三相异步电动机及控制课件.ppt

1、第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机1 4.7 实际应用举例实际应用举例 本章小结 4.6 常用低压电器常用低压电器 4.5 三相异步电动机的铭牌数据三相异步电动机的铭牌数据 4.4 三相异步电动机的控制三相异步电动机的控制 4.3 三相异步电动机的机械特性三相异步电动机的机械特性 4.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理目 录 4.1 三相异步电动机的基本构造三相异步电动机的基本构造 第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机2【本章学习要求本章学习要求】理论理论：掌握三相异步电动机工作原理、控制方法及基本控制线路；熟悉三相异步电动机的机械特性；熟悉常用低压电器作用和符号；了解三相

2、异步电动机基本构造、铭牌数据含义。技能技能：能正确阅读简单的电气原理图；能完成三相异步电动机正、反转控制线路接线。第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机3鼠笼式鼠笼式三相异步电动机三相异步电动机绕线式绕线式定子定子转子转子定子铁心定子铁心机座机座定子绕组定子绕组转子铁心转子铁心转轴转轴转子绕组转子绕组气隙气隙图4-1 三相异步电动机的外形和内部结构第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机4鼠笼型电动机鼠笼型电动机各部分的结构和作各部分的结构和作用如何？用如何？鼠笼型异步机鼠笼型异步机各部分的结构各部分的结构和作用是什么？和作用是什么？定子铁心是由定子铁心是由0.5mm厚的厚的，在其内，在其内圆冲有分

3、布的槽。圆冲有分布的槽。定子铁心的作用：定子铁心的作用：一是槽内可用来嵌一是槽内可用来嵌放定子绕组；二是放定子绕组；二是定子铁心构成电动定子铁心构成电动机磁路的一部分。机磁路的一部分。定子绕组是由铜导线绕制而成。构成定子绕组是由铜导线绕制而成。构成电动机电路的一部分。电动机电路的一部分。机座是电动机的支架，一般用铸铁机座是电动机的支架，一般用铸铁或铸钢制成。或铸钢制成。转子铁心冲片铸铝笼形转子铜条笼形转子转子铁心是也是由转子铁心是也是由0.5mm厚的硅钢片叠厚的硅钢片叠 压制成，在其外圆冲压制成，在其外圆冲有分布的槽。有分布的槽。转子铁心可嵌放转子转子铁心可嵌放转子绕组，构成电机磁路绕组，构成

4、电机磁路的另一部分。的另一部分。转子绕组大部分由浇铸铝构成，大功率转子绕组大部分由浇铸铝构成，大功率也有由由铜条制成的笼型转子导体，构也有由由铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的一部分。由转轴输出机械成电机电路的一部分。由转轴输出机械能。能。图4-2 定子铁心第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机5 绕线式转子绕组采用绝缘导线嵌放在转子铁心槽内，绕线式转子绕组采用绝缘导线嵌放在转子铁心槽内，一般采用星形联结，三个绕组的尾端接在一起，首端三根一般采用星形联结，三个绕组的尾端接在一起，首端三根引出线分别接到转轴上的三个铜集电环上，转子绕组可以引出线分别接到转轴上的三个铜集电环上，转子绕组可以通过集

5、电环、电刷与变阻器连接，用以改善三相异步电动通过集电环、电刷与变阻器连接，用以改善三相异步电动机的起动性能或调节电动机的转速机的起动性能或调节电动机的转速。图4-5 绕线式转子第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机6图4-8 旋转磁场的产生 电流流出电流流出同理可分析出其他时刻电流的同理可分析出其他时刻电流的磁场方磁场方向。向。可见，可见，电流变化一个周期，合成电流变化一个周期，合成磁场逆时针旋转了一周。磁场逆时针旋转了一周。0i1i2i3tii1图4-7 三相对称交流电流的波形合成磁场的轴线与合成磁场的轴线与U相相绕组的轴线重合绕组的轴线重合 电流流入电流流入第第4章章 汽车中的电机汽车中的电

6、机7t=90o时和情况用右手定则可判断出用右手定则可判断出转子导体中转子导体中感应电流感应电流的方向的方向如图示；如图示；再用左手定则判断出再用左手定则判断出转子导体的受力方向转子导体的受力方向为上左下右为上左下右，因此，因此转转子顺着同步磁场子顺着同步磁场n1的的方向转动方向转动。三相对称定子绕组中三相对称定子绕组中通入对称三相交流电，即通入对称三相交流电，即在气隙中形成一个在时间在气隙中形成一个在时间上、空间上都随时间变化上、空间上都随时间变化的一个旋转磁场。静止不的一个旋转磁场。静止不动的转子导体与旋转磁场动的转子导体与旋转磁场相切割后感应电流成为载相切割后感应电流成为载流导体。载流导体

7、又和旋流导体。载流导体又和旋转磁场相互作用，对轴生转磁场相互作用，对轴生成电磁转矩，于是电动机成电磁转矩，于是电动机就顺着同步转速的方向转就顺着同步转速的方向转动起来。动起来。电动机的转速电动机的转速能能等等于于同步转速同步转速吗？吗？转子与旋转磁场间没有相对运动转子与旋转磁场间没有相对运动提示提示：如果如果1nn转子不切割磁场不能生成感应电流转子不切割磁场不能生成感应电流转子不是载流导体则不能受力转动转子不是载流导体则不能受力转动第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机8 图4-9 旋转磁场的反转第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机9每相绕组每相绕组只有一段只有一段 每相绕组每相绕组有两段有两段

8、合成磁场只合成磁场只有一对磁极有一对磁极即即22p16060 50r/min21500r/minfnp 合成磁场合成磁场有两对磁有两对磁极，即极，即42p16060 50r/min13000r/minfnp图4-10 1对磁极和2对磁极的旋转磁场第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机1011nnns01ns，（转差率（转差率最大最大）0 ,1snn（转差率（转差率最小最小）09.001.0 ,01snn第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机11 例例4.1有一台三相异步电动机，其额定转速为有一台三相异步电动机，其额定转速为1455r/min，电源频率为电源频率为50Hz,求电动机的极数和额定负载时

9、的转差率。求电动机的极数和额定负载时的转差率。1N11500 14550.031500nnsn 解解:因为三相异步电动机的额定转速接近而略小于同步因为三相异步电动机的额定转速接近而略小于同步转速，在不同的极对数下，同步转速是恒定的。查表转速，在不同的极对数下，同步转速是恒定的。查表4-1，与与1455相近的同步转速，与此对应的磁极对数相近的同步转速，与此对应的磁极对数=2,极数为极数为4极。极。所以，额定负载时的转差率为所以，额定负载时的转差率为p123456300015001000750600500表4-1不同磁极对数 时的同步转速p1n)min(rn1第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机1

10、2TmaxTstTNTLCEnTm0nNn0DBA同步转速同步转速额定转速额定转速最大转矩最大转矩起动转矩起动转矩额定转矩额定转矩 负载转矩负载转矩电动机的转速随输出转矩电动机的转速随输出转矩的变化而变化的关系曲线的变化而变化的关系曲线称为称为C点点是电动机的是电动机的。对对应的转矩是应的转矩是；对应的转对应的转速是速是BD段段是是。电动机随着负载的增电动机随着负载的增加而转速略有下降；加而转速略有下降；（E点点）电动机若要迅速起动起来，起动转矩电动机若要迅速起动起来，起动转矩Tst 转转轴上的负载转矩轴上的负载转矩TL。AB段段始终处于不稳始终处于不稳定的过渡状态。定的过渡状态。图4-11

11、三相异步电动机的固有机械特性第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机13NT3NNNNNNN109550260PPPTnn Nnr minNTN mNrad smaxT 表征电机的过载能力，通常用最大转矩与额定转矩的比值表征电机的过载能力，通常用最大转矩与额定转矩的比值 来表示，称为过载系数，即来表示，称为过载系数，即 一般一般Y系列、系列、Y2系列三相异步电动机的过载系数为系列三相异步电动机的过载系数为1.82.3maxNTTmaxmaxNTT第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机14stT 它是电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时所产生的转矩的最小测得它是电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时

12、所产生的转矩的最小测得值。这时定子绕组中的电流最大，称为起动电流（又称堵转电流），一般值。这时定子绕组中的电流最大，称为起动电流（又称堵转电流），一般 Ist=(4.07.0)IN。只有起动转矩大于负载转矩（只有起动转矩大于负载转矩（）时，电动机才能起动，常用起动）时，电动机才能起动，常用起动转矩与额定转矩的比值转矩与额定转矩的比值 来表示，称为起动系数，即来表示，称为起动系数，即 一般一般Y系列、系列、Y2系列值约为系列值约为1.42.4，高转矩电动机可达到，高转矩电动机可达到3.0，可见一般，可见一般三相鼠笼式异步电动机起动转矩是不大的，而绕线式异步电动机由于转子可以三相鼠笼式异步电动机起

13、动转矩是不大的，而绕线式异步电动机由于转子可以通过集电环外接电阻器起动，起动转矩可达最大转矩值。通过集电环外接电阻器起动，起动转矩可达最大转矩值。ststNTTstNTTLTstT第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机15 例例4.2 180L6型电动机的主要技术数据为型电动机的主要技术数据为 ,。求该电动机的。求该电动机的 、及及 。Y2N15kWP、N30.7AI、N89.0%、N970r minn、81.0cosstN7.0II、stN2.0TT maxN2.1TT NsNTstIstTmaxT解：解：180L6型电动机的极数是型电动机的极数是6极，即极，即 Y23p116060 5010

14、00r min3fnp1NN110009700.031000nnsnNNN1595509550N m147.68N m970PTnstN7.07.0 30.7A214.9AIIstN2.02.0 147.68N m295.36N mTTmaxN2.12.1 147.68N m310.03N mTT第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机16临界转差率临界转差率sm与与U1无关，降低电压时无关，降低电压时保持不变。保持不变。电磁转矩电磁转矩Tm、Tmax、Tst降低电压降低电压时按时按 倍减小。倍减小。21U21U图4-12 降低定子电压时的人为机械特性第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机17临界转

15、差率临界转差率sm与转子电阻成正与转子电阻成正比，串入电阻越比，串入电阻越大，大，sm也越大。也越大。最大转矩最大转矩Tmax串入电阻增大时，串入电阻增大时，起动转矩起动转矩Tst增大。绕线式异步电动机可以采用加增大。绕线式异步电动机可以采用加大转子电路电阻的办法来增大起动转矩。另外串大转子电路电阻的办法来增大起动转矩。另外串电阻后，还可以减小起动电流，并提高转子功率电阻后，还可以减小起动电流，并提高转子功率因素。因素。图4-13 绕线式异步电动机转子电路串接对称电阻时的人为机械特性第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机18 直接起动是利用刀开关或接触器直接起动是利用刀开关或接触器的起动方式，又

16、叫的起动方式，又叫。：起动简单。：起动简单。：起动电流较大，而起动转矩不大，还会引起网压波动。：起动电流较大，而起动转矩不大，还会引起网压波动。stN()IIstNkV A3kWII电网容量（）电动机容量（）第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机19起动转矩均为全压起动时的起动转矩均为全压起动时的13。正常运行时定子绕组为三角形联结，且正常运行时定子绕组为三角形联结，且每相绕组都有两个引出端子的电动机。每相绕组都有两个引出端子的电动机。起动电流为全压起动时的起动电流为全压起动时的13。起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近额定转速时再

17、换接成三角形。当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。运行时，首尾相接构成闭环运行时，首尾相接构成闭环Y起动时，绕组尾端连成一点起动时，绕组尾端连成一点图4-14 第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机20U1W2V1V2U2W1正常正常运行运行UPstYst13TTPP13UU（1）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。）仅适用于正常接法为三角形接法的电机。（2）)(21stUTY 起动起动Ist时时Tst。起起动动UPU1U2V1V2W1W2第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机21 利用三相自耦变压器将电动机利用三相自耦变压器将电动机在起动过程中的端电压降低，以达在起动过程中的端电压降低，以

18、达到减小起动电流的目的。自耦变压到减小起动电流的目的。自耦变压器备有器备有40、60、80等多种抽等多种抽头，使用时要根据电动机容许的起头，使用时要根据电动机容许的起动电流和起动转矩要求具体选择。动电流和起动转矩要求具体选择。运行时六刀双运行时六刀双掷开关向上扳，掷开关向上扳，与电机直通，与电机直通，全压下运行全压下运行起动时六刀双掷起动时六刀双掷开关开关向下扳向下扳，与自耦变压，与自耦变压器相连，减压起动。器相连，减压起动。不受电动机绕组接线方式的限制，具不受电动机绕组接线方式的限制，具有不同的抽头，可以根据起动转矩的有不同的抽头，可以根据起动转矩的要求，比较方便地得到不同的电压。要求，比较

19、方便地得到不同的电压。设备费用高，且易发生故障，不允设备费用高，且易发生故障，不允许频繁起动。许频繁起动。适用于容量较大的电动机或不能用适用于容量较大的电动机或不能用Y-减压起动减压起动的鼠笼式三相异步电动机的鼠笼式三相异步电动机。采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩都降低到直接采用自耦变压器降压起动时，起动电流和起动转矩都降低到直接起动时的起动时的 21 k图4-15 自耦变压器减压起动第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机22分级起动，会产生机械冲击力；当分级起动，会产生机械冲击力；当电动机容量较大时，转子电流大，电动机容量较大时，转子电流大，如果采用较多起动级数以保证起动如果采用较

20、多起动级数以保证起动平稳，但起动设备庞大，操作维修平稳，但起动设备庞大，操作维修不便。不便。大、中容量异步电动机的重载起动、频大、中容量异步电动机的重载起动、频繁起动。繁起动。起动转矩增大，起动电流减小。起动转矩增大，起动电流减小。起动前，将起动电阻全部接入，起动电阻值为最起动前，将起动电阻全部接入，起动电阻值为最大，然后合上电源开关；在起动过程中，依次闭大，然后合上电源开关；在起动过程中，依次闭合接触器触头，逐级切除起动电阻；电动机进入合接触器触头，逐级切除起动电阻；电动机进入正常运行后，接触器触头处于长期闭合状态。正常运行后，接触器触头处于长期闭合状态。图4-16 转子串电阻起动第第4章章

21、 汽车中的电机汽车中的电机23起动设备庞大。起动设备庞大。大、中容量异步电动机的重载大、中容量异步电动机的重载起动、频繁起动。起动、频繁起动。起动转矩增大，起动电流减小。起动转矩增大，起动电流减小。可以保持转矩近似不变，起动可以保持转矩近似不变，起动过程平稳、快速过程平稳、快速 起动时，接触器触头断开，转子串入频敏变阻器，闭合起动时，接触器触头断开，转子串入频敏变阻器，闭合电源开关，电动机开始起动。在起动过程中，相当于转子中电源开关，电动机开始起动。在起动过程中，相当于转子中串入了一个较大的电阻和电抗；随着转速上升，自动、无级串入了一个较大的电阻和电抗；随着转速上升，自动、无级地减小起动电阻和

22、电抗。起动结束后，接触器触头闭合，切地减小起动电阻和电抗。起动结束后，接触器触头闭合，切除起动频敏变阻器。除起动频敏变阻器。图4-17 绕线式转子串频敏变阻器起动第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机24例例4.3 型电动机，型电动机，,UN=380V,定子绕组为联结，定子绕组为联结，IN=138.00A，起动电流倍数，起动电流倍数KI=7.2，起动转矩倍数，起动转矩倍数 ,负载转矩为负载转矩为360 ，电网，电网容量为容量为1000 ,请选择适当的起动方法。请选择适当的起动方法。Y2280S4N75kWP N1490r minn st2.2N mkV ANNN7595509550N m480.

23、7N m1490PTnststN2.2 780.7N m1057.6N mTT解：（解：（1）直接起动）直接起动 电网允许直接起动的条件是电网允许直接起动的条件是 因为 ，故不能采用直接起动。（2）计算电动机的额定转矩和起动转矩08.42.7IK084（33751000.)）+kWAkVIINst电动机容量（电动机容量（电网容量（电网容量（14第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机25（3）如果选择 起动，由式(4-9)和式(4-10)，得YstYstNNNN1117.22.44.08333IIIk IIIIstYstst1111057.6N m352.6N m333TTT因为 ，所以不能采用

24、降压起动。stYLTTY（4）如果选择 系列自耦变压器减压起动，其电压抽头比为40、60和80，选用40抽头时3Q J40112.UUk可见起动转矩不合要求。2st(1)stNNNN22110.47.21.24.08IIIk IIIIkk2stst210.41057.6N m169.2N m360N mTTk 第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机26选用60%抽头时有：212st(1)stNNN22stst210.610.67.22.584.0810.61057.6N m 379.07N m 360N mUkUIIIIIkTTk 可见，选用60%抽头时，起动电流和起动转矩均满足要求。如果选用8

25、0%抽头，通过计算会发现 ，起动电流过大。所以，该电动机可以采用60%抽头起动。st(1)N4.08II第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机27pfsnsn1160112.改变极对数改变极对数p 3.改变转差率改变转差率s 1.改变电源频率改变电源频率f1（变频调速）（变频调速）第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机28 在基频以下调速时，为了保持最大转矩不变，在基频以下调速时，为了保持最大转矩不变，需要维持磁通恒定，因此调速时需要同时调节定子需要维持磁通恒定，因此调速时需要同时调节定子电源的电压和频率，即保持电源的电压和频率，即保持 =常数，即常数，即。11fU 在基频以上调速时，电压不允许超

26、过额定电压，频率增高，在基频以上调速时，电压不允许超过额定电压，频率增高，使主极磁通成反比例下降，转矩也降低。这样转速增大，转矩降使主极磁通成反比例下降，转矩也降低。这样转速增大，转矩降低，输出功率近似不变，即属于低，输出功率近似不变，即属于 频率减小，机械特频率减小，机械特性向下平移性向下平移,最大最大转矩不变，起动转转矩不变，起动转矩增大。矩增大。频率增大，机械特频率增大，机械特性向上平移性向上平移,最大最大转矩减小，起动转转矩减小，起动转矩减小。矩减小。图4-18 三相笼型异步电动机调频机械特性第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机29多速电动机在制造完成后，可以通过改变定子绕组多速电动机

27、在制造完成后，可以通过改变定子绕组的连接方式来改变异步电动机的极对数，从而使转的连接方式来改变异步电动机的极对数，从而使转速几乎成倍地变化。速几乎成倍地变化。变转差率调速方法有很多，如调压调速、绕线式变转差率调速方法有很多，如调压调速、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速、电磁转差离合异步电动机转子回路串电阻调速、电磁转差离合器调速和绕线式异步电动机串级调速。器调速和绕线式异步电动机串级调速。图4-21 调压调速机械特性图4-22 高转差率异步电动 机调压调速机械特性高转差率电动机高转差率电动机采用调压调速，采用调压调速，在恒转矩负载下，在恒转矩负载下，也有较大的调压也有较大的调压调速范围。调速

28、范围。调压调速比调压调速比较适宜于风较适宜于风机泵类负载，机泵类负载，可以获得较可以获得较宽的调速范宽的调速范围。围。第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机30 电动机正向旋转时，突然改变定子电源的相序，定子磁场旋转方向反向。转子转向和定子磁场转向相反，这时电磁转矩Tm与转速n相反，进入反接制动状态。当转速降低到零时，如果要停车，应立即切断电源，否则电动机将反向起动。为了限制制动瞬间电流以及增大电磁制动转矩，通常定子两相反接的同时，在转子回路（绕线式）和定子回路（鼠笼式）中串入适当的电阻。图4-23 异步电动机定子反接制动第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机31 假如定子绕组为星形联结，制动时V

29、、W两组绕组流过直流激磁电流。电动机停转后，转子导体与定子磁场之间相对静止，制动转矩也随之消失。指在切断异步电动机交流电源后，立即给定子绕组接入直流励磁电流，转子绕组切割恒定的定子磁场，产生感生电动势及电流，电磁转矩产生制动作用。这样，把转子及拖动系统的动能转换为电能在转子电路中以热能形式迅速消耗掉的制动方法，称为能耗制动。图4-24 异步电动机能耗制动第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机32 指三相异步电动机在电动状态运行时，由于某种原因，使电动机的转速超过了同步转速（转向不变，nn1），这时转子导体切割旋转磁场的方向改变，电磁转矩方向改变，电动机便处于回馈制动状态（Tm与n转向相反）。回馈

30、制动状态实际上就是将轴上的机械能转变为电能并回馈到电网中去的发电运行状态，所以又称再生发电制动。在生产中，回馈制动出现在以下两种情况中，一种是电动机拖动位能型负载由提升变为下放时，首先将电动机定子反接，电动机进入反接制动，提升速度很快下降为零，并反向起动加速下放，直至超过同步转速进入回馈制动状态，当制动转矩等于负载转矩时，稳速下放。另一种是三相异步电动机变极或变频调速减速过程中，由于同步转速减小了而转子转速不能突变，短时间内出现nn1状态，电磁转矩反向使电动机制动减速。第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机331.型号NU2.额定值 （1）额定功率 指在额定状态下正常运行时，转子轴上输出的机械功

31、率。NP （2）额定电压 指在额定状态下运行时，加在定子绕组上的线电压值。如果铭牌上标有两个电压数据，如220V/380V，表示电动机定子绕组在两种不同连接时的线电压。NU第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机34 （3）额定电流 指在额定状态下运行时，流入定子绕组的线电流。如果铭牌上有两个电流数据，表示定子绕组在两种不同连接时的输入电流。（4）额定频率 指输入交流电（即电网）的电压频率，我国规定标准电源频率为50HZ。（5）额定转速 指电动机在额定输出时，转子每分钟的转数。（6）额定功率因素 指在额定状态下运行时，定子相电压与相电流之间相位差的余弦值。（7）额定效率 指在额定工作状态下的效率。

32、电动机的输入电功率不等于输出机械功率，两者的差值就是电动机本身的损耗（铁损、铜损、机械损耗和杂散损耗），两者的比值就是效率。NINfNnNcosN第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机35 （8）绝缘等级 它是按电动机所用绝缘材料所允许的最高工作温度或最高温升来分级的（我国规定环境温度为40）。表4-2 绝缘材料的耐热等级耐热等级 YAEBFHC允许最高工作温度（）90105120130155180180 允许最高温升（）50658090115140140 3.工作制和定额 工作制是电动机所承受的一系列负载状况的说明，分别用S1S10表示。基本工作制有连续、短时和断续周期性三种类型。定额指一组额

33、定值和运行条件。按一般用途制造的电机如Y系列和Y2系列应具有连续工作制定额，并能以S1工作制运行；特殊专用系列如YZ系列以S3工作制运行，YZR系列以S4工作制运行。第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机364.防护等级 以字母“IP”和其后面的两位数字表示。5.接线 指定子绕组六根引出线头的接线方法，即星形联结还是三角形联结。接线时必须注意电动机电压、电流和连接方式三者之间的关系，如铭牌中标有电压220V/380V，电流4.7A/8.49A，联结方式为/Y。图4-25 定子绕组的星形联结和三角形联结第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机371.刀开关和隔离器 常用的胶盖开关有常用的胶盖开关有HK

34、1、HK2型，型，额定电流为额定电流为15A、30A、60A。安装安装时电源线应接在刀座上方，负载线应时电源线应接在刀座上方，负载线应接在刀片下面熔丝的另一端。通常是接在刀片下面熔丝的另一端。通常是垂直安装，刀片向下为断开。垂直安装，刀片向下为断开。如右图a所示为平板式手柄操作的单极刀开关的结构，图b所示为作隔离器使用时在电路图中的符号。图4-26 平板式手柄操作单极刀开关第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机382.组合开关（又称转换开关）组合开关一般用于照明、电热电器，其额定电流应等于或大于被控制电路中各负载电流的总和；组合开关也可用于小容量电动机的非频繁控制，其额定电流一般取电动机额定电流

35、的1.52.5倍。组合开关不能用来分断故障电流。当用于电动机作可逆运转时，必须在电动机完全停止后，才允许反向接通。QS图4-27 组合开关第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机393.低压断路器（又称自动空气开关或自动空气断路器）1分闸弹簧 2主触头 3传动件 4锁扣 5瞬动过电流脱扣器 6热脱扣器（过电流脱扣器）7欠电压（失电压）脱扣器 8分励脱扣器 在正常情况下用于配电电路、电动机或其他用电设备的通断操作；当电路内出现过载、短路或欠电压等情况时，自动分断电路。图4-28 低压断路器第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机40符号符号FU 与被保护电路串联，主要用作短路保护元件，也常作为单台电气设

36、备的过载保护元件。熔断器具有反时限特性，即过载电流越大，熔断时间越短，虽然电动机起动电流可能高达额定电流的7倍，短时间内熔体也不会熔断，但发生短路时，熔体立即熔断。一般照明电路和电热设备，熔体额定电流应等于或稍大于负一般照明电路和电热设备，熔体额定电流应等于或稍大于负载额定电流，即载额定电流，即IrN1.1IfN；单台电动机：单台电动机：IrN （1.52.5）IfN；多台电动机：多台电动机：IrN（1.52.5）IfNmaxIfN第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机411.按钮（又称按钮开关或控制按钮）一般用于电路中发出起动或停止指令，也可用于信号装置的控制。当用手按下按钮帽时，常闭（动断）

37、触头断开，常开（动合）触头接通；当手松开后，复位弹簧便将按钮的触头恢复原位。图4-32 按钮第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机421滚轮 2杠杆 3转轴 4复位弹簧 5撞块 6微动开关 7凸轮 8调节螺钉 2.行程开关（用作限位防护时又称作限位开关）将机械位移转换成电信号，使电动机运行状态发生改变，即按一定行程自动停车、反转、变速或循环。图4-33 JLXK1型单轮旋转式行程开关第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机431动铁心 2静铁心 3吸引线圈 4反力弹簧 5主触头（动合）6辅助触头（动合和动断）和和 用于频繁接通和分断交、直流主电路和大容量控制电路的自动电器，还具有低电压释放保护功能。

38、接触器能通断负载电流，但不能切断短路电流，常与熔断器和热继电器配合使用。图4-34 交流接触器第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机441.电磁式电压、电流和中间继电器 电压继电器线圈并联在主电路中，根据线圈两端电压大小动作，接通或断开有关电路，通常用作过电压、欠压或零压保护。电流继电器的线圈串联在主电路中，根据线圈中电流的大小来接通或断开电路。用作过电流保护或欠电流保护。中间继电器是用来转换控制信号的中间元件，可以将一个输入信号（线圈得电或失电）变成多个输出信号（多对触头开、闭），还可以将信号放大（即增大触头容量）。第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机45 热继电器是一种利用电流的热效应来切断

39、电路的保护电器，常与接触器配合使用。它主要用于电动机的过载保护、断相和电流不平衡运行的保护以及其他电气设备发热状态的控制。如右图所示为双金属片式热继电器。发热元件发热元件串接在主串接在主电路中电路中2.热继电器动断触点动断触点串接在控串接在控制电路中制电路中左边的金属左边的金属片膨胀系数片膨胀系数大，若长时大，若长时间过载，双间过载，双金属片的下金属片的下端向右弯曲端向右弯曲热继电器对短路电流没有保护作用，必须采用熔断器或电流继电器来进行短路保护。图4-39 双金属片热继电器第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机463.时间继电器 时间继电器是指从得到输入信号（通电或断电）开始，经过一定的延时后

40、才输出信号（触头的闭合或断开）的继电器。它被广泛应用于电动机的起、停控制和各种自动控制系统。触头的表示方法：“上开下闭，左开右闭上开下闭，左开右闭”，即常开（动合）触头的动触头画在上方或左侧，常闭（动断）触头的动触头画在下方或右侧。短弧开口方向是动触头延时动作的指向短弧开口方向是动触头延时动作的指向。通电延时：通电延时：当线圈通电时当线圈通电时触头延时动作，线圈断电触头延时动作，线圈断电时使触头瞬时复位；时使触头瞬时复位；断电断电延时：延时：线圈断电时使触头线圈断电时使触头延时复位，线圈通电时使延时复位，线圈通电时使触头瞬时动作。触头瞬时动作。图4-40 时间继电器的图形符号第第4章章 汽车中

41、的电机汽车中的电机47：按下起动按钮按下起动按钮（SB2）线圈线圈（KM）通电）通电 KM主触头闭合，辅主触头闭合，辅助常开闭合自锁助常开闭合自锁 电动机连续运转；电动机连续运转；：按下停止按钮按下停止按钮（SB1）线圈线圈（KM）断电）断电 KM 主触头主触头/辅助触头均辅助触头均打开打开 电动机停转。电动机停转。自锁辅自锁辅助触头助触头停车停车按钮按钮起动起动按钮按钮图4-41 三相异步电动机单向起动、停止控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机48：熔断器熔断器FU1和和FU2：热继电器热继电器FR自锁自锁热继电器热继电器发热元件发热元件熔断器熔断器：接触器接触器KM（带自锁），当欠

42、电压（带自锁），当欠电压或零电压时，接触器触头自动断开，可避免烧或零电压时，接触器触头自动断开，可避免烧坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，坏电机；另外，在电源停电后突然再来电时，可避免电机自动起动而伤人。可避免电机自动起动而伤人。热继电器热继电器常闭触头常闭触头图4-41 三相异步电动机单向起动、停止控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机49：按下按钮：按下按钮（SB）不放不放线圈线圈（KM）通电）通电 主主触头（触头（KM）闭合）闭合 电机转动；电机转动；松开按钮（松开按钮（SB）线圈线圈（KM）断电断电 主触头（主触头（KM）打开）打开 电机停转。电机停转。：按下点动按钮：按下

43、点动按钮（SB3）先先SBSB3常闭触头切断常闭触头切断KMKM自锁支路，后自锁支路，后SBSB3 3常开触头闭合常开触头闭合线圈线圈（KM）通电）通电 主触头（主触头（KM）闭合）闭合 电机点动运行；电机点动运行；按下连续运行按钮按下连续运行按钮SB2 线圈（线圈（KM）通电并自锁）通电并自锁主触头主触头（KM）闭合）闭合 电机连续运行电机连续运行 ：增加一个中间继电器：增加一个中间继电器KA来实现其连锁控制，来实现其连锁控制，更加可靠（自行分析）更加可靠（自行分析）。图4-42 点动与连续运行控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机50互锁触头互锁触头：按下正转按钮：按下正转按钮（SB

44、2）KMKM1 1线圈通电并自锁，同时其互线圈通电并自锁，同时其互锁常闭触头断开锁常闭触头断开（使（使KM2线圈不能线圈不能通电）通电）主触头（主触头（KM1）闭合）闭合 电机正转；电机正转；当当按下停车按钮按下停车按钮SB1，停车后，再按下反转按钮（，停车后，再按下反转按钮（SB3）KM2线圈通电并自锁，线圈通电并自锁，同时其互锁常闭触头断开同时其互锁常闭触头断开（使（使KM1线圈不能通电）线圈不能通电）主触头（主触头（KM2）闭合）闭合 电电机反转。机反转。SB2正转正转SB3反转反转停车停车SB1增加增加机械机械互锁互锁触头触头如果两个接触器线圈不允许同时通电，只允许一个工作时，需要在其

45、线圈电路中分别互串一个对方的动断（常闭）触点。图4-43 三相异步电动机正反向运行控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机51顺序顺序控制控制触头触头：按下起动按钮：按下起动按钮（SB2）KMKM1 1线圈通电并自锁，同时其顺序控制常开连线圈通电并自锁，同时其顺序控制常开连锁触头闭合锁触头闭合（KM1线圈才可以线圈才可以通电）通电）主触头（主触头（KM1）闭合）闭合 第一台电机起动第一台电机起动运转；运转；随后随后按下起动按钮（按下起动按钮（SB3）KM2线圈通电并自锁线圈通电并自锁主触头（主触头（KM2）闭）闭合合 第二台电机起动运转。第二台电机起动运转。如果要实现顺序起动控制，在其控制

46、对象的接触器线圈电路中串联一个动合（常开）触点。假如第二台电动假如第二台电动机停车后才允许机停车后才允许第一台电动机停第一台电动机停车，怎样实现顺车，怎样实现顺序停车控制？序停车控制？图4-44 两台电动机互锁控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机52图4-46 时间继电器 控制Y 减压起动控制线路延时延时KT KM2-KM1-Y SB2 KM KT KM1-Y KM2-主电路接通电源主电路接通电源Y 转换完成转换完成通电通电延时延时通电通电延时延时断开断开通电通电延时延时闭合闭合第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机53互锁保护自动往返控制限位保护行程控制实质为电机的行程控制实质为电机的

47、正、反转控制，只是在正、反转控制，只是在行程的终端采用了行程行程的终端采用了行程开关来实现自动停止、开关来实现自动停止、反向起动及限位保护反向起动及限位保护。至左端位置撞击至左端位置撞击SQ1 动作过程：动作过程：SB2正转（向左）运行正转（向左）运行电机停车电机停车（如果先按下（如果先按下SB3，反转（先向右）运行也同样分析），反转（先向右）运行也同样分析）KM1线圈先断电线圈先断电KM2线圈后通电线圈后通电反转（向右）运行反转（向右）运行实现自动往返控制实现自动往返控制如果工作台越过如果工作台越过SQ1，至左极端位置撞击，至左极端位置撞击SQ3实现实现限位限位保护保护SB1电机可任意位置停

48、车电机可任意位置停车图4-47 自动往复循环控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机54延时延时KT KM2 KT KM2 KM1 SB2 接通三相电源接通三相电源制动结束制动结束SB1 KM1断开三相电源断开三相电源能耗制动能耗制动图4-48 按时间原则控制的全波整流能耗制动控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机55图4-49 CA6140车床电气控制线路第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机56本本 章章 小小 结结1.三相异步电动机的结构。三相异步电动机的结构。2.三相异步电动机的转动原理、转速（包括转向、极数、同步三相异步电动机的转动原理、转速（包括转向、极数、同步转速和转差率

49、）。转速和转差率）。3.三相异步电动机的固有机械特性（稳定工作区与非稳定工作三相异步电动机的固有机械特性（稳定工作区与非稳定工作区、特征转矩值）区、特征转矩值）5.异步电动机的铭牌数据包括型号、额定值、工作制、定额、防异步电动机的铭牌数据包括型号、额定值、工作制、定额、防护等级和接线方式等。护等级和接线方式等。4.三相异步电动机的起动（三相异步电动机的起动（换接换接、减压和串电阻）、调、减压和串电阻）、调速（调频、改变极对数和改变转差率）和电气制动（反接、能速（调频、改变极对数和改变转差率）和电气制动（反接、能耗和回馈）。耗和回馈）。Y第第4章章 汽车中的电机汽车中的电机576.常用低压电器的用途、图形和文字符号。常用低压电器的用途、图形和文字符号。7.直接起动控制电路的构成和原理（自锁作用、保护功能、直接起动控制电路的构成和原理（自锁作用、保护功能、点动与连续运行、正反转控制、互锁控制及顺序控制）。点动与连续运行、正反转控制、互锁控制及顺序控制）。8.行程开关和行程控制电路的构成和原理。行程开关和行程控制电路的构成和原理。9.减压起动和制动采用时间控制电路的构成和原理。减压起动和制动采用时间控制电路的构成和原理。10.会阅读和分析继电接触控制电路的动作过程会阅读和分析继电接触控制电路的动作过程（起动、停止）。（起动、停止）。