转差率s是用来表示n与n0相差程度的物理量,
一般异步电动机在额定负载时的转差率为1%~9%,而在起动开始瞬间由于n=0,而s=1为最大。
式(8-5-5)也可写成
表8-5—1为三相异步电动机的磁极对数与同步转速以及电动机转速(当s=3%)之间的数量关系。
三相异步电动机的型号中,最后一位数字是表示磁极数的。
例如Y132-4,型号说明了该电动机为4极(即P=2)电机。
根据这个数字就可以判断电动机的转速,反过来也可以根据转速确定磁极数。
异步机的转向与旋转磁场的转向相同。
要改变电动机转向,只要任意对调两根联接电源的导线即可。
结构见图8-5-7所示。
在实验室和机床电气控制线路中用作电源开关,也可用来直接起动和停止小容量鼠笼式异步电动机。
组合开关有单极、双极、三极和四极等几种,额定电流有10、25、60、100A等多种。
3.按钮
按钮的外形、结构和符号见图8-5-8。
按钮是用来接通和断开控制电路的,仅流过小电流。
图8-5-8(6)中2是通过金属桥片连通的动触点,1和3是静触点。
在常态下(即按钮未按下时),1是断开的,称为常开触点,而3是通过2接通的,称为常闭触点。
按下按钮时3先断开而后1通过2接通。
松开手后按钮又恢复常态,1先断开而后3又接通。
常开触点1单独使用时就是一个常开按钮(亦称起动按钮),常闭触点3单独使用时就是一个常闭按钮(亦称停止按钮),触点1和3联合使用,就是一个组合按钮。
4.交流接触器
交流接触器用来接通和断开电动机或其他电气设备的主电路,其主触点流过大电流。
图8-5-9表示它的外形、原理及符号。
接触器的主要结构由电磁铁和触点两大部分组成。
电磁铁由铁芯和线圈组成,而铁芯又包括动铁芯和静铁芯两部分。
为减少铁损,铁芯由相互绝缘的硅钢片叠成,线圈则套在山字形静铁芯上。
触点分主触点和辅助触点两种,其中主触点是通、断主电路的,容量大,往往设有灭弧装置,主触点是常开触点(未动作时是断开的)。
辅助触点是接在控制线路中的,容量小,有常开和常闭(未动作时是接通的)之分。
当线圈通电,产生电磁吸力,使动铁芯吸合,同时带动金属桥片动作,使主触点闭合,接通主电路,同时常开辅助触点也闭合,而常闭辅助触点打开。
当线圈断电,吸力消失,依靠弹簧力使动铁芯释放,各触点恢复常态。
选用交流接触器要注意主触点的额定电流和铁芯线圈的额定电压,以及辅助触点的数量。
5.热继电器
热继电器是用来作电动机长期过载保护的,其原理图见图8-5—10。
图中1为热元件,串接在主电路中,2是双金属片。
当主电路中电流超过允许值使双金属片受热,由于两层金属热膨胀系数不同,一段时间后双金属片向上弯曲而脱扣,板扣3在弹簧4的拉力下使接在控制线路中的常闭触点5断开,从而使控制线路失电,主电路断开。
按下复位按钮6即可使热继电器复位。
6.自动空气断路器
亦称自动开关,用于接通和断开主电路,具有短路、过载和失压等多种保护,安全可靠。
(二)三相鼠笼式异步电动机直接起动控制
1.单向直接起动的控制电路
图8—5—11是单向直接起动的主电路(左边)和控制电路(右边)。
起动时先合上开关Q,不带负荷接通电源。
FU是熔断器,起短路保护作用。
再按下按钮SB2,
由于松手后SB2复位断开,由KM辅助触点闭合自锁。
停止时按下按钮SB1,
(图8-6-2中的0A段)。
这个区域通常称为死区,对应的电压称死区电压或阈值电压;锗管约0.1V,硅管约0.5V。
当正向电压超过死区电压后,内电场被大大削弱,流过二极管的电流迅速增加,二极管正向导通。
正向导通时的管压降,硅管约0.6V~0.8V,锗管约0.1V~0.3V。
(2)反向特性。
在反向电压作用下,P区的少数载流子电子与N区的少数载流子空穴产生漂移运动,形成很小的反向饱和电流,如图8-6-2中的0B段。
硅管的反向饱和电流在nA数量级,锗管在μA数量级。
温度升高时,由于热激发少数载流子浓度增加,反向饱和电流也随之增加。
(3)反向击穿特性。
当反向电压增大到某一数值UBR时,反向电流突然急剧增加,这种现象称二极管反向击穿,UBR称反向击穿电压。
击穿有雪崩击穿、齐纳击穿和热击穿三种形式;前两种又称电击穿。
发生电击穿时,只要反向电压和反向电流的乘积(即PN结的耗散功率)不超过PN结的最大允许耗散功率,管子一般不会被烧坏,当反向电压撤消后,二极管仍能正常工作。
热击穿则为破坏性击穿,这时PN结的耗散功率已超过允许值。
2.伏安特性表达式
二极管的伏安特性可用下式表示:
式中IS为反向饱和电流;UT为温度的电压当量,当T=300K时,UT≈26mV;e是自然对数的底。
当二极管端电压U=0V时,I=IS(e0-1)=0,当U>0,且U大于UT几倍时,eU/UT>>1,所以I≈ISeU/UT,流过二极管的电流随外加正向电压按指数规律变化。
当U<0,且|U|大于UT几倍时,eU/UT《1,则I≈IS,反向电流不随外加电压而变化。
(二)二极管的主要参数
1.最大整流电流IF:
它指二极管长时间使用时,允许通过的最大正向平均电流。
使用时不能超过此值。
2.最大反向工作电压URM:
它是指允许加在二极管上的反向电压的最大值,为安全起见,URM约为反向击穿电压UBR的一半。
3.反向电流IR;指二极管未被击穿时的反向电流值,IR越小,说明二极管单向导电性越好,温度稳定性越好。
二、稳压管
(一)稳压管的伏安特性
稳压管是可以工作于反向击穿区的二极管,但它是用特殊工艺制造的。
由于它在电路中能起稳定电压的作用,故称为稳压管。
它的伏安特性曲线和电路符号示于图8-6-3。
由图可知,稳压管的正向特性曲线与普通二极管相似,而反向特性比较陡,反向击穿
习题:
答案:
1.B2.B3.D4.C5.A6.B7.B
答案:
1.D2.B3.B4.C5.D6.C7.B8.B9.C10.D11.A