10.1 三相异步电动机的结构与转动原理,10.1 三相异步电动机的结构,10.2 三相异步电动机的运转原理,10.3 鼠笼式电动机的控制线路,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,发电机,电机,直流电机,交流电机,同步电机,异步电机 （笼型、 绕线型）,特殊电机,三相异步电机,单相异步电机,本章重点介绍三相异步电机。,三相异步电机,接线盒,转轴,10.1 三相异步电动机的结构,机座,定子铁心,定子绕组,接线盒,端盖,罩壳,风扇,转子,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。,转轴,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。,定子绕组,机座,铁心,定子铁心冲片,U1,U2,三相定子绕组,（U相）,2. 转子,根据转子绕组结构的不同分为：,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,铁心,转子绕组,转轴,笼型转子,去掉铁心后的转子导条,（转子铁心槽内嵌有铸铝导条）,笼型转子,绕线型转子,（转子铁心槽内嵌有三相绕组）,* 绕线转子电动机,绕线式转子的绕组是由绝缘导线做成绕组元件，放在转子铁心槽内，,绕线式转子的特点是可以通过滑环和电刷在转轴上的三个铜环上，通过一组电刷把转子绕组从三个接线端引出来并与外电路相连接。图3.10.4所示是绕线式转子的结构和接线图。,图10.6 绕线转子异步电动机示意图 （a） 接线图; （b） 提刷装置,1. 旋转磁场,三相异步电动机的定子铁心中放入三相定子绕 组。,定子绕组,U1,U2,V1,V2,W1,W2,定子绕组Y接,接入三相对称电源。,10.2 三相异步电动机的运转原理,t =0 iu= 0 iv为负值 iw为正值,t=0,360,240,120,t = 120,t = 240,t = 360,N,S,N,N,N,S,S,S,与绕组中电流的相序一致U-V-W-U。,空间相差120 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。,如果电流的相序为U-V-W-U 则旋转磁场为顺时针方向。,n1,2.磁场的旋转方向,t=0,360,240,120,t = 240,绕组中电流的相序为U- W - V -U，磁场逆时针旋转。,把三相异步电动机的三根线任意调换两根与电源相接，电动机旋转方向反向。,t = 360,旋转磁场的磁极对数p取决于三相定子绕组的结构和连接方式。,1) 旋转磁场的磁极对数 p,2) 旋转磁场的转速n0,(转/每分）,电源频率,电动机的磁极对数,3. 旋转磁场的转速,4. 三相异步电动机转子的运转原理,+,转子 转速n,旋转的磁场可以带动转子同方向旋转,异步电动机原理图,转子,定子,磁场转速n1,n,三相异步电动机转子在旋转磁场的作用下转动起来，其转向与旋转磁场的转向相同。,磁场转 速n1,转子,感应电动势(电流),n = (1s) n1,转差率：,0 s ,sN= 0.01 0.06,例10.1 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。,5.接法,电动机三相定子绕组的接线方法。,接线盒,接线盒,接,Y接,常用低压控制电器,一、手动电器,1、 闸刀开关,闸刀开关是一种最简单的手动电器，广泛用于各种配电设备和供电线路中，作为电源隔离开关。,闸刀开关按触刀片数分为单极、双极、三极等三种，每种又有单投和双投之别,用闸刀分断感性负载电路时，在触刀和静触头之间会产生电弧。较大的电弧会把触刀和触头灼伤或烧熔，甚至使电源相间短路而造成火灾和人身事故。,安装闸刀开关要把电源进线接在静触头上，负载线应接在可动的触刀一侧,2、 组合开关,在一些控制电路中，组合开关常用来作为电源引入开关，也可以用它来直接启动、停止小容量鼠笼电动机或使电动机正反转。,3、 按钮,复合按钮的动作原理是：按下按钮帽，动触点下落，常闭触点断开，常开触点闭合。松开按钮，在弹簧的作用下动触头恢复原位。,复合按钮动作时，各触点的通断先后顺序：即按下按钮时，常闭触点先断开，常开触点后闭合；松开按钮时，常开触点先断开，常闭触点后闭合,二、自动电器,1、 交流接触器,交流接触器常用来接通和断开电动机或其它用电设备的主电路。电磁铁和触点是接触器的主要组成部分。电磁铁是由静铁心、动铁心和吸引线圈组成。根据用途不同，触点可以分为主触点和辅助触点两类。主触点能通过大电流，一般接在主电路中。触点的开闭都是由动铁心带动的，各触点间没有电联系只有机械联系。,2、 热继电器,热继电器主要组成部分是热元件、双金属片、执行机构、整定装置和触点。,热继电器是利用热效应工作的。在电动机启动和短时过载时，热继电器不会动作，以避免不必要的停机。在发生短路时，由于热惯性热继电器不能立即动作，所以热继电器不能用来进行短路保护。,3、 熔断器,熔断器是有效的短路保护电器。由电阻率较高的易熔合金制成，串联在被保护的电路中，当线路发生短路或严重过载，熔体即会立即熔断,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。,刀开关控制电路,1.用刀开关（或转换开关）直接控制电路,10.3 鼠笼式电动机的控制线路,2. 点动控制电路,KM,Q,FU,KM,SB,主电路,控制电路,闭合开关Q接通电源,按SBKM线圈得电,KM主触点闭合,动 作 过 程,M 运转,3、电动机连续运行,自保的作用(自锁),4.具有过载保护的控制电路,自锁,SBSTP,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。,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。,FR,过载保护,接线图,(a)结构图,电动机保护 的类型：,失压保护：采用继电器、接触器控制,短路保护：加熔断器,过载保护：加热继电器,5.电动机的保护,电机工作时，若因负载过重而使电流增大，但又比短路电流小。此时熔断器起不了保护作用，应加热继电器，进行过载保护。,6. 多地控制电路,工作过程：按下SBST1 （或SBST2 ） KM 得电电动机起动按下SBSTP1 （或SBSTP2 ） KM 断电电动机停止。,起动按钮并联，停止按钮串联。,10.4 鼠笼式电动机正反转的控制线路,将电动机接到电源的任意两根线对调一下， 即可使电动机反转。,需要用两个接触器来实现这一要求。 当正转接触器工作时，电动机正转； 当反转接触器工作时，将电动机接到电源的任 意两根联线对调一下，电动机反转。,正、反转互锁控制电路,KMF主触点接通，电动机正转。,KMR主触点接通，电动机反转。,KMF、 KMR不能同时接通，否则造成电源短路。,注意,？,KMF、 KMR同时接通，会出现什么问题？,主电路,KMF,互锁,笼型电动机正反转控制线路,主触点闭合 正转,按SBF, KMF通电,辅动合闭合 自锁,辅动断开 互锁,存在问题：要想改变电机转向，必须先按停止按钮。,按下SBF,SB,KMF,在同一时间内，两个接触器只允许一个通电工作的控制作用，称为“联锁”。,“联锁”触点,利用接触器的触点实现联锁控制称电气联锁。,缺点： 改变转向时必须先按停止按 钮。,解决措施：在控制电路中加入机械连锁。,KMR,SBF,KMF,KMF,SBR,KMR,KMR,.,.,.,.,.,通电,断开,断电,闭合,10.5采用复合按钮的电动机正反转控制线路,要想改变电机转向，不必先按停止按钮，直接按相应的起动即可。,利用复合按钮的触点实现联锁控制称机械联锁。,鼠笼式电动机正反转的控制线路,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,KMF,KMF,SBR,SB,KMR,SBF,KMF,KMR,KMR,当电机正转时， 按下反转按钮SBR,先断开,断电,闭合,通电,断开,闭合,闭合,电机反转,正反转控制线路,下图所示的鼠笼式电动机正反转控制线路中 有几处错误，请改正之。,多台电动机联锁控制,10.6基本电气识图,绘制电气原理图的规则：,继电接触控制电气图分为,电气控制原理图,电气设备安装图,电气设备接线图,1. 电器原理图分为主电路和控制电路。主电路画 在左侧（或上方），控制电路画在右侧（或下方） 。各电气元件按动作顺序由上到下、从左到右依次排列。,2. 电气元件必须用国家统一规定的图形符号和文字符号标注。,3. 同一电器的各部件如线圈和触点常常不画在一起，但用同一文字标明。,4. 电气控制原理图中的全部触点都按“ 常”状态绘出。,1. 首先了解控制系统的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。,识图注意问题：,3. 结合说明书或有关的技术资料把控制线路划分成几个部分，按动作先后逐一进行分析。,4. 搞清各电器之间的动作关系，相互间的联锁及电路的保护环节等。,2. 先看主电路，由电源到被控设备（由上到下），了解各电气设备的特点和控制要求。,