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文檔簡介

1、電機(jī)與電氣控制項(xiàng)目式教程模塊一 電機(jī)基本知識項(xiàng)目一 變壓器的使用與維護(hù)項(xiàng)目二 直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝項(xiàng)目三 三相交流異步電機(jī)下一頁返回模塊二 電氣控制電路的開發(fā)項(xiàng)目一 自動(dòng)運(yùn)料系統(tǒng)電氣控制電路的開發(fā)項(xiàng)目二 混凝土攪拌機(jī)電氣控制電路的開發(fā)上一頁下一頁返回模塊三 電氣控制電路的檢修項(xiàng)目一 型搖臂鉆床電氣控制電路的檢修項(xiàng)目二 萬能銑床電氣控制電路的檢修上一頁返回模塊一 電機(jī)基本知識項(xiàng)目一 變壓器的使用與維護(hù)項(xiàng)目二 直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝項(xiàng)目三 三相交流異步電機(jī)返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)任務(wù)一單相變壓器的使用與維護(hù)一、單相變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器作為一種靜止的電氣設(shè)備, 其基本結(jié)構(gòu)主要是鐵芯、繞組及其他部件。

2、圖所示為變壓器的組成結(jié)構(gòu)。. 鐵芯變壓器的磁路部分鐵芯主要由鐵芯柱和鐵軛兩部分構(gòu)成, 鐵芯柱上套裝變壓器繞組線圈, 鐵軛起連接鐵芯柱使磁路閉合的作用。) 鐵芯材料下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)對鐵芯的要求是導(dǎo)磁性能要好, 因此為了減小磁阻、減小交變磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗, 變壓器的鐵芯大多采用. 的薄硅鋼片疊裝而成。硅鋼片分為熱軋硅鋼片和冷軋硅鋼片兩類, 冷軋硅鋼片的導(dǎo)磁性能較好, 鐵耗較小, 是目前制作變壓器鐵芯的主要材料。) 鐵芯結(jié)構(gòu)按照繞組套入鐵芯的形式, 變壓器的鐵芯可以分為心式和殼式兩種基本形式。心式: 繞組分裝在兩個(gè)鐵芯柱上。結(jié)構(gòu)簡單、用鐵量較少、散熱條件較好,

3、適用于容量大、電壓高的變壓器,如圖- () 所示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)殼式: 繞組裝在同一個(gè)鐵芯上, 繞組呈上下纏繞或里外纏繞, 機(jī)械強(qiáng)度好, 但制造工藝復(fù)雜, 且外層繞組需用的銅線較多, 適用于小型特殊變壓器, 如圖 () 所示。. 繞組變壓器的電路部分繞組是變壓器的電路部分, 它主要由絕緣良好的銅或鋁的漆包線、紗包線或絲包線繞制而成的, 對繞組的電氣、耐熱、機(jī)械等性能均有嚴(yán)格的要求, 以保證變壓器安全運(yùn)行。在變壓器中, 接到高壓側(cè)的繞組稱為高壓繞組, 接到低壓側(cè)的繞組稱為低壓繞組。高低壓繞組按安放形式的不同可分為同心式繞組和交疊式繞組。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用

4、與維護(hù)() 同芯式繞組: 高、低壓線圈繞在同一鐵芯柱上, 同心排列。一般高壓線圈排在外側(cè), 低壓線圈排在內(nèi)側(cè), 這樣有利于對鐵芯的絕緣。變壓器高、低壓繞組與鐵芯之間都留有一定的絕緣間隙, 并以絕緣筒(一般采用木紙或鋼紙板絕緣圓筒) 隔開, 如圖 () 所示。同芯式繞組結(jié)構(gòu)簡單, 制造方便, 國產(chǎn)電力變壓器均采用這種結(jié)構(gòu)。() 交疊式繞組: 又稱為餅式繞組, 是把變壓器的高、低壓繞組分別繞成若干個(gè)“餅式” 繞組, 高、低壓“餅式” 繞組交替地套裝在鐵芯柱上, 如圖 () 所示。為便于絕緣, 鐵芯柱兩端靠近鐵軛外總是套裝低壓繞組。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)交疊式繞組因其結(jié)構(gòu)比較牢固,

5、 電氣上易構(gòu)成多條支路并聯(lián), 但絕緣較復(fù)雜, 主要應(yīng)用于低電壓、大電流的變壓器上, 如電爐變壓器、電焊變壓器等。. 其他部件() 油箱: 由于存在變壓器鐵芯損耗與繞組損耗, 這些損耗會(huì)使鐵芯與繞組發(fā)熱, 影響變壓器的安全工作, 因此, 通常將裝好的變壓器鐵芯、繞組浸入變壓器油中進(jìn)行冷卻。另外變壓器油具有良好的絕緣作用。為了增加散熱面積, 容量較大的變壓器, 常采用帶有鋼管散熱器的外殼幫助散熱, 這稱為油浸自冷式; 裝有散熱風(fēng)扇協(xié)助散熱的, 稱為油浸風(fēng)冷式;裝設(shè)油泵強(qiáng)迫使油在冷卻器中循環(huán)冷卻的, 稱為強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)() 儲(chǔ)油柜: 儲(chǔ)油柜也稱為油枕, 裝

6、置在油箱上方, 通過連通管與油箱連通, 起到保護(hù)變壓器油的作用。() 氣體繼電器(也稱為瓦斯繼電器): 氣體繼電器安裝在油箱和儲(chǔ)油柜的連接管道中間, 是變壓器內(nèi)部故障的保護(hù)裝置。當(dāng)變壓器內(nèi)部絕緣被擊穿或匝間短路時(shí), 變壓器油和其他絕緣物分解氣體, 氣壓增大, 沖擊氣體繼電器, 使其接點(diǎn)動(dòng)作, 通過控制保護(hù)回路, 及時(shí)發(fā)出故障信號或切除電源。() 安全氣道(也稱為防爆管): 安全氣道是裝置在較大容量變壓器油箱頂上的一個(gè)鋼質(zhì)長筒, 下筒口與油箱連通, 上筒口以玻璃板封口, 當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障, 壓力達(dá)到一定程度時(shí), 就把薄玻璃沖破, 釋放變壓器內(nèi)部的壓力, 防止變壓器爆炸。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一

7、變壓器的使用與維護(hù)() 絕緣套管: 絕緣套管裝置在變壓器油箱蓋上面, 以確保變壓器的引出線與油箱絕緣。( ) 分接開關(guān): 分接開關(guān)裝置在變壓器油箱蓋上面, 通過調(diào)節(jié)分接開關(guān)來改變原繞組的匝數(shù), 從而使副繞組的輸出電壓可以調(diào)節(jié), 以避免副繞組的輸出電壓因負(fù)載變化而過分偏離額定值, 調(diào)節(jié)范圍為。. 變壓器的分類() 按照用途分, 主要有電力變壓器、調(diào)壓變壓器、儀用互感器(如測量用電流互感器和電壓互感器)、供特殊電源用的變壓器(如整流變壓器、電爐變壓器、電焊變壓器、脈沖變壓器)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)() 按照繞組數(shù)目分, 主要有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器

8、。( ) 按照相數(shù)分, 主要有單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。() 按照冷卻方式分, 主要有干式變壓器、充氣式變壓器、油浸式變壓器(按照冷卻條件, 又可細(xì)分為自冷變壓器、風(fēng)冷變壓器、水冷變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷變壓器)。() 按照調(diào)壓方式分, 主要有無載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器、自動(dòng)調(diào)壓變壓器。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)() 按容量大小分, 主要有小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。. 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)為了保證變壓器的正常使用, 在每臺(tái)變壓器的外殼上都附有銘牌, 標(biāo)志其型號和主要參數(shù)。變壓器的銘牌數(shù)據(jù)主要包括以下內(nèi)容:() 額定容量。 是指

9、變壓器的視在功率, 表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。對于三相變壓器, 額定容量是指三相容量之和。() 額定電壓。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)額定電壓標(biāo)志銘牌上的各繞組在空載、額定分接下端電壓的保證值, 其單位為 和。三相變壓器額定電壓為線電壓。() 額定電流。額定電流是根據(jù)額定容量和額定電壓計(jì)算出的電流。() 額定頻率。我國規(guī)定變壓器的額定頻率為。二、單相變壓器的工作原理單相變壓器是指接在單相交流電源上, 用來改變單相交流電壓的變壓器, 其功率一般都比較小, 主要應(yīng)用于機(jī)床設(shè)備控制電路、安全照明電路以及各種家用電器的電源適配器中。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)圖 所

10、示是單相變壓器的工作原理, 其中閉合鐵芯由絕緣硅鋼片疊合而成, 原線圈(初級線圈) 匝數(shù)用 表示、副線圈(次級線圈) 匝數(shù)用 表示、輸入 輸出電壓和電流分別為、 和、。當(dāng)變壓器的一次側(cè)繞組加上交流電壓時(shí), 該繞組中就會(huì)有交流電流流過, 于是在鐵芯磁路中就產(chǎn)生了交變磁通, 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律, 一次側(cè)和二次側(cè)繞組中都將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢, 其大小分別為:上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù). 變壓器空載運(yùn)行變壓器原邊接電源, 副邊不接負(fù)載的狀態(tài)根據(jù)圖, 忽略變壓器一、二次側(cè)繞組的電阻和漏磁通及鐵芯的損耗時(shí), 原、副線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢與輸入、輸出電壓相等, 因此綜合式() 和式() 可知這說明變

11、壓器一、二次側(cè)電壓比約等于變壓器一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)變壓器通過改變一、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比, 就可以很方便地改變輸出電壓的大小。. 變壓器負(fù)載運(yùn)行變壓器原邊接電源, 副邊接負(fù)載的狀態(tài)圖 所示為單相變壓器負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)示意。當(dāng)變壓器的原邊繞組接上電源, 副邊繞組接上負(fù)載后, 副邊繞組中有電流 流過, 變壓器工作時(shí), 若電源電壓不變, 鐵芯中的主磁通 也基本不變。因此, 當(dāng)變壓器接入負(fù)載后, 一次側(cè)繞組的磁動(dòng)勢 和二次側(cè)繞組的磁動(dòng)勢 與變壓器空載時(shí)的磁動(dòng)勢 基本相等, 即上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)式() 可以簡化為:若不考慮式() 中的符號,

12、則有 , 即3. 變壓器匹配運(yùn)行變壓器不僅具有電壓變換和電流變換的作用, 還具有阻抗變換的作用。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的阻抗值分別如式() 和式() 所述:由此可以看出變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組的阻抗比為:上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)在電子電路中, 為了獲得較大的功率輸出, 往往對輸出電路的輸出阻抗與所接的負(fù)載阻抗有一定的要求。因此可以通過改變變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組的匝數(shù)比, 改變變壓器一、二次側(cè)的阻抗比, 進(jìn)而獲得所需的阻抗匹配。任務(wù)二三相變壓器的使用與維護(hù)一、三相變壓器的結(jié)構(gòu)三相變壓器由三臺(tái)單相變壓器按一定的方式組合而成, 其鐵芯如

13、圖 所示, 當(dāng)三相繞組通入三相對稱交流電流時(shí), 其所產(chǎn)生的三相主磁通也是對稱的, 即每相磁路都以其他兩相的鐵芯柱作為閉合回路。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)三相變壓器有三個(gè)高壓繞組, 分別為、 相; 有三個(gè)低壓繞組, 分別為、 相。同相繞組套在同一個(gè)鐵芯柱上。二、三相變壓器的銘牌銘牌是裝在變壓器外殼上的金屬標(biāo)牌, 上面標(biāo)有型號、容量、額定值等參數(shù), 是用戶安全、經(jīng)濟(jì)、合理地使用變壓器的依據(jù)。三相變壓器的銘牌如圖 所示。. 型號型號可以表示變壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、額定容量和高壓側(cè)的電壓等級。型號中各個(gè)符號的含義如圖 所示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù). 額定電壓 在三相變壓器中,

14、 額定電壓是指線電壓。是指變壓器一次側(cè)繞組的額定電壓; 是指一次側(cè)繞組為額定電壓時(shí), 二次側(cè)繞組的開路電壓, 即。圖 中變壓器銘牌的額定電壓 分別為。. 額定電流 在三相變壓器中, 額定電流是指線電流。 是指變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組連續(xù)運(yùn)行所允許通過的最大電流, 即在某種冷卻方式和額定溫升條件下允許的滿載電流值。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)圖中變壓器銘牌所示的額定電流 分別為. . 。. 額定容量 是指變壓器的視在功率, 表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。三相變壓器的額定容量 。圖 中變壓器銘牌所示的額定容量為。. 短路電壓短路電壓又稱為阻抗電壓。它表示在額定電流時(shí)變壓器阻抗壓

15、降的大小。通常用它與額定電壓的百分比來表示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù). 額定溫升額定溫升是變壓器在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)允許超過周圍環(huán)境溫度的值。通常周圍環(huán)境溫度設(shè)為。此外, 變壓器銘牌上還標(biāo)有相數(shù)()、頻率()、額定效率(. )、連接組別() 等參數(shù)。三、三相變壓器一次側(cè)繞組的連接三相變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組根據(jù)不同需要, 可以有星形和三角形兩種接法。一次側(cè)繞組星形接法用 表示, 三角形接法用 表示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)二次側(cè)繞組星形接法用 表示, 有中線時(shí)用 表示, 三角形接法用 表示。三相變壓器一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的首端分別用、 和、 標(biāo)記, 末端分別用、

16、和、 標(biāo)記。三相變壓器一次側(cè)繞組的連接形式如圖 所示。. 星形接法將三個(gè)繞組的末端連在一起, 再將三個(gè)繞組的首端引出箱外, 其接線如圖 ()所示。. 三角形接法上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)將三個(gè)繞組的各相首尾相連構(gòu)成一個(gè)閉合回路, 把三個(gè)連接點(diǎn)接到電源上去, 如圖()、圖 () 所示。四、三相變壓器的連接組別三相變壓器一次側(cè)、二次側(cè)繞組不同的接法, 形成了不同的連接組別, 也反映出不同的一次側(cè)、二次側(cè)線電壓之間的相位關(guān)系?,F(xiàn)以 連接組別的三相變壓器為例, 說明三相變壓器連接組別的判斷方法, 如圖 所示。在圖 中, 同一鐵芯柱上的兩個(gè)繞組, 不管它們屬于哪一相, 只要兩個(gè)首端是同名端

17、, 則相電動(dòng)勢同相位; 若兩個(gè)首端是異名端, 則相電動(dòng)勢相位相反。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)根據(jù)相電動(dòng)勢的這種關(guān)系及三相對稱的原理, 畫出一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組各個(gè)相電動(dòng)勢相量以及對應(yīng)的線電動(dòng)勢相量和。 表示高壓側(cè)為星形連接, 低壓側(cè)為帶中線的星形連接, 高壓側(cè)與低壓側(cè)的線電壓同相位。變壓器輸出為三相四線制, 適用于同時(shí)有動(dòng)力負(fù)載和照明負(fù)載的場合。任務(wù)三特種變壓器的使用與維護(hù)在交流供電系統(tǒng)中運(yùn)行的是高電壓和大電流, 為了監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行和記錄用電量, 需要測量電壓和電流參數(shù)值。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)但如果直接使用電壓表和電流表進(jìn)行測量, 不僅操作起來很危險(xiǎn), 而且由

18、于被測數(shù)值相差巨大, 比如電流大小范圍可從幾安培到上萬安培, 所需要的儀表規(guī)格將很繁多。因此在實(shí)際生產(chǎn)中并不采取直接測量電壓和電流的方法, 而是通過互感器按一定比例降低為標(biāo)準(zhǔn)值后間接測量。一、電流互感器電流互感器屬于儀用互感器的范疇, 主要用來與儀表和繼電器等低壓電器組成二次回路, 對一次回路進(jìn)行測量、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù), 主要用于電網(wǎng)中的大電流測量。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)在結(jié)構(gòu)上電流互感器與普通單相變壓器相似, 它也有鐵芯和一次側(cè)繞組、二次側(cè)繞組,但它的一次側(cè)繞組匝數(shù)只有一匝或幾匝, 導(dǎo)線橫截面較大, 串聯(lián)在被測電路中。二次側(cè)繞組匝數(shù)很多, 導(dǎo)線橫截面很小, 與電流表串聯(lián)構(gòu)成

19、閉合回路, 電流互感器的外形和測量電路如圖 所示。由變壓器的工作原理可知, 若電流互感器二次側(cè)繞組的電流表讀數(shù)為, 則一次側(cè)電路的被測電流 為上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)在使用電流互感器時(shí)的注意事項(xiàng)如下:() 二次側(cè)不允許開路, 否則電流互感器處于空載運(yùn)行狀態(tài), 一次側(cè)繞組通過的電流稱為勵(lì)磁電流, 它使鐵芯中的磁通和鐵耗猛增, 導(dǎo)致鐵芯發(fā)熱燒壞繞組; 另外電流互感器產(chǎn)生很大的磁通, 使二次側(cè)繞組中感應(yīng)出很高電壓, 危及人身安全或破壞繞組絕緣。() 二次側(cè)繞組中裝卸儀表時(shí), 必須先將二次側(cè)繞組短路。() 二次側(cè)必須可靠接地, 以保證工作人員及設(shè)備的安全。二、電壓互感器電壓互感器屬于儀

20、用互感器的范疇, 主要用于電網(wǎng)中大電壓的測量。其結(jié)構(gòu)和普通降壓變壓器一樣, 但它的變壓比更準(zhǔn)確。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)電壓互感器的一次側(cè)接高電壓, 二次側(cè)接電壓表, 電壓互感器的外形與測量電路如圖 所示。由變壓器的工作原理可知, 若電壓互感器二次側(cè)繞組的電壓表讀數(shù)為, 則一次電路的被測電壓 為電壓互感器二次側(cè)所接的電壓表刻度實(shí)際上已經(jīng)被放大了 倍, 按圖 接線可以直接讀出一次側(cè)的被測數(shù)值。在使用電壓互感器時(shí)的注意事項(xiàng)如下:上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)() 二次側(cè)不允許短路, 否則當(dāng)二次側(cè)繞組短路時(shí), 將產(chǎn)生很大的短路電流, 導(dǎo)致電壓互感器燒壞。() 電壓互感器應(yīng)具

21、有一定的額定容量, 使用時(shí), 二次側(cè)不宜接過多的儀表, 否則超過電壓互感器的額定值, 使電壓互感器內(nèi)部阻抗壓降增大, 影響測量的精確度。() 二次側(cè)必須可靠接地, 以保證工作人員及設(shè)備的安全。三、自耦變壓器自耦變壓器的“耦” 是電磁耦合的意思, 普通的變壓器是通過原、副邊線圈電磁耦合來傳遞能量, 原、副邊沒有直接的電的聯(lián)系, 而自耦變壓器的原、副邊有直接的電的聯(lián)系,它的低壓線圈就是高壓線圈的一部分, 由于調(diào)節(jié)電壓方便, 其在實(shí)驗(yàn)、試驗(yàn)中被廣泛使用。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)自耦變壓器接線圖如圖 所示。由變壓器的工作原理可知, 自耦變壓器的電壓比為:由式() 可知, 只要改變自耦變

22、壓器的匝數(shù), 即可調(diào)節(jié)其輸出電壓的大小。自耦變壓器既可以實(shí)現(xiàn)升壓也可以實(shí)現(xiàn)降壓, 當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí), 從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組; 當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí), 外施電壓只加在繞組的部分線匝上。上一頁下一頁返回項(xiàng)目一變壓器的使用與維護(hù)自耦變壓器的特點(diǎn)如下:() 是單線圈變壓器, 一、二次側(cè)共用一個(gè)繞組。() 是一、二次側(cè)繞組既有磁耦合, 又有電聯(lián)系的變壓器。() 二次側(cè)功率部分通過磁耦合關(guān)系得到, 一部分直接從電源得到。() 具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省用銅量、效率比一般變壓器高等優(yōu)點(diǎn)。() 缺點(diǎn)是一次側(cè)、二次側(cè)電路中有電的聯(lián)系, 可能發(fā)生把高電壓引入低繞組的危險(xiǎn)事故, 很不安全, 因此要求在

23、使用時(shí)必須正確接線, 且外殼必須接地。上一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝子項(xiàng)目一初識直流電機(jī)任務(wù)一直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與銘牌直流電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用, 如電動(dòng)自行車、電動(dòng)叉車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)牽引車、電動(dòng)玩具及電動(dòng)工具等。了解和掌握直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理是非常重要的。一、直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)直流電機(jī)是直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的總稱。直流電機(jī)是可逆的, 即一臺(tái)直流電機(jī)既可作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行, 又可作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。當(dāng)用作發(fā)電機(jī)時(shí), 其將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能; 當(dāng)用作電動(dòng)機(jī)時(shí), 其將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝直流電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子(電樞) 兩大部分構(gòu)成, 其結(jié)構(gòu)如圖 所示。. 定子

24、部分定子的主要作用是產(chǎn)生主磁場并作為機(jī)械支撐, 它主要由主磁極、換向(磁) 極、機(jī)座和電刷裝置組成。圖 所示為定子的結(jié)構(gòu)剖面圖。) 主磁極主磁極是一種電磁鐵, 它的主要作用是產(chǎn)生恒定的磁場。圖 所示是主磁極的裝配圖。主磁極的鐵芯用. 厚的低碳鋼板沖片疊壓緊固而成。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝把事先繞制好的勵(lì)磁繞組套在主極鐵芯外面, 整個(gè)主磁極再用螺釘固定在機(jī)座的內(nèi)表面。各主磁極上的勵(lì)磁繞組連接必須使通過勵(lì)磁電流時(shí), 相鄰磁極的極性呈 極和 極交替的排列, 為了讓氣隙磁密沿電樞圓周方向的氣隙空間里分布得更加合理一些, 鐵芯下部(稱為極靴) 比套繞組的部分(稱為極身) 寬。這樣也可使

25、勵(lì)磁繞組牢固地套在鐵芯上。) 換向極換向極又稱附加極或間極, 其作用是改善直流電機(jī)的換向性能, 消除直流電機(jī)帶負(fù)載時(shí)換向器產(chǎn)生的有害火花。換向極是由鐵芯和套在鐵芯上的換向極繞組組成的。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝鐵芯常用整塊鋼板或厚鋼板制成, 換向極繞組與電樞繞組串聯(lián)。換向極的數(shù)目一般與主磁極的數(shù)目相同,只有小功率的直流電機(jī)不裝換向極或裝設(shè)只有主磁極數(shù)目一半的換向極。) 機(jī)座機(jī)座是直流電機(jī)的外殼, 一方面用來固定主磁極、換向極和端蓋等, 另一方面也是電機(jī)磁路的一部分, 這部分磁路稱為定子磁軛。為了保證良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)磁性能, 機(jī)座一般采用鑄鋼制造或用厚鋼板卷制焊接而成。) 電刷

26、裝置上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝電刷裝置的作用是固定電刷, 并使電刷與旋轉(zhuǎn)的換向器保持滑動(dòng)接觸, 將轉(zhuǎn)子繞組與外電路接通, 使電流經(jīng)電刷輸入轉(zhuǎn)子或從轉(zhuǎn)子輸出。電刷裝置由電刷、刷握、壓緊彈簧以及匯流條等構(gòu)成。. 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩, 它主要由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇組成。圖 所示為轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。) 電樞鐵芯電樞鐵芯作用有兩個(gè), 一個(gè)是作為主磁路的主要部分; 另一個(gè)是嵌放電樞繞組。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝通常用. . 厚的涂有絕緣漆的硅鋼片的沖片疊壓而成, 固定在轉(zhuǎn)軸上。) 電樞繞組電樞繞組是由許多按一定規(guī)律排列和連接的線圈組成

27、的, 它是直流電機(jī)的主要電路部分, 是通過電流和感應(yīng)產(chǎn)生電動(dòng)勢以實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵性部件, 感應(yīng)電動(dòng)勢、電流和電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生, 機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)換都在這里進(jìn)行。) 換向器換向器也是直流電機(jī)的重要部件。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在直流發(fā)電機(jī)中, 它的作用是將繞組內(nèi)的交變電動(dòng)勢轉(zhuǎn)換為電刷端上的直流電動(dòng)勢; 在直流電動(dòng)機(jī)中, 它將電刷上所通過的直流電流轉(zhuǎn)換為繞組內(nèi)的交變電流。換向器由多個(gè)相互絕緣的換向片組成, 換向片之間用云母絕緣。二、直流電機(jī)的勵(lì)磁方式與銘牌. 直流電機(jī)的勵(lì)磁方式直流電機(jī)的勵(lì)磁方式是指勵(lì)磁繞組中勵(lì)磁電流的獲得方式。直流電機(jī)的運(yùn)行特性與它的勵(lì)磁方式有很大的關(guān)系

28、。直流電機(jī)的勵(lì)磁方式可以分為他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。復(fù)勵(lì)又可分為積復(fù)勵(lì)和差復(fù)勵(lì)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝直流電機(jī)的勵(lì)磁方式如圖 所示, 圖中 為勵(lì)磁電流, 為電樞電流。) 他勵(lì)直流電機(jī)他勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁電源和電樞電源分別為獨(dú)立電源, 這兩個(gè)電源的電壓可以相同也可以不同。他勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁電流與電樞電流無關(guān), 不受電樞回路的影響。他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性較硬, 適用于精密加工的直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。) 并勵(lì)直流電機(jī)并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁電源與電樞電源由同一電源供電, 與他勵(lì)方式相比, 其可節(jié)省一個(gè)直流電源。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝并勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性基本上與他勵(lì)直流

29、電機(jī)相同, 機(jī)械特性較硬, 一般用于恒壓拖動(dòng)系統(tǒng)。中小型直流電動(dòng)機(jī)多采用并勵(lì)方式。) 串勵(lì)直流電機(jī)串勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后, 再接于直流電源。為了減小勵(lì)磁繞組的電壓降和銅耗, 勵(lì)磁繞組通常用截面積較大的導(dǎo)線繞成, 且匝數(shù)較少。串勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性較軟, 主要應(yīng)用于電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)。) 復(fù)勵(lì)直流電機(jī)復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有兩個(gè)勵(lì)磁繞組, 即并勵(lì)繞組和串勵(lì)繞組。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同, 則稱為積復(fù)勵(lì); 若兩個(gè)磁通勢方向相反, 則稱為差復(fù)勵(lì)。積復(fù)勵(lì)直流電機(jī)具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩, 機(jī)械特性較軟, 介于并勵(lì)直流電機(jī)與串勵(lì)直流電機(jī)之

30、間。它多用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較大, 轉(zhuǎn)速變化不大的場合。差復(fù)勵(lì)直流電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小, 機(jī)械特性較硬, 一般用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求較小的小型恒壓拖動(dòng)系統(tǒng)中。. 直流電機(jī)的銘牌每臺(tái)直流電機(jī)的機(jī)座表面上都有一塊銘牌, 上面標(biāo)注了電機(jī)的額定參數(shù), 它是正確選擇和合理使用電機(jī)的依據(jù)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝某直流電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)見表。) 型號如型號 的含義為: “” 表示一般用途的直流電機(jī), “” 表示第三次改型設(shè)計(jì),數(shù)字“” 代表機(jī)座號, “” 表示鐵芯長度。) 額定功率額定功率指電機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的輸出功率, 對發(fā)電機(jī)來說是指線端輸出的電功率,等于額定電壓與額定電流的乘積, 即 ; 對電動(dòng)機(jī)

31、來說是指其軸上輸出的機(jī)械功率,等于額定電壓與額定電流之積再乘以額定效率, 即 。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝額定功率的單位為或。) 額定電壓額定電壓用 表示, 指在額定運(yùn)行狀態(tài)下, 直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓或直流電動(dòng)機(jī)的輸入電壓, 單位為。) 額定電流額定電流用 表示, 是指額定負(fù)載時(shí)允許電機(jī)長期輸入(電動(dòng)狀態(tài)) 或輸出(發(fā)電狀態(tài)) 的電流, 單位為。) 額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速用 表示, 是指電機(jī)在額定電壓和額定負(fù)載時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度, 單位為 。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝直流電機(jī)運(yùn)行時(shí), 若各個(gè)物理量都與它的額定值一樣, 就稱為額定運(yùn)行狀態(tài)或額定工況。在額定狀態(tài)下, 直電機(jī)能可

32、靠地工作, 并具有良好的性能。但實(shí)際應(yīng)用中, 直流電機(jī)不總是運(yùn)行在額定狀態(tài)。如果流過直流電機(jī)的電流小于額定電流, 稱為欠載運(yùn)行; 超過額定電流, 稱為過載運(yùn)行。長期過載或欠載運(yùn)行都不好。長期過載運(yùn)行有可能因過熱而損壞電機(jī);長期欠載運(yùn)行, 電機(jī)沒有得到充分利用, 效率降低, 不經(jīng)濟(jì)。為此選擇電機(jī)時(shí), 應(yīng)根據(jù)負(fù)載的要求, 盡量讓電機(jī)工作在額定狀態(tài)。任務(wù)二直流電機(jī)的工作原理直流電機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)定律和電磁定律。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝直流電機(jī)是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受力這一基本原理工作。直流發(fā)電機(jī)是根據(jù)切割磁場的導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢這一基本原理工作。一、直流電動(dòng)機(jī)工作原理分析

33、圖 所示是一臺(tái)最簡單的直流電動(dòng)機(jī)的模型。定子是兩個(gè)在空間上固定的主磁極和。在主磁極之間, 有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈, 就是轉(zhuǎn)子, 有效邊為 和, 接到換向片上。為了使線圈與外電路接通, 換向器與空間固定的電刷、 相接觸。當(dāng)電刷 接直流電源的正極, 電刷 接直流電源的負(fù)極時(shí), 電流將從電刷 通過換向片流入線圈, 并從電刷 流出。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝 極下線圈有效邊的電流方向是, 極下線圈有效邊的電流方向是。根據(jù)電磁力定律, 線圈 邊和 邊將分別受到電磁力的作用, 電磁力的方向可按左手定則確定。在圖示瞬時(shí), 線圈 邊的受力方向?yàn)樽杂蚁蜃螅?邊的受力方向自左向右, 兩個(gè)電磁力對轉(zhuǎn)軸

34、形成逆時(shí)針方向作用的力矩, 即電磁轉(zhuǎn)矩。在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下, 轉(zhuǎn)子將按照逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng), 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)了后, 導(dǎo)體 轉(zhuǎn)到 極下, 導(dǎo)體 轉(zhuǎn)到 極下時(shí), 由于直流電源供給的電流方向不變, 仍從電刷 流入, 經(jīng)導(dǎo)體、 后, 從電刷 流出。這時(shí)導(dǎo)體 的受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃螅?導(dǎo)體 的受力方向是從左向右, 產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針方向。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝因此, 電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng), 由于換向器配合電刷對電流的換向作用, 直流電流交替地由導(dǎo)體 和 流入, 使線圈邊只要處于 極下, 其中通過電流的方向便是由電刷 流入的方向, 而在 極下時(shí), 總是從電刷 流出的方向。這就保證了每個(gè)極下線

35、圈邊中的電流始終是一個(gè)方向, 從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩, 使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。二、直流發(fā)電機(jī)工作原理分析直流發(fā)電機(jī)的簡化模型如圖 所示。當(dāng)原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)電樞以恒速 逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知, 在線圈邊和 中有感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生, 感應(yīng)電動(dòng)勢的方向可以用右手定則確定。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝如圖瞬時(shí), 線圈 處于 極下, 其電動(dòng)勢的方向?yàn)椋?并通過換向片引到電刷, 因此 刷的極性為正, 線圈 邊處于 極下, 電動(dòng)勢的方向?yàn)橛桑?所以電刷 的極性為負(fù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過后, 線圈 邊電動(dòng)勢的方向變?yōu)椋?邊的電動(dòng)勢方向變?yōu)?。雖然兩個(gè)線圈邊的電動(dòng)

36、勢方向都發(fā)生了改變, 但由于 邊通過換向片變?yōu)榕c電刷 接觸, 電刷 仍為正極性。同理, 可分析出電刷 仍為負(fù)極性。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝隨著轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn), 線圈的每個(gè)有效邊交替切割極和 極磁力線而感應(yīng)出交變電動(dòng)勢, 但由于進(jìn)入到 極下的線圈邊總是和電刷 相接觸,進(jìn)入到 極下的線圈邊總是和電刷 相接觸, 因此電刷 始終是正極性, 電刷 始終是負(fù)極性, 所以在電刷、 之間引出的是方向不變的直流電動(dòng)勢。任務(wù)三直流電機(jī)的機(jī)械特性一、直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢和電磁轉(zhuǎn)矩. 直流電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢是轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。根據(jù)電磁感應(yīng)定律, 轉(zhuǎn)子繞組中每根導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)

37、勢如下:上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組由許多導(dǎo)體按照一定規(guī)律連接, 每并聯(lián)支路所有導(dǎo)體的感應(yīng)電動(dòng)勢都是疊加的, 即轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢等于并聯(lián)支路中每根導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢。導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的線速度與轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)速 成正比。根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)、繞指規(guī)律和電磁感應(yīng)的有關(guān)知識可以寫出轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢的表達(dá)式為:直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢的方向在實(shí)際中由右手定則判定。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝它是由磁場方向和轉(zhuǎn)速方向來確定的, 只要改變其中一個(gè)量的方向, 感應(yīng)電動(dòng)勢的方向就會(huì)改變。當(dāng)直流電機(jī)運(yùn)行于電動(dòng)狀態(tài)時(shí), 感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與電樞電流的實(shí)際方向相反, 電機(jī)吸收電網(wǎng)電能, 故稱這時(shí)的感應(yīng)

38、電動(dòng)勢為反電動(dòng)勢。當(dāng)直流電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài)時(shí), 感應(yīng)電動(dòng)勢的方向與電樞電流的實(shí)際方向相同, 電樞繞組通過電刷輸出電能。. 直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 是由轉(zhuǎn)子繞組通入直流電后, 在主磁場的作用下使得轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體受到力 的作用而形成的。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝根據(jù)電磁力定律, 轉(zhuǎn)子繞組通入直流電后, 每根有效導(dǎo)體受到的電磁力可以表示為:直流電機(jī)受到的電磁轉(zhuǎn)矩 是由所有有效的導(dǎo)體所受電磁力共同產(chǎn)生的, 正比于電磁力, 根據(jù)電磁感應(yīng)的有關(guān)知識推導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式為:二、直流電機(jī)的平衡方程式. 電動(dòng)勢平衡方程式上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝他勵(lì)直流電機(jī)的運(yùn)行

39、等效電路圖如圖 所示。由基爾霍夫電壓定律可知:. 功率平衡方程式由電動(dòng)勢平衡方程式() 可得電樞銅耗上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝所以三、直流電機(jī)的機(jī)械特性分析. 他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性將公式 代入 , 得出轉(zhuǎn)速特性方程式為:將公式 代入式() 可得機(jī)械特性方程:上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝假定電源電壓、磁通、轉(zhuǎn)子回路電阻 都為常數(shù), 則式() 可以寫為. 他勵(lì)直流電機(jī)的固有機(jī)械特性在 , , 的條件下, 電機(jī)的機(jī)械特性稱為固有機(jī)械特性。根據(jù)固有機(jī)械特性的定義, 可得固有特性方程為:上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝固有特機(jī)械特性曲線是一條斜率為 的直線, 如

40、圖 所示。. 他勵(lì)直流電機(jī)的人為機(jī)械特性在固有機(jī)械特性方程式中, 當(dāng)電壓、磁通、轉(zhuǎn)子回路電阻中任意一個(gè)參數(shù)改變而獲得的特性, 稱為直流電動(dòng)機(jī)的人為機(jī)械特性, 以下分別加以討論。) 轉(zhuǎn)子回路串接電阻時(shí)的人為機(jī)械特性上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在 , , 即在保持電壓及磁通不變的條件下, 轉(zhuǎn)子回路串接電阻時(shí), 人為機(jī)械特性方程式為:由此可見,通過在轉(zhuǎn)子回路串接適當(dāng)?shù)碾娮瑁?可以改變機(jī)械特性曲線的硬度。這將有助于分析直流電機(jī)轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動(dòng)和調(diào)速的原理。) 改變轉(zhuǎn)子電壓 時(shí)的人為機(jī)械特性上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在 , 的條件下, 改變轉(zhuǎn)子電壓 時(shí)的人為機(jī)械特性方程

41、式為:由式() 可知, 在改變轉(zhuǎn)子電壓時(shí), 特性曲線的斜率保持不變, 但與 軸的交點(diǎn)隨著電壓成正比而變化。一般要求外加電壓不超過電機(jī)的額定值, 所以只能減小轉(zhuǎn)子電壓。因此人為機(jī)械特性如圖 所示, 其是一組斜率不變的、低于固有特性的平行線。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝) 改變磁通 時(shí)的人為機(jī)械特性一般電機(jī)在額定磁通下運(yùn)行時(shí), 電機(jī)的磁路已接近飽和, 因此, 改變磁通實(shí)際上只能減弱磁通。在 , 時(shí), 減弱磁通時(shí)的人為機(jī)械特性方程式為:由式() 可以看出, 特性方程與 軸的交點(diǎn)和斜率與磁通成反比, 減弱磁通時(shí), 軸交點(diǎn)升高, 斜率增加, 如圖 所示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識

42、與拆裝任務(wù)四直流電機(jī)的拆裝一、直流電機(jī)的拆卸步驟() 拆去接至電機(jī)的所有連線;() 拆除電機(jī)的地腳螺栓;() 拆除與電機(jī)相連接的傳動(dòng)裝置;() 拆去軸承端的聯(lián)軸器或帶輪;() 拆去換向器端的軸承外蓋;() 打開換向器端的視察窗, 從刷盒中取出電刷, 再拆下刷桿上的連接線;上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝() 拆下?lián)Q向器端的端蓋, 取出刷架;() 用紙或布把換向器包好;() 對于小型直流電機(jī), 可先把后端蓋固定螺栓松掉, 用木槌敲擊前軸端, 有后端蓋螺孔的用螺栓擰入螺孔, 使端蓋止口與機(jī)座脫開, 把帶有端蓋的電機(jī)轉(zhuǎn)子從定子內(nèi)小心地抽出;(10) 對于中型直流電機(jī), 可將后端軸承蓋拆下,

43、 再卸下后端蓋;() 將電樞小心地抽出, 防止損傷繞組和換向器;() 如發(fā)現(xiàn)軸承有異?,F(xiàn)象, 可將軸承卸下。電機(jī)電樞、定子的零部件如有損壞, 則繼續(xù)拆卸, 并重點(diǎn)檢查和修復(fù)換向裝置。直流電機(jī)的拆卸分解如圖 所示。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝二、直流電機(jī)的裝配步驟() 清理零部件;() 定子裝配;() 裝軸承內(nèi)蓋及熱套軸承;() 裝刷架于前端蓋內(nèi);() 將帶有刷架的端蓋裝到定子機(jī)座上;() 將機(jī)座立放, 機(jī)座在上, 端蓋在下, 并將電刷從刷盒中取出來, 吊掛在刷架外側(cè);() 將轉(zhuǎn)子吊入定子內(nèi), 使軸承進(jìn)入端蓋軸承孔;() 裝端蓋及軸承外蓋;上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝

44、() 將電刷放入刷盒內(nèi)并壓好;() 裝出線盒及接引出線;() 裝其余零部件;() 安裝好電機(jī)。三、拆裝時(shí)的注意事項(xiàng)() 拆下刷架前, 要作好標(biāo)記, 便于安裝后調(diào)整電刷中性線的位置;() 抽出電樞時(shí)要仔細(xì), 不要碰傷換向器及繞組;() 取出的電樞必須放在木架或木板上, 并用布或紙包好;() 擰緊端蓋螺栓時(shí), 必須按對角線上下左右逐步擰緊;上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝() 拆卸前對原有配合位置作一些標(biāo)記, 以便組裝時(shí)恢復(fù)原狀;() 測量電阻時(shí)必須注意: 應(yīng)采用蓄電池或直流穩(wěn)壓電源; 繞組中流過的電流一般不應(yīng)超過繞組額定電流的; 電流表和電壓表的讀數(shù)應(yīng)很快地同時(shí)讀出。子項(xiàng)目二直流電機(jī)的

45、控制任務(wù)一直流電機(jī)的起動(dòng)與反轉(zhuǎn)要正確使用一臺(tái)電機(jī), 首先碰到的問題是怎樣把它開動(dòng)起來, 要使電機(jī)起動(dòng)過程達(dá)到最優(yōu)要求, 應(yīng)考慮的問題包括以下幾個(gè)方面: () 起動(dòng)電流的大小; () 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大?。簧弦豁撓乱豁摲祷仨?xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝() 起動(dòng)時(shí)間的長短; () 起動(dòng)過程是否平滑, 即加速是否均勻; () 起動(dòng)過程中的能量損耗和發(fā)熱量的大小; () 起動(dòng)設(shè)備是否簡單和可靠性如何。一、直流電機(jī)的起動(dòng)所謂電機(jī)的起動(dòng), 是指電機(jī)接通電源后, 轉(zhuǎn)速由零上升到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程。對直流電機(jī)起動(dòng)的要求是, 在保證起動(dòng)轉(zhuǎn)矩足夠大的前提下, 盡量減小起動(dòng)電流。直流電機(jī)的起動(dòng)方法有: 全壓起動(dòng)、降壓起動(dòng)、轉(zhuǎn)子

46、回路串接電阻起動(dòng)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝. 全壓起動(dòng)全壓起動(dòng)就是直流電機(jī)在額定電壓下直接起動(dòng)。起動(dòng)時(shí), 轉(zhuǎn)子電流為:. 減壓起動(dòng)在電機(jī)起動(dòng)瞬間, , , /。如果降低電源電壓, 就可以減小起動(dòng)電流。隨著轉(zhuǎn)速的上升, 反電動(dòng)勢 逐漸增大, 將電源電壓逐步升到額定值, 使電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在整個(gè)起動(dòng)過程中, 利用自動(dòng)控制裝置, 使電壓連續(xù)升高, 保持轉(zhuǎn)子電流為最大允許電流,從而使系統(tǒng)在較大的加速轉(zhuǎn)矩下迅速起動(dòng)。這是一種比較理想的起動(dòng)方法。降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是既限制了起動(dòng)電流, 起動(dòng)過程又平穩(wěn)、能量損耗又小。其缺點(diǎn)是必須有單獨(dú)的可調(diào)壓直流電源

47、, 起動(dòng)設(shè)備復(fù)雜、初期投資大,多用于要求經(jīng)常起動(dòng)的場合和大中型電機(jī)的起動(dòng), 實(shí)際使用的直流伺服系統(tǒng)多采用這種起動(dòng)方法。目前, 廣泛應(yīng)用的是大功率半導(dǎo)體器件所組成的可控整流電源, 它不僅可以用于直流電機(jī)的調(diào)速, 而且還可用于降壓起動(dòng)。. 轉(zhuǎn)子回路串接電阻起動(dòng)上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝這種起動(dòng)方式是在直流電機(jī)起動(dòng)時(shí), 電樞繞組兩端加額定電樞電壓, 在電機(jī)的電樞回路中串入合適的起動(dòng)電阻; 隨著起動(dòng)過程的進(jìn)行, 逐漸地將串接在電樞回路中的電阻逐級切除, 直到電樞回路中的電阻只剩下電樞本身的電阻為止。直流電機(jī)電樞串接電阻起動(dòng)電路如圖 所示。為什么要將起動(dòng)電阻分段切除? 這是因?yàn)楫?dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

48、起來后, 產(chǎn)生了反電動(dòng)勢, 這時(shí)的電機(jī)起動(dòng)電流應(yīng)為:上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝二、直流電機(jī)的反轉(zhuǎn)直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為 , 由上式可知, 要使直流電機(jī)反轉(zhuǎn), 只要改變電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩方向, 電機(jī)就可以反向運(yùn)行。改變電磁轉(zhuǎn)矩的方向有兩種方法: 一個(gè)是電樞繞組兩端極性不變, 而將勵(lì)磁繞組反接;另一個(gè)是勵(lì)磁繞組極性不變而將電樞繞組反接。如果兩者同時(shí)改變, 則電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變。任務(wù)二直流電機(jī)的調(diào)速為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率, 工作機(jī)械的運(yùn)行速度不可能是單一的。應(yīng)按照工作機(jī)械的要求人為地調(diào)節(jié)拖動(dòng)電機(jī)的運(yùn)行速度。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝所謂直流電機(jī)的調(diào)速, 是指人為地改變電

49、機(jī)的相關(guān)電氣參數(shù), 使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化, 從而達(dá)到預(yù)定的轉(zhuǎn)速。他勵(lì)直流電機(jī)的機(jī)械特性方程為:由上面的方程式可知, 要使電機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化, 有以下的三種方式:() 改變電樞電壓調(diào)速;上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝() 改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速;() 改變磁通調(diào)速。一、改變電樞電壓調(diào)速調(diào)速前, 電機(jī)穩(wěn)定工作在圖 所示的固有機(jī)械特性曲線 的 點(diǎn)上。這時(shí)如加在轉(zhuǎn)子兩端的電壓降低, 在此瞬間電機(jī)的轉(zhuǎn)速由于慣性作用而來不及變化, 電動(dòng)勢 也來不及變化。由式() 可知, 轉(zhuǎn)子電流 將減小, 這必將導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩 變小, 電動(dòng)機(jī)將從 點(diǎn)瞬時(shí)過渡到人為機(jī)械特性曲線 的 點(diǎn)。這時(shí)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩,

50、轉(zhuǎn)速將下降。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在轉(zhuǎn)速下降的同時(shí), 電動(dòng)勢 也隨之減小, 轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩又重新增大。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流及電磁轉(zhuǎn)矩增加到原來與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的數(shù)值時(shí), 電機(jī)便穩(wěn)定在人為機(jī)械特性曲線的 點(diǎn)上。如果轉(zhuǎn)子電壓下降幅度較大, 使, 為負(fù)值, 電機(jī)便過渡到回饋發(fā)電制動(dòng)狀態(tài),從固有機(jī)械特性曲線 的 點(diǎn)瞬時(shí)過渡到另一人為機(jī)械特性曲線 的點(diǎn)。這時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)能將變?yōu)殡娔芑仞侂娋W(wǎng)。電機(jī)在電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的作用下, 轉(zhuǎn)速下降。隨后, 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化沿著人為機(jī)械特性曲線, 從點(diǎn)過渡到 點(diǎn), 并以轉(zhuǎn)速 的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行于 點(diǎn)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝這種調(diào)速方

51、法的主要優(yōu)點(diǎn)有: 電壓調(diào)節(jié)可以很細(xì), 實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速, 平滑性很好; 由于特性沒有軟化, 相對穩(wěn)定性較好; 可以調(diào)節(jié)至較低的轉(zhuǎn)速, 因此調(diào)速范圍較廣; 調(diào)速過程能量損耗較小。二、改變轉(zhuǎn)子回路電阻調(diào)速在調(diào)速前, 電機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行于圖 所示的固有機(jī)械特性曲線 的 點(diǎn), 對應(yīng)轉(zhuǎn)速為, 轉(zhuǎn)子電流為, 由于轉(zhuǎn)速不能躍變, 反電動(dòng)勢 也不會(huì)躍變, 轉(zhuǎn)子電流將隨著電阻的串入而減小, 使電磁轉(zhuǎn)矩 減小, 這時(shí)運(yùn)行點(diǎn)由固有特性曲線的 點(diǎn)過渡到人為特性曲線 的 點(diǎn)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝這時(shí)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩, 轉(zhuǎn)速將沿著特性曲線 下降, 在轉(zhuǎn)速下降的同時(shí), 電動(dòng)勢 隨之減小, 轉(zhuǎn)子電流

52、及電磁轉(zhuǎn)矩又重新增大。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流及電磁轉(zhuǎn)矩增加到原來與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的數(shù)值時(shí), 電機(jī)便穩(wěn)定運(yùn)行在轉(zhuǎn)速較額定值低的人為機(jī)械特性曲線 的 點(diǎn)上。這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是: 由于所串接電阻體積大, 只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速, 調(diào)速的平滑性差; 低速時(shí), 特性較軟, 穩(wěn)定性較差; 因?yàn)檗D(zhuǎn)子電流不變, 電阻損耗隨電阻成正比變化, 轉(zhuǎn)速越低, 需串入的電阻越大, 電阻損耗越大, 效率越低。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝但這種調(diào)速方法具有設(shè)備簡單、操作方便的優(yōu)點(diǎn), 適于作短時(shí)調(diào)速, 在起重和運(yùn)輸牽引裝置中得到廣泛的應(yīng)用。三、改變磁通調(diào)速改變磁通調(diào)速的過程如圖 所示。當(dāng)磁通減弱時(shí), 其電磁轉(zhuǎn)矩的大小不僅取決于

53、磁通, 還與電樞電流密切相關(guān); 磁通減小, 導(dǎo)致電樞反電動(dòng)勢減小, 電樞電流增大, 所以電磁轉(zhuǎn)矩反而增大; 當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩超過負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí), 電機(jī)的工作點(diǎn)由固有機(jī)械特性曲線上的 點(diǎn)過渡到人為機(jī)械特性曲線上的 點(diǎn), 在 點(diǎn), 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩, 電機(jī)轉(zhuǎn)速沿著人為機(jī)械特性曲線升高, 升高到 點(diǎn)時(shí), 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等, 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝改變磁通調(diào)速方法的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速級數(shù)多, 平滑性好; 控制設(shè)備體積小, 投資少, 能量損耗小。其主要缺點(diǎn)是只能使轉(zhuǎn)速升高而不能降低。因?yàn)檎9ぷ鲿r(shí), , 磁路已趨飽和, 所以只能采取弱磁調(diào)速的方法。而弱磁使轉(zhuǎn)速升高又

54、受到換向和機(jī)械強(qiáng)度的限制, 因此該方法在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。任務(wù)三直流電機(jī)的制動(dòng)一、制動(dòng)的概念生產(chǎn)機(jī)械的制動(dòng), 可以通過機(jī)械和電氣兩種基本方式來實(shí)現(xiàn), 通常這兩種方法是配合使用的, 以下重點(diǎn)分析直流電機(jī)電氣制動(dòng)的方法、特性和使用特點(diǎn)。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝電氣制動(dòng)是指電機(jī)運(yùn)行時(shí), 其電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的方向相反時(shí)的工作狀態(tài)。因此此時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩對運(yùn)行的電機(jī)而言, 起到了阻礙的作用, 故稱為電氣制動(dòng), 或稱為制動(dòng)工作狀態(tài)。由于在電氣制動(dòng)的工作狀態(tài)下, 電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成了電能, 所以也被稱為發(fā)電狀態(tài)。根據(jù)運(yùn)行電路和能量傳遞的不同, 電氣制動(dòng)可以分為能耗制動(dòng)、反接制動(dòng)和回饋制動(dòng)三種方

55、式。二、能耗制動(dòng)上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝能耗制動(dòng)的方法是將正在運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端從電源斷開(勵(lì)磁繞組仍接電源), 并立刻在轉(zhuǎn)子兩端接入一制動(dòng)電阻, 這樣電機(jī)就從電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài), 將其動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芟脑陔娮枭希?故稱為能耗制動(dòng)。他勵(lì)直流電機(jī)能耗制動(dòng)的原理和機(jī)械特性如圖所示。圖 所示為電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行, 開關(guān)合在 的位置。電動(dòng)勢、電流、轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)向方向如圖中所示。如將開關(guān)倒合到 的位置, 電動(dòng)機(jī)被切斷電源而接入一個(gè)制動(dòng)電阻。這時(shí)在系統(tǒng)慣性作用下, 電機(jī)繼續(xù)旋轉(zhuǎn), 勵(lì)磁仍然保持不變。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝在電動(dòng)勢作用下, 變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài), 把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)所貯存的動(dòng)能

56、變?yōu)殡娔埽?消耗在制動(dòng)電阻和轉(zhuǎn)子內(nèi)阻中。由于此時(shí)作用于電動(dòng)機(jī)的電網(wǎng)電壓 , 則電機(jī)的電流為:能耗制動(dòng)狀態(tài)原理如圖 () 所示。在能耗制動(dòng)時(shí), 因 , 則 , 電機(jī)的機(jī)械特性方程式為:上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝圖 () 中還繪出了不同制動(dòng)電阻時(shí)的機(jī)械特性??梢钥闯觯?在一定的轉(zhuǎn)速下, 轉(zhuǎn)子總電阻越大, 制動(dòng)電流和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩越小。因此, 在轉(zhuǎn)子電路中串接不同的電阻, 可滿足不同的制動(dòng)要求。能耗制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是: 制動(dòng)減速較平穩(wěn)可靠, 控制電路較簡單, 當(dāng)轉(zhuǎn)速減至零時(shí), 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小到零, 便于實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。其缺點(diǎn)是: 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速下降成正比地減小, 影響到制動(dòng)效果。能耗制動(dòng)適用于不可

57、逆運(yùn)行, 制動(dòng)減速要求較平穩(wěn)的情況。三、反接制動(dòng)上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝電源反接制動(dòng)原理如圖 所示, 當(dāng)接觸器 觸點(diǎn)閉合時(shí), 電機(jī)以電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行,旋轉(zhuǎn)方向和電動(dòng)勢方向如圖中實(shí)線箭頭所示, 電流 和電磁轉(zhuǎn)矩 的方向用虛線箭頭表示。若將開關(guān)投向 的位置, 這時(shí)加在轉(zhuǎn)子繞組兩端的電源電壓極性便和電機(jī)運(yùn)行時(shí)相反, 因?yàn)檫@時(shí)磁場和轉(zhuǎn)向不變, 電動(dòng)勢方向不變。于是外加電壓與電動(dòng)勢方向相同, 這樣, 轉(zhuǎn)子電流為:轉(zhuǎn)子電流 變?yōu)樨?fù)值, 電磁轉(zhuǎn)矩 的方向也發(fā)生變化, 起到制動(dòng)作用, 使轉(zhuǎn)速迅速下降。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)接于電機(jī)的電源電壓符號改變, 所以電源反接的

58、機(jī)械特性方程式為:電源反接過程的機(jī)械特性曲線如圖 () 所示。在制動(dòng)前, 電機(jī)運(yùn)行在固有特性曲線的 點(diǎn)上, 當(dāng)串入電阻 并將電源反接的瞬間, 電機(jī)工作點(diǎn)變到電源反接的人為特性曲線 的 點(diǎn)上, 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 變?yōu)橹苿?dòng)轉(zhuǎn)矩, 這使電機(jī)工作點(diǎn)沿特性曲線 開始減速。上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝當(dāng)轉(zhuǎn)速降至零時(shí), 如果是反抗性負(fù)載, 當(dāng) 時(shí), 電動(dòng)機(jī)便停止旋轉(zhuǎn); 當(dāng) 時(shí), 在反向的電磁轉(zhuǎn)矩的作用下, 電機(jī)將反向起動(dòng), 進(jìn)入反向電運(yùn)行狀態(tài)。要避免電機(jī)反轉(zhuǎn), 必須在 的瞬間切斷電源, 并使機(jī)械抱閘動(dòng)作, 以保證電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確停車。反接制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是: 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較恒定, 制動(dòng)作用比較強(qiáng)烈, 制動(dòng)快。其

59、缺點(diǎn)是: 所產(chǎn)生的沖擊電流大, 需串入相當(dāng)大的電阻, 故能量損耗大, 轉(zhuǎn)速為零時(shí), 若不及時(shí)切斷電源, 會(huì)自行反向加速。這種方法適用于要求正反轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)中, 它可使系統(tǒng)迅速制動(dòng), 并隨之立即反向起動(dòng)。四、回饋制動(dòng)上一頁下一頁返回項(xiàng)目二直流電機(jī)的認(rèn)識與拆裝電機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài), 把外力輸入的機(jī)械能變成電能回饋給電網(wǎng), 因此電機(jī)的這種運(yùn)行狀態(tài)稱作為回饋制動(dòng)?;仞佒苿?dòng)適用于位能負(fù)載的穩(wěn)定高速下降, 在調(diào)速過程開始可能出現(xiàn)過渡性回饋制動(dòng)狀態(tài)。回饋制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是: 不需要改接線路即可從電動(dòng)狀態(tài)自行轉(zhuǎn)換到制動(dòng)狀態(tài), 將軸上的機(jī)械功率變?yōu)殡姽β史答伝仉娋W(wǎng), 簡便、可靠而經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是只有當(dāng) 時(shí)才能產(chǎn)生

60、回饋制動(dòng), 故不能用來使電機(jī)停車, 所以其應(yīng)用范圍較窄。上一頁返回項(xiàng)目三三相交流異步電機(jī)子項(xiàng)目一初識三相交流異步電機(jī)任務(wù)一三相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和銘牌一、三相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)三相交流異步電機(jī)主要由兩大部分組成, 一是固定不變的部分, 簡稱為定子; 二是可以自由旋轉(zhuǎn)的部分, 簡稱為轉(zhuǎn)子。在定子和轉(zhuǎn)子之間還有一個(gè)很小的氣隙。此外, 三相交流異步電機(jī)還有端蓋、軸承和風(fēng)扇等部件, 具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 所示。三相交流異步電機(jī)只有定子繞組與交流電源連接, 轉(zhuǎn)子是自行閉合的。下一頁返回項(xiàng)目三三相交流異步電機(jī)雖然定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組在電路上是分開的, 但兩者卻在同一磁路上。. 定子三相交流異步電機(jī)的定子主要由

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