【正文】 制和自動(dòng)控制兩種。 優(yōu)點(diǎn)： 起動(dòng)較平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，設(shè)備簡(jiǎn)單。當(dāng) n接近 nN時(shí)， KT通電延時(shí)常開(kāi)觸頭閉合， KM2 線圈通電自保， KM2常閉觸頭斷開(kāi)，使 KM KT斷電。 待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n接近額定轉(zhuǎn)速 nN時(shí)，再將電阻或電抗短接， 使電動(dòng)機(jī)在全壓下進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行。（ *注意） 這種控制稱(chēng)為 行程控制原則 ，是工業(yè)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣 泛的控制方法之一。 按下停止按鈕 SB1，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。即在圖 b基礎(chǔ)上增設(shè)了起動(dòng)按鈕 SB SB3的常閉觸頭構(gòu)成的 機(jī)械互鎖 ，從而構(gòu)成 具有電氣、 機(jī)械雙重互鎖的控制電路 ，無(wú)需再按停止按鈕，直接按下 反轉(zhuǎn)按鈕 SB3可使電動(dòng)機(jī)由正轉(zhuǎn)直接變?yōu)榉崔D(zhuǎn)。 圖 b中，將 KM KM2正反轉(zhuǎn)接觸器的常閉觸頭串接 在對(duì)方線圈電路中，形成相互制約的控制，從而 避免了誤 操作時(shí)發(fā)生相間短路的故障。 對(duì)于容量大于 ，則用圖 b電路來(lái)控制。利用 復(fù)合按 鈕 SB3的常閉觸頭來(lái)斷開(kāi)自保電路實(shí)現(xiàn)的。 圖 b為既可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)又可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控 制的電路，并由 手動(dòng)開(kāi)關(guān) SA進(jìn)行選擇。 電路保護(hù)環(huán)節(jié)： （ 1） 短路保護(hù) 由熔斷器 FUl、 FU2分別實(shí)現(xiàn)主電路與控制電路的短路保護(hù)。 同時(shí)，與起動(dòng)按鈕 SB2并聯(lián)的接觸器 KM常開(kāi)輔助觸頭 閉合，當(dāng)松開(kāi) SB2按鈕時(shí)， KM線圈通過(guò) KM常開(kāi)輔助觸頭這 一路徑繼續(xù)保持通電，從而使電動(dòng)機(jī)獲得連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 iNst kII ???4PS43(一 )單向旋轉(zhuǎn)控制電路 圖 423為電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)控制電路，其中： 圖 a為刀開(kāi)關(guān)控制電路，能實(shí)現(xiàn) 短路保護(hù) 。 221 c o s ?ICT Tem ??? 直接起動(dòng)一般只用在小容量（ ） 電動(dòng)機(jī)中。21 III ??? ??一、三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)與控制 (2)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst 不大 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù) Kst = Tst/TN =l～ 2。 **特點(diǎn)： 起動(dòng)電流較大而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst 卻不大。 起動(dòng)平滑 ，以減小對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。 ， 起動(dòng)電流越小越好 。 又因 = 及 ≈ ，所以在改變頻率的同 時(shí)， U1也要變化，使 U1/ ? =常數(shù) 。 在一定范圍內(nèi)增加轉(zhuǎn)子電阻，可以增大 Tst； 如果串接一定數(shù)值的電阻后使 Tst =Tm，這時(shí)若再增大 轉(zhuǎn)子電阻， Tst開(kāi)始減小。若超過(guò)額 定值，長(zhǎng)期運(yùn)行，溫升將超過(guò)容許值，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)壽命縮 短，甚至燒壞。39。 而在 要求滿載起動(dòng)時(shí)，則 Kst 必須大于 1。 ? ?239。 過(guò)載能力： λm= Tm /TN 一般 λm=～ ，起重、冶金用 λm=～ 。 (2) 臨界轉(zhuǎn)差率 sm與轉(zhuǎn)子電阻 r’2成正比，而最大轉(zhuǎn)矩 Tm與轉(zhuǎn)子電阻 r’2無(wú)關(guān)。 (二 )最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn) P 臨界轉(zhuǎn)差率 sm 最大轉(zhuǎn)矩 Tm 239。 ?????????239。第四章 交流電動(dòng)機(jī)及電氣 控制（續(xù)） （三相異步電動(dòng)機(jī) 的電力拖動(dòng)） 第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 三相異步電動(dòng)機(jī)的 機(jī)械特性 是指在一定條件下，電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速 n與電磁轉(zhuǎn)矩 Tem之間的關(guān)系，即 n= ? (Tem)。21239。212139。 (3) Tm 和 sm 都近似地與（ x1+ x’2）成反比。 21U圖 418 三相異步電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性 (三 )起動(dòng)點(diǎn) A n = 0， s = 1，此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩 Tem稱(chēng)為 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 。21239。 *而 對(duì)于籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子回路不能用外 串電阻的方法 。2 ????xxrrs stm二、人為機(jī)械特性的分析 1． 降低定子電壓的人為機(jī)械特性 圖 419 降低電源電壓的人為機(jī)械特性 可見(jiàn)降低定子電壓的人為機(jī)械特性為一組通過(guò)同步點(diǎn)的 曲線，斜率不斷增大。 2）如果電壓降低過(guò)多，致使最大轉(zhuǎn)矩 Tm小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)， 則電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)子電路串接附加電阻， 僅適用于繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng) 機(jī)的起動(dòng)和調(diào)速 。 所以 nl∝ ? ， sm∝ 1/? , Tst∝ 1/? ， Tm不變，即隨著頻率 ? 的降低，同步轉(zhuǎn)速 nl減小，臨界轉(zhuǎn)差率 sm增大，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tst增大，而最大轉(zhuǎn)矩 Tm基本維持不變，如圖 422所示。 **原因 ： 1）過(guò)大的起動(dòng)電流沖擊，會(huì)引起電網(wǎng)較大 的線路壓降，特別是電源容量較小時(shí)，電壓下降太 多。 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 (1)起動(dòng)電流 Ist大 起動(dòng)電流倍數(shù) Ki= Ist/IN = 4～ 7。 ** 原因：可以從機(jī)械特性物理表達(dá)式 來(lái)說(shuō)明： 首先，起動(dòng)時(shí)的 s=1遠(yuǎn)大于正常運(yùn)行時(shí)的 s = ～ ，起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)角 ?2= arctan( sx’2/r’2)很大， cos?2≈。 如果電網(wǎng)容量很大，可允許容量較大 的電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng) 。 圖 b為斷路器控制電路，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期 過(guò)載保護(hù) 和 過(guò)電 流保護(hù) 。 按下停止按鈕 SB1，接觸器 KM線圈斷電并釋放， KM常 開(kāi)主觸頭、輔助觸頭均斷開(kāi)，切斷電動(dòng)機(jī)主電路與控制電 路，電動(dòng)機(jī)停止旋轉(zhuǎn)。 （ 2） 過(guò)載保護(hù) 由熱繼電器 FR實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。當(dāng) SA閉合時(shí)為連續(xù) 控制， SA斷開(kāi)時(shí)則為點(diǎn)動(dòng)控制。 （三）可逆旋轉(zhuǎn)控制電路 改變電動(dòng)機(jī)三相電源相序即可改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。 倒順開(kāi)關(guān)用來(lái) 預(yù)選 電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向 ，由按鈕來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的 起動(dòng)與停止。 這種相互制約的關(guān)系稱(chēng)為 互 鎖 ，由接觸器或繼電器常閉觸頭構(gòu)成的互鎖稱(chēng)為 電氣互鎖 。 ***3．由 行程開(kāi)關(guān) 控制的具有 自動(dòng)往返 功能的 可逆旋轉(zhuǎn)電路（重點(diǎn)） 圖 428 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)電路 工作原理：圖中 SB1為停止按鈕， SB SB3為電動(dòng)機(jī) 正、反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕， SQl為電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)， SQ2為電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)行程開(kāi)關(guān)， SQ3為正向運(yùn)動(dòng)極限保 護(hù)行程開(kāi)關(guān)， SQ4為反向運(yùn)動(dòng)極限行程開(kāi)關(guān)。 行程開(kāi)關(guān) SQ SQ4安裝在運(yùn)動(dòng)部件的正、反向極限位 置。 二、降壓起動(dòng)與控制 降壓起動(dòng)的主要目的是 限制起動(dòng)電流 。 設(shè)加在定子繞組上的電壓降為 UN（ k1），則起動(dòng) 電流 I’st為直接起動(dòng)時(shí) Ist的 ， I’st= Ist 。電 動(dòng)機(jī)經(jīng) KM2主觸頭進(jìn)入 全壓正常運(yùn)轉(zhuǎn) 。 缺點(diǎn)： Tst隨電壓的減小而平方倍的降低，只適合 輕載起動(dòng) ， 起動(dòng)時(shí) 電能損耗較大 。工廠常采用 如圖 430所示 XJ01系列。當(dāng) n接近 nN 時(shí)， KT(37)閉合，使 KA線圈通電自保，其觸頭 KA(45)斷 開(kāi)，使 KM1線圈斷電釋放，將自耦變壓器切除；觸頭 KA (1011)斷開(kāi)， HL2指示燈斷電熄滅。 缺點(diǎn)： 線路較復(fù)雜，設(shè)備價(jià)格較貴， 不允許頻繁起動(dòng) 。 1．兩接觸器式星 三角起動(dòng)控制電路 電路工作情況：按下起動(dòng)按鈕 SB2， KM KT線圈同時(shí)通 電自鎖， KM1主觸頭閉合接入三相交流電源，由于 KMl (89)觸頭斷開(kāi)，使 KM2線圈斷電，電動(dòng)機(jī) Y減壓起動(dòng) 。 電路工作情況：合上開(kāi)關(guān) Q，按下 SB2， KM KT、 KM3線圈同時(shí)通電自保，電動(dòng)機(jī) 星形減壓起動(dòng) 。 圖 432 QX313系列自動(dòng)星 三角起動(dòng)器電路圖 表 44 電器動(dòng)作順序表 優(yōu)點(diǎn) ：簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行可靠。 所以 Y系列電動(dòng)機(jī)采用 Y△ 降壓起動(dòng)適 用于 空載或輕 載起動(dòng) 。 常用 深槽式 和 雙籠型 兩種槽型。 相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的 有效截面減小 了， r =ρl/S使 轉(zhuǎn)子電 阻 r2增大 (約額定運(yùn)行時(shí) r2的三倍 )，使 Ist減小而 Tst增大，可 滿載起動(dòng)。 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子電流的頻率高，集膚效應(yīng)使電流多被“擠”到 上籠， 上籠起動(dòng)時(shí)起主要作用 ，稱(chēng)為 起動(dòng)籠 。 深槽式 電動(dòng)機(jī) 制造簡(jiǎn)單 ，比較便宜。既可以 限制起動(dòng)電流 ，又可以 提高 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 。21139。 優(yōu)點(diǎn)：起動(dòng)過(guò)程平滑 ，獲得比較大的加速轉(zhuǎn)矩，縮短 起動(dòng)時(shí)間。 當(dāng)轉(zhuǎn)速沿 Aa加速到 b點(diǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩降為切換轉(zhuǎn)矩 Tst2 時(shí)，為提高整個(gè)起動(dòng)過(guò)程的平均起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)有較 大的加速度，縮短起動(dòng)時(shí)間，則切除 Rst3使電動(dòng)機(jī)從 b點(diǎn) 跳至 R2 = Rst2+Rst1+r2所對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性 Ac上的 c點(diǎn)， 且該點(diǎn)的轉(zhuǎn)矩正好等于最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 Tstl；然后再逐級(jí)切 除 Rst Rst1，上述全部過(guò)程如圖 a所示，最后將穩(wěn)定運(yùn)行 于固有機(jī)械特性的 h點(diǎn) (對(duì)應(yīng)的加速過(guò)程如圖 438b所示 )。同時(shí) KA4通電，為 KM1～ KM3通電作準(zhǔn)備。 若無(wú) KA4，則當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流由零上升，在尚未達(dá) 到其吸合電流時(shí)，電流繼電器 KAl～ KA3未吸合，將使 KMl ～ KM3同時(shí)通電吸合，將轉(zhuǎn)子電阻全部短接，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行 直接起動(dòng)。 二、轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動(dòng) 三相繞線轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)的 缺點(diǎn) ： ，電流與轉(zhuǎn)矩突然增大，產(chǎn)生一定 的機(jī)械沖擊； ，控制箱體積較大。三個(gè) 線圈聯(lián)成 星形 ，并與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組相聯(lián)。從而 限制了起動(dòng)電 流 ，提高了 轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù) ， 增大了起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 。 應(yīng)用場(chǎng)合 ：適用于 反接制動(dòng) 和 需要頻繁正反轉(zhuǎn)工作 的機(jī)械。 圖中 KM1為線路接觸器， KM2為短接頻敏變阻器接觸 器， KT1為起動(dòng)時(shí)間繼電器， KT2為防止 KA3在起動(dòng)時(shí)誤動(dòng) 作的時(shí)間繼電器 ,KAl為起動(dòng)中間繼電器， KA2為短接 KA3的 中間繼電器， KA3為過(guò)電流繼電器， RD紅色信號(hào)燈為電源 指示燈， GN綠色信號(hào)燈為起動(dòng)結(jié)束，進(jìn)入正常運(yùn)行指示 燈， QF為斷路器， TA為電流互感器。 同時(shí)使 KT2線圈失電分?jǐn)唷? 第八節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng) 異步電動(dòng)機(jī)的 電磁制動(dòng)狀態(tài) ： 電磁轉(zhuǎn)矩 Tem與電樞轉(zhuǎn)向 n 相反 ，電機(jī)的機(jī)械特性處在第 Ⅱ 和第 Ⅳ 象限內(nèi)。 一、能耗制動(dòng) (一 )能耗制動(dòng)基本原理 將定子繞組從三相交流電源上斷開(kāi)，立即 加上直流勵(lì) 磁 ，產(chǎn)生一個(gè) 靜止的磁場(chǎng) ，而轉(zhuǎn)子由于慣性繼續(xù)按原方向 在靜止磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁力線在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) （由右手定則判斷），產(chǎn)生電流。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)停車(chē)后，應(yīng)切斷直流電源，否則將會(huì)燒壞定 子繞組 。 缺點(diǎn) ：轉(zhuǎn)速較低時(shí)，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較小， 制動(dòng)效果不理想 。 圖 445 時(shí)間原則控制電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)電路 2．按速度原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)電路 電路工作情況：電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，速度繼電器的正 轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)觸頭 KV1或 KV2閉合，為停車(chē)接通 KM3實(shí)現(xiàn)能 耗制動(dòng)作準(zhǔn)備。而速度原則控制較為適合能夠通過(guò)傳動(dòng)系 統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速變換的生產(chǎn)機(jī)械。 該機(jī)械特性處于第 Ⅱ 象限。 111 ?????nnns圖 447 電源反接制動(dòng) a)原理圖 b)機(jī)械特性 （二）電源反接制動(dòng)控制電路 1．單向運(yùn)行反接制動(dòng)控制電路 電路工作情況：按下停止按鈕 SB1， KM1線圈斷電釋 放、其主觸頭斷開(kāi)，切除三相交流電源，電動(dòng)機(jī)以慣性旋 轉(zhuǎn)。 （ 2）按下停止按鈕， KM KM3相繼斷電，電動(dòng)機(jī)脫 離正相序電源并串入電阻。 圖 449 電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行反接制動(dòng)電路 （三）倒拉反接制動(dòng) 適用于將重物均勻低速下放 。由于 TbTL，系統(tǒng)開(kāi)始減 速，待到 n為零時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩 T仍小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL，重物迫 使轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由正變負(fù)，此時(shí) T0而 n0，電動(dòng)機(jī) 開(kāi)始進(jìn)入反接制動(dòng)狀態(tài)。 制動(dòng)原