第一章 机电传动断续控制

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1、第1章机电传动断续控制1.1三相异步电动机1.2常用低压电器1.3基本控制电路1.4机电传动断续控制电路分析用电动机带动生产机械运动的传动方式称为机电传动。电动机：把电能转换为机械能，用以拖动工作机构完成生产机械所规定的某一任务。传动装置：实现电动机与工作机构的运动连接，并根据工作机构的需要完成速度和方向的变换。控制设备：由各种电器元件组成，用以控制电动机的运转。机电传动控制电动机自动控制分类断续控制控制信号为断续变化的开关量，异步电动机的继电器控制系统。连续控制控制信号为连续变化的模拟量，如某些设备的直流电动机调速系统。数字控制控制信号为离散的数字量，

2、如机床的数控系统。1.1三相异步电动机三相异步电动机分成两个基本部分：定子(固定部分)转子(旋转部分)1.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的定子是由机座(铸铁或铸钢制成)、装在机座内的圆筒形铁心(由互相绝缘的硅钢片叠成)、铁心内圆周表面槽中放置的对称三相定子绕组(接成星形或三角形)组成的。铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。U1--U2V1--V2W1--W2三相绕组机座：铸钢或铸铁（a）定子铁心（b）定子冲片定子铁心及冲片示意图(1)定子转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。笼型转子和铸铝的笼型转子转子

3、外形三相异步电动机转子是铁心和绕组组成的。转子铁心是圆柱状，也用硅钢片叠成，表面冲有槽。铁心装在转轴上，轴上加机械负载。根据构造上的不同分为两种形式：笼型和绕线型。(2)转子绕线型转子线绕式异步电动机的构造如图所示，它的转子绕组同定子绕组一样，也是三相的，并连成星形。每相的始端连接在三个铜制的滑环上，滑环固定在转轴上。环与环、环与转轴都互相绝缘。在环上用弹簧压着碳质电刷。启动电阻和调速电阻是借助于电刷同滑环和转子绕组连接。笼型电动机与绕线型电动机的的比较笼型：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。绕线型：结构复杂、价格较贵、维护工作

4、量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。异步电动机是怎样旋转起来的？电动机的转子是怎样旋转起来的，各类不同的电动机各有它的特殊性。2.三相异步电动机的工作原理磁极旋转1nnneifeeiiNSNSSff磁铁磁铁闭合线圈闭合线圈方向用右手定则确定e磁极旋转f方向用左手定则确定在定子三相绕组通入三相交流电，产生旋转磁场；由于有旋转磁场，在转子导体中产生了感应电流而载流导体在磁场中又受到电磁力的作用，于是使转子转动，这就是异步电动机旋转的基本原理异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极此图为三相异步电动机的示意图，三相绕组AX、BY、CZ的空间位置互差120o,

5、若将X、Y、Z接于一点A、B、C分别接三相电源，便有对称的三相电流通入相应的定子绕组，即旋转磁场规定i:“+”首端流入，尾端流出。i:“–”尾端流入，首端流出。AYCBZ1n(•)电流出(´)电流入XAYCBZ1n(•)电流出(´)电流入X定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)oU1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2U1U2V2W1V1W2三相电流合成磁场的分布情况600tIm0旋转磁场的产生分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场综合上述分析可的，获得一对极旋转磁场的条件是：（1）一组三相对称的绕组。（2）对称的三相绕组中通过对称的三

6、相电流。2.旋转磁场的旋转方向AU1U2W2V1W1V2AU1U2W2V1W1V2任意调换两根电源进线(电路如图)U1U2W1W2V1V2当三相异步电动机接通电源时，定子绕组就会产生旋转磁场，转子相当于磁场中的闭合线圈，随着磁场的旋转，转子就会旋转起来。一个电流周期，旋转磁场在空间转过360°电流频率为fHz，则磁场1/f秒旋转1圈，每秒旋转f圈。每分钟旋转n0称为同步转速极对数（P）的概念BiAXBYCZAiCiBiAXBYCZAiCiBiAXBYCZAiCiAXBYCZAiCiAXYCBZNSAXYCBZNSAXYCBZNSNS当三相定子绕组按图示排

7、列时，产生一对磁极的旋转磁场，即种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：p=13.旋转磁场的转速大小4.旋转磁场的极数和转速极对数（P）的改变如果每个绕组有两个线圈串联（三相绕组有12个有效边），那么三个绕组的始端之间相差60º空间角，则产生的旋转磁场具有两对极(即P=2)，将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'4.旋转磁场的转速工频：旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2U1V1W2U2W1V2Im0p=2时Im0旋转磁场转速n0

8、与极对数p的关系：旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。即:当频率f1一定时