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【正文】 =0時，計數器狀態保持不變。用集成計數器構成N進制計數器的方法：利用清零端或置數端，讓電路跳過某些狀態來獲得N進制計數器。32實驗十二：計數器的使用33寄存器用于寄存二值代碼的時序邏輯電路稱寄存器，N個觸發起可組成一組N位代碼的寄存器。它的輸入輸出方式有并行輸入、并行輸出，并行輸入、串行輸出，串行輸入、串行輸出，串行輸入、并行輸出四種。1．4位右移移位寄存器在存數操作之前，先用RD（負脈沖）將各個觸發器清零。當出現第1個移位脈沖時，待存數碼的最高位和4個觸發器的數碼同時右移1位，即待存數碼的最高位存入Q0，而寄存器原來所存數碼的最高位從Q3輸出；出現第2個移位脈沖時，待存數碼的次高位和寄存器中的4位數碼又同時右移1位。依此類推，在4個移位脈沖作用下，寄存器中的4位數碼同時右移4次，待存的4位數碼便可存入寄存器。2．4位左移移位寄存器3．集成雙向移位寄存器74LS194由74LS194構成的能自啟動的4位環形計數器34實驗十三：移位寄存器的使用35磁路及基本定律是指由鐵磁材料構成而為磁通集中通過的閉合回路。分為有分支磁路和無分支磁路兩種類型1）磁感應強度B：表示某點磁場強弱與方向，單位：特斯拉（T、韋/米2）B=F/qv2）磁通量φ：表示穿過某一截面的磁力線數目,單位：韋伯（Wb、）φ=BS3）磁場強度H：表示單位長度磁路上的磁動勢，單位：安/米（A/m）H=B/μ4）導磁率μ：表示物質的導磁性能，單位：亨/米（H/m）不是常數。1)磁動勢Em通電線圈產生的磁通φ與線圈的匝數N和線圈中所通過的電流I的乘積成正比。把通過線圈的電流I與線圈匝數N的乘積，稱為磁動勢，也叫磁通勢，單位是安培(A)Em=IN2)磁阻Rm磁阻就是磁通通過磁路時所受到的阻礙作用，用Rm表示。磁路中磁阻的大小與磁路的長度L成正比，與磁路的橫截面積S成反比，并與組成磁路的材料性質有關。Rm=L/(μS)3)磁路歐姆定律φ=IN/Rm或Rm=IN/φ閉合回路中感生電流的磁場總是阻礙引起感生電流的磁通量的變化右手定則伸開右手，四指與大拇指垂直，讓磁力線從掌心穿過，大拇指指向運動方向，四指代表感生電流或感生電動勢的方向右手握住螺線管，大拇指指向磁場方向，四指表示電流方向導體中的感應電動勢ε大小，與穿過該回路中的磁通量對時間的變化率dφ/dt成正比ε=dφ/dte=BlvF=Bil左手定則伸開左手，四指與大拇指垂直，讓磁力線從掌心穿過，四指指向電流方向，大拇指就是導體的受力方向36磁路基本定律的應用37實驗十四：點火高壓電波型和轉速傳感器輸出信號波形測試實驗38三相異步電動機一、異步電動機的構造電動機由定子和轉子兩個基本部分組成。1．定子三相異步電動機的定子由機座、鐵心和定子繞組組成。定子繞組是電動機的電路部分，由三相對稱繞組組成，按一定規則連接，有六個出線端。即U1UV1VW1W2接到機座的接線盒中，定子繞組接成星形或三角形。2．轉子轉子是異步電動機的旋轉部分，由轉軸、轉子鐵心和轉子繞組三部分組成，其作用是輸出機械轉矩。跟據構造的不同，轉子繞組分為繞線式和籠型兩種。二、旋轉磁場1．旋轉磁場的產生將對稱三相電流通入在空間彼此相差120176。的作星形連接的三線圈。設三相電流為： i1=Imsin(w t)i2 = Imsin(w t–120176。)i3 = Imsin(w t+120176。)其波形如圖1116所示。根據電流的磁效應，在三相繞組的空間上就會產生旋轉磁場，如圖117所示，為方便分析，規定電流為正值時，電流從線圈的首端(即UV1和W1)流向末端(即UV2和W2)。圖中首端用 196。 表示，末端用 ⊙ 表示，反之電流由末端流向首端。取w t = 0176。、90176。、180176。、270176。和360176。五個瞬間，依次的標出電流的方向，由右手螺旋法則確定磁場的方向。w t = 0176。時，磁場方向由右指向左；w t = 90176。時，磁場的方向垂直向上；w t = 180176。、270176。和360176。時，磁場的方向分別向右、向下和向左，順時針旋轉一周，分別如圖117(a)、(b)、(c)、(d)和(e)所示。由圖可見，當空間彼此相差120176。的三個相同線圈通入對稱三相交流電，就能產生與電流有相同角速度的旋轉磁場(即交流電變化一周，旋轉磁場在空間也旋轉一周)。當我們i1使通入V相，i2通過U相時，分析可見，旋轉磁場逆時針旋轉。因此，只要把接到三相繞組上的兩根電源線任意對調，即改變電源的相序，就可實現旋轉磁場的反轉。2．旋轉磁場的轉速上述旋轉磁場具有一對磁極，若用p表示磁極對數，則p = 1。磁極對數p = 1的旋轉磁場，其轉速與正弦電流同步。若交流電的頻率為f，則旋轉磁場的轉速n0 = 60 f (r/min)當磁極對數p = 2時，交流電變化一周，旋轉磁場轉動周，依次類推當旋轉磁場具有p對磁極時，交流電變化一周，旋轉磁場轉動周。因此交流電頻率為f，磁極對數為p，則旋轉磁場的轉速為式中n0又稱為同步轉速三、三相異步電動機的工作原理旋轉磁場以同步轉速n0順時針旋轉，相當于磁場不動，轉子逆時針切割磁力線，產生感應電流，用右手定則判定，轉子半部分的感應電流流入紙面。有電流的轉子在磁場中受到電磁力的作用，用左手定則判定，上半部分所受磁場力向右，下半部分所受磁場力向左，如圖1118所示。這兩個力對轉子轉軸形成電磁轉矩，使轉子沿旋轉磁場的方向以轉速n旋轉。 四、三相異步電動機的極數與轉速圖1118 三相異步電動機的工作原理電動機總是以低于旋轉磁場的轉速轉動。即n n0異步電動機的同步轉率n0與轉子轉速n之差，即n0 ? n稱為轉速差。轉速差(n0 ? n)與n之比稱為異步電動機的轉差率，用s表示也可寫成 n = (1 – s) n0轉差率是異步電動機的一個重要參數。五、異步電動機的銘牌在電動機的銘牌上標有其主要技術數據，使用時應多加注意，表111就是一臺三相異步電動機的銘牌。表111 三相異步電動機的銘牌三相異步電動機型號 Y132M—4 功率 頻率 50HZ電壓 380V 電流 接法 ?轉速 1440r/min 絕緣等級 B 工作方式 連續 年 月 日 編號 電機廠 六、三相異步電動機的起動三相異步電動機的起動可分為全壓起動和降壓起動兩種。1．全壓起動加在定子繞組的起動電壓是電動機的額定電壓，這樣的起動叫全壓起動。全壓起動在剛接通電源的瞬間，旋轉磁場與轉子間的相對轉速較大，在轉子中產生的感應電流和變壓器的原理一樣，定子電流必然很大，一般為額定電流的4 ~ 7倍。過大的起動電流會在線路上造成較大的電壓降，影響供電線路上其他設備的正常工作。此外，當起動頻繁時，過大的起動電流會使電動機過熱，影響其使用壽命。只有二、三十千瓦以下的異步電動機采用全壓起動。2．降壓起動圖1119 定子繞組串電阻降壓起動在起動時降低加在電動機定子繞組上的電壓，待起動結束時恢復到額定值運行。籠型電動機的降壓起動常用串電阻降壓起動、星形三角形換接起動和自耦降壓起動等方法。1）串電阻降壓起動串電阻降壓起動，就是電動機起動時將電阻串聯在定子繞組與電源之間的起動方法。圖1120 星—三角降壓起動2）星形三角形換接起動星形三角形換接起動，就是電動機起動時把定子繞組連成星形，等到轉速接近額定值時再換接成三角形的起動方法。圖1120是一種星三角起動器的連接簡圖，起動時，將手柄指向右，定子繞組連成星形降壓起動。等電動機接近額定轉速時，將手柄指向左，定子繞組換接成三角形，電動機正常運行。圖1121 自耦變壓器降壓起動3）自耦降壓起動自耦降壓起動，是利用三相自耦變壓器將電動機在起動過程中的端電壓降低的起動方法，如圖1121所示。二、三相異步電動機的調速在負載不變的條件下改變異步電動機的轉速n叫調速。由轉速公式可知，調速有下面三種方法：1．變頻調速變頻調速采用晶閘管整流器將交流電轉換為直流電，再由逆變器變換為頻率、電壓有效值可調的三相交流電，為三相異步電動機供電，實現電動機無級調速。2．變轉差率調速此種調速方法，只適用于繞線式電動機。通過改變接在轉子電路中調速電阻的大小，就可平滑調速。圖1122正反轉控制原理3．變級調速設計制造的電動機具有不同的磁極對數，根據需要改變定子繞組的連接方式，就能改變磁極對數，使電動機得到不同的轉速。七、三相異步電動機的反轉異步電動機的轉向與旋轉磁場的方向一致，而旋轉磁場的方向取決于三相電源的相序。所以，只要將三根相線中任意兩根對調即可使電動機反轉。四、三相異步電動機的制動為克服慣性，保證電動機在斷電時迅速停車，需要對電動機進行制動。異步電動機的制動常采用反接制動和能耗制動。1．反轉制動圖1123 電動機的能耗制動在電動機停車時，將三根電線中的任意兩根對調，產生反轉矩，起到制動作用。當轉速接近零時切斷電源，否則電動機會反轉。2．能耗制動在斷電的同時，接通直流電源，如圖1123所示。直流電源產生的磁場是固定的，而轉子由于慣性轉動產生的感應電流與直流電磁場相互作用產生的轉矩方向，恰好與電動機的轉向相反，起到制動的作用。 單相異步電動機單相異步電動機的構造與三相異步電動機相似，也可由定子和籠型轉子兩個基本部分組成。一、單相異步電動機的工作原理單相異步電動機的定子繞組通以單相電流后，電動機內就產生一交變磁場，但磁場的方向時而垂直向上，時而垂直向下，即單相定子繞組的磁場不是旋轉磁場，所以轉子不能自行起動。因此，單相異步電動機轉動的關鍵是產生一個起動轉矩。二、單相電容式異步電動機單相電容式異步電動機在定子上有工作繞組和起動繞組兩個繞組。兩個繞組在定子鐵心上相差90的空間角度，起動繞組中串聯一個電容圖1124 單相電容式異步電動機原理圖器，由圖可見，同一電源向兩個繞組供電，則工作繞組的電流和起動繞組的電流就會產生一個相位差，適當選擇電容，是i1和i2的相位差為90176。，即i1= I1msin(w t 90176。)i2 = I2msin(w t)用三相異步電動機的分析方法，相位差為90176。的i1和i2，流過空間相差90176。的兩個繞組，能產生一個旋轉磁場。在旋轉磁場的作用，單相異步電動機轉子得到起動矩而轉動。圖1125所示i1和i2 的波形圖和旋轉磁場圖。圖1125 兩相繞組中的電流與旋轉磁場改變電動機定子繞組接線的順序，可以改變旋轉磁場的方向，也就改變了電動機的轉向。39直流電動機、交流發電機一、直流電動機根據勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型：1）他勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組無聯接關系。勵磁電路是由另外直流電源供給的。因此勵磁電流不受電樞端電壓或電樞電流的影響。永磁直流電機也可看作他勵直流電機。2）并勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組相并聯。并勵繞組兩端電壓就是電樞兩端電壓，但是勵磁繞組用細導線繞成，其匝數很多，因此具有較大的電阻，使得通過他的勵磁電流較小。3）串勵直流電機勵磁繞組與電樞繞組串聯。磁場隨著電樞電流的改變有顯著的變化。為了使勵磁繞組中不致引起大的損耗和電壓降，勵磁繞組的電阻越小越好，所以直流串勵電動機通常用較粗的導線繞成，他的匝數較少。4）復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組，接線如圖（d）所示。若串勵繞組產生的磁通勢與并勵繞組產生的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反，則稱為差復勵。不同勵磁方式的直流電機有著不同的特性。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式、串勵式和復勵式，由定子與轉子組成定子：主磁極機座換向極電刷裝置等。 轉子：電樞鐵芯電樞繞組換向器軸和軸承風扇等。應用了“通電導體在磁場中受力的作用”的原理制成，通過換向裝置使勵磁線圈兩個端線通有相反方向的電流，并保證在同一磁極下的電流方向不變，使整個線圈產生繞軸的扭力，使電動機能連續轉動。交流發電機直流電動機由定子和轉子組成：定子：定子鐵芯定子繞組轉子：轉子軸勵磁繞組爪形磁極集電環磁扼 電刷及電刷架整流器傳動帶輪風扇前后端蓋等利用電磁感應（導體在磁場中切割磁力線運動時，在導體兩端產生感應電動勢）原理40機動95 / 95