作者：杨清德
出版社：电子工业出版社
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电工师傅的秘密之经典电路详解试读：
PREFACE 前言
不知从什么时候起就有了师傅和徒弟的称呼，大概与我国古代的学徒制有关。由于电工知识的学习和操作技能的熟练掌握是一个漫长的过程，职业学校的学生在学校学习一般需要3年左右，毕业后进入工作岗位通常还得跟师傅学习一段时间才能独立操作。岁岁年年，朝夕相处，传道、授业、解惑，便产生了以技术为纽带的师傅、徒弟、师兄、师弟等人际关系。几年后，之前的徒弟又有了徒弟，成为师傅，且超越了之前的师傅。
电工师傅的秘密系列图书包括以下书籍：《电工师傅的秘密之电工入门》——主要介绍直流电路及应用、电与磁及应用、交流电路及其应用、常用电工工具和材料及应用、电工仪表与电能测量及应用、电工基本操作技能速成、电工安全用电等内容。《电工师傅的秘密之电工识图》——主要介绍电气符号及连接线、几个基本电气图、电工测量图、照明工程图、弱电工程图、供电系统图、常用机电设备控制电气图等内容。《电工师傅的秘密之电动机应用与检修》—主要介绍电动机安装及检修专用工具、电动机应用基础、单相电动机应用与检修、三相异步电动机应用与检修、直流电动机应用与检修等内容。《电工师傅的秘密之变频器应用与维护》—主要介绍变频器入门基础、变频器的选用与维护、三菱FR-A740变频器的应用与维护、西门子MM440系列变频器的应用与维护、变频器节能改造应用等内容。《电工师傅的秘密之家居布线》——主要介绍家装电工师傅的条条框框、家装电工师傅的吃饭家伙、线材选用和综合布线系统设计的秘密、室内线路安装技能、室内配电装置及其安装、灯具及用电器安装等内容。《电工师傅的秘密之经典电路详解》——主要介绍实用电动机控制电路、变频器与PLC控制电路、照明灯与应急照明电路、机电设备电气控制电路、LED照明驱动电路等内容。
书中共有三个主人翁——“师傅”、“徒弟”和“师兄”。师傅名符其实，他是特级教师、高级讲师、维修电工高级技师、高级考评员、高级双师型教师，曾被评为重庆市优秀技能人才，其教学成果分别获得重庆市二等奖、三等奖，受到重庆市人民政府表彰；担任第一主编的教材《音响设备与维修技术》被教育部评为中等职业教育改革创新示范教材。书中的“徒弟”、“师兄”则是成千上万个初学电工技术人士的代表，可能是你，也可能是他。“授之以鱼”不如“授之以渔”。本书通过师徒三人平等交流，有的放矢，各抒己见，娓娓道来，情真意切，解人以困，助“徒弟”较好地掌握中级电工的应知应会。
本书贴近实际、可读性强，方便电工初学者自学，可作为电工短训班技能培训教材，也可作为职业院校学生的课外读物。
本书由杨清德主编，参加编写工作的有杨兰云、杨卓荣、先力、胡萍、黎平、康娅、余明飞、谭海波、兰晓军、杨丽萍、刘华光、成世兵、李春玲、乐发明、杨松、李建芬、龚万梅、古春艳、沈坤华、赵顺洪等同志。
由于编者水平有限，加之时间仓促，书中难免存在缺点和错误，敬请各位读者批评指正，多提意见，盼赐教至yqd611＠163.com，以期再版时修改。编者
第1章 精选实用电动机控制电路
1.1 交流异步电动机的基本控制电路
1.1.1 单相异步电动机的基本控制电路
单相异步电动机有何特点
单相异步电动机是利用单相交流电源供电的一种小容量交流电动机，是一种将电能转化为机械能的装置。
单相异步电动机的功率设计较小，通常在8～750W之间，一般不会大于2kW。具有结构简单、成本低廉、维修方便等特点，被广泛应用于如冰箱、电扇、洗衣机等家用电器及医疗器械中。
单相异步电动机与同容量的三相异步电动机相比，体积较大、运行性能较差、效率较低。
单相异步电动机有哪些类型，有何结构特点
单相异步电动机种类很多，按照启动和运行方式可分为两大类六种，见表1-1。这些电动机的结构虽有差别，但是其基本工作原理是相同的。表1-1 家用电器中使用的单相异步电动机分类续表
由于单相异步电动机的输出功率不大，其转子都采用鼠笼型转子，它的定子都有一套工作绕组，称为主绕组。主绕组在电动机的气隙中只能产生正、负交变的脉振磁场，不能产生旋转磁场，因此也就不能产生启动转矩。
为了使单相异步电动机在气隙中能产生旋转磁场，还需要有一套辅助绕组，称为副绕组。副绕组产生的磁场与主绕组的磁场在电动机气隙中合成而产生旋转磁场，这样电动机的转子才能够自行转动起来。
单相罩极式异步电动机如何接线
单相罩极式异步电动机无论是凸极式还是隐极式，其接线规律都符合“罩极由主转向副”。如图1-1所示为12槽2极单相罩极式异步电动机的接线方法（属于隐极式电动机）。主绕组为1进4出，10进7出。即首进尾出，尾进首出，采用了尾接尾的反串法。副绕组各自形成短路环，只有2匝。图中AB为主绕组中性线，CD为副绕组中性线。这样接线，转向总是由主绕组中性线向副绕组中性线旋转。图1-1 单相罩极式异步电动机的接线
接线时要以负载的实际转向为准，选定接线端的位置，使理论转向与实际转向一致。师傅告诉我这种接线规律是“引出线端看转向，罩极由主转向副”。
要使单相罩极式电动机由正转改为反转，只有将它的定子调头再装配好，才能达到运转换向的目的。
分相式单相异步电动机如何接线
分相式单相异步电动机有4组（或8组）线，2组（或4组）为主绕组，2组（或4组）为副绕组，其中性线互成90°（2极）或45°（4极），接线方法有以下2种。（1）主副绕组对称
接线时主、副绕组之首各引出一根线，线尾共接一根引出线，作为公共线（零线）。在进行线路接线时，将公共线接电源的任意一根导线，U与Z之间接电容器，然后插上电源插头，将另一根导线触11碰电容器的任意一端，直到转向与实际要求一致为止，然后拔下电源插头，将导线包好即可，如图1-2所示。（2）绕组不对称
这种电动机一般容量较大，从几百瓦到几千瓦不等，如水泵、砂轮机、粉碎机、压粉机、压面机等，均为电容运行式或电容启动式，主绕组线经粗，匝数少；副绕组线经细，匝数多。例如，一台YL100L-4型电动机，它为双值电容式电动机，U-U为主绕组，Z-Z1212为副绕组，接线时，将U和Z相连为公共引出线（零线），根据口诀，22它的转向为“分相由副转向主”。即从Z转向U，转向为顺时针，11U-U为主绕组，Z-Z为副绕组，接线时将U和Z相连为公共引出线121222（零线）。根据口诀“分相由副转向主”，则从Z转向U，转向为逆11时针。
接线时以主绕组首为中心，若副绕组首在主之右，转向为顺时针，若在左则转向为逆时针。
请师傅介绍几种单相异步电动机调速电路
单相异步电动机的调速方法较多，下面简单介绍目前较多采用的调速电路。（1）串电抗器调速电路
在电动机的电源线路中串联起分压作用的电抗器，通过调速开关选择电抗器绕组的匝数来调节电抗值，从而改变电动机两端的电压，达到调速的目的，如图1-3所示。图1-2 分相式单相异步电动机的接线图1-3 串电抗器调速接线电路
串电抗器调速，其优点是结构简单，容易调整调速比，但消耗的材料多，调速器体积大。（2）抽头法调速电路
如果将电抗器和电动机结合在一起，在电动机定子铁芯上嵌入一个中间绕组（或称调速绕组），通过调速开关改变电动机气隙磁场的大小及椭圆度，可达到调速的目的。根据中间绕组与工作绕组和启动绕组的接线不同，常用的有T形接法和L形接法。L形绕组的抽头调速有3种方式，如图1-4所示。图1-4 L形绕组的抽头调速电路
T形绕组的抽头调速电路如图1-5所示。
抽头法调速与串电抗器调速相比较，抽头法调速用料省，耗电少，但是绕组嵌线和接线比较复杂。（3）晶闸管调速电路
利用改变晶闸管的导通角，来实现加在单相异步电动机上的交流电压的大小，从而达到调节电动机转速的目的。如图1-6所示，调节电位器RP即可调节晶闸管的导通角，改变输出电压，从而达到无级调节电动机转速的目的。RP阻值小，晶闸管导通角度大，输出电压高，电动机转速高；反之，RP阻值大，电动机转速低。图1-5 T形绕组的抽头调速电路图1-6 晶闸管调速电路
晶闸管调速电路能实现无级调速，缺点是会产生一些电磁干扰。目前常用于吊式风扇的调速上。（4）PTC调速电路
如图1-7所示为具有微风挡的电风扇调速电路。微风风扇能够在500r/min以下送出风，若采用一般的调速方法，电动机在这样低的转速下很难启动。电路利用常温下PTC电阻很小的特性，使电动机在微风挡直接启动，启动后，PTC阻值增大，使电动机进入微风挡运行。图1-7 具有微风挡的电风扇调速电路
1.1.2 三相异步电动机的基本控制电路
电动机控制电路的基本环节有哪些
在电动机控制电路中，能实现某项功能的若干电气元件的组合，称为一个控制环节，整个控制电路就是由这些控制环节有机地组合而成的。控制电路一般包括电源、启动、保护、运行、停止、制动、联锁、手动工作和点动、信号等基本环节，见表1-2。表1-2 电动机控制电路的基本环节
上述控制环节并不是每一种控制电路中全都具备，复杂控制电路的基本环节多一些。这10个环节中最基本的是电源环节、保护环节、启动环节、运行环节、联锁环节和停止环节。
“自锁控制”是“自己保持的控制”；“互锁控制”则是“相互制约的控制”，即“不能同时呈现为工作状态的控制”；“联锁控制”则可以理解为“联合动作”，其实质是“按一定顺序动作的控制”。要注意理解自锁、互锁、联锁这“三把锁”的含义，应该加以区别。
电动机控制电路主要由哪些部分组成
三相异步电动机控制电路一般由电源电路、主电路和控制电路（也称为辅助电路）三部分组成，如图1-8所示。
电源电路的主要元件是电源总开关（如断路器或刀开关）。
主电路就是电源通过接触器主触点到电动机的这个回路，一般由主电源、断路器、接触器、热继电器、电动机等组成。
辅助电路一般包括控制主电路工作状态的控制电路（通过用启动按钮控制接触器线圈得电带动衔铁吸合，以控制接触器触点的闭合，电动机得电运转；通过停止按钮控制接触器线圈断电，接触器触点断开，电动机断电停止）、显示主电路工作状态的指示电路和提供机电设备局部照明的照明电路。辅助电路一般由控制电源、熔断器、动断按钮、动合按钮、接触器动合触点、接触器线圈、热继电器触点及信号灯等组成。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]