同步电动机的基本控制线路
电力拖动课程标准
《电力拖动》课程标准适用专业（层级）：工程电工工业机器人课程目标学习完《电力拖动》这门课程后，学生应该能够掌握企业电气设备系统的安装与调试，并同时培养同学具有恳切，守信，善于沟通与合作的品质，树立环保，节能，安全等意识，为进展同学的职业才能奠定良好的基础。
包括：1.能够娴熟使用常用电工工具；2.能够识别，选择，使用，修理与调整常用低压电器；3.能够分析，排除典型电气系统的一般故障；4.能够识读，绘制中等复杂程度的电气系统图；5.能够安装，检修中等复杂程度的电气系统；6.能够正确处理各种电气设备安全事故。
学习内容本课程的主要学习内容：1.低压电器元件简介与识别常用电工工具的使用、低压电器的图形符号与文字符号、低压电器的工作原理与作用、低压电器的接线2.点动控制线路的介绍与安装点动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修3.正转自锁控制线路的介绍与安装正转自锁控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修4.接触器联锁正反转控制线路的介绍与安装接触器联锁正反转控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修5.正反转双重联锁控制线路的介绍与安装正反转双重联锁控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修6.位置控制与自动往返控制线路的介绍与安装位置控制与自动往返控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修7.三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路的介绍与安装三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修8.三相异步电动机反接制动控制线路的介绍与安装三相异步电动机反接制动控制线路的电路图、工作原理、安装以及故障检修9.常用生产机械控制线路的介绍CA6140型车床、Z37摇臂钻床、M7130型平面磨床、X62W型万能铣床、桥式起重机学习任务教学实施建议1.教学组织方式方法建议（1）本课程教学的关键为现场教学，应选用典型的控制系统为载体，在教学过程中，老师示范与同学分组操作训练互动，同学提问与老师解答，指导有机结合，让同学在“教”与“学”过程中，识别电气器件，图纸，娴熟使用电工工具，测量工具，安装，爱惜与调试电气控制系统与设备。
电机与电气控制技术
《电机与电气控制技术》课程标准（一）课程概述1. 课程性质《电机与电气控制技术》课程是高等职业技术学校电气自动化技术专业的重要的专业基础课程，在整个专业课程体系中不仅起着承上启下的作用，更是专业理论具体应用于工业技术的实践性课程。
通过本课程的学习和实践，使学生基本熟悉电机、电器的结构原理，掌握电气基本控制原理、常用机床控制线路及其接线和故障分析排除的基本能力，养成理论联系实践的学习风气、知识用于技术的创新精神、安全规范的操作习惯，从而使自身基本具备在电气自动化控制岗位群上的职业素养。
2. 课程基本理念本课程以高职教育培养目标为依据，遵循“以应用为目的，以必需、够用为度”的原则，以“掌握概念、强化应用、培养技能”为重点，力图做到“精选内容、降低理论、加强基础、突出应用” 。
根据先进的职业教育思想，改变学科本位的观念，加强实践教学，着眼课程群，培养学生的综合运用相关现代化先进工具和知识，培养学生的创新精神和创新能力。
3. 课程设计思路电机与电气控制实践性强，设备种类多，因此改变以书本为主实验为辅的旧教学模式，构建本课程开放的理论实践教学和学生自学平台，把课程内容按系统分解成项目，每个项目有几个理论与实践有机结合的任务组成，并把实践落实到具体的操作任务中。
通过讲练结合、学做相辅、融汇贯通，让学生有效地掌握电机与电气控制技术的知识和技能。
既让学生在教师带领下经历知识探究过程，也使学生拥有自主学习的研究空间。
（二）课程培养目标本课程的培养目标是在学习电机及其控制技术的过程中培养学生独立思考、钻研探索的兴趣，在平时学习实践中不断获取成就感、满足感和兴奋感，并引发他们对后续课程中涉及的更先进的控制方法和系统的学习热情和渴望。
学习基本的电机基础理论和电气控制的基础知识，具有收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、综合运用所学知识分析和解决问题的能力，形成良好的思维习惯、工作方法和科学态度，在未来的岗位上有能力进一步学习新技术，解决新问题。
三速电动机和控制线路
U
2 N
R12 X1 X 2
2
2 3 Tm
Tst
m1 s
U
2 N
R2
R1 R2 2 X1 X 2 2
Tst YY
m1 2s
(U N / 3)2 (R2 / 4)
R1 / 4 R2 / 42 X1 / 4 X 2
/ 42
TstYY
2 3
m1 s
U
2 N
R2
R1 R2 2 X1 X 2
YY
nmYY TmYY
sm 2ns TmYY
sm 2ns 2TmY
smns TmY
nmY TmY
Y
n
2ns
YY
ns
Y
T O
(2) △ － YY 变极
① 2p → p ，ns → 2ns。 ② N1→N1 /2 ，R，X→ (R，X) /4 。 ③ sm 不变，UN→ UN / 3
sm
变极调速是一种经过变化定子绕组极对数来实现转
子转速调整旳调速方式。在一定电源频率下，因为同步 转便速能够n变s 化与60p转f极1 子对转数速成。反比，所以，变化定子绕组极对数
变化定子旳极对数，一般采用变化定子绕组联结旳 措施来实现。转子为笼型，因为各根导条电流旳空间分 布取决于气隙主磁场旳分布，故笼型转子所产生磁动势 旳极对数与感生它旳气隙磁场旳极对数总是相等。也能 够在电动机上安装两组独立旳绕组，各个绕组联结法不 同构成不同旳极对数。
M 3～
KM2 KM3 KM4
KT1
KT1 KM1
KT2 KM3
KM1
KM3 KM4
KT2 KM2
KM2
KM1
低速
KT1 KM2 KT2
电气基本控制线路安装与维修
全国高级技工学校电气自动化设备安装与维修专业教材电气基本控制线路安装与维修模块三相电动机基本控制线路的安装与检修模块一课题一三相笼型异步电动机正转控制线路的安装与检修任务1 认识低压开关和低压熔断器1任务2 手动正转控制线路的安装与检修任务3 认识按钮和接触器任务4 点动正转控制线路的安装接触器自锁正转控制线路的安装与检修任务5任务6 连续与点动混合正转控制线路的安装与检修课题二三相笼型异步电动机正反转控制线路的安装与检修任务1 倒顺开关控制正反转控制线路的安装与检修2课题三任务2 接触器联锁正反转控制线路的安装与检修任务3 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路的安装与检修三相笼型异步电动机位置控制与自动往返控制线路的安装与检修任务1 位置控制线路的安装与检修任务2 自动往返控制线路的安装与检修课题四三相笼型异步电动机顺序控制与多地控制线路的安装与检修任务1 顺序控制线路的安装与检修任务2多地控制线路的安装与检修课题五三相笼型异步电动机降压启动控制线路的安装与检修任务1 自耦变压器降压启动控制线路的安装与检修任务2 Y-△降压启动控制线路的安装与检修2Y任务3 软启动器面板操作与外围主电路排故课题六三相笼型异步电动机制动控制线路的安装与检修任务1 电磁抱闸制动器制动控制线路的安装与检修任务2 单向启动反接制动控制线路的安装与检修任务3 单向启动能耗制动控制线路的安装与检修课题七多速异步电动机控制线路的安装与检修任务1 双速异步电动机控制线路的安装与检修任务2 三速异步电动机控制线路的安装与检修课题八三相绕线转子异步电动机基本控制线路的安装与检修任务1 转子回路串接电阻启动控制线路的安装与检修任务2 转子回路串频敏变阻器控制线路的安装与检修任务3 绕线转子异步电动机凸轮控制器控制线路的安装与检修课题九三相同步电动机基本控制线路的安装* 模块二直流电动机基本控制线路的安装与检修课题一并励直流电动机基本控制线路的安装与检修任务1 并励直流电动机启动控制线路安装与检修任务2 并励直流电动机正反转控制线路安装与检修任务3 并励直流电动机制动控制线路安装与检修课题二串励直流电动机基本控制线路的安装与检修任务1 串励直流电动机启动、调速控制线路的安装与检修1串励直流电动机启动调速控制线路的安装与检修任务2 串励直流电动机正反转控制线路的安装与检修3任务3 串励直流电动机制动线路的安装与检修模块三电气控制线路的绘制与设计课题一电气控制线路的绘制课题二电气控制线路的设计。
单元线路安装模块(中级鉴定)
常州冶金技师学院教育标准中级工业电气维修技术专业《单元线路安装模块》教学实施大纲（中级鉴定）C YJ 03. 05（1）—2009一、说明:1、课程的性质和内容本模块是中级维修电工专业的专业基础模块。
内容包括：常用低压电器及其拆装与维修；三相异步电动机基本控制线路及其按装和调试与维修；常用生产机械的控制线路及其按装和调试与维修。
2、课程的任务和要求通过本课程的学习，使学生：（1）掌握常用低压电器的主要性能、结构原理、选用方法和维修知识。
（2）掌握电动机控制线路的基本分析方法。
（3）熟悉常用生产机械的电气控制线路，能对上述线路进行分析，并具备基本的维修知识。
（5）掌握电工基本方法和操作技术；（6）能独立完成室内电气线路，照明装置的安装和维修；（7）掌握电动机的安装方法；（8）掌握电动机基本控制线路的安装和检修技术；（9）能正确使用常用电工仪表和常用电子仪器；（10）通过教学使学生具有独立分析和解决一般技术问题的能力；并养成文明生产的良好习惯和良好的职业道德。
3、教学中应注意的问题本模块是一门实践性和技术理论性都较强的模块。
教学过程中，要明确培养目标突出技工学校的特点，加强直观教学；密切联系生产实际，使理论与实践有机的结合；注意总结规律，培养学生分析线路的能力。
同时在实习教学过程中应注意：（1）在教学中要加强基本操作技术和技能的训练，掌握好组织教学、讲解、示范和讲评等教学环节。
贯彻讲解与示范相结合、集体指导和个别指导相结合的教学方法。
（2）在基本操作技术训练中，教师要注意激发学生学习积极性和克服困难的信心，勤学苦练，扎扎实实地练好基本功。
（3）检修实习时，教师所设置的人为故障点，必须符合自然性质。
（4）在生产实习教学的整个过程中，要注意培养学生爱护工具、设备和节约原材料的习惯。
（5）在生产实习教学中，必须加强安全教育，严格执行电业工人安全操作规程。
_______________________________________________________________________常州冶金技师学院2006-07-01批准 2006-09-01实施CYJ 03. 05（1）—2009附表07-1 编号WD-07 电力拖动模块表C J 03. 05（1）—2009附表07-2 编号WD-07 电力拖动模块表模块一常用低压电器及其拆装与维修教学要求：1、常用低压电器的种类和用途。
同步电机的工作原理
同步机电的工作原理同步机电是一种特殊的交流机电，其工作原理基于电磁感应和磁场的相互作用。
它与普通的异步机电相比，具有更高的效率和更稳定的转速控制性能。
同步机电的工作原理可以简单地描述为：当电流通过机电的定子绕组时，产生的磁场与转子上的永磁体或者电磁铁产生的磁场相互作用，从而产生转矩，使得转子尾随定子的磁场旋转。
具体来说，同步机电的工作原理可以分为以下几个方面：1. 磁场产生：同步机电的定子绕组通过外部电源供电，形成一个旋转磁场。
这个旋转磁场的频率和极数决定了同步机电的转速。
2. 磁场相互作用：同步机电的转子上安装有永磁体或者电磁铁，产生一个固定的磁场。
当定子绕组产生的旋转磁场与转子上的磁场相互作用时，会产生一个力矩，使得转子开始旋转。
3. 同步运行：同步机电的转子会以与定子磁场的旋转速度相同的速度旋转，这就是所谓的同步运行。
当转子的转速与定子磁场的旋转速度保持一致时，同步机电处于最佳工作状态。
4. 转速控制：同步机电的转速可以通过调节供电频率或者改变定子绕组的极数来实现。
通过控制供电频率，可以改变定子磁场的旋转速度，从而改变同步机电的转速。
此外，还可以通过改变定子绕组的极数来调整同步机电的转速。
5. 功率因数控制：同步机电的功率因数可以通过调节定子绕组的电流来控制。
通过控制定子绕组的电流，可以改变机电的功率因数，从而实现对电网的功率因数补偿。
总结起来，同步机电的工作原理是通过定子绕组产生旋转磁场，与转子上的永磁体或者电磁铁产生的磁场相互作用，从而产生转矩，驱动转子旋转。
通过调节供电频率和定子绕组的极数，可以实现对同步机电转速和功率因数的控制。
同步机电具有高效率和稳定的转速控制性能，广泛应用于工业生产和能源领域。
同步电动机控制
⎡u a ⎤ ⎡ r 0 0⎤ ⎡i a ⎤ ⎡ L ⎢u ⎥ = ⎢0 r 0⎥ ⎢i ⎥ + ⎢ M ⎢ b⎥ ⎢ ⎥⎢ b ⎥ ⎢ ⎢u c ⎥ ⎢0 0 r ⎥ ⎢i c ⎥ ⎢ M ⎦⎣ ⎦ ⎣ ⎣ ⎦ ⎣
中点无引线系统：
M L M
M ⎤ ⎡i a ⎤ ⎡e a ⎤ ⎡u 0 ⎤ M ⎥ P ⎢ib ⎥ + ⎢eb ⎥ + ⎢u 0 ⎥ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ L ⎥ ⎢i c ⎥ ⎢e c ⎥ ⎢u 0 ⎥ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦
(a) 基本结构 无换向器电机换相原理图
(b) 端电压波形
无换向器电机系统构成
无换向器电机一般用于大容量调速系统，功率开关通 常为大功率晶闸管
转矩控制原理：无换向器电机采用电流源型逆变器供电。以 隐极同步电动机为例，根据定子电流与转子磁场的相互作用， 转矩方程可表达如下：
T = 3 pm Φ f I a sin δ T
idd
Lmd p =− (isd + ie ) Rd + Ldd p Lmq p Rd + Ldq p i sq
idq = −
将上式代入转子磁链方程可得：
ψ e = Lmd
L s Rd + Ldσ s i sd + ( Le − )ie Rd + Ldd s Rd + Ldd s
2 md
相应转矩表达式为：
或
T = 3 p m Lm I f I a sin δ T
转子励磁电流
转子励磁电感
当转子磁通Φ f 和转矩角δT为恒量时，同步电动机类似于直 流电机，转矩和电枢电流 Ia 成比例关系。 对凸极电机也有类似结论成立，只是凸极转矩项会对影响转 矩与电枢电流的线性比例关系，采用转速外环后对转速影响 较小。
三相同步电动机的基本控制线路
第五章三相同步电动机的基本控制线路在交流电机中，转子的转速始终保持与同步转速相等的一类电机称为同步电机。
按功率转换关系，同步电机主要有三种运行方式，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。
同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。
近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。
同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。
这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。
第一节学习目的和要求一、学习目的和要求1．熟悉同步电动机起动时自动加入励磁的原理。
2．熟悉同步电动机起动控制线路的工作原理。
3．熟悉同步电动机的起动方法。
二、参考课时第二节学习与训练指导本章重点●同步电动机的起动控制线路●同步电动机的制动控制线路本章难点同步电动机自动加入励磁的控制本章主要学习三相同步电动机的异步起动控制原理和起动过程中转子励磁电流的加入控制方式，以及同步电动机的制动控制线路。
一、重点内容同步电动机的起动方法有两种：一种是辅助电机法起动；一种是异步起动法起动。
按起动时供给定子电压的方式不同，分为直接起动和降压起动。
直接起动取决于电动机的结构（是否允许直接起动）及线路电压下降程度等因素。
降压起动有定子绕组串电阻或电抗器降压起动，自耦变压器降压起动等方法。
同步电动机降压起动时，按转子加入励磁的时间分为轻载起动和重栽起动。
轻载起动是同步电动机在降低了定子电压的情况下加速到同步转速，供给励磁，使电动机进入同步，然后再接入全电压。
轻载起动时可以减小励磁接入时引起的电流冲击，但起动转矩较小，仅适用于轻载或空载起动。
重载起动分两步进行，先降压起动，待电动机转动后再加全压使电动机加速到准同步转速，然后再供给励磁。
牵入同步运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
二、制动控制线路
三相同步电动机的制动采用能耗制动。制动时，
首先切断运转中的同步电动机定子绕组的交流电源， 然后将定子绕组接入一组外接电阻R（或频敏变阻器） 上，并保持转子励磁绕组的直流励磁不变。此时，同 步电动机就成为电枢被R短接的同步发电机，将转动
KT1线圈得电， KT1动作， KT2线圈得电动作
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM3 KM1
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
KT2经延时后复位，KM4线圈 得电后动作。指示灯HL1熄灭， 启动过程结束。电动机全速运 行。
KM3 KM1
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM1
KT1
KA SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
R1
KM
KT
KM
1. 异步启动法
L1 L2 L3
KA
KA I＞
KM
当电动机的转速 接近同步转速时， 将直流电压加入 转子励磁绕组并 切除放电电阻， 将电动机牵入同 步运转
M 3~ KA
R1
KM
KT
KM
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
电路组成分析
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM3 KM1
I＞
SB2 KM3 KM1
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF
按下SB1，KM1线圈得电， KA动作，KT1线圈得电
同步电动机的基本控制线路
一、启动控制线路
1. 异步启动法 在设计和制造时，在转子上加装一套笼型启动绕 组作为异步启动用。在同步电动机定子绕组接通电源 时，转子上的笼型启动绕组所起的作用与异步电动机 的转子绕组相同，产生启动转矩使同步电动机启动。
同步电动机的启动过程分为异步启动和牵 入同步两步。 第一步是给三相定子绕组通入三相交流电 进行异步启动。
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
按下SB2，电动机停转。
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM3 KM1
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
合上电源开关QF1、QF2
KM1 R1
KM3 QF2
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM3 KM1
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
第二步是当电动机的转速接近同步转速时， 将直流电压加入转子励磁绕组并切除放电电 阻，将电动机牵入同步运转。
1. 异步启动法
L1 L2 L3
KA
KA I＞
电路组成分析
KM
M 3~ KA
R1
KM
KT
KM
1. 异步启动法
L1 L2 L3
KA
KA I＞
定子绕组加入交流电 源，进行异步启动
KM
M 3~ KA
R
R4 R5
A
KM1 KM2 KM3 KM4
R3
HL2 KM2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
KM3线圈得电
KM1 R1
KM3 QF2
I＞
SB2 KM3 KM1
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
KT2
QF1 L1 L2 L3
KV
U＜
2．启动控制线路
转速升高，电流减小，KA释 放，KT1线圈失电，经KT1延 时后，KT1复位
QF2
SB2 KM3 KM1
KM1 R1
KM3
I＞
KT1
KA KM1 SB1
KM4 KT1 KA HL1 KT1 KT2
KM4 TA
A
M 3~
KM4
KV
KT2
KM2
G KM2 KM4 R2
的机械能转换为电能，最终转变为热能消耗在电阻R
上，使同步电动机制动停转。
QS1 L1 L2 L3 QS2
M
3～
R
电路组成分析
QS1 L1 L2 L3 QS2
M
3～
R
电动机工作时
QS1 L1 L2 L3 QS2
M
3～
R
电动机制动时