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陕西科技大学镐京学院毕业论文

关于电机，继电器和接触器的分析与学习

摘要：

电动机也称为“马达”，把电能改变为机械能的机器。

利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产事业中去。

构造和发电机基本上一样，原理却正好相反，电动机是通电于转子线圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中之运动产生电流。

为了获得强大的磁场起见，非论电动机还是发电机，都以使用电磁铁为宜。

电动机因输入的电流分歧，可分为直流电动机与交流电动机：

（1）直流电动机——用直流电流来转动的电动机叫直流电动机。

因磁场电路与电枢电路保持之方式分歧，又可分为串激电动机、分激电动机、复激电动机；

（2）交流电动机——用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。

继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到必然值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。

交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。

主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

关键字：

电动机,继电器,交流接触器

ABSTRACT:

Motorisalsoknownas"motor"andelectricityintomechanicalenergymachines.Theuseofmotorgeneratorwhichcanproducealotofenergy,appliedtoproductiontothecause.Constructionandgeneratorsbasicallythesame,theprinciplehasbeenjusttheopposite,motorrotoriselectrifyinginthecoiltocausemovement,whilegeneratorrotoristhroughthemagneticfieldgeneratedwhichisacurrentcampaign.Inordertoobtainthesakeofastrongmagneticfield,regardlessofmotororgenerator,itisadvisabletousetheelectromagnet.Motorduetotheimportationofthedifferentcurrents,canbedividedintoDCmotorwithACmotor:

（1）DCmotor--DCcurrenttothemotorrotationcalledDCmotor.Becausemagneticcircuitwiththearmaturecircuitconnectingdifferentmanner,canbedividedintoCascademotor,motor-stimulated,MinuteMotor;

（2）ACmotor--ACcurrenttothemotorrotationcalledACmotor.Whentherelayisaninput（electricity,magnetic,acoustic,optical,thermal）uptoacertainvalue,outputtherewillbechangesinthejump-controldevices.ACcontactorwidelyusedasapower-offandthecontrolcircuit.ACcontactoruseofthemainpointstoopenclosedcircuit,withtheauxiliarycontactstoimplementcontrols.Themaincontactgenerallyonlyopenregularcontact,andtheauxiliarycontactsoftenhavetwopairsofnormallyopenandnormallyclosedcontactfunction,smallcontactoroftenasintermediaterelayswiththeuseofthemaincircuit。

KeyWords:

Motor,relay,ACcontactor

正文：

1.电机的工作原理及内部结构

1.1电机的工作原理

   电动机也称为“马达”，把电能改变为机械能的机器。

利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用到生产事业中去。

构造和发电机基本上一样，原理却正好相反，电动机是通电于转子线圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中之运动产生电流。

为了获得强大的磁场起见，非论电动机还是发电机，都以使用电磁铁为宜。

电动机因输入的电流分歧，可分为直流电动机与交流电动机：

（1）直流电动机——用直流电流来转动的电动机叫直流电动机。

因磁场电路与电枢电路保持之方式分歧，又可分为串激电动机、分激电动机、复激电动机；

（2）交流电动机——用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。

种类较多，主要有：

①整流电动机——使串激直流发电机，作交流电动机用，即成此种电动机，因交流电在磁场与电枢电路中，同时转向，故力偶矩之标的目的恒保持不变，该机乃转动不停。

此种电动机因兼可使用交、直流，故又称“通用电动机”。

吸尘器、缝纫机及其他家用电器等多用此种电动机。

②同步电动机——电枢自一极转至次一极，恰与通入电流之转向同周期的电动机。

此种电动机不能本身开动，必需用另一电动机或特殊辅助绕线使到达适当的频率后，始可接通交流电。

倘若负载改变而使转速改变时，转速即与交流电频率不合，足使其步调紊乱，趋于停止或引起损坏。

因限制多，故应用不广。

③感应电动机——置转子于转动磁场中，因涡电流的感化，使转子转动的装置。

转动磁场并不是用机械方式造成的，而是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，可看作为转动磁场。

凡是多采用三相感应电动机（具有三对磁极）。

直流电动机的运动恰与直流发电机相反，在发电机里，感生电流是由感生电动势形成的，所以它们是同标的目的的。

在电动机里电流是由外电源供给的感生电动势的标的目的和电枢电流I标的目的相反。

交流电动机中的感应电动机，其强大的感应电流（涡流）产生于转动磁场中，转子上的铜棒对磁力线的连续切割，依楞次定律，此感应电流有反抗磁场与转子发生相对运动的效应，故转子乃随磁场而转动。

不过此转子转动速度没有磁场变换之速度高，否则磁力线将不能为铜棒所切割。

1.2电动机的内部结构

（1）.内部结构

2.常用单相电机的种类及特性

在家用电器设备中，常配有小型单相交流感应电动机。

交流感应电动机因应用类别的差异，一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。

一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后，电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子，从而使转子产生电动势，并彼此感化而形成转矩，使转子转动。

但单相交流感应电动机，只能产生极性和强度交替变化的磁场，不能产生旋转磁场，因此单相交流电动机必需另外设计使它产生旋转磁场，转子才能转动，所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。

2.1分相启动式电动机

   分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。

该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。

两个绕组相差一个很大的相位角，使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些，因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。

这个旋转磁通切割转子上的导体，使转子导体感应一个较大的电流，电流所产生的磁通与定子磁通彼此感化，转子便产生启动转矩。

当电机一旦启动，转速上升至额定转速７０％时，离心开关脱开副绕组即断电，电机即可正常运转。

2.2．罩极式电动机

   罩极式单相交流电动机，它的结构简单，其电气性能略差于其他单相电机，但由于制作成本低，运行噪声较小，对电器设备干扰小，所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。

罩极式电动机只有主绕组，没有副绕组（启动绕组），它在电机定子的两极处各设有一副短路环，也称为电极罩极圈。

当电动机通电后，主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流，从而使磁极上被罩部分的磁场，比未罩住部分的磁场滞后些，因而磁极构成旋转磁场，电动机转子便旋转启动工作。

罩极式单相电动机还有一个特点，即可以很便当地转换成二极或四极转速，以适应分歧转速电器配套使用。

2.3．电容式启动电动机

   该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。

这种电机结构简单、启动快速、转速稳定，被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。

电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组（启动绕组），并在启动绕组中串联大容量启动电容器，使通电后主、副绕组的电相角成９０°，从而能产生较大的启动转矩，使转子启动运转。

   对于永久分相电容电动机来说，其串接的电容器，当电机在通电启动或者正常运行时，均与启动绕组串接。

由于永久分相电机其启动的转矩较小，因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。

电容式启动电动机，由于其运行绕组分正、反相绕制设定，所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接标的目的，即可便当实现电机逆、顺标的目的运转。

2.4．交、直流两用电动机

   一般常用单相交流电动机，在交流５０Ｈｚ电源中运行时，电动机转速较高的也只能达每分钟３０００转。

而交直流两用电动机在交流或直流供电下，其电机转速可高达２００００转，同时其电机的输出启动力矩也大，所以尽管电机体积小，但由于转速高输出功率大，因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。

   交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异，均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组，其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。

为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰，而将电机的磁场线圈制成摆布两只，分别串联在电枢两侧。

两用电机的转向切换很便当，只要切换开关将磁场线圈反接，即能实现电机转子的逆转或顺转。

   在家用电器电机类中还有一种直流微型电动机。

该电机在录音机、随身听、录像机、打印机、传真机等家用电器中广泛应用。

直流微型电机由于定子绕组和转子绕组之间的串接形式分歧，又可分为并激、串激、复激等几种类别。

   应用在家用电器中的电机，其定子绕组的转子，绕组之间的串接一般采用并激形式，即电机的定子磁场线圈与电枢绕组线圈并联后接到电源上。

当通电后电机可保持磁场恒定，并利用电枢电路控制电机转速。

这种直流电机的最大特点是当负载产生波动变化时，电机的转速保持定速状态。

   此外，在直流电动机中还有一种结构更为简单、用在玩具上的电机，这种电机是用永久磁铁作固定磁场的电动机，在电子玩具、电动剃须刀、微型按摩器等日用小电器中得以广泛应用

3..继电器，接触器的内部结构及工作原理

3.1、继电器的定义

　　继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到必然值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。

 3.2、继电器的继电特性

继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。

一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不复兴变化。

当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开（如图1）。

我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性。

　　释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即

　　Kf=xf/xx

　　触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P0

　　3.3继电器的分类

　　继电器的分类方式较多，可以按感化原理、外形尺寸、庇护特征、触点负载、产品用途等分类。

　　一、按感化原理分

　　1．电磁继电器

　　在输入电路内电流的感化下，由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。

　　它包孕直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。

（1）直流电磁继电器：

输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。

（2）交流电磁继电器：

输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。

　　（3）磁保持继电器：

将磁钢引入磁回路，继电器线圈断电后，继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态，具有两个稳定状态。

　　（4）极化继电器：

状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。

　　（5）舌簧继电器：

利用密封在管内，具有触点簧片和衔铁磁路双重感化的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。

　　（6）节能功率继电器:

输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大（一般30-100A）,体积小,节电功能.

　　2.固态继电器

　　输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。

　　3.时间继电器

　　当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。

　　4.温度继电器

　　当外界温度达到规定值时而动作的继电器.

　　5.风速继电器

　　当风的速度达到必然值时，被控电路将接通或断开。

　　6.加速度继电器

　　当运动物体的加速度达到规定值时，被控电路将接通或断开。

　　7.其它类型的继电器

　　如光继电器、声继电器、热继电器等。

　　二、继电器外形尺寸分类　　　

微型继电器最长边尺寸不大于10mm的继电器　　

 超小型继电器最长边尺寸大于10mm，但不大于25mm的继电器　               　小型继电器最长边尺寸大于25mm，但不大于50mm的继电器　　

三、按触点负载分

 继电器触点负载分类

　　名称定义

　　微功率继电器小于0.2A的继电器。

　　弱功率继电器0.2～２Ａ的继电器。

　　中功率继电器2～10A的继电器。

　　大功率继电器10A以上继电器。

　　节能功率继电器20A-100A的继电器

　　四、继电器防护特征分类

　　名称定义

　　密封继电器采用焊接或其它方式，将触点和线圈等密封在金属罩内，其泄漏率较低的继电器

　　塑封继电器采用封胶的方式，将触点和线圈等密封在塑料罩内，其泄漏率较高的继电器

　　防尘罩继电器用罩壳将触点和线圈等封锁加以防护的继电器

　　敞开继电器不用防护罩来庇护触点和线圈等的继电器

　　五.继电器用途分类

　　名称定义

　　通讯继电器（包孕高频继电器）该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流，环境使用条件要求不高。

　　机床继电器机床中使用的继电器，触点负载功率大，寿命长。

　　家电用继电器家用电器中使用的继电器，要求安全性能好。

　　汽车继电器汽车中使用的继电器，该类继电器切换负载功率大，抗冲、抗振性高。

3.4固体继电器工作原理

固体继电器（SolidStateRelays,缩写SSR）是一种无触点电子开关，由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片，采用混合工艺组装来实现控制回路（输入电路）与负载回路（输出电路）的电隔离及信号耦合，由固体器件实现负载的通断切换功能，内部无任何可动部件。

尽管市场上的固体继电器型号规格繁多，但它们的工作原理基本上是相似的。

主要由输入（控制）电路，驱动电路和输出（负载）电路三部分组成。

　　固体继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路，使之成为固体继电器的触发信号源。

固体继电器的输入电路多为直流输入，个别的为交流输入。

直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。

阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。

恒流输入电路，在输入电压达到必然值时，电流不再随电压的升高而明显增大，这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。

　　固体继电器的驱动电路可以包孕隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。

隔离耦合电路，目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。

常用的光电耦合器有光－三极管、光－双向可控硅、光－二极管阵列（光－伏）等。

高频变压器耦合，是在必然的输入电压下，形成约10MHz的自激振荡，通过变压器磁芯将高频信号传递到变压器次级。

功能电路可包孕检波整流、过零、加速、庇护、显示等各种功能电路。

触发电路的感化是给输出器件提供触发信号。

　　固体继电器的输出电路是在触发信号的控制下，实现固体继电器的通断切换。

输出电路主要由输出器件（芯片）和起瞬态按捺感化的吸收回路组成，有时还包孕反馈电路。

目前，各种固体继电器使用的输出器件主要有晶体三极管（Transistor）、单向可控硅（Thyristor或SCR）、双向可控硅（Triac）、MOS场效应管（MOSFET）、绝缘栅型双极晶体管（IGBT）等。

3.5继电器的工作原理图

继电器动作原理:

   上图为直流无极继电器，当电流通过线圈时，铁芯吸动衔铁，使推杆向上移动，带动中簧片断开后接点，而与前接点闭合；当电源切断后，铁芯失磁，衔铁自行释放，使推杆下降，中簧片断开前接点，而与后接点闭合。

继电器应用原理：

   继电器线圈没电时，铁芯失磁，中簧片与后接点闭合，使信号灯电路接通红灯，则红灯亮（如上左图）；继电器线圈有电时，铁芯吸动衔铁，中簧片与前接点闭合，使信号灯电路接通绿灯，则绿灯亮（如上右图）。

3.6接触器的工作原理

交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。

交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。

主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

   交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

交流接触器的动作动力来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“山”字形的幼硅钢片叠成，其中一个固定，在上面套上线圈，工作电压有多种供选择。

为了使磁力稳定，铁芯的吸合面，加上短路环。

交流接触器在失电后，依靠弹簧复位。

另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用以带动主接点和辅助接点的开短。

20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时产生的电磁力，快速拉断电弧，以庇护接点。

交流接触器制作为一个整体，外形和性能也在不断提高，但是功能始终不变。

无论技术的发展到什么程度，普通的交流接触器还是有其重要的地位。

4.部分公司产品的保举与介绍

电机机壳铝合金型材

直径小于190MM的各类铝合金电机机壳　

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浙江永康力士达铝业有限公司

发电机

上海嘉易机电有限公司是一家发电机组行业的专业办事机构。

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上海嘉易机电有限公司

赛力盟电机—三相异步电动机

该产品为一般用途的全封锁自扇冷鼠笼型三相异步电动机　　

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重庆赛力盟电机有限责任公司

东方汽车电器—汽车交流发电机

　　A牌汽车用交流发电机系爪极式硅整流发电机，具有输出功率大、重量轻、低速充电性能好、使用寿命长。

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四川东方汽车电器有限公司

JL-21D系列继电器

 JL-21D用于两端供电线路的自动重合闸线路中,起感化在于检查线路中的电压的存在及线路,变电所母线上电压相量间的角差.

ST3P系列电子式时间继电器

ST3P系列电子式时间继电器是引进日本富士电机株式会社全套专有制造技术生产的新颖时间继电器 ，具有体积小、重量轻、延时精度高、延时范围广、抗干扰性能强、可靠性好、寿命长等特点，适合于各种要求高精度、高可靠性自动化控制的场合作延时控制之用。

   直流接触器系列

 本公司专业生产中等负载和大负载直流接触器，适用于电动叉车、电瓶车、牵引车、挖掘机、汽车空调、通讯电源、不间断电源、电镀电源等系统电控电路的开关控制，具有体积小、负载容量大，使用寿命长，维护简单等特点，深受用户欢迎。

该产品按照部标JB2286-78、JB3974-85、YD/585-92、YD/T512-92要求；经公司内和有关试验单位试验，满足部标规范要求，用户多年使用，最大限度地满足用户需要，质量可靠。

                 GA-MZJ通信用直流接触器200A24V-48V

    MZJ系列直流接触器可广泛应用于蓄电池车辆作起动、停止、调速和牵引机车、矿山机械、石油化工、冶金船舶、电信、计算机等范畴的电源切换及不间断电源系统，该产品符合JB3974 - 85《蓄电池车辆用直流电器基本技术条件》及邮电部YD/T585 - 92《通信用配电设备》，YD/T512 - 92《电报电源设备技术条件》等标准。

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致谢

   分外鸣谢晋中电机厂和三皇集团对我们实习工作的大力支持，另外感谢感动学院 给我们这个实习的机会,让我们有了更多的机会与真正的现实靠近.有了 理论联系实际的机会.同时感谢感动带队工作师傅,他们辛辛苦苦地带着我们天天工作.并且不知疲倦地教导我们,让我们好好珍惜这次实习机会.经过前一段的工作，使我感触感染很多，既有消缺后的喜悦，证明了本身的提高，也使本身深刻的认识到了本身再很多方面的不足。

非常感谢感动辅导给了我一个学习提高的机会，我会珍惜这个工作机会，尽己全力为公司奉献本身的才智。

以上是我在此工作工作过程中的一点心得和体会，请辅导批评、斧正，使我在以后的工作中不断提高、进步！

参考文献

[1]孙旭东，王善铭编著  电机学——清华大学电气工程系列教材   出版社：

清华大学出版社      出版时间：

2006年09月

[2]黄立培主编     电动机控制——清华大学电气工程系列教材  出版社：

清华大学出版社      出版时间：

2003年09月

[3]杨帮文      轧机用大型直流电机基本技术条件JB/T6518-2005  出版社：

机械工业出版社版次  第1版

[4]杨帮文    新型接触器和继电器实用手册                出版社:

电子工业出版社

[5]周志敏,周纪海,纪爱华     继电庇护实用技术问答      出版社　：

电子工业出版社