三相异步电路

A. 三相异步电动机电路，如何起动和停止。请回答详细的过程

按下SB1，KM线圈带电，与SB1并联的辅助接点闭合，实现自保，此时松开SB1，KM线圈仍有电，KM三个主触头接通电机三相电源，电机工作。按SB2，其常闭触点断开，KM失电，同时其辅助触点断开，解除自保，此时SB2再松开(触点闭合)，KM仍然无电，其主触头断开电机三相电源，电机停止运转。

B. 三相交流异步电动机的控制电路

1. 启动控制
三相异步电动机从接通电源开始运转，转速逐渐上升直到稳定运转状态，这一过程称为启动。按照启动方式不同，它可以分为直接启动和降压启动。
直接启动的启动电流大，对供电变压器影响较大，容量较大的鼠笼异步电动机一般都采用降压启动。降压启动就是将电源电压适当降低后，再加到电动机的定子绕组上进行启动，待电机启动结束或将要结束时，再使电动机的电压恢复到额定值。这样做的目的主要是为了减小启动电流，但是因为降压，电动机的启动转矩也将降低。因此，降压启动仅适用于空载或轻载启动。
1） 直接启动
i. 采用开关直接启动：采用开关直接启动的电路仅适用于不频繁启动的小容量电动机，它不能实现远距离控制和自动控制，也不能实现零压、欠压和过载保护。
ii. 采用接触器点动控制：采用接触器点控制电路，可控制容量稍大或者启动频繁的电动机，并且实现“一点就动，松开不动”的功能。
iii. 采用接触器长动控制：采用接触器长动控制的电动机，在按下启动按钮后，电动机开始运转，因为具有自锁触点，所以如果想让电机停转，必须按下停止按钮。
iv. 长动与点动混合控制：如果电动机既要点动控制，又要连续运转控制，那么可以结合一下，采用三个按钮和自锁触点，实现点动与长动运转控制。
2） 降压启动
i. 定子绕组串电阻（电抗器）降压启动：电动机启动时，在三相定子电路中串入电阻，使电动机定子绕组电压降低，限制了启动电流，待电动机转速上升到一定值后，将电阻切除，使电动机在额定电压下稳定运行。
ii. 星形三角形降压启动：
星形三角形降压启动是指电动机启动时，把定子绕组接成星形，以降低启动电压，限制启动电流；待电动机启动后，再把定子绕组改接成三角形，使电动机从起运行。凡是在正常运行时定子绕组做成三角形连接的异步电动机，均可用这种降压方法。电动机启动时，接成Y形，加在每相定子绕组上的启动电压只有三角形接法的，启动电流为三角形接法的1/3，启动转矩也只有三角形接法的1/3。所以这种降压启动方法，只适用于轻载或空载下启动。
iii. 自耦变压器降压启动：
自耦降压启动是在启动时将电源电压加在自耦变压器的原边绕组上，电动机的定子绕组与自耦变压器的副边绕组连接，当电动机的转速达到一定值时，将自耦变压器切除，电动机直接与电源相接，在正常电压下运行。
在交流异步电动机的诸多调速方法中，变频调速的性能最好，其特点是调速范围大、稳定性好、运行效率高。
2. 正反转控制
根据电机学原理，只要把接到三相异步电动机的三相交流电源线中的任意两相对调，即可以实现反转。
正反转控制方法主要有以下四种：
1) 手动控制
2) 接触器互锁控制
3) 按钮互锁控制
4) 接触器与按钮双重互锁控制
3. 制动控制
三相电动机在切断电源后，由于惯性，总要经过一段时间才能完全停止。有时候，要求电机在断电后能迅速停止运转，这就需要对电动机进行制动。
制动方法大致可分机械制动和电气制动两类。常用的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离合器两种。电气制方法有反接制动、能耗制动、回馈制动和电容制动等。
1) 反接制动控制线路
反接制动是将运动中的电动机电源反接（即将任意两根线接法交换）以改变电动机定子绕组中的电源相序，从而使定子绕组的旋转磁场反射，转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停转。
在这种制动方式中，有一个问题值得注意：当电机转速接近零时，如不及时切断电源，则电动机将会反向旋转。为此必须采取相应措施保证当电机转速被制动到接近零时迅速切断电源防止其反转。一般的反接制动控制线路中常利用速度继电器进行自动控制。
2) 能耗制动控制线路
能耗制动控制电路是当电动机停车后，立即在电动机定子绕组中通入两相直流电源，使之产生一个恒定的静止磁场，由运动的转子切割该磁场后，在转子绕组中产生感应电流。这个电流又受到静止磁场的作用产生电磁力矩，产生的电磁力矩的方向正好与电动机的转向相反，从而使电动机迅速停转。应用较多的有变压器桥式整流单向运转能耗制动。能耗制动的优点是制动准确能量消耗小，冲击小；缺点是需附加直流电源，制动转矩小。
4. 变频调速控制
调速就是指让电动机在同一负载下能得到不同的转速，以满足实际需要。改变电动机转速有三种可能：一是变频调速，二是变极调速，三是变转差率调速。

C. 三相异步电动机的电路

三相异步电动机由转子部分和定子部分组成；电路主要由一次回路和二次回路组成，一次回路含电源开关、熔断器、热继电器主接点、交流继电器主接点、电线（导线）电动机、PE线等组成，二次回路由熔断器、热继电器辅助接点、交流继电器辅助接点和线圈、控制按钮等组成。具体要看电动机大、小、类型，负载要求点、使用环境等情况来定。
这样可以么？

D. 三相异步电机其他控制电路心得体会

第一个是三相异步电动机控制电路的连接。

这个看似简单的实验，其实没想象中的简单。为了做好这个实验，我们要经过不断的尝试，试错。不过我觉得收获还是很丰厚的，通过这个实训我们掌握了控制电路的接线及检查方法；通过学习低电压电器的有关知识，我们了解了控制电路基本环节的作用，并掌握了三相异步电动机的几种起动控制电路的工作原理。

在实验中有许多要注意的地方，第一，连接线路前要检查元件是否故障，空气开关螺钉连接处是否松脱，能否实现短路、过载等保护；接触器螺钉是否松脱，线圈是否松动，通电运行时是否会过热；控制按钮触点接触是否良好。第二，线路连接过程中避免粗心大意，开关控制按钮有常开常闭两对触点，接线时将两者弄混，可能会导致电路无法正常工作。第三，接线时部分铜导线不能有裸露在外的部分，否则连接机械强度低，或端排螺丝紧固程度不够，导线易脱落，发生短路或触电事故。第四，整体接线分布要有条理，否则不易查线和检修。尽量使用长度适宜的导线，减少导线数量。

这个部分我最大的感触就是要有心细、谨慎的工作作风，在接线的时候一定要保持注意力高度集中，哪里接错了一根线都不会出效果，同时还要有耐心，面对越来越多的接线，不要有怕麻烦的心理，思路不要乱，对照电路图耐心细致地接好每一根线。接好线路后再仔细检查一遍，确定无误后再交付老师评分。我们不仅要会接电路，还要会知晓原理，为什么要这么接，弄清了原理再去接线就会有理论指导，有理有据，而且也更不易出错。

电机及拖动基础对于我们专业的学生来说是一门非常重要的专业基础课，我们学习的大部分专业课都与它有着紧密的联系，所以可以说电机及拖动基础这门课不仅仅对于我们学习专业课有着重要意义，对于我将来的工作也很重要。电机控制实习让我提前了解了电机的控制方法，结合了理论和实际。
在电机控制接线过程中使我懂得了互助合作的重要性。接线工作不是一个人的事情，也是一个人需要较长时间才能完成的，通过与搭档的合作可以取长补短使自己学到更多的知识，并且使工作变的事半功倍。团队精神，互帮互助，这是保证自己成功的最重要的因素之一。

E. 三相异步电动机电路有什么工艺要术

三相异步电动机电路的工艺要求：按照电机的绝缘等级，选用维修用材料，包括电磁线，槽绝缘，端部绝缘，电机引线，接线柱绝缘，绝缘漆等，绕线时，选用合适的绕线模，不要使线圈过大，既浪费铜线又不好装配，下线过程中，不能划伤电磁线绝缘层及槽绝缘。

三相异步电动机的结构

根据转子绕组的不同的形式，我们把三相异步电动机分为鼠笼式型的三相异步电动机和绕线型的三相异步电动机，定子由机座，定子铁芯，定子绕组，转子由转子铁芯，转子绕组，以及相应的轴和轴承所组成。

要注意线圈的引出线端，应嵌放在机壳的出线孔一侧。为了嵌线方便和防止出差错，一般嵌线时习惯上要面向机座出线孔的对面，嵌线时，应将线圈宽度捎压缩，先嵌靠身体一侧的线圈有效边未拉入的导线可用划线板划入槽内，要使槽内导线平整服贴，不能太乱和交叉太多。

当槽内部分导线有凸起或槽满率较高时，可把压线板从槽的一端插入，用小锤轻敲压线板背部，边敲边移，把槽内导线压实压平，盖上槽盖绝缘打入槽锲，为了使暂不嵌入线圈的另一有效边，不影响其他线圈边的嵌线，可用线绳将其绑在膛内吊起来，或用破布等暂时垫起。

F. 三相异步电动机原理

三相异步电动机是靠同时接入380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动机。 三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。其拥有结构简单、运行可靠、价格便宜等优点。

工作原理
当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

基本结构
三相异步电动机由固定的定子和旋转的转子两个基本部分组成，转子装在定子内腔里，借助轴承被支撑在两个端盖上。为了保证转子能在定子内自由转动，定子和转子之问必须有一间隙，称为气隙。电动机的气隙是一个非常重要的参数，其大小及对称性等对电动机的性能有很大影响。
定子
定子由定子三相绕组、定子铁心和机座组成。

定子三相绕组是异步电动机的电路部分，在异步电动机的运行中起着很重要的作用，是把电能转换为机械能的关键部件。定子三相绕组的结构是对称的，一般有六个出线端U1、U2、V1、V2、W1、W2，置于机座外侧的接线盒内，根据需要接成星形（Y）或三角形（△），

定子铁心是异步电动机磁路的一部分，由于主磁场以同步转速相对定子旋转，为减小在铁心中引起的损耗，铁心采用0.5mm厚的高导磁硅钢片叠成，硅钢片两面涂有绝缘漆以减小铁心的涡流损耗。

机座又称机壳，它的主要作用是支撑定子铁心，同时也承受整个电动机负载运行时产生的反作用力，运行时由于内部损耗所产生的热量也是通过机座向外散发。中、小型电动机的机座一般采用铸铁制成。大型电动机因机身较大浇注不便，常用钢板焊接成型。

转子
异步电动机的转子由转子铁心、转子绕组及转轴组成。

转子铁心也是电动机磁路的一部分，也是用硅钢片叠成。与定子铁心冲片不同的是，转子铁心冲片是在冲片的外圆上开槽，叠装后的转子铁心外圆柱面上均匀地形成许多形状相同的槽，用以放置转子绕组。

转子绕组是异步电动机电路的另一部分，其作用为切割定子磁场，产生感应电势和电流，并在磁场作用下受力而使转子转动。其结构可分为笼型绕组和绕线式绕组两种类型。这两种转子各自的主要特点是：笼型转子结构简单，制造方便，经济耐用；绕线式转子结构复杂，价格贵，但转子回路可引入外加电阻来改善起动和调速性能。

笼型转子绕组由置于转子槽中的导条和两端的端环构成。为节约用钢和提高生产率，小功率异步电动机的导条和端环一般都是融化的铝液一次浇铸出来的；对于大功率的电动机，由于铸铝质量不易保证，常用铜条插入转子铁心槽中，再在两端焊上端环。笼型转子绕组自行闭合，不必由外界电源供电，其外形像一个笼子，故称笼型转子，如图4所示。

气隙
异步电动机的气隙是很小的，中小型电动机一般为0.2～2mm。气隙越大，磁阻越大，要产生同样大小的磁场，就需要较大的励磁电流。由于气隙的存在，异步电动机的磁路磁阻远比变压器为大，因而异步电动机的励磁电流也比变压器的大得多。变压器的励磁电流约为额定电流的3%，异步电动机的励磁电流约为额定电流的30%。励磁电流是无功电流，因而励磁电流越大。

G. 三相异步电动机的电路主要由哪两部分组成

三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

H. 试设计三相异步电动机的正反转控制电路(画出主电路和控制电路);并写出工作原理

电路图和控制电路综合图：

原理：

图中使用了2个分别用于正转和反转的电磁接触器KM1、KM2，对这个电动机进行电源电压相的调换。此时，如果正转用电磁接触器KM1，电源和电动机通过接触器KM1主触头，使L1相和U相、L2相和V相、L3相和W相对应连接，所以电动机正向转动。

如果接触器KM2动作，电源和电动机通过KM2主触头，使L1相和W相、L2相和V相、L3相和U相分别对应连接，因为L1相和L3相交换，所以电动机反向转动。

(8)三相异步电路扩展阅读：

三相异步电动机正反转控制：

主要电气元件:按钮开关3个，接触器2个，热过载1个，最好加3个熔断器为保护3条火线用。

电机要实现正反转控制，将其电源的相序中任意两相对调即可(我们称为换相)，通常是V相不变，将U相与W相对调，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序。

接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。由于将两相相序对调，故须确保二个KM线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。

三相异步电动机正反转控制的安全措施：

电动机的正反转控制操作中，如果错误地使正转用电磁接触器和反转用电磁接触器同时动作，三相电源的L1相和L3相的线间电压，通过反转电磁接触器的主触头，形成了完全短路的状态。

所以会有大的短路电流流过，烧坏电路。所以，为了防止两相电源短路事故，接触器KM1和KM2的主触头决不允许同时闭合。

I. 三相异步电动机是接三根相线的，请问它是怎么构成回路

三相异步电动机构成回路的方式是：
三相之间可以两两构成回路。因为三项之间都是有相位差的，所以也就存在电势差，将两项负载后，就能形成回路。

三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。

J. 画出三相异步电动机正反转动控制电路电路图并说明原理

电路图如下：

在上图中，用两个起保停电路来分别控制电动机的正转和反转。按下正转启动按钮SB2，X0变ON，其常开触点接通，Y0的线圈“得电”并自保。使KM1的线圈通电，电机开始正转运行。按下停止按钮SB1，X2变ON，其常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，电动机停止运行。

在上图中，将Y0与Y1的常闭触电分别与对方的线圈串联，可以保证他们不会同时为ON，因此KM1和KM2的线圈不会同时通电，这种安全措施在继电器电路中称为“互锁”。

除此之外，为了方便操作和保证Y0和Y1不会同时为ON，在梯形图中还设置了“按钮互锁”，即将反转启动按钮X1的常闭点与控制正转的Y0的线圈串联，将正转启动按钮X0的常闭触点与控制反转的Y1的线圈串联。

设Y0为ON，电动机正转，这是如果想改为反转运行，可以不安停止按钮SB1，直接安反转启动按钮SB3，X1变为ON，它的常闭触点断开，使Y0线圈“失电”，同时X1的敞开触点接通，使Y1的线圈“得电”，点击正转变为反转。

(10)三相异步电路扩展阅读

图中FR是作过载保护用的热继电器，异步电动机长期严重过载时，经过一定延时，热继电器的常开触点断开，常开触点闭合。

其常闭触点与接触器的线圈串联，过载时接触其线圈断电，电机停止运行，起到保护作用。有的热继电器需要手动复位，即热继电器动作后要按一下它自带的复位按钮，其触点才会恢复原状，及常开触点断开，常闭触点闭合。

这种热继电器的常闭触点可以像图2那样接在PLC的输出回路,仍然与接触器的线圈串联，这反而可以节约PLC的一个输入点。