依据国家标准GB /T 4025-2003/IEC 60073：1996《人-机界面标志标识的基本和安全规则 指示器和 作者信息 徐玲献，女，中国建筑标准设计研究院，高级工程师，主任工程师。 孙兰，女，中国建筑标准设计研究院，教授级高级工程师，院副总工程师。 Abstract The collective drawings of national building standard design 10D303-2~3Control Circuit Diagrams of Common Electric Machines （2010bound volume ）has been revised and published.This paper summarizes and analyzes the questions encountered during use over the years so as to deepen the readers 'understanding of the collective drawings. Key words Signal light Terminal symbol Fire control room monitoring Fire fan Fire pump Overload Water level of the water tank of water source Two -speed fans * 34 330 1、定时自动循环控制电路 说明： 1、题图中的三相异步电动机容量为1.5KW，要求电路能定时自动循环正反转控制；正转维持时间为20秒钟，反转维持时间为40秒钟。 2、按原理图在配电板上配线，要求线路明快、工艺合理、接点牢靠。 3、简述电路工作原理。 注：时间继电器的延时时间不得小于15秒，时间调整应从长向短调。 定时自动循环控制电路电路工作原理：合上电源开关QF，按保持按钮SB2，中间继电器K A吸合，KA的自保触点与按钮SB2、KT1、KT2断电延时闭合的动断触点组成的串联电路并 联，接通了起动控制电路。按起动按钮SB3，时间继电器KT1得电，其断电延时断开的动合 触点KT1闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，电动机正转（正转维持时间为20秒计时 开始）。同时KM1动合触点接通了时间继电器KT2，其串联在接触器KM2线圈回路中的断电 延时断开的动合触点KT2闭合，由于KM1的互锁触点此时已断开，接触器KM2线圈不能通电 。当正转维持时间结束后，断电延时断开的动合触点KT1断开,KM1释放，电动机正转停止 。KM1的动断触点闭合，接触器KM2线圈得电，主触点闭合，电动机开始反转.同时KM1动 合触点断开了时间继电器KT2线圈回路（反转维持时间为40秒计时开始）。这时KM2动合触 点又接通了KT1线圈，断电延时断开的动合触点KT1闭合，为下次电动机正转作准备。因此 时串联在接触器KM1线圈回路中的KM2互锁触点断开，接触器KM1线圈暂时不得电。与按钮 SB2串联的KT1、KT2断电延时闭合的动断触点是保证在电动机自动循环结束后，才能再次 起动控制电路。热继电器FR常闭触点，是在电动机过负载或缺相过热时将控制电路自动断 开，保护了电动机。 2、顺序控制电路（范例） 顺序控制电路（范例）工作原理： 图A：KM2线圈电路由KM1线圈电路起动、停止控制环节之后接出。按下起动按钮SB2， KM1线圈得电吸合并自锁，此时才能控制KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机 的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2 电动机。 图B：控制电路由KM1线圈电路和KM2线圈电路单独构成。KM1的动合触点作为一控制条件 ，串接在KM2线圈电路中，只有KM1线圈得电吸合，其辅组助动合触点闭合，此时才能控制 KM2线圈电路。停止按钮SB3只能控制M2电动机的停转，停止按钮SB1为全停按钮。本电路 只有满足M1电动机先起动的条件，才能起动M2电动机。 3、电动机顺序控制电路 《三相异步电动机按钮、接触器双重联锁正反转控制线路》教案教 师系（部） 任教 班级 （高、 中）职中职教学地点 课 时 课题三相异步电动机按钮、接 触器双重联锁正反转控制 线路 课型 理实 一体 化 教材及出版社《电工电子技术训练》高等教育出版社 教材分析 三相异步电动机的按钮、接触器双重联锁正反控制线路是《电工电子技术训练》一书中项目六中的重点内容。三相异步电动机的按钮、接触器双重联锁正反转控制线路是在按钮联锁正反转控制电 路和接触器联锁正反转控制电路的基础上来讲解的，在教材中具有承上启下的作用。学好这一节对学习后面的工作台自动往返控制电路的安装至关重要。 学生分析 本内容的教学对象是五年制高职数控专业二年级学生，他们已经学习过正反转控制电路中的按钮联锁和接触器联锁的工作原理以及安装，对正反转控制电路有了一定的了解。 教学重点 双重联锁正反转控制线路的工作原理及特点。线路安装的工艺、技巧及检修方法等。 教学难点 线路检修方法及思路。通过典型故障，用举例法、示范法使学生树立 正确的维修思路，掌握常 用的检修方法。 教学 目标知识 掌握按钮、接触器双 重联锁正反转控制线路的 工作原理。 情感 培养学生严谨认真的职业工作态度。增强学生用辩证唯物主义观点来发现问题、认识问题、解决问题。 能力 掌握双重联锁正反转控制线路的正确安装和检修。 教学重点及突出重点的方法双重联锁正反转控制线路的工作原理及特点。线路安装的工艺、技巧及检修方法等。通过几个基本线路的观察、分析，作为学习按纽、接触器双重联锁正反转控制线路内容的突 破。 教学难线路检修方法及思 点及突出难点的方法路。通过典型故障，用举例法，演示法，实践法使学生树立正确的维修思路，掌握常用的检修方法，使整个教学过程融合在学生参与和交流之中，使学生在学习过程中感受到探索成功的乐趣。 教法及学法指导 总体教学构想突出三点，一是突出知识结构，二是绘图和识图，三是动手操作。将以往的读图发展成为识图、绘图、填图，说图，进而形成“启、绘、议、说、做”的五字教学模式。 课外作业 绘制双重联锁正反转控制线路的原理图、布置图、接线图？ 教学过程 教学过程主要教学内容及步骤时间分配引入【新课导入】新课导入 三相异步电动机启动控制原理图 1、三相异步电动机的点动控制 点动正转控制线路是用按钮、接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。所谓点动控制是指：按下按钮，电动机就得电运转；松开按钮，电动机就失电停转。 典型的三相异步电动机的点动控制电气原理图如图3-1(a)所示。点动正转控制线路是由转换开关QS、熔断器FU、启动按钮SB、接触器KM及电动机M组成。其中以转换开关QS作电源隔离开关，熔断器FU作短路保护，按钮SB控制接触器KM的线圈得电、失电，接触器KM的主触头控制电动机M的启动与停止。 点动控制原理：当电动机需要点动时，先合上转换开关QS，此时电动机M尚未接通电源。按下启动按钮SB，接触器KM的线圈得电，带动接触器KM的三对主触头闭合，电动机M便接通电源启动运转。当电动机需要停转时，只要松开启动按钮SB，使接触器KM的线圈失电，带动接触器KM的三对主触头恢复断开，电动机M失电停转。在生产实际应用 中，电动机的点动控制电路使用非常广泛，把启动按钮SB换成压力接点、限位节点、水位接点等，就可以实现各种各样的自动控制电路，控制小型电动机的自动运行。 2.三相异步电动机的自锁控制 三相异步电动机的自锁控制线路如图3-2所示，和点动控制的主电路大致相同，但在控制电路中又串接了一个停止按钮SB1，在启动按钮SB2的两端并接了接触器KM的一对常开辅助触头。接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压保护作用。它主要由按钮开关SB（起停电动机使用）、交流接触器KM （用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。 欠压保护：“欠压”是指线路电压低于电动机应加的额定电压。“欠压保护”是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源电压停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。因为当线路电压下降时，电动机的转矩随之减小，电动机的转速也随之降低，从而使电动机的工作电流增大，影响电动机的正常运行，电压下降严重时还会引起“堵转”（即 电动机接通电源但不转动）的现象，以致损坏电动机。采用接触器自锁正转控制线路就可避免电动机欠压运行，这是因为当线路电压下降到一定值（一般指低于额定电压85%以下）时， 接触器线圈两端的电压也同样下降到一定值，从而使接触器线圈磁通减弱，产生的电磁吸力减小。当电磁吸力减小到小于反作用弹簧的拉力时，动铁心被迫释放，带动主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制电路，电动机失电停转，达到欠压保护的目的。 电气控制电路基本环节 习题解答 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 第六章电气控制电路基本环节 6-1常用的电气控制系统有哪三种 答：常用的电气控制系统图有电气原理图、电气布置图与安装接线图。 6-2何为电气原理图绘制电气原理图的原则是什么 答：电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系和工作原理的图。绘制电气原理图的原则 1）电气原理图的绘制标准图中所有的元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号。 2）电气原理图的组成电气原理图由主电路和辅助电路组成。主电路是从电源到电动机的电路，其中有刀开关、熔断器、接触器主触头、热继电器发热元件与电动机等。主电路用粗线绘制在图面的左侧或上方。辅助电路包括控制电路、照明电路。信号电路及保护电路等。它们由继电器、接触器的电磁线圈，继电器、接触器辅助触头，控制按钮，其他控制元件触头、控制变压器、熔断器、照明灯、信号灯及控制开关等组成，用细实线绘制在图面的右侧或下方。 3）电源线的画法原理图中直流电源用水平线画出，一般直流电源的正极画在图面上方，负极画在图面的下方。三相交流电源线集中水平画在图面上方，相序自上而下依L1、L2、L3排列，中性线（N线）和保护接地线（PE线）排在相线之下。主电路垂直于电源线画出，控制电路与信号电路垂直在两条水平电源线之间。耗电元器件（如接触器、继电器的线圈、电磁铁线圈、照明灯、信号灯等）直接与下方水平电源线相接，控制触头接在上方电源水平线与耗电元器件之间。 4）原理图中电气元器件的画法原理图中的各电气元器件均不画实际的外形图，原理图中只画出其带电部件，同一电气元器件上的不同带电部件是按电路中的连接关系画出， 安徽新闻出版职业技术学院教案 科目电机与拖动技术基础年级15 包装自动化技术 1 班任课教师付学敏第 4 章三相异步电动机 课 题 1、知识方面：了解三相异步电动机的基本结构、理解工作原理、电磁转矩和机械特教 性，理解起动、调速、制动方法。 学 2、德育方面：科学技术就是生产力。 目 3、技能方面：识别三相异步电动机的基本结构。 的 重三相异步电动机的感应电动式和磁动势 点三相异步电动机的工作原理 难三相异步电动机的工作特性 点 挂（ a）简化的三相绕组分布图 图（ b）按星形连接的三相绕组接通三相电源 或（ c）三相对称电流波形图 实（ d）两极绕组的旋转磁场 验 用 具 作 业 本 课 小 结 安徽新闻出版职业技术学院教师专用纸 导入：三相异步电动机结构简单、制造方便、坚固耐用、维护容易、运行效率高、工作特性好；和同容量的直流电动机相比，异步电动机的 重量约为直流电动机的一半，其价格仅为直流电动机的 l/3 左右；而且异步电动机的交流电源可直接取自电网，用电既方便又经济。所以大部 分的工业、农业生产机械，家用电器都用异步电动机作原动机，其单机容量从几十瓦到几千千瓦。我国总用电量的 2/3 左右是被异步电动机消耗掉 的。 教三相异步电动机的基本结构与工作原理 学过程一、基本结构 三相异步电动机主要是由定子部分（静止的）和转子部分（转动的）两大部分组成，定、转之间是空气隙。另外还有端盖、轴承、机座、风扇等部件。 （一）异步电动机的定子结构 异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。 1.机座 异步电动机的机座主要是固定和支撑定子铁心和绕组。中小型电机 一般采用铸铁机座、大中型电机采用钢板焊接的机座。电机损耗变成的 热量主要通过机座散出，为了加强散热面积，机座外部有很多均匀分布 的散热筋。机座两端面上安装端盖，端盖支撑转子，保持定、转子之间 的气隙值。 2.定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，装在机座里。为了降低定子铁心 的铁损耗，定子铁心用厚的硅钢冲片叠成，硅钢片两面还应涂上绝缘漆，用以降低交变磁通在铁心中产生的涡流损耗。在定子铁心内圆上开有 槽，槽内放置定子绕组 ( 也叫电枢绕组 ) 。 3.定子绕组 异步电机的定子绕组是电动机电路部分。小型异步电动机定子绕组 通常由高强度漆包圆线绕成线圈嵌入铁心槽内；大、中型电机使用矩形 截面导线预先制成成型线圈，再嵌入槽内。每相绕组按一定规律连接， 《三相异步电动机》教案 转动；实际的电动机中不可能用手去摇动永久磁铁产生旋转的磁 场，而是通过其他方式产生旋转磁场，如在交流电动机的定子绕 组(按一定排列规律排列的绕组)通入对称的交流电，便产生旋转 磁场；这个磁场虽然看不到，但是人们可以感受到它所产生的效 果，与有形体旋转磁场的效果一样。通过这个实验，可以清楚地 看到，交流电动机的工作原理主要是产生旋转磁场。 三相交流电是怎样产生旋转磁场的呢？当3个绕组跟三相电 源接通后，绕组中便通过三相对称的交流电流i U、i V、i W，其波 形如图3.3图所示。现在选择几个特殊的运行时刻，看看三相电 流所产生的合成磁场是怎样的。这里规定：电流取正值时，是由 绕组始端流进(符号⊕)，由尾端流出(符号⊙)；电流取负值时， 绕组中电流方向与此相反。当ωt=ω t1=0，U相电流i U=0，V相 电流取为负值，即电流由V2端流进，由V1端流出；W相电流i W 为正，即电流从W1端流进，从W2端流出。在图3.3的定子绕组 图中，根据电生磁右手螺旋定则，可以判定出此时电流产生 的合成磁场如图3.3(a)所示，此时好像有一个有形体的永久磁铁 的N极放在导体U1的位置上，S极放在导体U2的位置上。 当ω t=ω t2=2时，电流已变化了1/3周期。此时刻i为正， 电流由U1端流入，从U2端流出，i V为零；i W为负，电流从W2 端流入，从W1端流出。这一时刻的磁场如图3.3(b)所示。磁场方 向较ωt=ωt1时沿顺时针方向在空间转过了120°。 分析三相 交流电是 怎样产生 旋转磁场 转子的旋转速度 转子的旋转速度一般称为电动机的转速，用n表示。根据前 面的工作原理可知，转子是被旋转磁场拖动而运行的，在异步电 动机处于电动状态时，它的转速恒小于同步转速n1，这是因为转 子转动与磁场旋转是同方向的，转子比磁场转得慢，转子绕组才 可能切割磁力线，产生感生电流，转子也才能受到磁力矩的作用。 假如有n = n1情况，则意味着转子与磁场之间无相对运动，转子 不切割磁力线，转子中就不会产生感生电流，它也就受不到磁力 矩的作用了。如果真的出现了这样的情况，转子会在阻力矩(来自 摩擦或负载)作用下逐渐减速，使得n 如对您有帮助，请购买打赏，谢谢您！ 正反转控制电路图及其原理分析 要实现电动机的正反转，只要将接至电动机三相电源进线中的任意两相对调接线，即可达到反转的目的。下面是接触器联锁的正反转控制线路，如图所示 图中主回路采用两个接触器，即正转接触器KM1和反转接触器KM2。当接触器KM1的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器KM1的三对主触头断开，接触器KM2的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。电路要求接触器KM1和接触器KM2不能同时接通电源，否则它们的主触头将同时闭合，造成U、W两相电源短路。为此在KM1和KM2线圈各自支路中相互串联对方的一对辅助常闭触头，以保证接触器KM1和KM2不会同时接通电源，KM1和KM2的这两对辅助常闭触头在线路中所起的作用称为联锁或互锁作用，这两对辅助常闭触头就叫联锁或互锁触头。 正向启动过程：按下起动按钮SB2，接触器KM1线圈通电，与SB2并联的KM1的辅助常开触点闭合，以保证KMl线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM1的主触点持续闭合，电动机连续正向运转。 停止过程：按下停止按钮SB1，接触器KMl线圈断电，与SB2并联的KM1的辅助触点断开，以保证KMl线圈持续失电，串联在电动机回路中的KMl的主触点持续断开，切断电动机定子电源，电动机停转。 反向起动过程：按下起动按钮SB3，接触器KM2线圈通电，与SB3并联的KM2的辅助常开触点闭合，以保证KM2线圈持续通电，串联在电动机回路中的KM2的主触点持续闭合，电动机连续反向运转。 对于这种控制线路，当要改变电动机的转向时，就必须先按停止按钮SB1，再按反转按钮SB3，才能使电机反转。如果不先按SB1，而是直接按SB3，电动机是不会反转的。 三相异步电动机基本控制线路的安装与调试 任务1-1 三相异步电动机的单向运行控制 学习内容: 1、常用低压电器的基本结构、工作原理、图形符号和文字符号、主要技术参数及其应用； 2、三相异步电动机的启/停、点动/长动控制。 学习目标: 1、知道：常用低压电器的工作原理、图形符号和文字符号；常用低压电器的用途。 2、能根据控制要求正确选择低压电器。 3、了解：常用低压电器的基本结构；主要技术参数。 4、掌握三相异步电动机的启/停、点动/长动控制电路的原理。 学习重点:工作原理、图形符号、文字符号、选择使用。 学习难点:工作原理、选择使用 §1-1 机床电气控制中常用的低压电器 目标任务： 1、了解低压电器的基本知识，熟悉常用的低压电器种类； 2、熟悉常用的各种低压电器的结构及原理、符号、选用； 3、熟练掌握常用低压电器的使用。 相关知识： 1-1. 低压电器基本知识 凡是对电能的生产、输送、分配和应用能起到切换、控制、调节、检测以及保护等作用的电工器械，均称为电器。低压电器通常是指在交流1200V及以下、直流1500V及以下的电路中使用的电器。机床电气控制线路中使用的电器多数属于低压电器。 一、低压电器的分类 低压电器是指工作在交流电压1200V 、直流电压1500V 以下的各种电器。生产机械上大多用低压电器。低压电器种类繁多，按其结构、用途及所控制对象的不同，可以有不同的分类方式。 1 ．按用途和控制对象不同，可将低压电器分为配电电器和控制电器。 用于电能的输送和分配的电器称为低压配电电器，这类电器包括刀开关、转换开关、空气断路器和熔断器等。用于各种控制电路和控制系统的电器称为控制电器，这类电器包括接触器、起动器和各种控制继电器等。 2 ．按操作方式不同，可将低压电器分为自动电器和手动电器。 通过电器本身参数变化或外来信号（如电、磁、光、热等）自动完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为自动电器。常用的自动电器有接触器、继电器等。 通过人力直接操作来完成接通、分断、起动、反向和停止等动作的电器称为手动电器。常用的手动电器有刀开关、转换开关和主令电器等。 3 ．按工作原理可分为电磁式电器和非电量控制电器 电磁式电器是依据电磁感应原理来工作的电器，如接触器、各类电磁式继电器等。非电量控制电器的工作是靠外力或某种非电量的变化而动作的电器，如行程开关、速度继电器等。 二、低压电器的作用 控制作用、保护作用、测量作用、调节作用、指示作用、转换作用 三、低压电器的基本结构 电磁式低压电器大都有两个主要组成部分，即：感测部分──电磁机构和执行部分──触头系统。 1 ．电磁机构 电磁机构的主要作用是将电磁能量转换成机械能量，带动触头动作，从而完成接通或分断电路的功能。 电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁 3 个基本部分组成。常用的电磁机构如图所示，可分为 3 种形式。 2. 直流电磁铁和交流电磁铁 5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50H Z ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。 n 0=60f/p S=(n -n)/ n =60*50/2 0.02=(1500-n)/1500 =1500r/min n=1470r/min 电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470 r/min, 转子电流频率.f 2=Sf 1 =0.02*50=1 H Z 5.2将三相异步电动机接三相电源的三根引线中的两根对调，此电动机是否会反转？为什么？ 如果将定子绕组接至电源的三相导线中的任意两根线对调,例如将B,C 两根线对调,即使B相遇C相绕组中电流的相位对调,此时A相绕组内的电流导前于C相绕组的电流2π/3因此旋转方向也将变为A-C-B向逆时针方向旋转,与未对调的旋转方向相反. 5.3 有一台三相异步电动机，其n N =1470r/min,电源频率为50H Z 。设在额定负载 下运行，试求： ①定子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ②定子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ③转子旋转磁场对转子的转速； 30 r/min ④转子旋转磁场对定子的转速； 1500 r/min ⑤转子旋转磁场对定子旋转磁场的转速。 0 r/min 5.4当三相异步电动机的负载增加时，为什么定子电流会随转子电流的增加而增加？ 因为负载增加n 减小,转子与旋转磁场间的相对转速( n0-n)增加,转子导体被磁感线切割的速度提高,于是转子的感应电动势增加,转子电流特增加,.定子的感应电动使因为转子的电流增加而变大,所以定子的电流也随之提高. 5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？ 若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变. 5.6 有一台三相异步电动机，其技术数据如下表所示。 试求：①线电压为380V 时，三相定子绕组应如何接法？ ②求n 0,p,S N ,T N ,T st ,T max 和I st ； ③额定负载时电动机的输入功率是多少？ ① 线电压为380V 时，三相定子绕组应为Y 型接法. ② T N =9.55P N /n N =9.55*3000/960=29.8Nm Tst/ T N =2 Tst=2*29.8=59.6 Nm T max / T N =2.0 T max =59.6 Nm I st /I N =6.5 I st =46.8A 一般n N =(0.94-0.98)n 0 n 0=n N /0.96=1000 r/min SN= (n 0-n N )/ n 0=(1000-960)/1000=0.04 P=60f/ n 0=60*50/1000=3 ③ η=P N /P 输入 P 输入=3/0.83=3.61 5.7 三相异步电动机正在运行时，转子突然被卡住，这时电动机的电流会如何变化？对电动机有何影响？ 电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁.《三相异步电动机的正反转控制线路》教学设计
电机控制线路图大全
三相异步电动机正反转教案
解析国标图集_常用电机控制电路图_
典型电动机控制原理图及解说
三相异步电机正反转控制教案.
电动机控制原理图
电气控制电路基本环节习题解答
第4章三相异步电动机基础教案.doc
《三相异步电动机 1》教案
电动机正反转控制电路图及其原理分析
三相异步电动机基本控制线路的安装与调试..
三相异步电动机的部分习题及答案.
相关主题
文本预览