电气控制与PLC应用 张伟林 第1章 电动机与电气控制线路

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1、第1章电动机与电气控制线路1.1三相交流异步电动机1.2负荷开关直接启动控制线路1.3点动控制线路1.4自锁控制线路1.6正反转控制线路1.5点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制线路1.7位置控制和自动往返控制线路1.8Y-△形降压启动控制线路1.1三相交流异步电动机1.1.1三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机主要由定子和转子构成。如图1.1所示。图1.1三相交流异步电动机的构件分解图1.定子定子由机座、定子铁心和三相定子绕组组成。机座：支撑转子，作为磁路一部分和散热的作用。定子铁心：由绝缘硅钢片叠成，如图1.2所示。三相定子绕组：分为U相、V相和W相，可以连接为

2、Y形和△形，如图1.3所示。图1.2三相交流异步电动机的机座与定子铁心图1.3三相交流异步电动机的定子绕组连接方式2．转子转子由转轴、转子铁心和转子绕组等组成。如图1.4所示。转轴：支撑转子，保证定子和转子之间的气隙。转子铁心：由硅钢片叠成，用来嵌入转子绕组。转子绕组：由铜条或铝浇铸而成，形似鼠笼。图1.4三相交流异步电动机的鼠笼型转子绕组1.1.2三相交流异步电动机的转动原理1．鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验图1.5鼠笼型转子随旋转磁极而转动的实验由上面实验可以可得：鼠笼转子与磁铁的旋转方向始终相同。原理：磁铁旋转切割转子导体感应电动势和感生电流感生电流与磁场作用产生电磁

3、转矩旋转2．旋转磁场的产生三相交流电流在转子空间产生的磁场如图1.6所示图1.6转子空间旋转磁场的变化式中：n0——旋转磁场的转速（r/min）；f1——交流电源的频率（Hz）；P——电动机定子绕组的磁极对数。旋转磁场的转速：设电源频率为50Hz，电动机磁极个数与旋转磁场的转速关系见表1.1。磁极（个）2极4极6极8极10极12极n0（r/min）3 0001 5001 000750600500表1.1磁极个数与旋转磁场转速的关系将定子绕组接至三相交流电源的导线任意对调两根，则旋转磁场即反向转动，电动机也随之反转。3．三相交流异步电动机的转动原理和转差率通常将旋转磁场的转速n

4、0与转子转速n的差和旋转磁场的转速n0之比称为转差率，即由于三相交流异步电动机的额定转速与旋转磁场的转速接近，所以额定转差率很小，通常为1%～9%。1.1.3三相交流异步电动机的额定值（1）额定功率（容量）（kW）。指电动机在额定运行状态下，转轴上输出的机械功率。（2）额定电压（V）。指电动机在正常运行时，定子绕组规定使用的线电压。（3）额定电流（A）。指电动机在输出额定功率时，定子绕组允许通过的线电流。（4）额定转速（r/min）。指电动机在额定电压、额定频率及输出额定功率时的转速。（5）额定频率（Hz）。指电动机在额定条件运行时的电源频率。（6）接法。指三相定子绕组的连接

5、方式。在380V的额定电压下，小功率（3kW以下）电动机多为Y形（星形）连接，中、大功率电动机为△形（三角形）连接。1.1.4三相交流异步电动机的检查与测试（1）机械方面的检查。（2）接线可靠。（3）定子绕组直流电阻的测试。（4）定子绕组绝缘电阻的测试。（5）运行电流的测试。1.2负载开关直接启动控制线路1.2.1开启式刀开关1．结构、电路符号和型号规格图1.7开启式刀开关的结构、电路符号和型号规格2．选用方法（1）用于照明和电热负载时，选用额定电压为220V或250V，额定电流稍大于电路所有负载的额定电流之和的两极刀开关。（2）用于电动机直接启动控制时，选用额定电压380V

6、或500V，额定电流大于或等于电动机额定电流3倍的三极刀开关。3．安装与使用（1）必须垂直安装在控制屏或开关板上，不允许倒装或平装，以防止发生误合闸事故。（2）在分断或接通电路时应迅速果断地拉合闸，以使电弧尽快熄灭。（3）由于开启式刀开关没有灭弧装置，其分断电流只能达到额定电流的1/3。1.2.2封闭式负荷开关1．结构、电路符号和型号规格图1.8封闭式刀开关1.2.3组合开关组合开关又称为转换开关，主要在电气设备中作为电源引入开关。图1.9HZ10-10/3型组合开关1.2.4隔离开关图1.10HL32型隔离开关1.2.5熔断器熔断器由熔体、熔管和熔座三部分组成。熔体：熔体常

7、做成丝状或片状，制作熔体的材料一般有铅锡合金和铜。熔管：安装熔体，作熔体的保护外壳并在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔座：起固定熔断管和连接引线作用。1．熔断器的外形、结构与电路符号熔断器属于保护电器，其熔体在过流时迅速熔化切断电路，起保护用电设备和线路安全运行的作用。熔断器在一般低压照明线路中作过载和短路保护，在电动机控制线路中主要作短路保护。图1.11熔断器外形、结构与电路符号2．主要技术参数（1）额定电流。保证熔断器长期安全工作的电流。（2）熔断电流。熔体在规定的较短时间内熔断的电流值。3．熔体额定电流