《工业电器与自动化 教学课件 ppt 作者 陆建国 主编 开俊 主审第三章 常用电机与电器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业电器与自动化 教学课件 ppt 作者 陆建国 主编 开俊 主审第三章 常用电机与电器（198页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第三章 常用电机与电器,2,第一节 常用低压电器,电力拖动示意图,原动机 电动机,生产机械,传动机构,控制保护设备,3,电力拖动的意义和前景,采用电力拖动可以：提高生产率、改进产品 质量、节约劳动力、实现生产过程的自动化。 电机和控制设备日益发展，电子技术、计算 机和现代控制理论的发展。拖动正向着自动化方 向发展。 经历了手动开关;自动电器；计算机三代发展 过程。,4,大 容量 断 路 器,5,多 用 途 断 路 器,6,单 相 断 路 器,7,选择电动机的原则,（1）功率选择 工作时间；过载能力； 启动能力 。 （2）种类选择 优先鼠笼式；高起线绕式； 恒速用同步；尽量用交流。 （3）型
2、号 室内防护式；室外封式； 易燃易爆采用隔爆式。,8,（4）电压选择 380V；100kW以上；3kV； 6kV （5）电机的转速选择 常见的电机有各种不 同的转速；变速等。同时考虑到生产机械的要 求，设备投资，传动系统的可靠性。高速较经 济，尽可能不用变速机构。,9,常用低压电器,为了安全、可靠地使用电能，电路中就必须装有各种有调节、分配、控制和保护作用的电气设备,这些电气设备统称为电器。 工作在交流电压1000V或直流电压1200V以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器通称为低压电器。 分类：手动与自动电器；控制与保护电器。,10,电器的触点：刀式、桥式、组合式,（1）刀式 （2）
3、桥式 （3）组合式,11,刀式、铁壳、组合开关,组合： 旋转式触头 90度旋转 倒顺开关 小容量控制场合,铁壳： 具有速断器 灭弧装置 熔断器 电源断路器,12,断 路 器,13,FU 熔断器：保护电器,管式 瓷插式 螺旋式,14,熔断管内充满石英粉,熄灭火花防火防爆,15,16,大容量熔断器,17,18,微型继电器、数字式继电器、热式继电器,19,时间继电器,热继电器,FR,20,辅助触头,主触头,动铁芯、衔铁,线圈,辅助触头,铁芯座,线圈常态时：主触头与常开分断；常闭导通,21,线圈得电后：主触头与常开闭合,22,线圈得电 状态图,线圈常态 状态图,23,新型接触器,24,漏电保护自动开关
4、,由电流互感器和脱扣器组成：,25,热继电器：过载保护电器,是利用热敏元件动作的电器。 热敏元件：当温度上升时发生翘曲变形。 使常闭触头断开，达到保护功能。,t,26,热 继 电 器,27,0301,热继电器,28,热 继 电 器 过载保护,29,30,各种信号灯,31,按钮：控制操作器,图 常态：电器在未动作前的状态。 常开为常态下断开。 常闭为常态下闭合。,常 闭（动断） 常 开（动合）,32,行程开关,常开触点,常闭触点,复合触点,33,电器符号和卡诺图,接触器：KM（i）,KM,KM,KM,34,转速继电器,35,时间继电器,36,第二节 异步电动机,电是动力的源泉,37,电机的结构与
5、原理 机械特性与运行状态 单相电机及控制电机,38,电动机 一、工作原理 二、运行 1.概述 1.启动 2.结构 2.正、反转 3.旋转磁场 3.调速 4.转差 4.控制面板 5.单相电机 6.同步电机,39,概 述,发电机和电动机统称为电机，从能量转换 来说是可逆的。 按电源种类分：直流电机和交流电机。 大量使用的是异步电动机，其构造简单、 价格低廉、工作可靠、控制维修方便。,40,电 机 原 理 模 型 图,41,一、三相异步电动机的构造,（1）由电路和磁路组成。 （2）不动的叫定子；运动的称转子。 电路由铜导线绕制而成；磁路由硅钢片叠加而成。厚度0.5mm转子上有孔或槽，为浇铸鼠笼或嵌绕
6、组。,42,电机控制与拖动实验室,43,电 机 控 制 与 拖 动 实 验 柜,44,定子铁芯和转子铁芯,定子 转子,45,电 机 机 座,46,定子由硅钢片层迭而成,47,定子,转子,48,49,50,电动工具转子,单相电机,单相电机,51,52,鼠笼和接线盒,鼠笼 Y形 d形,53,二、三相异步电动机的工作原理,单相磁场：能产生一个动态的脉动磁场。 三相交流电则能产生一个旋转磁场。,0,t,i,54,定子绕组产生旋转磁场,三相绕组分布,55,0111,56,三相电流与旋转磁场,57,0302,58,0303,59,0302,60,导条倾斜式鼠笼,61,铸铝转子：导条、导环及硅钢片一体铸成,
7、62,0310,63,转子模型,64,0304,铜条转子,65,0305,M0305,66,67,68,12槽定子,69,0306,定子展开图,70,定子展开图 六槽、三框 极对数：P = 1,71,72,0307,73,定子24槽展开图 可在定子布多极对数绕组,74,定子展开图：24槽、四绕组、8极电机,75,3.旋转磁场的方向和转速,方向：相序U、V、W 决定或用 A、B、C、；L1、L2、L3。 三相电流：i1=Im sin t i2 = Im sin （t-1200） i3 = Im sin （t+ 1200 ） 改变转向：三相线中任意二相线对调。,76,0308,77,旋转磁场的转速
8、,n0 = 60 f1/p（r/min） p：磁极对数。 2P：磁极数。 n0：旋转磁场的同步转速。,78,异步电机的运转原理,模型 原理,79,单相异步电机,单相同步电机,80,三相异步电机（上） 直流电机（右上） 三相深槽式电机（左）,81,异步电机又称感应电机,原理：磁场与转子有相对速度时，转子导条切割磁力线而产生感应电流；转子电流在磁场中受到电磁力而产生电磁力矩，使转子沿着磁场方向旋转。 T TL ：转子加速，直至空载转速n0 。 T = TL ：转速平衡。 T TL ：转子减速。,82,立式电机,卧式电机,83,转差率,转差：n= n0-n ：转子与同步转速之差。 转差率：S=（ n
9、0-n）/ n0 S为重要参数，异步程度是分析特性的依据。 n =（1-S）n0 = 60f（1-S）/p SN 在 0.01 0.09,0,1.0 S,n,84,常见电动机的转速表 SN = 0.04,85,异步电动机运行特性,与变压器类同：电磁路； 异: 动与静之别。 电磁耦合 电机的气隙大。 则有 设每极磁通 每相电势： E=4.44f1N0kU1（变压器k=1，电机1 K 0） 转子电量：转子频率 f2=（n0-n）p/60 =Sf1,86,转矩特性图及其分析,T,n0,nN,Tst,TN,Tmax,0,n,SN: 0.010.09,87,异步电机的其他特性：,（1）启动能力：Tst/
10、TN : 12.2 （2）过载能力：m=Tmax /TN 普通：1.82.5 特殊：2.03.3 电机转与电压的关系 T 即：电磁转矩与外加 电压的平方成正比。,88,89,三、三相异步电动机的铭牌,（1）额定功率PN额定运行时电动机轴上输出的机械功率，单位为kW； （2）额定电压UN额定运行时定子绕组端的线电压，单位为V或kV； （3）额定频率f额定电压的频率，中国的标准工频为50Hz； （4）额定电流IN额定运行时定子绕组的线电流值，单位为A； （5）额定转速nN额定运行时的转速，r/min；,90,（6）工作制电动机的运行方式。 连续运行（S1）是电动机持续工作时间较 长，温升可达稳定值
11、。属于这一类的生产机械如 风机、压缩机、离心泵、机床主轴等。 短时运行（S2）因工作时间较短，温升未 达稳定值时就停止运行，而且间歇时间足以使电 机冷却到环境湿度，例如 机床的辅助运行等。 标准有15min、30min、60min、90min四种。 断续运行（S3）在周期性的工作与停机， 每一周期不超过10min,如起重、冶金等机械。 我 国负载持续率有：15 % 、25 % 、40 % 、60%。 （7）噪声等级标注LW，单位为dB。,91,绝缘等级表,（8）绝缘等级和额定温升 我国规定的标准环境温度为40，电机运行时因发热而升温，其允许的最高温度与标准环境湿度之差称为额定温升，额定温升是由
12、绝缘等级决定的。,92,（9）交流异步电动机产品名称及代号对应表,93,型号的认别方法,三相异步电动机,磁极数,中心机座高度,机座长度代号,Y 132 M 4,S短座机 M中座机 L长座机,94,三相绕线电机,95,异步电动机的功率和效率,输入功率：P1 = U11Il1cos1 输出功率：P0= P1-（PCu+PFe+Pfr） 效率： = P0/ P1 输出力矩: 异步电动机的效率：在接近满载时为最好， 功率因素最高、效率最大。,96,（10）接法：星形Y 三角形,97,高启转矩电机的原理,双笼：外笼为黄铜，内笼为紫铜。 启动时转子电流频率高，外笼电阻大， 限制了启动电流又增加了启动转矩。
13、 深槽式转子：深槽的趋肤效应，增大电 阻，同样达到限制启动电流和增大启动力矩 的目的。,98,线绕式转子串接电阻启动,优点：限制电流；增大转矩。 S r2 当r2增大时 S= r2/X20 则有：Ist ；T 。 串入启动变电阻,Tst,Tst,T,n0,99,串接频敏变阻器：电抗和电阻,转子电抗 X2=SX20 ，启动时S =1电抗最大,Rp,Xp,绕组,铁芯,100,异步电机的调速,1.调速 n =（ 1-S ） （1）变极调速 改变定子绕组的极对数。 （2）变频调速 使用变频器。 （3）转子电路串入电阻 变差调速,101,0108,102,0309,103,104,105,106,半封闭
14、电机IP23,107,变频、调速电机YVP,108,船用电机YH,109,电磁调速电机YCT,110,电动阀电机YDF,111,多速电机 YD,112,防爆电机 YB,113,高压电机 YK,114,高压电机 YRKS,115,高压柜式电机,116,列棍电机 YG,117,起重、冶金电机 YZR,118,绕线式电机 YR,119,制动电机 YEJ,120,五、单相异步电动机,小功率家用电器，单相绕组仅能产生脉动 磁场，无启动力矩。,121,单相电机,122,单相电机,123,启动方法和椭圆磁场,脉动磁场的分解：可视为二个大小相等方向相反的二个旋转磁场。无启动力矩， 启动后顺原方向转动 为顺利启
15、动，必须建 立旋转磁场.即附加 一个磁场，形成椭圆 磁场。,左,右,124,电容式单相电动机,电路、磁场图 移相组A1、A2；工作组B1、B2,C,125,电容式单相电动机,1. n0的产生 方向：超前转向滞后。A1 B1 转速：n0= 60f/p 。 工作原理：转子与旋转磁场的转差，产生电磁 感应，电流在磁场作用下产生电磁力矩。方向 与n0相同。 2.电容启动式 电机启动后切断移相组。,126,黄色为工作绕组、红色为移相绕组,定子展开图,127,3.罩极式异步电机,罩极内置短路环，阻滞磁通的变化，而形成旋转磁场。,128,罩极式单相异步电机磁通增大时的转向,短路环,短路环,129,同步电动机,同步：与旋转磁场的转速同步。 分类（按电源分） ：单相；三相。 三相同步电动机结构 定子：与异步电机相同。 转子：极数与定子相同，磁极由通入直流 电的励磁绕组生成，常称激（励） 磁电
