《电工电子技术基本教程》殷瑞祥罗昭智电机与电器要点.ppt

4.5 低压电器和基本控制电路 4.5.1 常用低压电器 低压电器一般是指交流1200V、直流1500V以下，用来切换、控制、调节和保护用电设备的电器。 低压 电器 配电 电器 控制 电器 开关 熔断器 …… 接触器 继电器 起动器 …… 时间继电器 热继电器 …… 单刀 三刀 闸刀开关 组合开关 用组合开关起停电动机的接线图 按钮 行程开关 又称限位开关，它是按工作机械的行程或位置要求而动作的电器。 机械式的行程开关 外形 结构 符号 接近开关：是一种电子式行程开关，它没有机械触点，也不需要用撞块来撞动。 调速的过程：当U保持恒定时，增大可调电阻，减小励磁电流If。在If开始减小时，转速由于惯性来不及改变，但磁通Φ很快减小了，于是反电动势E=KEΦn立即减小。E减小，则Ia急增。由于Ia增加的影响超过Φ减小的影响，故T＝KTΦIa也迅速增加。若阻转矩Tc(Tc＝T2十T0)未变，则T＞Tc，使转速上升（加速）。转速n升高后，反电动势E又随之增大，而Ia和T又回头下降，一直到T又重新等于Tc为止。此时转速达到新的稳定值，且转速已较原来的升高了。磁通Φ减小时，n0升高了，转速降△n也增大了；但后者与Φ2成反比，所以磁通愈小，理想空载转速n0愈高，机械特性曲线也就愈软。 改变Φ时的机械特性曲线 这种调速方法可以平滑调速，经济方便，稳定性较好，但只能在额定转速以上调速。 2.改变电枢电压调速 (调压) 当保持他励电动机的励磁电流If为额定值时，降低电枢电压U，理想空载转速no变低了，但△n末改变。因此，改变U可得出一族彼此平行的机械特性曲线。 调速的过程：保持磁通?不变，减小电枢电压U。由于机械惯性转速不会立即发生变化，于是反电动势E也暂不变化，则电枢电流Ia减小、转矩T也减小了。如果阻转矩Tc未变，由于T＜Tc，则转速n下降（减速）。当转速n降低后，反电动势E又随之减小，而Ia和T则随之增大，直到T又重新等于Tc为止。此时转速达到新的稳定值，且转速已较原来的降低了。 例 某他励直流电动机，已知：UN=220V，IN=53.8A，nN=2000r/min，电枢电阻Ra=0.4?。今将电枢端电压降低到110V，而负载转矩不变，励磁不变。试问电动机转速变为多少？ 解 因为励磁不变，负载转矩不变，由式 可知，电枢电流也保持不变。 转速约降低到原来的45％，即 4.3.3 并励电动机 并励电动机的励磁绕组和电枢绕组并联后由同一个直流电源供电 他励电动机机械特性、起动和反转特性的结论完全适用于并励电动机。 并励电动机可采用改变磁通?、即在励磁回路串电阻方法调速。 例 一台并励直流电动机：UN=220V，PN=17kW，?N=86%，已知Ra=0.2?，Rf=55?。求：（1）在额定电压下，直接起动时的起动电流；直接起动会发生什么后果？（2）欲使起动时输入电流为额定电流的1.5倍，应在电枢电路中串联多大电阻值的电阻? 解 (1) 直接起动时的电枢电流： 直接起动时的起动电流： ， ， ，将烧损电机。 （2） 要求起动电流限制在 这时电枢电流 ，应串入电阻： 例 某并励直流电动机，铭牌数据如下：PN=22kW，UN=220V，IN=114.2A， nN=1000r/min，Ra=0.2?，Rf=110?，电动机在额定电压下工作。求：（1）保持额定负载转矩TN不变，使磁通减小到0.9ΦN，电动机的转速n；（2）电动机的额定效率?N。 解 （1）因负载转矩不变，所以 （2） 4.3.4 串励电动机 励磁绕组和电枢绕组串联 当磁路未饱和时，可以认为磁通与电枢电流Ia成正比，即 K?为比例常数 转速 当磁路不饱和时，串励电动机的机械特性是一条双曲线。 直流电动机的机械特性 串励电动机在转矩较小时，有比较大的转速，如负载很轻，则转速将非常高，以至达到危险的高速，这种现象俗称“飞速” 通常规定：串励电动机与生产机械连接时，不允许采用皮带等容易发生滑脱的传动机构，而应采用齿轮或直轴连轴器来拖动。 4.3.5 复励电动机 复励电动机有两个励磁绕组：一个与电枢绕组串联，另一个并联，共同由一个直流电源供电。 复励电动机既可以具有串励电动机的某些优点，适用于负载转矩变化较大，需要机械特性比较软的设备中； 又可以像并励电动机那样在空载和轻载下运行。 复励电动机可采用改变磁通?的方法进行调速 *4.4 控制电机 4.4.1 步进电动机 控制电机广泛应用于各种类型的自动控制系统和计算装置中。 常用的有：步进电动机、伺服电动机、测速发电机和自整角机。 步进电动机是一种利用电磁铁的作用原理将电脉冲信号变换为机械转角或转速的电机。 步进电动机的结构通常分成反应式和永磁式两种 下面介