电动机培训课件（PPT54页).ppt

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1、禹王焦化培训课件韩老师，郭老师，张老师2021/9/151 电机与电气控制高等职业技术教育机电类专业规划教材机械工业出版社精品教材2021/9/152第二章异步电动机第一节异步电动机概述第二节三相异步电动机的结构第三节三相异步电动机的工作原理第四节异步电动机的铭牌数据2021/9/153第一节异步电动机概述本章讨论交流电动机。主要讨论：异步电动机的种类、应用、特点、结构；三相异步电动机的工作原理、机械特性、铭牌等；对单相异步电动机作一简单介绍。异步电动机是交流电动机中最常用的一种，它的作用是将交流电能转换成机械能。交流电机有异步电机和同步电机两大类。异步电机一般都作电动机用，因为异步发电机的性

2、能较差。异步电动机又分为三相和单相两种，而三相异步电动机又分为笼型和绕线转子异步电动机。三相异步电动机应用最为广泛，因为它具有结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高等特点，通常被用在金属切削机床、起重运输机械、中小型鼓风机和水泵等生产机械设备中。单相异步电动机则在实验室和家用电器产品中应用较多。但异步电动机也有一些缺点，最主要的是不能经济地实现范围较广的平滑调速；必须从电网吸取滞后的励磁电流，使电网功率因数降低。但对于一般的生产机械，并不要求大范围的平滑调速，而电网的功率因数又可以采取其他办法来进行补偿。特别是由于现代电子技术迅猛发展，采用了由晶闸管组成的变频电源装置，使异步电动机应用更加广泛

3、。据统计，全国电动机容量中90%左右是异步电动机，而在电网负载中，异步电动机的用量也占有60%以上。2021/9/154第一节异步电动机概述本章讨论交流电动机。主要讨论：异步电动机的种类、应用、特点、结构；三相异步电动机的工作原理、机械特性、铭牌等；对单相异步电动机作一简单介绍。异步电动机是交流电动机中最常用的一种，它的作用是将交流电能转换成机械能。交流电机有异步电机和同步电机两大类。异步电机一般都作电动机用，因为异步发电机的性能较差。异步电动机又分为三相和单相两种，而三相异步电动机又分为笼型和绕线转子异步电动机。三相异步电动机应用最为广泛，因为它具有结构简单、运行可靠、维护方便、效率较高等特

4、点，通常被用在金属切削机床、起重运输机械、中小型鼓风机和水泵等生产机械设备中。单相异步电动机则在实验室和家用电器产品中应用较多。但异步电动机也有一些缺点，最主要的是不能经济地实现范围较广的平滑调速；必须从电网吸取滞后的励磁电流，使电网功率因数降低。但对于一般的生产机械，并不要求大范围的平滑调速，而电网的功率因数又可以采取其他办法来进行补偿。特别是由于现代电子技术迅猛发展，采用了由晶闸管组成的变频电源装置，使异步电动机应用更加广泛。据统计，全国电动机容量中90%左右是异步电动机，而在电网负载中，异步电动机的用量也占有60%以上。2021/9/155第二节三相异步电动机的结构一、定子二、转子202

5、1/9/156一、定子图2-1笼型异步电动机的主要部件1端盖2定子3定子绕组4转子5风扇6风扇罩7接线盒2021/9/157一、定子图2-2定子冲片三相异步电动机的定子由机座和装在机座中的定子铁心及定子绕组组成。机座一般由铸铁制成。定子铁心是由冲有槽的硅钢片(称为冲片)叠成，片与片之间涂有绝缘漆。冲片的形状如图2-2所示。2021/9/158一、定子图2-3三相绕组的联结相定子绕组可以接成如图2-3所示的星形或三角形，但必须视电源电压和绕组额定电压的情况而定。一般电源电压为380V(指线电压)，如果电动机定子各相绕组的额定电压是220V，则定子绕组必须接成星形，如图2-3a所示；如果电动机各相

6、绕组的额定电压为380V，则应将定子绕组接成三角形，如图2-3b所示。2021/9/159二、转子图2-4笼型转子图2-5铸铝转子转子部分是由转子铁心和转子绕组组成的。转子铁心也是由相互绝缘的硅钢片叠成的。转子冲片如图2-4a所示。铁心外圆冲有槽，槽内安装转子绕组。根据转子绕组构造不同可分为两种型式：笼型转子和绕线型转子。2021/9/1510第三节三相异步电动机的工作原理一、旋转磁场二、三相异步电动机的工作原理2021/9/15111.1.旋转磁场旋转磁场旋转磁场由三相电流通过三相旋转磁场由三相电流通过三相对称对称绕组产生。绕组产生。对称：对称：三相对称负载三相对称负载空间对称分布空间对称分

7、布（1 1）旋转磁场的产生）旋转磁场的产生三、三相异步电动机的基本工作原理三、三相异步电动机的基本工作原理2021/9/1512V2V1W2U2U1W1转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机座机座转子：在旋转磁场作用转子：在旋转磁场作用 下，产生感应电下，产生感应电 动势或电流。动势或电流。三相定子绕组：三相定子绕组：产生旋转磁场产生旋转磁场2021/9/1513U1V2W1V1W2异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极异步电动机中，旋转磁场代替了旋转磁极()电流出电流出()电流入电流入U22021/9/1514U2V1W2U1V2W1U1U2V2W1V1W2AU2V2W1V1W2三

8、相对称绕组通入三相对称电流就形成三相对称绕组通入三相对称电流就形成旋转磁场旋转磁场2021/9/1515 二极旋转磁场二极旋转磁场2021/9/1516 极对数极对数（p）的概念：的概念：（2）旋转磁场的转速）旋转磁场的转速旋转磁场转速旋转磁场转速 n0 同步转速同步转速如何改变旋转磁场的转速？如何改变旋转磁场的转速？以以 Y 型接法为例，当每相型接法为例，当每相绕绕组组只只有有一一个个线线圈圈时时，按按右右图图放放入入定定子子槽槽内内，合合成成的的旋旋转转磁磁场场只只有有一一对对磁磁极极，则则极极对对数数为为 1。即即 p=1U1U2V1V2W2W1U1U2V1V2W1W2i3i1i2202

9、1/9/1517电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转一圈旋转磁场转一圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 50 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 3000 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(5060)周周p=1 时：时：电流变化一周电流变化一周 旋转磁场转半圈旋转磁场转半圈电流每秒钟变化电流每秒钟变化 50 周周 旋转磁场转旋转磁场转 25 圈圈 旋转磁场转旋转磁场转 1500 圈圈电流每分钟变化电流每分钟变化(2560)周周p=2 时：时：2021/9/1518三相异步电动机的同步转速三相异步电动机的同步转速600pfn=min）r/(p12 3456n0/(r/min

10、)300015001000750600500 f=50 Hz 时，不同极对数时的同步转速如下时，不同极对数时的同步转速如下:同步转速同步转速p 为任意值时：为任意值时：2021/9/1519旋转方向：取决于三相电流的相序。旋转方向：取决于三相电流的相序。（3）旋转磁场的转向）旋转磁场的转向U1U2V1V2W2W1i1i2L1L2L3U1U2V1V2W1W2i3i1i2ImOti32021/9/1520U1U2V1V2W2W1L1L2L3U1U2V1V2W1W2i2i1i3任意对调两根电源进线，磁场反转。任意对调两根电源进线，磁场反转。i1i2ImOti32021/9/1521方法：方法：和电源

11、相接的任意两相互换，就可实现反转和电源相接的任意两相互换，就可实现反转正转正转反转反转AB CM3电电 源源ABCM3电电 源源2021/9/1522转动原理：转动原理：NS（1）电磁转矩的产生）电磁转矩的产生 用右手定则判断转用右手定则判断转子绕组中感应电流的子绕组中感应电流的方向方向 用左手定则判断转用左手定则判断转子绕组受到的电磁力子绕组受到的电磁力的方向的方向电磁力电磁力电磁转矩电磁转矩 TT 与与 n0 同方向。同方向。工作原理示意图工作原理示意图二、三相异步电动机的基本工作原理二、三相异步电动机的基本工作原理2021/9/1523（2）电动机转速）电动机转速n和旋转磁场同步转速和旋

12、转磁场同步转速n0的关系的关系电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但但 异步异步电动机电动机无转距无转距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无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果2021/9/1524 （3 3）转差（率）转差（率）S S 的概念：的概念：异步电动机运行中异步电动机运行中:转转 差：差：旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。转差率：转差率：转差与转差与n0的比值。的比值。即：即：电动机起动瞬间电动机起动瞬间:（转差

13、率最大）（转差率最大）或或2021/9/1525第四节异步电动机的铭牌数据(1)型号指电动机的产品代号、规格代号和特殊环境代号：(2)额定功率PN指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位为kW，本例PN=2.2kW。(3)额定电压UN和接法指电动机额定运行时，定子绕组应加的线电压，单位为V。(4)额定电流IN指电动机在额定电压下运行，输出功率达到额定值时，流入定子绕组的线电流，单位为A。(5)额定频率fN指加在电动机定子绕组上的允许频率。(6)额定转速nN指电动机在额定电压、额定频率和额定输出功率情况下，电动机的转速，单位为r/min。(7)绝缘等级指电动机内部所用绝缘材料允许的最高温度

14、等级，它决定了电动机工作时允许的温升。2021/9/1526第四节异步电动机的铭牌数据(8)工作制按电动机在定额运行时的持续时间，工作制分为连续S1、短时S2及断续S3三种。(9)防护等级是提示电动机防止杂物与水进入的能力。(10)噪声量为了降低电动机运转时带来的噪声，目前电动机都规定噪声指标，该指标随电动机容量及转速的不同而不同(容量及转速相同的电动机，噪声指标又分“1”、“2”两段)。(11)振动量表示电动机振动的情况，本例电动机振动为每秒轴向移动不超过1.8mm。2021/9/1527第四节异步电动机的铭牌数据图2-29三相异步电动机的铭牌2021/9/1528(1)型号指电动机的产品代

15、号、规格代号和特殊环境代号：2D1.TIF2021/9/1529(2)额定功率PN指电动机在额定运行时，轴上输出的机械功率，单位为kW，本例PN=2.2kW。(3)额定电压UN和接法指电动机额定运行时，定子绕组应加的线电压，单位为V。(4)额定电流IN指电动机在额定电压下运行，输出功率达到额定值时，流入定子绕组的线电流，单位为A。(5)额定频率fN指加在电动机定子绕组上的允许频率。(6)额定转速nN指电动机在额定电压、额定频率和额定输出功率情况下，电动机的转速，单位为r/min。(7)绝缘等级指电动机内部所用绝缘材料允许的最高温度等级，它决定了电动机工作时允许的温升。2021/9/1530(8

16、)工作制按电动机在定额运行时的持续时间，工作制分为连续S1、短时S2及断续S3三种。(9)防护等级是提示电动机防止杂物与水进入的能力。2021/9/1531第三章 基本控制环节 第一节第一节第一节第一节 电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识电气控制系统图的基本知识第二节第二节第二节第二节 三相异步电动机全压启动控制三相异步电动机全压启动控制三相异步电动机全压启动控制三相异步电动机全压启动控制第三节第三节第三节第三节 三相异步电动机降压启动控制三相异步电动机降压启动控制三相异步电动机降压启动控制三相异步电动机降压启动控制第四节第四节第四节第四节 三相绕线式异步

17、电动机启动控制三相绕线式异步电动机启动控制三相绕线式异步电动机启动控制三相绕线式异步电动机启动控制第五节第五节第五节第五节 双速异步电动机变速控制双速异步电动机变速控制双速异步电动机变速控制双速异步电动机变速控制第六节第六节第六节第六节 三相异步电动机电气制动控制三相异步电动机电气制动控制三相异步电动机电气制动控制三相异步电动机电气制动控制本章小结本章小结本章小结本章小结第七节第七节第七节第七节 直流电动机控制直流电动机控制直流电动机控制直流电动机控制2021/9/1532第一节第一节 电气控制系统图的基本知电气控制系统图的基本知识识D65由各种有触点的接触器、继电器、按钮、由各种有触点的接触

18、器、继电器、按钮、行程开关等按不同连接方式组合而成的。行程开关等按不同连接方式组合而成的。电气控制线路：电气控制线路：2021/9/1533第一节第一节 电气控制系统图的基本知电气控制系统图的基本知识识D65电气控制线路：电气控制线路：电气控制线路的作用：电气控制线路的作用：实现对电力拖动系统的启动、正实现对电力拖动系统的启动、正反转、制动、调速和保护，满足反转、制动、调速和保护，满足生产工艺要求，实现生产过程自生产工艺要求，实现生产过程自动化动化。2021/9/1534第一节第一节 电气控制系统图的基本知电气控制系统图的基本知识识D65电气控制线路：电气控制线路：电动机常见的基本控制线路：电

19、动机常见的基本控制线路：点动控制线点动控制线路路正转控制线正转控制线路路正反转控制线正反转控制线路路位置控制线位置控制线路路顺序控制线顺序控制线路路多地控制线多地控制线路路降压启动控制线降压启动控制线路路调速控制线调速控制线路路制动控制线制动控制线路路电气控制线路的作用：电气控制线路的作用：2021/9/1535第一节第一节 电气控制系统图的基本知电气控制系统图的基本知识识相关国家标准：相关国家标准：D65GB472885GB472885电气图常用图形符号电气图常用图形符号GB522685GB522685机床电气设备通用技术条件机床电气设备通用技术条件GB715987GB715987电气技术中

20、的文字符号制定通则电气技术中的文字符号制定通则GB698886GB698886电气制图电气制图GB509485GB509485电气技术中的项目代号电气技术中的项目代号 2021/9/1536一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号D652.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：单字母符号：单字母符号：双字母符号双字母符号按拉丁字母顺序将各种电气按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分成设备、装置和元器件划分成为为2323大类，每一类用一个专大类，每一类用一个专用单字母符号表示，如用单字母符号表示，如“C”“C”表示电容器类，表示电容器类，“R”“R”表示电阻器类等。表示电阻

21、器类等。2021/9/1537一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号D652.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：单字母符号：单字母符号：双字母符号：双字母符号：由一个表示种类的单字母符由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，且以号与另一个字母组成，且以单字母符号在前，另一字母单字母符号在前，另一字母在后的次序列出，如在后的次序列出，如“F”“F”表示保护器件类，表示保护器件类，“FU”“FU”则则表示为熔断器表示为熔断器。2021/9/1538一、图形符号和文字符号一、图形符号和文字符号D652.2.文字符号文字符号基本文字符号：基本文字符号：辅助文字符号：辅助文字符号

22、：表示电气设备、装置和元器件以及电路的功表示电气设备、装置和元器件以及电路的功能、状态和特征。能、状态和特征。如如“RD”“RD”表示红色，表示红色，“L”“L”表示限制等。表示限制等。单字母符号：单字母符号：双字母符号双字母符号:补充文字符号：补充文字符号：当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够当规定的基本文字符号和辅助文字符号不够使用时，可按国家标准中文字符号组成规律使用时，可按国家标准中文字符号组成规律和下述原则予以补充。和下述原则予以补充。2021/9/1539二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则D65 电气控制系统电气控制系统图图电气原理图电气原理图电

23、气安装图电气安装图框图框图电器安装图电器安装图电气互连图电气互连图主电路主电路控制电路控制电路照明和显示电照明和显示电路路 电气控制系统图的结电气控制系统图的结构构2021/9/1540二、绘制、识读电气控制系统图的原二、绘制、识读电气控制系统图的原则则D65原则：原则：1.1.电气原理图电气原理图 用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接用图形符号和项目代号表示电路各个电器元件连接关系和工作原理的图关系和工作原理的图主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。主电路、控制电路和信号电路应分开绘出。表示出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。表示出各个电源电路的电压值、极性或频率及相数。主电路

24、的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装主电路的电源电路一般绘制成水平线，受电的动力装置（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左置（电动机）及其保护电器支路用垂直线绘制在图的左侧，侧，控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，控制电路用垂直线绘制在图面的右侧，2021/9/1541D65同一电器的各元件采用同一文字符号表明。同一电器的各元件采用同一文字符号表明。所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受所有电路元件的图形符号，均按电器未接通电源和没有受 外力作用时的状态绘制。外力作用时的状态绘制。循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作循环图。循环运动的机械设备，在电气原理图上绘出工作

25、循环图。转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位置示意图表。转换开关、行程开关等绘出动作程序及动作位置示意图表。由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来，由若干元件组成具有特定功能的环节，用虚线框括起来，并标注并标注 出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。出环节的主要作用，如速度调节器、电流继电器等。电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中电路和元件完全相同并重复出现的环节，可以只绘出其中一个环一个环 节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环节的节的完整电路，其余的可用虚线框表示，并标明该环节的文字文字 号或环节的名称。号或环节的名称。原则：原则：2021/9/

26、1542外购的成套电气装置，其详细电路与参数绘在电气外购的成套电气装置，其详细电路与参数绘在电气原理原理 图上。图上。电气原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符电气原理图的全部电机、电器元件的型号、文字符号、号、用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细用途、数量、额定技术数据，均应填写在元件明细表内。表内。为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺为阅图方便，图中自左向右或自上而下表示操作顺序，序，并尽可能减少线条和避免线条交叉。并尽可能减少线条和避免线条交叉。将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，将图分成若干图区，上方为该区电路的用途和作用，下下 方为图区号。在继电器、接触器

27、线圈下方列有触点方为图区号。在继电器、接触器线圈下方列有触点表以表以 说明线圈和触点的从属关系。说明线圈和触点的从属关系。原则：原则：2021/9/1543二、绘制、识读电气控制系统图的原则二、绘制、识读电气控制系统图的原则D65 2.2.电气原理图电气原理图主电路接点表示：主电路接点表示：三相交流电源采用三相交流电源采用L1、L2、L3标记标记主电路按主电路按U、V、W顺序标记顺序标记分级电源在分级电源在U、V、W前加数字前加数字1、2、3来标记来标记分支电路在分支电路在U、V、W后加数字后加数字1、2、3来标记来标记控制电路用不多于控制电路用不多于3位的阿拉伯数字编号位的阿拉伯数字编号20

28、21/9/1544电气原理电气原理图图3.接触器自锁控制接触器自锁控制自锁触点自锁触点热继电器热继电器热元件热元件热继电器热继电器常闭触点常闭触点KML1L3L2FU1KMQSSB2FU2KMM3FRFRSB1一、单向旋转控制一、单向旋转控制2021/9/1545工作原理工作原理2021/9/1546短路保护短路保护：FU1、FU2过载保护过载保护：FR一、单向旋转控制一、单向旋转控制3.接触器自锁控制接触器自锁控制工作原理工作原理保护环节保护环节L1L3L2FU1KMQSSB1FU2KMM3FRKMFRSB2电气原理图电气原理图2021/9/1547二、可逆旋转控制二、可逆旋转控制电路形式电

29、路形式:电动机原理：电动机原理：改变电动机三相电源的改变电动机三相电源的相序，相序，可改可改变电动机的变电动机的旋转方向旋转方向倒顺开关控制的正反转倒顺开关控制的正反转 按钮、接触器控制的正反按钮、接触器控制的正反转转位置控制位置控制2021/9/15482.2.按钮控制正反转控制电按钮控制正反转控制电路路主电路：主电路：KM2FU1KM1M3FRQL1L3L2主电路主电路控制电路：控制电路：控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2正转按钮正转按钮反转按钮反转按钮工作原理：工作原理：缺点：缺点：基本控制电路基本控制电路2021/9/15492.2.按钮控制正反转控制

30、电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：接触器联锁控制接触器联锁控制联锁联锁接触器联锁接触器联锁按钮联锁按钮联锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1接触器接触器联锁联锁2021/9/1550接触器联锁正反转控制电路接触器联锁正反转控制电路2021/9/15512.2.按钮控制正反转控制电路按钮控制正反转控制电路控制电路：控制电路：工作原理：工作原理：优点：优点：接触器联锁控制接触器联锁控制联锁联锁接触器联锁接触器联锁按钮联锁按钮联锁控制电路控制电路FU2FRSB3SB1KM1KM1KM2KM2SB2KM2KM1工作安全可靠工作安全可靠缺点：缺点：操作不便操作不便2021/9/1552工作台自动往返控制工作台自动往返控制2021/9/1553Y降压启动控制降压启动控制2021/9/1554