《機(jī)電傳動(dòng)控制》教案

機(jī)電傳動(dòng)控制教學(xué)進(jìn)程2233445566778899121212121212121212121212121212222222222222222222222222222222）：重點(diǎn)：機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程、各種參考資料傳動(dòng)的分類（按機(jī)械動(dòng)能傳遞方法）b.杠桿如：自行車驅(qū)動(dòng)力、鏈傳動(dòng)d.機(jī)構(gòu)等剎車、連桿機(jī)構(gòu)傳遞力或力矩b.液力傳動(dòng)（3）機(jī)電傳動(dòng)(電力拖動(dòng))（4）另外還有其它的傳動(dòng)方式。注：有時(shí)，在一個(gè)生產(chǎn)機(jī)械中由幾種傳動(dòng)形式聯(lián)合工作。2.機(jī)電傳動(dòng)－（本課程研究的內(nèi)容）以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)服務(wù)對象：各種生產(chǎn)機(jī)械—————電動(dòng)機(jī)—————————生產(chǎn)機(jī)械它是一種由電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的傳動(dòng)系統(tǒng)，所以有時(shí)也稱為電力傳動(dòng)或電力拖動(dòng)本課程所研究的就是這二部分內(nèi)容。傳動(dòng)及控制所以課程名稱叫《機(jī)電傳動(dòng)控制》4.機(jī)電傳動(dòng)控制的任務(wù)———控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，實(shí)現(xiàn)具體的工作要求舉例：天車的吊起、制動(dòng)機(jī)床切削過程電梯平穩(wěn)升降及定位軋機(jī)的換向等b.單電機(jī)拖動(dòng)c.多電機(jī)拖動(dòng)三個(gè)階段從控制系統(tǒng)的功率器件上分類：a.接觸器和繼電器時(shí)代b.電機(jī)放大機(jī)及磁放大機(jī)時(shí)代c.可控硅（晶閘管）另外，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，又出現(xiàn)了b.數(shù)字控制（數(shù)控機(jī)床）1.《機(jī)械電子》專業(yè)是一個(gè)以機(jī)為主機(jī)電結(jié)合的專業(yè),課程設(shè)置（具了解）基本上是這樣的《電路基礎(chǔ)》《模擬電子》《數(shù)字電子》計(jì)算機(jī)技術(shù)《機(jī)電傳動(dòng)控制》包括了所有應(yīng)掌握的強(qiáng)電內(nèi)容用以上四門課程取代了機(jī)械專業(yè)的《電工學(xué)》課程。（1）電機(jī)原理及特性:交、直、特殊、（2）電器及控制：接觸器，繼電器;保護(hù)及控制器（4）可控硅原理及應(yīng)用:晶閘管（5）調(diào)速系統(tǒng):實(shí)踐性比較強(qiáng)與生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系較強(qiáng)（教學(xué)實(shí)驗(yàn)）教學(xué)實(shí)驗(yàn)建議開八個(gè)實(shí)際開出了五個(gè)我們目前條件可開六個(gè)但學(xué)時(shí)數(shù)的關(guān)系開五個(gè)三～七章十一、十二章十三章1.對于一個(gè)電動(dòng)機(jī)輸出軸上的運(yùn)動(dòng)情況有Tm電機(jī)的輸出扭矩TL電機(jī)的負(fù)載扭矩J轉(zhuǎn)動(dòng)慣量2.意義：Tm與TL之差將產(chǎn)生加速度TmTmTmTm升：Tm為正，TL正機(jī)械特性：生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)軸（電機(jī)軸）上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速之間的函數(shù)關(guān)系。分為以下幾種特點(diǎn)：負(fù)載轉(zhuǎn)矩為常數(shù)，TL＝C可分為:反抗（摩擦）位能方向一定與n同號(hào)（總制動(dòng)）nTLnTLnTL反抗轉(zhuǎn)矩位能轉(zhuǎn)矩離心風(fēng)機(jī)特性nTTTLLL直線型恒功率型當(dāng)電動(dòng)機(jī)作為生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)（動(dòng)力源）時(shí)，兩個(gè)函數(shù)中的n為同一個(gè)參數(shù)。在運(yùn)行中由運(yùn)動(dòng)方程式可知，要想穩(wěn)定運(yùn)行，速度應(yīng)勻速不變及TL＝Tm時(shí)及是穩(wěn)定的一個(gè)條件,所以系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件之一是1、電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線應(yīng)有交點(diǎn)1、電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性曲線應(yīng)有交點(diǎn)1a1ab另外，應(yīng)有抗干擾能力:當(dāng)有外來干擾時(shí)會(huì)引起n變化當(dāng)干擾消失后，n應(yīng)恢復(fù)原狀態(tài)所以另一個(gè)穩(wěn)定條件是:2、當(dāng)有外加干擾使n變化時(shí)，干擾消除后n應(yīng)能自行恢復(fù)到原狀態(tài)。這件條件的判斷原則是:a點(diǎn)，當(dāng)n↑時(shí)Tm↓—Tm'b點(diǎn)，當(dāng)n↑時(shí)Tm↑—Tm''aanbmLm所以n↓）：教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料b直流，交流、步進(jìn)特點(diǎn)：直流電動(dòng)機(jī)：可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速（優(yōu)點(diǎn)）,在傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)中應(yīng)用多交流電動(dòng)機(jī)：簡單、便宜、但調(diào)速復(fù)雜步進(jìn)電動(dòng)機(jī)：用脈沖工作、易于數(shù)字控制直流發(fā)電機(jī)：一般用來為直流電動(dòng)機(jī)配套；但可控硅取代很多的發(fā)電機(jī)主要部件：勵(lì)硅繞組（定子線圈）用來產(chǎn)生磁場電樞繞組（轉(zhuǎn)子線圈）通有工作電流換向器保持電樞繞組的電流方向不變鐵芯（定子、轉(zhuǎn)子）導(dǎo)磁及支撐其它：略以單個(gè)電樞繞組線圈為例說明一、發(fā)電機(jī)（根據(jù)右手定則）勵(lì)磁繞組通電產(chǎn)生一磁場>A點(diǎn)總與N極側(cè)的一邊相連>B點(diǎn)總與N極側(cè)的一邊相連>轉(zhuǎn)子（電樞線圈）由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，>這時(shí)，N邊切割磁力線產(chǎn)生電勢指向外S邊切割磁力線產(chǎn)生電勢指向內(nèi)當(dāng)有負(fù)載RL時(shí)，就產(chǎn)生電流I二、電動(dòng)機(jī)（根據(jù)左手定則）>在AB兩點(diǎn)加電壓，在電樞中產(chǎn)生電流I>則N邊受力,S邊反向受力，形成轉(zhuǎn)矩T＝KmΦIa>電樞轉(zhuǎn)動(dòng)后，切割磁力線產(chǎn)生反電勢E＝KeΦn注:在發(fā)電機(jī)中E＝KeΦn是輸出電勢在電動(dòng)機(jī)中Tm＝KmΦIa為輸出動(dòng)力M對于直流電機(jī)按其勵(lì)磁方法分為以下幾種情況:他勵(lì)：磁繞組有獨(dú)立的電源與電樞無關(guān)并勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞并聯(lián)串勵(lì)：勵(lì)磁繞組與電樞串聯(lián)復(fù)勵(lì)：有串也有并勵(lì)由于獨(dú)立Uf,If所以負(fù)載電流I＝電樞電流Ia當(dāng)If小時(shí)直線（不飽和）If大時(shí)，彎曲（開始飽和）If更大，平直（飽和，Φ不變）3.外特性曲線1.電原理圖：所以Ia≈I2.電壓建立過程由于事先沒有勵(lì)磁電壓U所以If＝0當(dāng)電樞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，沒有磁場所以不會(huì)產(chǎn)生E。并勵(lì)發(fā)電應(yīng)滿足以下幾個(gè)條件（2）勵(lì)磁磁場與剩磁場的方向相同電壓建立起來（3）Rf不能太大兩方面，一方面是線圈電阻，一是外接電阻3.并勵(lì)發(fā)電機(jī)的工作點(diǎn)一方面是空載曲線一方面是是勵(lì)磁電流曲線共同決定當(dāng)飽和彎曲后產(chǎn)生交點(diǎn)4.外特性并勵(lì)I(lǐng)fb=U/Rfb所以，復(fù)勵(lì)發(fā)電機(jī)在一定的工作范圍內(nèi)外特性比較平坦If直流電動(dòng)機(jī)由分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和變勵(lì)>電原理圖由電路原理公式，推導(dǎo)出=n0-Δn說明：n0與輸出轉(zhuǎn)扭T無關(guān)所以稱為理想空載轉(zhuǎn)速;而Δn反映負(fù)載對轉(zhuǎn)速的影響,是負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速誤MIaUE 差>機(jī)械特性:RR+UI不變時(shí)轉(zhuǎn)速(n)與扭矩(T)的關(guān)系曲線IfMUI由上式可知機(jī)械特性如圖Rf>機(jī)械特性硬度:β=dT/dn對于電機(jī)按值分類如下:軟β<10三種在生產(chǎn)中都有應(yīng)用>機(jī)械特性分固有機(jī)械特性和人為機(jī)械特性固有：在額定條件下（n）與(T)的關(guān)系人為：人為改變參數(shù)時(shí)得到的機(jī)械特性,如改變U，串聯(lián)電阻R等n0TnTnn由T（二）人為機(jī)械特性n這時(shí)n0不變，而Δn則增加，特性如圖nn0Un0n=T這時(shí)n0受電壓變化而改變，而Δn則因與電壓無關(guān)所以不變，特性如圖T由于磁飽和和線圈的原因只能減小Φ由2>當(dāng)Φ下降時(shí)n0上升,同時(shí)Δn也增加LLL>所以Φ↓不能太多這時(shí)Ia=If從而有起動(dòng)扭矩大用于吊車電車的驅(qū)動(dòng)有串，他(并)勵(lì)兩個(gè)繞組具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，可根據(jù)要求來設(shè)計(jì)，串、并磁場強(qiáng)度來達(dá)到所需的值nMEUIa=If_T直流電機(jī)的基本工作原理、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)教學(xué)要求：掌握直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性、調(diào)速特性和制動(dòng)特性重點(diǎn)：直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性、調(diào)速特性和制動(dòng)特性難點(diǎn)：直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性、調(diào)速特性和制動(dòng)特性參考資料啟動(dòng)初期n=0;E=KeΦn=0（反電動(dòng)勢）結(jié)果可能會(huì)引起（2）產(chǎn)生很大的力矩，對負(fù)載產(chǎn)生沖擊（3）電路的保護(hù)器無法設(shè)計(jì)2.所以一般的直流電動(dòng)機(jī)不允許直接啟動(dòng)在啟動(dòng)時(shí)設(shè)法限制電樞電流一般的有以下兩種方法（1）降壓啟動(dòng)使U從小到大逐漸增加到U（2）電樞回路串聯(lián)電阻啟動(dòng)注:對于降壓啟動(dòng)需要電源電壓可調(diào)。3.電樞串聯(lián)電阻啟動(dòng)KK段（串聯(lián)MEQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up12(阻）),當(dāng))啟動(dòng)IfMEU時(shí)KMRfIa_時(shí)從T開始按a變化當(dāng)?shù)絋時(shí)，KM合，由于n不能突變，所以從A到B點(diǎn)產(chǎn)生沖擊T較大，這時(shí)，有較大的Ia和T如圖所示IfRfKKKMMM+ME UIaME 是指電動(dòng)機(jī)的外負(fù)載（T）不變的情況下，人為的改變電動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)，使工作速度發(fā)n速度調(diào)節(jié)：因生產(chǎn)機(jī)械提出的變速要求：如汽車、車床TTLTTL'速度變化：由于T的變化引起（系統(tǒng)的特性決定）例如：自行車調(diào)整變速器（變速比）LLLLn＝——-所以調(diào)速的方式可以有以下三種，變電壓U;變磁通;變電阻Rn在電樞回路中串聯(lián)電阻Rd改變其機(jī)械特性，引起調(diào)速nL不同nnT4、不易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速(大功率變阻器Tn5、調(diào)速的設(shè)備比較簡單（分級(jí)調(diào)節(jié)）nU1U1TTLTTL所以β不變，是一組平行線2、不同的TL時(shí)，調(diào)速范圍一樣(Δn）4、通過專門的電源，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速5、啟動(dòng)不需其它的設(shè)備（用降既可實(shí)現(xiàn)〕6、電源設(shè)備，需要專門設(shè)計(jì)，現(xiàn)已配套用直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速中，主要采用這種形式由電機(jī)人為特性可知：可以改變勵(lì)磁電流If特點(diǎn)：1、只能弱磁調(diào)速(φ↓)可以無級(jí)變速,調(diào)速范圍在額定nΝ之上3、調(diào)速范圍不大,受電機(jī)的允許最高轉(zhuǎn)速限制（機(jī)械，換向器等）4、適用于恒功率調(diào)節(jié)F拖動(dòng)(電動(dòng)):驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)動(dòng)(工作)制動(dòng):制止負(fù)載運(yùn)動(dòng)(減速)制動(dòng)的用途:快速停車,與位能轉(zhuǎn)矩平衡,精確定位.分類:反饋制動(dòng),反接制動(dòng),能耗制動(dòng).原理:當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在反饋制動(dòng)狀態(tài)時(shí),n>n0,位于二四相限TM反方向n=n0+Δn特點(diǎn):轉(zhuǎn)速較高.舉例說明:放下重物原理:將電源反接產(chǎn)生制動(dòng)(短時(shí))時(shí)間長會(huì)引起反轉(zhuǎn)n二.倒拉反接制動(dòng)原理:增大Ra,交點(diǎn)在四相限,反轉(zhuǎn)時(shí)才輸出足夠的扭矩Tm與負(fù)載平衡(位能扭矩)舉例:提升重物原理:樞斷電后,串聯(lián)電阻短路連接.特點(diǎn):調(diào)整電阻大小可改變制動(dòng)性能舉例:反抗轉(zhuǎn)矩不會(huì)反向啟動(dòng)位能轉(zhuǎn)矩速度穩(wěn)定R1位能轉(zhuǎn)矩速度穩(wěn)定R1重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)的工作原理、機(jī)械特性、啟動(dòng)特性難點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)的工作原理、機(jī)械特性、啟動(dòng)特性教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料>交流電機(jī)分：異步電動(dòng)機(jī):三相>異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、便宜,是應(yīng)用最多的一種電動(dòng)機(jī)>同步電動(dòng)機(jī)：特性絕對硬β→∞,可以作為發(fā)電機(jī)使用定子、中間裝有定子繞組及定子、鐵芯、外殼轉(zhuǎn)子、有的裝繞組（有的是籠式）其它參見書略工作原理：基于定子線圈能夠產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，假設(shè)有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場來分析>轉(zhuǎn)子則切割磁力線而產(chǎn)生電流（右手定電流I方向）nNFFS0>電流在磁場中切割磁力線而產(chǎn)生力及力矩（左手定方向）>它與nNFFS0原因：轉(zhuǎn)子力矩Tm＝KmφIZ其中φ為旋轉(zhuǎn)磁場磁通φ轉(zhuǎn)子電流IZ=eZ/RZ其中RZ為轉(zhuǎn)子電阻φ力線的相對轉(zhuǎn)速0稱為理想空載轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）>由以上分析可知Δn=n0-n不等于0是保證交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)重要條件所以稱為異步電>對于一般的異步電機(jī)（籠型）轉(zhuǎn)子電阻RZ很小所以只需不大的S就能產(chǎn)生大的IZ和Tm以上是基于在電機(jī)中有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場為根據(jù)分析的，這一節(jié)我們分析旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生一、由于三相電源，所以定子中有三相繞組（120夾角）由圖分析當(dāng)電角度ωt＝0時(shí)的合成磁場方向?yàn)?當(dāng)ωt＝0iA=0;iΒ=-A;iC=A磁場位置0度當(dāng)ωt＝120iA=A;iΒ=0;iC=-A磁場位置轉(zhuǎn)依此類推下去，可知當(dāng)三相交流電在定子繞組中產(chǎn)生三相電流后，則三相繞組電流的合成磁場是旋轉(zhuǎn)的。AAiAiBiCAAYiYZZXXZIπBBBB3X二、旋轉(zhuǎn)磁場的方向AAYCXBZYCAXZBYCAXZBAZYZBBX于ABC三繞組如果將任意兩根對調(diào)，則經(jīng)分析可知向反方向旋轉(zhuǎn)（請同學(xué)自己分析）作業(yè)>對于交流異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)需要反向時(shí)只需對調(diào)兩根電源線既可（三根中任意）三、旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)與旋轉(zhuǎn)速度1、上面討論時(shí)在電機(jī)中有一對磁極（二極）它的極對數(shù)為p＝1這時(shí)電流變化一個(gè)周期，磁場轉(zhuǎn)一圈所以:磁場旋轉(zhuǎn)速度（同步）為各自串聯(lián)時(shí)，如圖這時(shí)各相繞組夾角60所以這時(shí)磁場旋轉(zhuǎn)速度=60f/2=1500{r/min}所以當(dāng)電源變化一個(gè)周期時(shí)，磁場只轉(zhuǎn)半圈既圈/2極對數(shù)及極數(shù)：極對數(shù)p極數(shù)（磁極數(shù)2p0人們通常以極數(shù)稱呼電機(jī)，各種極數(shù)的電機(jī)的n0在三相電機(jī)的接線盒中有六個(gè)端子D1、D2、D3、D4、D5、D6對于電動(dòng)機(jī)有星形（Y）和三角形接法(Δ)對于星形Y對于Δ形對于一個(gè)電動(dòng)機(jī)應(yīng)根據(jù)銘牌和電源決定接法電機(jī)繞組是220V時(shí)，應(yīng)Y接法一般的銘牌都給出了接法及對應(yīng)電壓過程略:結(jié)論:轉(zhuǎn)子電流頻率f2=Sf1轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢有效值切割旋轉(zhuǎn)磁場速度Δ0啟動(dòng)時(shí)S=1E=4.44SfNΦ=4.44fNΦ常數(shù)轉(zhuǎn)子功率因數(shù)COSφ=R/222.額定功率:PN3.額定電壓:UN4.額定頻率:fN5.額定電流:IN6.額定轉(zhuǎn)速:nN7.工作方式:連續(xù),短時(shí)重復(fù),短時(shí)NN13.線繞轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)靜止電壓和電流電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩{P}N.M=9.55{P}W/{n}r/min所以要研究電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性T－n的關(guān)系在每一磁極下面的轉(zhuǎn)子導(dǎo)線電流同方向在每一磁極下面的導(dǎo)線電流一半對一半**（一般的籠型電機(jī)的轉(zhuǎn)子電感比較?。┛煞譃楣逃袡C(jī)械特性和人為機(jī)械特性一、固有機(jī)械特性在額定條件下（電壓、頻率、接線方式）電機(jī)的固有T－n特性曲線對于曲線如圖它由四個(gè)特殊點(diǎn)決定稱為理想空載工作點(diǎn)n=n0額定工作點(diǎn)TNNnN電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min）SN額定轉(zhuǎn)差率S＝0.06~0.015啟動(dòng)工作點(diǎn)，這時(shí)X20為轉(zhuǎn)子靜止電抗（1）電源電壓，U影響較大，U波動(dòng)，T平方關(guān)系變化一般用啟動(dòng)能力系數(shù)λst來表示電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力的好壞異步電機(jī)工作的條件是啟動(dòng)Tst≥負(fù)載TL臨界工作點(diǎn)由于TT∝U2所以電源波動(dòng)對扭矩最大值影響很大在電機(jī)工作過程中：負(fù)載變化（沖擊）不能>Tm二、人為機(jī)械特性這時(shí)曲線變化如圖右2、定子電路串電阻電抗（感）這時(shí)由于阻抗的分壓作用使得U下降所以與上面區(qū)別是阻抗分壓與電流大小有關(guān)，這時(shí)定子電壓是變化的（1）U下降（2）串電阻3、改變電源頻率當(dāng)改變f時(shí)，n0變化但由于X1，X20都變化不能只改變f一般使U/f＝Const這時(shí)n∝fS∝1/fTst∝1/fTmax不變4、轉(zhuǎn)子串電阻只有線繞式的轉(zhuǎn)子能實(shí)現(xiàn)對于三相異步電動(dòng)機(jī)啟時(shí)，應(yīng)保證:1、有足夠的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，T≥T能夠正常啟動(dòng)ML2、啟動(dòng)電流不會(huì)對電網(wǎng)造成大的沖擊---使電壓下降過多（影響其它電機(jī)工作）一般希望電流越小越好（在能啟動(dòng)的情況下）另外:滿足啟動(dòng)過程平滑、安全簡單、節(jié)能等實(shí)際上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)工作初期、轉(zhuǎn)子感生電動(dòng)勢E大啟動(dòng)電流也大達(dá)5～7倍一、直接啟動(dòng)（全壓啟動(dòng)）就是啟動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)直接加電網(wǎng)電壓，這時(shí)啟動(dòng)電流比較大所以不是所有的電機(jī)都可能這樣1、一般的，當(dāng)有獨(dú)立的變壓器供動(dòng)力電時(shí)可以直接啟動(dòng)2、當(dāng)與照明合用時(shí)，應(yīng)滿足以下關(guān)系啟動(dòng)電流Ist/A（一般不允許電網(wǎng)電壓下降5%)直接啟動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表5.1二、電阻降壓啟動(dòng)在定子中串聯(lián)電阻（或電抗器貴）過程：KM1合KM2斷降壓KM2合由人為特性，可知當(dāng)串電阻時(shí)，啟動(dòng)力矩下降很快（平方）特點(diǎn)1）適用于空載啟動(dòng)（輕載）（2）電阻耗能（電抗器太貴，體積大）三、Y-Δ啟動(dòng)接線方法如圖右工作過程:>KM1合KM3合KM2開這時(shí)Y接法繞組電壓220V（啟動(dòng)電壓）>KM3開KM2合KM1合這時(shí)Δ接法繞組電壓380V(工作電壓)這時(shí)啟動(dòng)電流I是直接啟動(dòng)的1/3啟動(dòng)扭矩T是直接啟動(dòng)的1/3特點(diǎn)：1、啟動(dòng)電流小，所需設(shè)備簡單2、力矩小，適于空載啟動(dòng)（輕載）4、有專門的Y－啟動(dòng)器四、自耦變壓器降壓啟動(dòng)聯(lián)接方法如圖右工作過程：>KM1開，KM2，KM3合變壓器降壓啟動(dòng)對于自耦變壓器工作于降壓方式時(shí)＝KU1－IK*I2U1/U2=N1/N2=I2/I1=1/K圖示于單相的工作情況>由于U2＝KUI2＝K*I（I為全壓U時(shí)的工作電流）>這時(shí)，I1＝K*I2＝K2*I（原邊電流只有實(shí)際啟動(dòng)電流的K2倍）當(dāng)KM1合，K2，KM3分時(shí)：電機(jī)正常工作1、在相同的啟動(dòng)電流下，從電網(wǎng)吸取的電流減小，即T相同時(shí)，I下降2、自耦變壓器副邊有多個(gè)抽頭，所以啟動(dòng)電壓可選3、啟動(dòng)設(shè)備多且體積大，成本比較高4、不適于頻繁啟動(dòng)（過電流工作）5、有一定的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩（適用輕載）6、用在不能Y-Δ啟動(dòng)的場合Y形接法工作的電機(jī)）重點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性難點(diǎn)：三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料>線繞電機(jī)，由于轉(zhuǎn)子繞組可在啟動(dòng)時(shí)串聯(lián)電阻改善特性所以有比較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和比較小的啟動(dòng)電流>它的啟動(dòng)方法有兩種一、逐級(jí)切除啟動(dòng)電阻法由人為特性我們知道1、與直流電機(jī)啟動(dòng)類似用繼電器切換二、頻敏電阻法在三相轉(zhuǎn)子中串接－實(shí)心電抗器所以感應(yīng)電勢E高，同時(shí)鐵損（渦流發(fā)熱產(chǎn)生）大相當(dāng)于電阻R大損損↓所以稱實(shí)心電抗器為頻敏電阻損1、不用人工切換電阻（自動(dòng)啟動(dòng)）2。連續(xù)調(diào)節(jié)電阻變化啟動(dòng)過程平滑3。由于電抗器的電感性質(zhì)，使啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)Cosφ2略有下降單相電動(dòng)機(jī)的研究基礎(chǔ)是：單相交變磁場可分解成兩個(gè)旋向相反大小相等的旋轉(zhuǎn)磁場。單相磁場的頻率為f時(shí),其磁場轉(zhuǎn)速為:n0=60f/p與三相相同>當(dāng)轉(zhuǎn)子（籠型）放在磁場中時(shí),由于受兩個(gè)方向相反大小相似的扭矩，所以不能轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)。>由于反向電流的頻率高,所以XL電抗大（反電勢大于感應(yīng)電勢）無法產(chǎn)生電流。>同向電流則由于f2T小而加大，產(chǎn)生扭矩輸出。轉(zhuǎn)動(dòng)起來2、啟動(dòng)后的方向取決于啟動(dòng)的方向。>在電機(jī)定子中加入一啟動(dòng)繞組垂直于主繞組>聯(lián)接如圖:>由于電容移相作用，使BY中的電流超前于AX一個(gè)相角>則成為一個(gè)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)磁場>所以應(yīng)使BY兩個(gè)頭對調(diào)即B－Y對調(diào)，由一組開關(guān)實(shí)現(xiàn)CB~~AY當(dāng)有電壓時(shí)：與的磁通相位上差則與啟動(dòng)繞組的作用相當(dāng)，不能反轉(zhuǎn)。X可發(fā)電、和電動(dòng)大容量的電力傳動(dòng)系統(tǒng)中使用定子轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組>定子旋轉(zhuǎn)磁場>轉(zhuǎn)子中加勵(lì)磁產(chǎn)生極對數(shù)與定子相同的磁極>旋轉(zhuǎn)磁場作用下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)（）所以叫同步電機(jī)1、同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載而變化2、可以通過調(diào)整轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流補(bǔ)償功率因數(shù)（電網(wǎng)）3、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴1、當(dāng)靜止時(shí)，加勵(lì)磁后轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁極旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)一圈后產(chǎn)生－推－拉的兩次轉(zhuǎn)矩，所以不能2、同步電機(jī)啟動(dòng)和采用異步啟動(dòng)轉(zhuǎn)子上有籠型導(dǎo)體啟動(dòng)時(shí)，勵(lì)磁繞組短路，或接一電阻，防止過電壓，當(dāng)接近后加勵(lì)磁進(jìn)入同步工作例題1：有一臺(tái)Y225M－4型三相異步電動(dòng)機(jī)接法接法功率功率因數(shù)SNSNNNSSNNSGGN（2）采用Y-Δ換接啟動(dòng)時(shí)，求啟動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？參考資料主要是應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一些執(zhí)行元件它們功率一般不大，完成控制信號(hào)的傳遞和變換精度體積高較小由于技術(shù)的完善：普通電機(jī)性能的提高已無十分嚴(yán)格的界線（一般的控制場合開環(huán)）伺服（隨動(dòng)）隨控制信號(hào)而動(dòng)（執(zhí)行）當(dāng)有控制信號(hào)轉(zhuǎn)信號(hào)大轉(zhuǎn)速上升當(dāng)無控制信號(hào)停特點(diǎn)（與普通電機(jī)相比）3、控制信號(hào)（功率）小一、定子：與單相電容式的異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)相似勵(lì)磁繞組FW加勵(lì)磁電源控制繞組CW加控制信號(hào)二、轉(zhuǎn)子：籠型轉(zhuǎn)子：與異步相似空心杯型轉(zhuǎn)子：空心薄壁筒特點(diǎn)：細(xì)而長慣量小三、接線方式定子:FW串電容后接勵(lì)磁電源~CW接控制信號(hào)與單相類似>當(dāng)勵(lì)磁FW接固定電壓后>控制CW有信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)動(dòng)起來要求：當(dāng)CW沒有信號(hào)時(shí)應(yīng)不轉(zhuǎn)對于普通電機(jī)是不會(huì)停下來的這叫自轉(zhuǎn)現(xiàn)象需要消除它。>方法是增大轉(zhuǎn)子電阻R2>這時(shí)，負(fù)方向也類似>當(dāng)Uc＝0單相運(yùn)行時(shí)兩個(gè)方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的合力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反（即制>當(dāng)Uc≠0時(shí)加強(qiáng)了一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁場的強(qiáng)度使合力矩變成了與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同的方向從而轉(zhuǎn)>當(dāng)Uc相位改變180時(shí)，加強(qiáng)了另一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)。一、控制特性>簡單方法如圖這時(shí)當(dāng)Uc變化時(shí)曲線如圖CUc↑方框圖：見書U~用直流伺服電機(jī)永磁式與普通直流相同只是轉(zhuǎn)子細(xì)長以減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（改善動(dòng)態(tài)特性）電樞控制：改變電樞電壓U四、交、直流比較交流：結(jié)構(gòu)簡單可靠功率小直流：特性硬、線性好、結(jié)構(gòu)復(fù)雜（有換向器）當(dāng)工作中n不高時(shí)，可用減速器，但復(fù)雜,動(dòng)態(tài)不好力矩電機(jī)就是能輸出低速大扭矩的伺服電機(jī)分類：交流力矩電機(jī)異步：與交流伺服同理，但形狀扁平（不細(xì)長）直流力矩電機(jī)當(dāng)磁極中的B（磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí)）單根F＝BIL＝BILL為有效長度aT=FND/2=((BINL)/2)Da>當(dāng)體積不變時(shí)由πD2L=C>當(dāng)銅量不變及導(dǎo)線總長度及直徑不變時(shí)結(jié)論：相同體積和用銅量（材料用量）情況下D越大扭二、轉(zhuǎn)速由反電勢ef=BLV（V為切割線速度）而電樞電壓平衡為U＝E＋I(xiàn)Ra0=(120/π)(Ua/NBLD)=K/D0↓適于低速大扭矩堵轉(zhuǎn)時(shí)不易損壞（制造時(shí)）精度高反應(yīng)快調(diào)速范圍寬應(yīng)用于小型而有恒速要求的裝置中如記錄紙，走紙機(jī)構(gòu)、電唱機(jī)、錄音機(jī)（高級(jí)）結(jié)構(gòu)：定子同異步轉(zhuǎn)子：無繞組分類：按轉(zhuǎn)子工作原理：永磁式（高速）磁阻式（低速）磁滯式一、結(jié)構(gòu)與大功率原理相同只是轉(zhuǎn)子用永久磁鐵來取代電磁勵(lì)磁二、啟動(dòng)：與大功率一樣有籠型啟動(dòng)繞組但這時(shí)由于有磁場會(huì)產(chǎn)生一定的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，啟動(dòng)時(shí)負(fù)載小>定子：有內(nèi)齒Zd導(dǎo)磁材料制造有三相繞組>轉(zhuǎn)子：有外齒Zr導(dǎo)磁材料制造>齒數(shù):Zr>Zd且不為整數(shù)倍二、工作原理>當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場在A點(diǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子與A對應(yīng)磁阻最小>當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場在B點(diǎn)時(shí)，磁場轉(zhuǎn)過角2π/Zd轉(zhuǎn)子齒與定子B齒對齊（磁場的作用使磁阻最小）>旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n之比由上可知當(dāng)Z與Z之差小時(shí)而Z大時(shí)就越低（-）~1轉(zhuǎn)子靜止時(shí)0000參考資料電動(dòng)機(jī)的容量：工作中能輸出的功率>容量小1、過載運(yùn)行：不能正常工作，啟動(dòng)，沖擊2、發(fā)熱：壽命短損壞>容量?。豪速M(fèi)：效率選擇容量的基本原則（1）發(fā)熱，電機(jī)工作中溫度上升不超過允許值（2）過載能力：1、電機(jī)的最大扭矩Tm>最大沖擊負(fù)載扭矩(交流異步電動(dòng)機(jī)）2、最大電流Im〉最大負(fù)載電流（直流電動(dòng)機(jī)）（3）啟動(dòng)能力:有足夠的啟動(dòng)能力,電機(jī)的的負(fù)載扭矩>啟動(dòng)負(fù)載扭矩交流異步電動(dòng)機(jī)TL<λstTN銅損:導(dǎo)線中流過電流時(shí)，在導(dǎo)線電阻上的損耗與I成正比（I2R）鐵損:在鐵芯中產(chǎn)生渦流后的損耗基本不變機(jī)械摩擦：軸承，換向器運(yùn)動(dòng)器件磨擦不變開始，溫差小，散熱差，溫升快中間溫差加大散熱量（熱平衡）升溫的快慢用一個(gè)參數(shù)T來衡量>發(fā)熱時(shí)間常數(shù)Th與發(fā)熱相反,但停機(jī)后冷卻風(fēng)扇不轉(zhuǎn)，所以散熱時(shí)間常數(shù)Th’>Th冷卻過程很慢當(dāng)電機(jī)發(fā)熱到一定值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生b)加速絕緣老化，縮短電機(jī)壽命要求:電機(jī)長時(shí)間工作時(shí)，其發(fā)熱不應(yīng)超過一定的上限，由此，可以按這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)去選擇電機(jī)在電機(jī)參數(shù)中,絕緣等級(jí)與上限有關(guān)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載持續(xù)時(shí)間不同，發(fā)熱狀況也不相同,可以分為:重復(fù)短時(shí)在不同的方式下，電機(jī)的容量是不同的（輸出功率可用來驅(qū)動(dòng)的負(fù)載）NL的關(guān)系直接選擇就可以了2、確定電機(jī)后，根據(jù)電機(jī)啟動(dòng)的工作方式有時(shí)要校驗(yàn)啟動(dòng)能力（與啟動(dòng)方式有關(guān)）當(dāng)輕載啟動(dòng)時(shí)，可不校驗(yàn)>這時(shí)電機(jī)的發(fā)熱量是變化的，所以溫升也波動(dòng)的>不能按最大或最小功率來選擇：>而按照等值法來計(jì)算電機(jī)功率>等值法：把變化的負(fù)載轉(zhuǎn)化成一恒定等效的負(fù)載，這時(shí)兩者的溫升相同。>負(fù)載圖：根據(jù)電機(jī)的工作強(qiáng)制的負(fù)載變化關(guān)系圖（直方圖）可以是功率（電流或扭矩）是時(shí)間變化關(guān)系圖（三種）（推導(dǎo)）這時(shí)電機(jī)的損耗為:其中，ΔP為鐵損及機(jī)械損耗（基本不變）對于等效負(fù)載損耗當(dāng)?shù)刃r(shí)，兩式相等效工作電流對直流電機(jī)T＝KmφI∝I所以等效工作扭矩所以當(dāng)機(jī)械特性硬時(shí)等效功率以上結(jié)果，可以用恒負(fù)載法來選電機(jī)T所以這時(shí)電機(jī)的選擇步驟為2、用等值法計(jì)算出等效扭矩或功率（TdPd）4、效驗(yàn)啟動(dòng)能力及最大負(fù)載過載能力，如不滿足應(yīng)修正或重選作業(yè)：6.9、7.4、7.6短時(shí)工作制：工作時(shí)間短，而停機(jī)時(shí)間長（如吸塵器等）短時(shí)工作的發(fā)熱：當(dāng)溫度沒達(dá)到穩(wěn)定值就開始冷卻,所以達(dá)不到最高溫度這時(shí)選用電機(jī)方法不同有專門用于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)類型NN它們的功率P和工作時(shí)間tNN如：P為20KWt為30min的電機(jī)在20KW下連續(xù)運(yùn)行EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up14(當(dāng)),1)NNNN由于溫升達(dá)不到穩(wěn)定值，所以這時(shí)可大于電動(dòng)機(jī)額定功率即可過載運(yùn)行（tS實(shí)際工作時(shí)間Th發(fā)熱時(shí)間常數(shù)）在短時(shí)工作過程中當(dāng)小時(shí)，發(fā)熱不主要，這時(shí)主要是電機(jī)的啟動(dòng)能力和過載能力所以短時(shí)工作過程選擇連續(xù)工作制的普通電機(jī)步驟如下:3、校驗(yàn)過載能力和啟動(dòng)能力選擇電機(jī)的主要依據(jù)是過載能力2、當(dāng)工作為變化負(fù)載時(shí)，還應(yīng)先算出其等效功率Pd間歇時(shí)間to<（3～4）T’h用暫載率來表征工作性質(zhì)一、選重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)>這種電機(jī)的功率P與暫載率是相關(guān)的N>（同一電機(jī)）不同的暫載率功率不同EQ\*jc3\*hps31\o\al(\s\up22(另),驟)P為實(shí)際功率ε實(shí)際暫載率3、校驗(yàn):有必要的情況下可進(jìn)行過載能力和啟動(dòng)能力校驗(yàn)步驟如下:3、校驗(yàn)啟動(dòng)及過載能力>70％時(shí)，可按連續(xù)工作選擇4、當(dāng)在一次重復(fù)中負(fù)載有變化、則先計(jì)算等效負(fù)載Pd5、對于一次重復(fù)周期小于10min，當(dāng)周期長時(shí)，就按短時(shí)工作計(jì)算另外:電動(dòng)機(jī)的額定值是在一定條件下（環(huán)境溫度、氣壓、濕度等）測得的教學(xué)要求：了解電動(dòng)機(jī)種類、電壓、轉(zhuǎn)速、和結(jié)構(gòu)型式的選擇原則參考資料統(tǒng)計(jì)法：根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律所得出的經(jīng)驗(yàn)公式對于機(jī)床車床等參見書2、脈動(dòng)直流，有諧波分量發(fā)熱（鐵損，銅損）換向變壞電網(wǎng)中產(chǎn)生高次諧波干擾其它電器工作在電路中串聯(lián)平波電抗器（及電感）起濾波作用X=2πfL則f↑X↑原則：能滿足要求的前提下，選用價(jià)廉，易維護(hù)的電機(jī)包括:（調(diào)速要求、啟動(dòng)能力、機(jī)械特性）（1）鼠籠式電機(jī)：適用于不調(diào)速的場合機(jī)械特性較硬價(jià)廉啟動(dòng)條件要求高（2）線繞轉(zhuǎn)子電機(jī)：適用經(jīng)常啟動(dòng)和制動(dòng)的工作場合也可小范圍內(nèi)調(diào)速但以機(jī)械特性變軟為代價(jià)。（3）多級(jí)電機(jī)：可分級(jí)變速適用于分幾種速度工作的場合（4）同步電機(jī)：適用于恒速工作的場合，也可用于補(bǔ)償功率因數(shù)（5）直流電機(jī)：可用于大范圍無級(jí)調(diào)速的場合正反轉(zhuǎn)但需配專用電源（也可用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)可取代）應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境的電源情況當(dāng)大功率時(shí)3KV、6KV動(dòng)力電電機(jī)的成本和生產(chǎn)機(jī)械減（加）速的成本當(dāng)有適合的電機(jī)時(shí)直接選當(dāng)不適合時(shí)，如低速工作時(shí)，綜合考慮（1）開啟式：要求環(huán)境清潔、干燥、價(jià)廉（2）防護(hù)式：下部通風(fēng),對環(huán)境較干燥和清潔（3）封閉式、自冷式、風(fēng)冷式、密閉式適用于一般的工件條件、有塵土、潮濕等（4）防爆式：適用于礦山、油庫等有易爆氣體存在的場合）：參考資料）：教學(xué)要求：熟悉各種控制電器的工作原理、作用、特點(diǎn)、表示符號(hào)和應(yīng)用場所教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)§8.1.1——1學(xué)時(shí)§8.1.2——1學(xué)時(shí)參考資料用于拖動(dòng)系統(tǒng)中的控制和保護(hù)如電機(jī)的啟動(dòng)停止及反轉(zhuǎn)分級(jí)調(diào)速等一般的供電是500V以下,所以一般的電器也都是在這種電壓下工作的稱為低壓電器低壓電器：在500V（1200V）以下，用來接通或斷開電路實(shí)現(xiàn)控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)功能的電器裝置>分類：動(dòng)作性分非自動(dòng)電器用途:控制電器保護(hù)電器執(zhí)行電器工作原理分:電磁式1、用途：用做電源開關(guān)，控制不頻繁的分?jǐn)嚯娏饕话闫鸶綦娫吹淖饔貌恢苯臃趾想娏鲃?dòng)刀片，靜觸頭，小型刀開關(guān)還可安裝熔斷器手推柄、轉(zhuǎn)動(dòng)、合閘規(guī)格按電流小型5A、10A……還分為刀閘開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)（鐵殼）QQQ1、用途：在小電流的電路中，用來分?jǐn)啵ǜ綦x）電源，既取代刀開關(guān)，有時(shí)，還可以直接控制小型電動(dòng)機(jī)因?yàn)樗捏w積小操作方便在機(jī)床中應(yīng)用廣泛a）它一般由多片組成，每一片是一極多片在一起形成多極開關(guān)b）在每一片中>有一個(gè)動(dòng)觸片c）在軸與殼體之間有定位裝置當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到一個(gè)位置時(shí)，使動(dòng)觸到中位時(shí)，都斷開單投時(shí)，只有兩個(gè)位置4、種類1）極數(shù)分單極（2）位置（投）兩位、三位（4）倒順開關(guān)（三位）0、I、II專門用于電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制（5）電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)I位X1－D1II位X1－D1X2－D2X2－D3X3－D3X3－D2輸入：X1、X2、X3三相電源輸出：D1，D2，D3三相繞組端子（按一定按法聯(lián)接的三個(gè)端子）（5）電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)5、電路符號(hào)及代號(hào)符號(hào)：同刀開關(guān)在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，僅用手動(dòng)控制是不能滿足需要，且動(dòng)力的電流強(qiáng)度很大，出事故時(shí)不易實(shí)現(xiàn)裝置的保護(hù)，所以，現(xiàn)在大量使用了自動(dòng)控制電器。繼電器－熱繼電器、電流繼電器、電壓繼電器、速度繼電器、壓力繼電器是一種電磁式電器是利用控制線圈的電信號(hào)、分?jǐn)唷⒑仙现饔|點(diǎn)接通工作電路。用途：主要用于各種電路及電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主電路快速、通、斷、實(shí)現(xiàn)控制及保護(hù)等功能交流接觸器：過斷交流負(fù)載直流接觸器：通斷直流負(fù)載工作原理：有主觸點(diǎn)電磁鐵：鐵芯、線圈、動(dòng)（街鐵）鐵芯反力機(jī)構(gòu)：彈簧輔助觸點(diǎn)：由控制信號(hào)、控制電磁鐵的吸合，釋放，電磁鐵帶動(dòng)主觸點(diǎn)通、斷（1）觸頭（電接觸部件）用來接通或斷開主電路的點(diǎn)接觸：小電流線接觸：指形，中大電流、流動(dòng)接觸面接觸：大電流時(shí)>接觸電阻及消除:加有彈簧有超行程>觸點(diǎn)材料：最多是銀、銅電阻小。在小型、中型、接觸器中觸點(diǎn)用銅材鍍銀>觸點(diǎn)變化：當(dāng)觸點(diǎn)常時(shí)工作時(shí)，變化，氧化物電阻大，且溫度升高會(huì)加劇氧化作用。所以，小中型用鍍銀觸點(diǎn)（氧化后電阻不變化）大型用采用滾動(dòng)接觸產(chǎn)生A)電弧不燒工作區(qū)B)去除氧化層作用>電弧的產(chǎn)生：空氣電離作用、高溫、燃燒>滅?。褐绷髋c交流電弧>原理：使電弧拉長，冷卻加速b.磁吹滅弧利用－磁吹線圈產(chǎn)生磁場，使電弧中的載流子受到電磁力F（變流、直流、大功c.滅弧罩（縱縫滅弧）冷卻用于直流導(dǎo)磁好的柵片磁力吸弧柵片散熱分隔電壓用于交流接觸中>由硅鋼片疊成，減小渦流>在鐵芯的端面上裝有短路環(huán)，防止吸力過零,震動(dòng),噪聲由于電壓有過零，所以磁通也過零，這時(shí)吸力為零，產(chǎn)生振動(dòng)一個(gè)繞在骨架上的線圈單獨(dú)成為一個(gè)零件特點(diǎn)：由于是交流電壓，所以工作中是電感性質(zhì)，直流電阻很小注意：當(dāng)鐵心開始吸合時(shí)，由于磁阻大，電感小，電流是工作電流的15倍所以：頻繁吸合工作時(shí)易發(fā)熱。當(dāng)卡住不能吸合時(shí)易燒壞。觸點(diǎn)種類：常開(動(dòng)合)、常閉(動(dòng)斷)主觸點(diǎn)輔助觸點(diǎn)此外，引進(jìn)型：3TB西門子B系列德國ABB2、直流接觸器用于分?jǐn)嘀绷麟娐?、接觸器符號(hào)、代號(hào)符號(hào)：分開畫線圈常開常閉觸點(diǎn)用途：主要用來傳遞信號(hào)和記憶各種狀態(tài)速度繼電器壓力繼電器熱繼電器時(shí)間繼電器、延時(shí)斷、延時(shí)通根據(jù)電流信號(hào)而動(dòng)作過電流大時(shí)動(dòng)作電樞電流代號(hào)KA用途：保護(hù)電器多用于直流控制系統(tǒng)中(零勵(lì)磁保護(hù)，電樞過載保護(hù))2、電壓繼電器根據(jù)電壓信號(hào)動(dòng)作分為欠電壓電壓小時(shí)用途：保護(hù)電器代號(hào)KV異步機(jī)工作時(shí)，T∝U2所以保護(hù)用來保持某些狀態(tài)和傳遞控制信號(hào)如：當(dāng)一個(gè)電機(jī)工作時(shí)，中間吸合實(shí)現(xiàn)互鎖V電流繼電器動(dòng)作時(shí)，觸點(diǎn)容量或組數(shù)不夠，由中間斷電器傳遞放IV代號(hào)K4、熱斷電器（熱保護(hù)器）用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)長時(shí)間過載發(fā)熱，d．不能用做短路保護(hù)（有慣性）見圖對于Y型可有可無對于型則斷相保護(hù)時(shí)接入線、電路，否則相電路符號(hào)線圈觸點(diǎn)代號(hào)KH另外，還有時(shí)間繼電器接觸器、繼電器）：教學(xué)要求：熟悉各種控制電器的工作原理、作用、特點(diǎn)、表示符號(hào)和應(yīng)用場所教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)§8.1.3——1學(xué)時(shí)§8.1.3——1學(xué)時(shí)參考資料·概括地說：是一些發(fā)出控制信號(hào)的電器動(dòng)、停止等）主令控制器）（1、功能：是一種由人操作的發(fā)訊電器，控制電路的通斷一般按鈕有一對常開，一對常閉代號(hào)KH形狀、方、圓、凸出、平面1、功能；轉(zhuǎn)（切）換不同的線路的工作狀態(tài)（與波段開關(guān)相似，多刀多位）2、結(jié)構(gòu)：內(nèi)部可以有多組觸點(diǎn)（開關(guān)）各個(gè)位置各觸點(diǎn)的通斷情況不一樣（有一定的順序組合）由凸輪實(shí)現(xiàn)各組觸點(diǎn)的通斷也可帶減速裝置1、一路有一個(gè)觸點(diǎn)，可接通一個(gè)回路12路（刀）32、為了表達(dá)清楚，還用狀態(tài)表來說明通斷情況3、有的種類可由機(jī)械減速來操作（自動(dòng)順序工作）5、萬能開關(guān)：也是多路的開關(guān)，但通常只有2至3個(gè)位置（狀態(tài)）只能由手動(dòng)切換符號(hào)：同主令電器1、功能：檢測機(jī)械的工作位置，關(guān)發(fā)出控制信號(hào)2、種類：機(jī)械式：滾輪，按鈕，微動(dòng)，一、電磁鐵1、功能：把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械推（拉）力和位移2、原理：通電時(shí)，電磁力使磁阻減小的方向推（拉）銜鐵產(chǎn)生位移3、符號(hào)：與接觸器線圈相同代號(hào)：根據(jù)應(yīng)用對象而定一般用YA如液壓中（T、DT、K等）三相所用電源·制動(dòng)用牽引、起重、專用（閥用）等（應(yīng)用場合）（1、交流電磁鐵：直流電阻R小，啟動(dòng)工作電流I大，氣隙大電感小吸合后氣隙小電感大（電抗）電流小a．交流電磁鐵不能被卡住后長時(shí)間通電b．不宜頻繁吸、放（操作）當(dāng)失電時(shí)，有自感電動(dòng)勢（很高）所以：b．吸力穩(wěn)定，壽命長，行程短二、電磁離合器直流電磁鐵推動(dòng)三、電磁夾具，（方便、夾緊多工作、精度、主令電器、執(zhí)行電器教學(xué)要求：掌握繼電器-接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構(gòu)成和工作原理重點(diǎn)：繼電器-接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構(gòu)成和工作原理難點(diǎn)：繼電器-接觸器控制線路中基本控制環(huán)節(jié)的構(gòu)成和工作原理教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)§8.2.1——0.5學(xué)時(shí)§8.2.2——1學(xué)時(shí)§8.2.3——0.5學(xué)時(shí)參考資料線路圖：用路來表示的接線關(guān)系實(shí)體接線圖（安裝線路圖）每一條線路都畫出來，每個(gè)點(diǎn)都畫出來，按照實(shí)際安裝形式，尺寸以一定比例這種圖不易讀，復(fù)雜，但表示真實(shí)用電器符號(hào)，按一定規(guī)則畫出來易讀試設(shè)計(jì)維修的依據(jù)1．主電路用粗線，控制電路用細(xì)線，分開畫，有時(shí)分多張圖紙，（繪制（支路）3．一個(gè)電器的各個(gè)部分分別畫出在用到的支路中4．各電器及部件用規(guī)定的符號(hào)表示，每個(gè)電器有一個(gè)代號(hào)（文字符號(hào)一個(gè)電器的各個(gè)部件用同一代號(hào)，同一類的不同電器以代號(hào)加序號(hào)區(qū)別。），原則：每根線路都應(yīng)編號(hào)一邊單號(hào)，一邊雙號(hào)7．必要時(shí)，應(yīng)畫出電磁動(dòng)作順序表如：循環(huán)動(dòng)作（二）保護(hù)裝置片式（保險(xiǎn)片）說明:輕載K大,重載K小,也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定f．符號(hào):如圖,代號(hào):FU用于自動(dòng)程度高的保護(hù).a.短路保護(hù):電流大于10倍整定值時(shí),斷開.過電流脫扣器特點(diǎn):貴,保護(hù)后可恢復(fù),有手柄開關(guān)符號(hào):見圖,代號(hào):QF或Q當(dāng)系統(tǒng)沒有適應(yīng)加裝,以防電壓恢復(fù)出問題.KMKKMKMKKMKMKM按控制信號(hào)（發(fā)迅）速度控制電流、溫度、壓力等行程開關(guān)時(shí)間繼電器速度繼電器相應(yīng)控制元件發(fā)迅裝置行程開關(guān)（1）按鈕式、碰塊按下（2）滑輪式、行程開關(guān)接觸式非接觸式碰塊接近（3）微動(dòng)式、行程開關(guān)的芯>位移?。╔）>定位準(zhǔn)確（4）按近開關(guān)、電子式壽命長、可靠、貴、頻率高原理：電感L變化、電容式、霍爾元件2、行程控制基本線路發(fā)迅裝置為時(shí)間繼電器分為空氣式、電磁式、電子式等調(diào)節(jié)螺釘空氣（1）空氣式（氣囊式）時(shí)間繼電器定時(shí)誤差大（2）晶體管式時(shí)間繼電器通電延時(shí)：當(dāng)線圈接電后，觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作斷電延時(shí)：當(dāng)線圈斷電后，觸點(diǎn)延時(shí)動(dòng)作（4）符號(hào)及代號(hào)KT通電延時(shí)_工_斷電延時(shí)_工_常閉－打開常開－閉合常閉－閉合常開－打開延時(shí)動(dòng)作方向(1)定時(shí)工作(2)自耦降壓啟動(dòng)注：時(shí)間繼電器是中間繼電器，觸點(diǎn)容量小，不能直接分合至主電路有延時(shí)觸點(diǎn)與瞬動(dòng)觸點(diǎn)之分1、速度繼電器符號(hào)；代號(hào)：KR2、速度控制頻敏電阻啟動(dòng)）：教學(xué)要求：熟悉接觸器、繼電器等控制電器；連接控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路重點(diǎn)：連接控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路難點(diǎn)：連接控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制電路教學(xué)手段及教具：實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后作業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考資料教學(xué)要求：能分析較復(fù)雜的控制線路，并學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)一些簡單的控制線路難點(diǎn)：分析、設(shè)計(jì)控制線路教學(xué)手段及教具：習(xí)題討論課后作業(yè)參考資料§8.3繼電器－接觸器控制線路舉例§8.4繼電器：接觸器、控制線路設(shè)計(jì)選擇控制方式設(shè)計(jì)原理圖選擇電器元件實(shí)體接線圈（安裝接線圈）(1)滿足要求(2)合理線路、布局、元件參數(shù)）(3)方便維修、操作）(4)安全有各種保護(hù)措施）(5)可靠：一個(gè)電路要經(jīng)過多次修改甚至試驗(yàn)后才能定型設(shè)計(jì)位經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)重要的因素1、狀態(tài)記憶：電磁鐵等，要有繼電器來自鎖記憶3、互鎖關(guān)系：有時(shí)需按定位的中間繼電器觸點(diǎn)不夠多4、手動(dòng)與自動(dòng)：一般自動(dòng)控制時(shí)，留有手動(dòng)功能用主令開關(guān)等進(jìn)行狀態(tài)切換5、一個(gè)支路中：盡量安排一個(gè)接觸器或電磁線圈6、對容量大的電感就防干擾過電壓7、當(dāng)初步設(shè)計(jì)后，進(jìn)行簡化簡化接線壓縮觸點(diǎn)8、防止相互干擾寄生及競爭9、電器元件整定值應(yīng)符合工作要求10、畫接線圈及線號(hào)、與原理圖相符教學(xué)要求：了解可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特點(diǎn)和用途重點(diǎn)：可編程序控制器的工作原理難點(diǎn)：可編程序控制器的工作原理教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料定義：為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算的具有面向用戶的指定系統(tǒng)及可編程序的存儲(chǔ)器電子系統(tǒng)（工業(yè)計(jì)算機(jī)）解釋：1、數(shù)字運(yùn)算操作－電子計(jì)算機(jī)機(jī)（內(nèi)部）2、為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)－工業(yè)計(jì)算機(jī)輸入－開關(guān)（或模擬）信號(hào)輸出－開關(guān)（或模擬）信號(hào)對用戶來說：只把機(jī)器看成是一組繼電器和觸點(diǎn)4、有可編程的存儲(chǔ)器（程序存儲(chǔ)器）編程的過程是把內(nèi)部的繼電器及觸點(diǎn)。按你的要求連接（接線）起來構(gòu)成系統(tǒng)的過程。所以說可編程序控制器的控制邏輯邏輯是由軟接線（軟件編程）實(shí)現(xiàn)的根據(jù)控制目標(biāo)的要求，可增加某些控制功能模擬量輸入，輸出，PID上行通信，I/O擴(kuò)展模塊等等6、直接用于工業(yè)環(huán)境、抗干擾能力內(nèi)部為典型的計(jì)算機(jī)三總線結(jié)構(gòu)從微機(jī)的角度出發(fā):b．工作方式：掃描工作方式（有中斷、查詢等）2、存儲(chǔ)器分ROM和RAM1)ROM固化廠家的系統(tǒng)程序（控制CPU工作、掃描輸入輸出）2)RAM①用戶程序區(qū)存放用戶程序當(dāng)斷電時(shí)用電池起保護(hù)作用；②數(shù)據(jù)區(qū)：各輸入、輸出繼電器的狀態(tài)（及各繼電器的狀態(tài)）稱為數(shù)據(jù)表寄存器3、現(xiàn)場輸入接口現(xiàn)場的輸入信號(hào)、輸入端一般內(nèi)部有隔離防護(hù)措施（分交流和直流兩種）4、現(xiàn)場輸出接口接通或分?jǐn)嚯姶砰y；或接觸器的線圈-----開關(guān)信號(hào)CPU把這個(gè)結(jié)果寫到輸出接口電路中去,控制開關(guān)輸出。根據(jù)接口電路分為：繼電器輸出型、5、鍵盤及顯示器1)鍵盤主機(jī)沒有鍵盤，在編程器上可以進(jìn)行各種編程輸入及檢查操作。2)顯示器在編程器上可以顯示：PC工作狀態(tài)，編程的用戶程序，錯(cuò)誤信息6、外存接口1)磁帶機(jī)：可用（錄音機(jī)）磁帶機(jī)來保存用戶程序：（備份）7、其它接口1、輸入信號(hào)：PC機(jī)對輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，產(chǎn)生輸出信號(hào)進(jìn)行控制分類：交流數(shù)字、開關(guān)量直流模擬、過程信號(hào)2、輸出信號(hào)：分類當(dāng)為①繼電器時(shí)：可控制交、直流電路；②晶體管時(shí)：可控制直流電路；③當(dāng)可控硅：可控制交流電路（直流開關(guān)不斷）輸出接點(diǎn)的保護(hù)軟定時(shí)：由程序設(shè)立，工作中不易改變硬定時(shí)：由擴(kuò)展定時(shí)模塊提供，工作中可調(diào)1、數(shù)字信號(hào)，高速計(jì)數(shù)單元2、模擬信號(hào)A/D模塊教學(xué)要求：理解可編程序控制器的內(nèi)部等效繼電器電路重點(diǎn)：理解可編程序控制器的內(nèi)部等效繼電器電路難點(diǎn)：理解可編程序控制器的內(nèi)部等效繼電器電路教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)課后作業(yè)參考資料對于使用者：可以把PC機(jī)的內(nèi)部數(shù)字寄存器，理解為相應(yīng)內(nèi)部繼電器；當(dāng)寄存器為1,即繼電器通，反之，斷。繼電器線圈：與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器映射位的關(guān)系繼電器接點(diǎn)：與計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器映射位的關(guān)系所以，PC說明書只給出了內(nèi)部可用的繼電器編號(hào)。1、輸入繼電器（由輸入信號(hào)決定狀態(tài)的寄存器單元及輸入接口電路）2、輸出繼電器（由運(yùn)算結(jié)果決定的輸出狀態(tài)寄存器單元及輸出接口電路））（6、特殊繼電器（表示一定特殊做含意的寄存器）7、數(shù)據(jù)通道（一組數(shù)字寄存器，16位或8位一組不能單獨(dú)使用）PC工作方式：根據(jù)用戶程序要求對輸入和輸出及中間繼電器的狀態(tài)，進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并操作輸出接口按運(yùn)算結(jié)果改變的過程。1、圖形式語言梯形圖）具有和繼電器電原理圖相似的形式，所以使用方便、易學(xué)習(xí)。對于傳統(tǒng)的電器設(shè)計(jì)者入門很快。2、文字語言：為了輸入方便，而對梯形圖的文字表達(dá)。3、其它高級(jí)語言：功能表圖、發(fā)展方向注：編程的過程就相當(dāng)于對PC的繼電器進(jìn)行軟接線的過程。輸入電路用戶程序輸出電路F系列三菱立石）：教學(xué)要求：理解可編程序控制器的工作原理重點(diǎn)：理解可編程序控制器的工作原理難點(diǎn)：理解可編程序控制器的工作原理教學(xué)手段及教具：實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后作業(yè)參考資料教學(xué)要求：掌握C系列中小型可編程序控制器重點(diǎn)：C系列中小型可編程序控制器的難點(diǎn)：C系列中小型可編程序控制器的指令教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料進(jìn)口：F系列（三菱）C系列（立石OMRON）S系列(西門子)TI(德州)書中介紹的F系列受實(shí)驗(yàn)條件的影響，我們以立石(OMRON)C系列為例介紹:配置可擴(kuò)展，主機(jī)有多種不同點(diǎn)數(shù)的規(guī)格擴(kuò)展也有多種不同點(diǎn)數(shù)的規(guī)格小型或大型機(jī)，模塊化結(jié)構(gòu)，點(diǎn)數(shù)可由應(yīng)用情況確定。>開關(guān)量以一個(gè)點(diǎn)（存儲(chǔ)器的一位）來控制（繼電器）>運(yùn)算中是以一個(gè)通道(16位或16個(gè)繼電器）為單位來進(jìn)行的(十六進(jìn)制)8個(gè)內(nèi)部（中間）通道：10CH～17CH，16×8=136個(gè)32個(gè)數(shù)據(jù)通道DM00CH～DM63CH注：通道號(hào)是數(shù)字運(yùn)算及傳送的基本單位(16位)編號(hào)為××00~××15通道號(hào)繼電號(hào)例：輸入00CH中為0000～0015注：對于輸出通道為前12位有對應(yīng)輸出端如：①05CH中為0500～0511而0512～0515，做內(nèi)部繼電器使用。②一個(gè)繼電器是一個(gè)邏輯控制對象（單元）3、特殊繼電器18通道的高8個(gè)繼電器用于內(nèi)部特殊功能（標(biāo)志位）接點(diǎn)：指令中用到的繼電器的接點(diǎn)，常開;常閉狀態(tài)與決定于繼電器在程序中以繼電器編號(hào)來表示線圈：接線的控制目標(biāo)狀態(tài)取決于輸入線路它們都是指令的操作數(shù)。指令的組成形式與硬接線類似LD繼電器號(hào)(接點(diǎn)號(hào))LDNOT繼電器號(hào)(接點(diǎn)號(hào))AND繼電器號(hào)ANDNOT繼電器號(hào)例：電機(jī)正反轉(zhuǎn)編程，操作數(shù)支路起始第一個(gè)常開接點(diǎn)支路超始第一個(gè)常閉接點(diǎn)支路中串聯(lián)常開接點(diǎn)支路中串聯(lián)常閉接點(diǎn)支路并聯(lián)常開接點(diǎn)支路并聯(lián)常閉接點(diǎn)支路控制的繼電器線圈>基本指令有專用鍵>專用指令各種機(jī)型不一樣，C系列輸入為功能鍵FUN+功能號(hào)功能號(hào)00輸入方式FUN00功能:程序結(jié)束符掃描時(shí)，判斷是否結(jié)束。3、TR暫存繼電器有專用鍵對應(yīng)功能：用來引起一個(gè)分支。一個(gè)支路中可以用8個(gè)（TRO～TR7）OUTTROAND0001ANDNOT0501LDTROAND0002ANDNOT0500END注：一個(gè)支路不重復(fù)，不同支路可重復(fù)4、IL分支起點(diǎn)FUN02功能：設(shè)定分支的起點(diǎn)5、ILC分支結(jié)束FUN03功能與IL連用確定分支范圍①可以通用②復(fù)雜時(shí)不能實(shí)現(xiàn)（用TR）③不成對時(shí)可用，但檢查出錯(cuò)，不影響使用。4455轉(zhuǎn)移結(jié)束功能：成對出現(xiàn)確定一段條件轉(zhuǎn)移程序當(dāng)0000OFF時(shí)不執(zhí)行（保持狀態(tài)）注：JMP與JME不成對時(shí)可用，檢查錯(cuò)可節(jié)省時(shí)間功能：按輸入狀態(tài)移位指定通道，當(dāng)CPON一次，CH1～CH2中低向高移位一次;R為復(fù)位端LD0002LD0003O5CH末注：可多個(gè)通道連用，CH1<CH2KEEP0500（FUN11）CNT計(jì)數(shù)器，無功能號(hào)（有鍵）XXRXON并保持（SOFF也不變）SINRR當(dāng)計(jì)數(shù)器為0時(shí)，CNTXONINR#0005前沿及后沿微分前沿及后沿微分DIFDDIFD當(dāng)輸入ON時(shí)XON一個(gè)掃描周期注：可防鎖死改進(jìn)后12、TIM和TIMH定時(shí)TIM無功能號(hào)功能：按時(shí)間常數(shù)T定時(shí)T/10秒，注:T單位，0.1秒需脈沖時(shí):TIMTIMTIMH功能：時(shí)間常數(shù)的單位為0.01S，則#0100時(shí)為1秒，TIMH，#0100時(shí)為10秒TIM。1809掃描時(shí)間監(jiān)控，T>100msON，T>130ms不工作1813常ON可恒控工作狀態(tài)指示1815加電復(fù)位，通電后ON第一個(gè)周期1903BCD碼錯(cuò)誤，當(dāng)碼>1001時(shí)ON1904進(jìn)位標(biāo)志，當(dāng)運(yùn)算進(jìn)借位時(shí)ON，可由STC置，CLR清輸入：提供接點(diǎn)通，斷信號(hào)；輸出：使用一個(gè)開關(guān)來控制目標(biāo)。>C系列-P型機(jī)的輸入為光電耦合器件（發(fā)光二極管）>輸入開關(guān)應(yīng)控制一個(gè)電源來驅(qū)動(dòng)二極管，所以在回路中應(yīng)串接一個(gè)電源>分為輸入端（繼電器號(hào)）公共端（COM）>C系列P型機(jī)有帶24V直流輸入電源的機(jī)型>輸出端是一接觸點(diǎn)（開關(guān)）可用于控制電路>有時(shí)輸出端的公共端是幾個(gè)接點(diǎn)用一個(gè)>有時(shí)是一個(gè)觸點(diǎn)專用>當(dāng)合用COM時(shí)>則接點(diǎn)的控制電源應(yīng)一致③輸入線的長短與電源、直流、交流；⑤強(qiáng)電線不平行1、確定工作流程當(dāng)多個(gè)輸出共用一個(gè)COM端時(shí)，應(yīng)使這一控制組的電源一致3、分塊畫出梯形圖，再連接4、輸入及調(diào)試存入磁帶備份或?qū)懭隕PROM梯形圖編好后，為節(jié)省存儲(chǔ)空間及掃描時(shí)間，需化簡。例：①②ANDLD③ANDANDANDAND④ANDABCDTROETROFXANDANDANDCBEFDAOUTTR0AND0001⑤保證時(shí)序ABCXFXBABXDEDF0500ON工作一個(gè)掃描周期（微分）0500無法工作夾緊——正轉(zhuǎn)——放松——反轉(zhuǎn)輸出輸出放松輸入不翻譯，寫出程序清單放松到位夾緊到位）：教學(xué)要求：掌握C系列中小型可編程序控制器重點(diǎn)：C系列中小型可編程序控制器的難點(diǎn)：C系列中小型可編程序控制器的指令教學(xué)手段及教具：實(shí)驗(yàn)教學(xué)課后作業(yè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考資料教學(xué)要求：掌握晶閘管的基本工作原理、特性和保護(hù)措施；基本可控整流電路的工作原理及其特點(diǎn)重點(diǎn)：基本可控整流電路的工作原理難點(diǎn)：基本可控整流電路的工作原理教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料半導(dǎo)體技術(shù)集成電路—------------微電子學(xué)（弱電）兩個(gè)方面功率電力半導(dǎo)體器件——電力電子學(xué)(強(qiáng)電）功率半導(dǎo)體雙向晶閘管可關(guān)斷晶閘管場效率晶體管大功率晶體管（達(dá)林頓復(fù)合管）大功率二極管特點(diǎn)：1、用小（比較?。┑娜跣盘?hào)，控制大功率的電路（電壓、電流）（與繼電器,接2、通、斷速度快（與繼電器比）3、損耗（發(fā)熱）小4、體積小成本低概括地說：是弱電控制強(qiáng)電的橋梁。數(shù)字控制是由于功率半導(dǎo)體的發(fā)展而高速發(fā)展起來）（是最早出現(xiàn)的功率半導(dǎo)體器件。由四層擴(kuò)散了雜質(zhì)的半導(dǎo)體（P型或N型）組成。分為三個(gè)電極：陽極A、U2控制極U22、符號(hào)、代號(hào)VSAUUELEUdEUdEU當(dāng)SOFF時(shí)U=0、U2=Asinωt、UdU②當(dāng)UG=E時(shí)，正向?qū)?，反向不通③?dāng)導(dǎo)通后：UG0時(shí)，依然導(dǎo)通，直到Id<維持電注時(shí)阻斷。注：①當(dāng)Id可以是幾十（A）或上百（A）的電流，而對應(yīng)IG只需幾十（mA）就可實(shí)現(xiàn)控制；②對應(yīng)UG為幾伏（3V～10VU2為幾百至幾千伏；③當(dāng)VS導(dǎo)通后，UAK=1V左右（壓降）導(dǎo)通前UAK=U2（可達(dá)上千伏電源電壓）（可控硅）晶閘管可理解為一個(gè)脈沖觸發(fā)接通的受控開關(guān)。2、晶閘管的導(dǎo)通條件）；②UGK>觸發(fā)電壓（IG>觸發(fā)電流）有觸發(fā)信號(hào)；②UG是否有都關(guān)斷①UG消失②Id<維持電流UIIHU轉(zhuǎn)折電壓UUBSM伏安特性：陽極電壓與陽極電流的關(guān)系1、當(dāng)反壓時(shí):2、當(dāng)正壓時(shí):②當(dāng)U>UDSM時(shí)（正向擊穿>10ms）UDSM正向不重復(fù)峰值電壓；④規(guī)定：使正向電壓（6V）導(dǎo)通的Ig稱為觸發(fā)電流，Ug稱為觸發(fā)電壓1、斷態(tài)重復(fù)峰值電壓:URSM（晶閘管電壓值）工作中可承受的電壓最大值不應(yīng)超過URSM一般選擇時(shí)應(yīng)大于工作峰值1.5～2倍。2、反向重復(fù)峰值電壓：URRM(反壓值)工作中可能承受的最大反壓值，一般為3、額定平均通態(tài)電流（正向平均）IT：額定電流在<40℃和標(biāo)準(zhǔn)散熱條件下，全導(dǎo)通時(shí)(α=0可連續(xù)通過的工頻半波電流的平均值。33CTX/Y額定電壓（斷態(tài)重復(fù)）額定電流（額定平均通態(tài)電流）N型KK雙向型換向電流下降級(jí)數(shù)類型含意額定電壓額定電流），所以如以有效值選晶閘管時(shí)應(yīng)換算（K=1.57波形系數(shù)）如：KP10RGK正向小注：萬用表+極為負(fù)電池-極為正電池應(yīng)注意符號(hào):代號(hào):VS工作方式：當(dāng)UG≠0時(shí)，UMT1>UM相當(dāng)于兩個(gè)可控硅反向并聯(lián)工作，用于交流電路的控制。KKAA②導(dǎo)通壓降低（比晶閘管0.3V～0.8V③由于放大有限，所以Ib大，應(yīng)用中復(fù)合管（達(dá)林頓）放大倍數(shù)增加；⑤控制功率大，Ib連續(xù)且>IGIbIIccIIIbIbIIccIIIb6000V6000V可控硅的主要應(yīng)用是交流變直流整流。取代直流發(fā)電機(jī)組分為：單相半波單相橋式三相零式三相橋式當(dāng)控制角為α?xí)r，0<α<πGMT2UMT1U2UU注：這時(shí)θ=π-a導(dǎo)通角αUdUe+-L-+-L-U+R-U+R-這時(shí)a+θ>π,當(dāng)L上升，θ上升，Ud和Id下降輸出電壓不能滿足要求。三、續(xù)流二極管的作用U2d為一直流（平均值為）Uα-LRα-LRU+2VU兩只晶閘管與兩只二極管電流與電壓同相位當(dāng)加續(xù)流二極管后d=Ivs續(xù)流二極管UdIRUR2V2V1V2LV3LV31U22V1V21U2V1V3LR1U2V1V3LREV2一般加平波電抗器Ei）：教學(xué)手段及教具：多媒體教學(xué)參考資料晶閘管工作中需要觸發(fā)信號(hào)這工作由觸發(fā)電路完成常用觸發(fā)電路：單結(jié)晶體管、小晶閘管、晶體管（集成電路）（1）電壓和電流足夠大觸發(fā)電壓：4～10V觸發(fā)電流：滿足晶閘管的要求（不同管值不同）（2）觸發(fā)脈沖寬度（3）不觸發(fā)時(shí)，輸出電壓〈0.1s～0.2(V)可以負(fù)電壓輸出（4）觸發(fā)脈沖前沿要陡（<10μs）保證觸發(fā)時(shí)間的準(zhǔn)確性（5）觸發(fā)脈沖應(yīng)與主電路同步，應(yīng)能移相。用于中小功率的晶閘管電路中（50A）221、符號(hào)：由兩個(gè)PN結(jié)組成：代號(hào)：vuI發(fā)射極-e、I第一基極-b、2A第二基極-b2AUUbUUb11U當(dāng)b2（+b1（-）時(shí)Ubb一定）A點(diǎn)電壓UUPUPUDUAVUVUVIIIIIIP點(diǎn)為峰點(diǎn)（開始出現(xiàn)負(fù)阻特性的工作點(diǎn)）這時(shí)峰點(diǎn)電壓U峰點(diǎn)電流Ie上升Ue上升,線性）這一點(diǎn)稱為谷點(diǎn)（V）谷點(diǎn)電壓Uv谷點(diǎn)電流Iv，P-V之二、單結(jié)晶體管的自振蕩電路（1）電容充電：Ue=Uc上升SUPReECU2b1R當(dāng)Uc<Up時(shí)截止、無電流Uc油續(xù)充電上升UO充電放電（2）電容放電Uc=Up（3）電容放電結(jié)束當(dāng)電容放完電后，Uc<Uv（谷點(diǎn)）時(shí)，R的電流I<Iv。所以，截止，重新對電容充所以T=RCln[1/(1-η)]決定于R1、C（放電時(shí)間常數(shù)）一般C（0.1～1μF）R1（50～100Ω)（4）脈沖峰值電壓Uom當(dāng)UC=UP時(shí),導(dǎo)通。UOM∝UP：而UP=UA+UD=Ubb+UD，所以UOM∝(≈)ηUbb+UD（5）峰點(diǎn)電壓UP與和Ubb成正比當(dāng)上升（或Ubb上升）時(shí)UP上升（6）R2為溫度補(bǔ)償電阻（200Ω左右）α三、單結(jié)晶體管觸發(fā)電路個(gè)同步脈沖信號(hào)。實(shí)際的觸發(fā)電路如圖所示。VVVR2RLeCUbRTURT——同步變壓器；DW——穩(wěn)壓二極管；RS——限流電阻；R——充電電阻；C——充電電容；R1——輸出電阻；2、UC3、4、觸發(fā)信號(hào)主電路電壓電流U5、調(diào)壓：當(dāng)改變R下降時(shí)，T下降（周期=）控制角α變小下降，θ增加上升。需均流：因?yàn)榉?安特性不一樣。均壓：因?yàn)榉?安特性不一樣。1、快速熔斷器熔斷時(shí)間（MS級(jí)）2、過電流繼電器動(dòng)作時(shí)間3、整流移相當(dāng)I上升а上升3、壓敏電阻）：教學(xué)要求：掌握晶閘管的