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第3章實(shí)用電工器材3.1變壓器3.2電動(dòng)機(jī)3.3三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路3.4電工測(cè)量3.5實(shí)訓(xùn)一:習(xí)題分析技術(shù)3.6實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)3.1變壓器目的與要求:掌握變壓器的結(jié)構(gòu),工作原理和作用;然后了解幾種特殊變壓器重點(diǎn):變壓器的工作原理及作用難點(diǎn):變壓器的工作原理3.1.1變壓器的原理與作用變壓器是利用電磁感應(yīng)原理,可以把某一數(shù)值的交變電壓變換成同頻率的另一數(shù)值的交變電壓,實(shí)現(xiàn)電壓、電流和阻抗變換的重要設(shè)備。
1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器主要由鐵心和繞組(或線圈)兩大部分組成(1)鐵心是變壓器的磁路部分。它有高磁導(dǎo)率材料做成。如:硅鋼片(2)繞組是變壓器的電路部分,它由銅或鋁絕緣導(dǎo)線繞制而成。分為一次繞組和二次繞組其中:一次繞組(也稱原繞組或初級(jí)繞組)與電源相連二次繞組(也稱副繞組或次級(jí)繞組)與負(fù)載相連2、分類(lèi)按用途分:升壓變壓器、降壓變壓器
按繞組數(shù)目分:?jiǎn)卫@組(自耦)變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器和多繞組變壓器。按相數(shù)分:?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器和多相變壓器?/p>
按鐵心結(jié)構(gòu)分:心式變壓器和殼式變壓器。
按調(diào)壓方式分:無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。
按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分:干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。(a)心式(b)殼式圖3-1變壓器的結(jié)構(gòu)圖圖3-2三相油浸式電力變壓器3、變壓器的工作原理和作用
變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒(méi)電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓,產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通,在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。
只要一、二次繞組的匝數(shù)不同,就能達(dá)到改變電壓的目的。圖3-3變壓器原理圖*變壓器的三種作用關(guān)系式變壓器的效率變壓器的功率損耗主要包括:鐵損耗PFe和銅損耗PCu,鐵損耗主要指變壓器鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗,也稱固定耗損;銅損耗是指電流通過(guò)繞組時(shí)功率損耗,也稱可變損耗。變壓器的效率常用下式表示:式中P2:為變壓器的輸出功率,P1為輸入功率?!纠?-1】一臺(tái)電子儀器上用的電源變壓器,原繞組匝數(shù)N1=550匝,接在U1=220V的交流電源上。若要求副繞組空載
電壓U20=30V,試求該變壓器的變壓比和副繞組的匝數(shù)。解:變壓比:副繞組匝數(shù)為:(匝)【例3-2】機(jī)床上的低壓照明變壓器,U1=220V,U2=36V,現(xiàn)在副繞組端接P2=60W、U2=36V的白熾燈一盞,求I1及I2。解:副繞組的電流:根據(jù)變壓比:
得:(A)(A)【例3-3】一只阻抗|Z2|=8Ω的揚(yáng)聲器,需要用變壓器把阻抗變換成800Ω才能接到收音機(jī)的輸出端,問(wèn)應(yīng)選一只電壓比為多少的變壓器?解:由阻抗變換公式可知:|Z1|=K2·|Z2|【例題3-4】阻抗為8Ω的揚(yáng)聲器,通過(guò)一變壓器接到信號(hào)源電壓為10V,內(nèi)阻為200Ω的電路上,若要使負(fù)載獲得最大功率,則變壓器的變比為多少?并求負(fù)載的最大功率解:根據(jù)電源的最大輸出功率的條件:R0=RL因?yàn)?所以:于是:所以:3.1.2特殊變壓器1、自耦變壓器圖3-4所示的是一種自耦變壓器,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是副繞組為原繞組的一部分。其原、副邊電壓之比和電流之比與普通變壓器相同,即:圖3-4自耦變壓器自藕耦變壓器的特點(diǎn)是一次側(cè)與二次側(cè)共用一個(gè)繞組,一次側(cè)、二次側(cè)既有磁的聯(lián)系又有電的聯(lián)系。由自耦變壓器構(gòu)成的調(diào)壓器,其二次側(cè)繞組匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭任意改變,因此二次側(cè)的電壓可以平滑調(diào)節(jié)。
(a)外形(b)結(jié)構(gòu)圖(c)電路圖
圖3-5低壓小容量的自耦變壓器2、電壓互感器電壓互感器是一種小容量的降壓變壓器,其結(jié)構(gòu)原理及電路如圖3-6所示。它的原繞組匝數(shù)較多,并聯(lián)在被測(cè)電路上,副繞組匝數(shù)較少,接到電壓表。(a)原理圖(b)符號(hào)
圖3-6電壓互感器的接線圖及符號(hào)其工作原理為:因?yàn)槭墙祲?,故N2<N1。通常電壓互感器副繞組額定電壓規(guī)定為100V,如其額定電壓等級(jí)有:6000V/100V,1000V/100V等。使用時(shí),為了工作安全,電壓互感器的鐵殼及二次繞組一端都必須接地。另外,電壓互感器副繞組不允許短路,否則,原、副繞組電流將很大,燒壞互感器,為了防止短路,通常在原繞組接入熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。3、電流互感器電流互感器是利用變壓器變換電流的作用,將大電流變換成小電流的升壓變壓器。其結(jié)構(gòu)原理及電路圖3-7所示。它的原繞組導(dǎo)線較粗,匝數(shù)少,只有一匝或幾匝,與被測(cè)電路負(fù)載串聯(lián)。副繞組導(dǎo)線細(xì)、匝數(shù)多、與電流表相連。
(a)原理圖(b)符號(hào)
圖3-7電流互感器的接線圖及符號(hào)其工作原理為:為了減小電流,故N2>N1,通常電流互感器副繞組額定電流為5A如100A/5A,30A/5A等。使用電流互感器時(shí),副繞組的一端與外殼都必須接地。另外電流互感器副繞組不允許開(kāi)路,否則副繞組將感應(yīng)出很高的電壓,可能使絕緣擊穿,并危及操作人員的安全,為此電流互感器副繞組中不允許安裝熔斷器。4、電焊變壓器電焊變壓器是交流電焊機(jī)的主要組成部分,它實(shí)質(zhì)是一臺(tái)特殊的降壓變壓器,其副邊空載電壓約60~80V,作為焊接的電弧點(diǎn)火電壓。用電弧的高溫使金屬熔化進(jìn)行焊接。其原理如圖3-8所示:焊接時(shí),先把焊條和焊件接觸在一起,使電焊機(jī)的輸出端短路。由于電焊變壓器的原、副繞組分別裝在同一鐵心的兩個(gè)不同鐵心柱上,漏抗較大,再加上可變電感器的感抗,因此,短路電流雖然較大,但卻得到了限制。較大的短路電流在焊條和焊件的接觸處產(chǎn)生較大的熱量,溫度也較高。此時(shí),若迅速把焊條提起一點(diǎn),由于電路突然中斷,在電感中產(chǎn)生很大的自感電壓,在這個(gè)自感電壓作用下,焊條與焊件之間的空氣隙被擊穿,產(chǎn)生電弧,電弧的高溫將焊條熔化,同時(shí)對(duì)處在高溫下的焊件進(jìn)行焊接,共工作電壓一般在25~30V之間。圖3-11電焊變壓器原理圖3.2電動(dòng)機(jī)目的與要求:掌握電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理;以及各種常用低壓控制設(shè)備重點(diǎn):電動(dòng)機(jī)的工作原理及各種低壓控制設(shè)備難點(diǎn):電動(dòng)機(jī)工作原理的工作原理3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
三相異步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。另外還有端蓋、軸承、機(jī)座、風(fēng)扇、接線盒等附件,如圖3-12所示。定子和轉(zhuǎn)子都有鐵心和繞組。定子的三相繞組為AX、BY、CZ。轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式兩種結(jié)構(gòu)。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組有銅條和鑄鋁兩種形式。繞線式轉(zhuǎn)子繞組的形式與定子繞組基本相同,3個(gè)繞組的末端連接在一起構(gòu)成星形連接,3個(gè)始端連接在3個(gè)銅集電環(huán)上,起動(dòng)變阻器和調(diào)速變阻器,通過(guò)電刷與集電環(huán)和轉(zhuǎn)子繞組相連接。圖3-12三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)圖3-13三相電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的接線三相異步電動(dòng)機(jī)的接線方法有兩種,一種是Y形連接,另一種是△形,實(shí)際使用中可根據(jù)具體要求選擇圖3-14三相異步電動(dòng)機(jī)的兩種接線圖(a)轉(zhuǎn)子鐵心沖片(b)籠式繞組(c)鑄鋁的籠式繞組圖3-15三相異步電動(dòng)機(jī)籠式轉(zhuǎn)子3.2.2旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
如圖3-16所示把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁體的兩磁極之間,蹄形磁體和閉合線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁體時(shí),我們看到線圈隨即也跟隨著轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái);N、S極可以視為“旋轉(zhuǎn)磁極”。實(shí)際上三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)利用的是“電磁感應(yīng)”原理。圖3-161.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組,其各相繞組的首端分別用U1、V1、W1表示,末端分別用U2、V2、W2表示,他們?cè)诳臻g互差120°角,并接成Y形聯(lián)結(jié),如圖3-17所示。
(a)三相繞組的分布(b)三相繞組的電流圖3-17定子繞組通入三相對(duì)稱電流,假定電流的正方向由線圈的始端流向末端,流過(guò)三相的對(duì)稱電流為:續(xù):圖3-18三相異步電動(dòng)機(jī)的電流波形續(xù):由于電流隨時(shí)間而變,所以電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布情況也隨時(shí)間而變,如圖3-19所示。
(a)ωt=0(b)(c)ωt=π
圖3-19三相兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(1)當(dāng)ωt=0°的瞬間,由圖3-18看出,iU=0,U相沒(méi)有電流流過(guò),iV為負(fù),表示電流由末端流向首端(即V2端為,V1端為⊙);iW為正,表示電流由首端流入(即W1端為,W2端為⊙),如圖3-19(a)所示。這時(shí)三相電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)方向由“右手螺旋定則”得出定子上方為N極,下方為S極。(2)當(dāng)ωt=π/2瞬間,由圖3-18得:iU為正,iV、iW為負(fù),用同樣方式可判得三相合成磁場(chǎng)按順時(shí)針?lè)较蛟诳臻g轉(zhuǎn)了90°角。如圖3-19(b)所示。(3)當(dāng)ωt=π瞬間,iU=0,iV為正,iW為負(fù),合成磁場(chǎng)又按順時(shí)針?lè)较蛟诳臻g轉(zhuǎn)了90°角。如圖3-19(c)所示。由上述分析不難看出,對(duì)于圖3-19所示的定子繞組,通入三相對(duì)稱電流后,將產(chǎn)生磁極對(duì)數(shù)P=1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),且交流電若變化一個(gè)周期(360°電角度),合成磁場(chǎng)也將在空間旋轉(zhuǎn)一周(360°空間角)。2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向與三相電流的相序一致,或者說(shuō)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向由三相電流的相序決定。若改變?nèi)嚯娏飨嘈颍▽⑦B接三相電源的三根導(dǎo)線中的任意兩根對(duì)換一下),則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向就隨之改變,三相異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)就是利用這個(gè)原理。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速n0(也稱為“同步轉(zhuǎn)速”)為:f為電流頻率;P為磁級(jí)對(duì)數(shù);n0的單位為r/min
3.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理
靜止的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并在形成閉合回路的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,其方向用右手定則判定。轉(zhuǎn)子電流在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力F的作用,F(xiàn)的方向用左手定則判定。電磁力在轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致。圖3-20電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理圖
電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),其轉(zhuǎn)速n總是稍低于同步轉(zhuǎn)速no,因而稱為異步電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)楫a(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的電流是電磁感應(yīng)所產(chǎn)生的,所以也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的差值與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率,用s表示,即:
轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。異步電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率約為1%~9%。3.2.4三相異步電動(dòng)機(jī)的控制電路3.2.4.1常用低壓電器基本知識(shí)低壓電器是指對(duì)電路起開(kāi)關(guān)、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)等作用的電氣設(shè)備。低壓電器是指工作在交流1000V、直流1200V及以下的電路中。1.刀開(kāi)關(guān)
圖3-21刀開(kāi)關(guān)外型
圖3-22刀開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)
圖3-23刀開(kāi)關(guān)圖形及文字符號(hào)2、組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)又稱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),它實(shí)質(zhì)也是一種刀開(kāi)關(guān),組合開(kāi)關(guān)的操作手柄是平行于安裝平面的平面內(nèi)向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)。它具有多觸頭、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等特點(diǎn)。它常用在機(jī)床的控制電路中,作為電源的引入開(kāi)關(guān),也可控制小容量電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速和停止的控制開(kāi)關(guān)等。如圖3-24所示。
圖3-24組合開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)圖及符號(hào)圖3-25不同型號(hào)的組合開(kāi)關(guān)外型圖3、低壓斷路器低壓斷路器又稱自動(dòng)空氣斷路器或稱自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)。它相當(dāng)于閘刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、熱繼電器、欠電壓繼電器等的組合,是一種既有手動(dòng)開(kāi)關(guān)作用又能進(jìn)行欠壓、失壓、過(guò)載和短路保護(hù)的電器。正常工作時(shí),可以人工操作接通或切斷電源與負(fù)載的聯(lián)系,當(dāng)出現(xiàn)短路、過(guò)載、欠壓等故障時(shí)能自動(dòng)切斷故障電路。低壓斷路器按照極數(shù)分有單極、雙級(jí)、三極、四極斷路器四種;按保護(hù)式分有過(guò)電流脫扣器、熱脫扣器、復(fù)式脫扣器、分勵(lì)脫扣器、欠電壓脫扣器、無(wú)脫扣器六種;按結(jié)構(gòu)形式分為塑殼式和框架式(框架式容量大工作電流在600A以上)。它可用于電源電路、照明電路、電動(dòng)機(jī)主電路的分合及保護(hù)。如圖3-26的外形圖及符號(hào)和圖3-27的結(jié)構(gòu)圖。
圖3-26低壓熔斷器的外形及符號(hào)外形符號(hào)1—分閘彈簧;2—主觸頭;3—傳動(dòng)桿;4—鎖扣;5—軸;6—過(guò)電流脫扣器;
7—熱脫扣器;8—欠壓失壓脫扣器;9—分勵(lì)脫扣器圖3-27低壓斷路器工作原理圖圖3-28各種不同型號(hào)的低壓熔斷器的外形圖熔斷器又叫保險(xiǎn)絲,是一種最常見(jiàn)的短路保護(hù)器,主要由熔體和外殼組成。熔體一般用電阻率較高的易熔合金制成。熔斷器串聯(lián)在電路中,當(dāng)電路出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)載或短路時(shí),熔體因過(guò)熱而迅速熔斷,從而達(dá)到保護(hù)電路和設(shè)備不受損壞的作用。4、熔斷器圖3-29RC1A系列瓷插式熔斷器
圖3-30RL1螺旋式熔斷器和熔心
3.2.4.2交流接觸器1、交流接觸器作用:接觸器是應(yīng)用于頻繁地接通和分?jǐn)鄮в胸?fù)載的主電路或大容量的控制電路,并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的自動(dòng)控制。其控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī),也可以用于其他電力負(fù)載,如電熱器、電焊機(jī)等。接觸器不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制,而且操作頻率高,控制容量大,并且具有低壓釋放保護(hù)、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)與工作原理:交流接觸器主要由電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等部分組成。電磁機(jī)構(gòu)包括勵(lì)磁線圈、靜鐵心和動(dòng)鐵心,所有觸頭和動(dòng)鐵心相連接。當(dāng)勵(lì)磁線圈兩端施加額定電壓時(shí),產(chǎn)生電磁力將動(dòng)鐵心吸下,帶動(dòng)常開(kāi)觸頭閉合接通電路,常閉觸頭斷開(kāi)而切斷電路。當(dāng)勵(lì)磁線圈斷電時(shí),電磁力消失,復(fù)位彈簧使所有觸頭均復(fù)位為常態(tài)。一般情況下,交流接觸器有五對(duì)常開(kāi)觸頭,兩對(duì)常閉觸頭。其中五對(duì)常開(kāi)觸頭又有主觸頭(三對(duì))和輔助觸頭(兩對(duì))之分。主觸頭設(shè)有滅弧裝置,允許通過(guò)較大電流,所以接入主電路;輔助觸頭不設(shè)滅弧裝置,允許通過(guò)較小電流,通常接入控制電路中與常開(kāi)按鈕并聯(lián)。續(xù):
(a)CJ20系列交流接觸器
(b)CJX1系列交流接觸器
(c)NC1系列交流接觸器圖2-31交流接觸器的外形圖圖3-32交流接觸器的結(jié)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)示意圖圖3-33交流接觸器圖形及文字符號(hào)作用:電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)利用雙金屬片受熱彎曲去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作利用電阻值隨溫度變化而變化的特性制成利用過(guò)載電流發(fā)熱使易熔合金熔化而使繼電器動(dòng)作2、熱繼電器型式:雙金屬片式熱敏電阻式易熔合金式結(jié)構(gòu):由發(fā)熱元件、雙金屬片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu)等部分組成。圖3-34熱繼電器外形1—主雙金屬片;2—電阻絲;3—導(dǎo)板;4—補(bǔ)償雙金屬片;5—螺釘;6—推桿;7—靜觸頭;8—?jiǎng)佑|頭;9—復(fù)位按鈕;10—調(diào)節(jié)凸輪;11—彈簧圖3-34雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖圖3-35熱繼電器動(dòng)作演示圖壓力繼電器光電繼電器溫度繼電器圖3-36其它繼電器3.2.4.3主令電器按鈕、行程開(kāi)關(guān)是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)布指令或信號(hào)的操作電器,稱為主令電器。其作用是用來(lái)切換控制電路,使電路接通或分?jǐn)?,?shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的各種控制。按鈕是一種低壓控制電器同時(shí)也是一種低壓主令電器。按鈕內(nèi)的動(dòng)合(常開(kāi))觸頭用來(lái)接通控制電路,發(fā)出啟動(dòng)指令;動(dòng)斷(常閉)觸頭用來(lái)斷開(kāi)控制電路,發(fā)出停止指令。最常見(jiàn)的按鈕是復(fù)式按鈕,包括一個(gè)動(dòng)合觸頭和一個(gè)動(dòng)斷觸頭、靜觸頭、按鈕帽和復(fù)位彈簧組成。當(dāng)按下按鈕,動(dòng)觸頭下移,先斷開(kāi)常閉靜觸頭,后接通常開(kāi)靜觸頭。松開(kāi)按鈕,在復(fù)位彈簧的作用下,又恢復(fù)到初始狀態(tài)。
圖3-37主令控制器外形及結(jié)構(gòu)(a)動(dòng)合觸點(diǎn)(b)動(dòng)斷觸點(diǎn)圖3-38控制按鈕符號(hào)圖3-39行程開(kāi)關(guān)的外形圖3.3三相異步電動(dòng)機(jī)基本控制電路目的與要求:電動(dòng)機(jī)的基本控制電路機(jī)構(gòu)及原理的掌握,能完成簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)重點(diǎn):電路的控制原理難點(diǎn):電路的控制原理及設(shè)計(jì)3.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電路
1、點(diǎn)動(dòng)控制在生產(chǎn)實(shí)踐中,某些生產(chǎn)機(jī)械常會(huì)要求既能正常啟動(dòng),又可隨機(jī)停止,以能實(shí)現(xiàn)位置調(diào)整的點(diǎn)動(dòng)工作。所謂點(diǎn)動(dòng),即按按鈕時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)工作,松開(kāi)按鈕后,電動(dòng)機(jī)即停止工作。點(diǎn)動(dòng)控制主要用于機(jī)床刀架、橫梁、立柱等的快速移動(dòng)、對(duì)刀調(diào)整等。圖3-40是由接觸器、按鈕、開(kāi)關(guān)、熔斷器和熱繼電器組成的電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路。圖3-40點(diǎn)動(dòng)控制線路工作原理:先將QS閉合,接通三相電源,按下按鈕SB,接觸器線圈KM得電,KM三對(duì)主觸點(diǎn)吸合,電動(dòng)機(jī)M的電源接通啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要停轉(zhuǎn)時(shí)只要松開(kāi)啟動(dòng)按鈕SB,接觸器的線圈KM斷電,接觸器的主觸點(diǎn)KM斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)M失電停轉(zhuǎn)。2、連續(xù)控制(自鎖控制)圖3-41自鎖控制線路
電路工作分析:合上電源開(kāi)關(guān)Q,接通三相電源。按下啟動(dòng)按鈕SB2,KM線圈通電,其常開(kāi)主觸點(diǎn)KM閉合,電動(dòng)機(jī)M接通電源啟動(dòng)。同時(shí),與啟動(dòng)按鈕并聯(lián)的KM常開(kāi)觸點(diǎn)也閉合。當(dāng)松開(kāi)SB2時(shí),KM線圈通過(guò)其自身常開(kāi)輔助觸點(diǎn)繼續(xù)保持通電狀態(tài),從而保證了電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)需要電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可按下停止按鈕SB1,切斷KM線圈電源,KM常開(kāi)主觸點(diǎn)與輔助觸點(diǎn)均斷開(kāi),切斷電動(dòng)機(jī)電源和控制電路,電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
這種依靠接觸器自身輔助觸點(diǎn)保持線圈通電的電路,稱為自鎖電路,輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。
上述控制電路中,熔斷器FU1實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)、熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)和勵(lì)磁線圈實(shí)現(xiàn)欠壓(失壓)保護(hù)等。3.3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制在實(shí)際工作中,生產(chǎn)機(jī)械常常需要運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)正反兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng),如機(jī)床工作臺(tái)的前進(jìn)和后退、銑床主軸的正反轉(zhuǎn)等。由電動(dòng)機(jī)原理可知,三相交流電動(dòng)機(jī)可改變定子繞組相序來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。因此,借助于接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)三相電源相序的改變,即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。其控制電路圖如圖3-42所示.圖3-42三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電路
反轉(zhuǎn)主觸點(diǎn)正轉(zhuǎn)主觸點(diǎn)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕電路工作分析:(1)正轉(zhuǎn):按下SB2,正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈通電并自鎖,主觸點(diǎn)KM1閉合,接通正序電源,電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)。(2)停止:按下停止按鈕SB1,KM1線圈斷電,電動(dòng)機(jī)停止。(3)反轉(zhuǎn):按下SB3,反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈通電并自鎖,主觸點(diǎn)KM2閉合,使電動(dòng)機(jī)定子繞組電源相序與正轉(zhuǎn)時(shí)相序相反,電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)運(yùn)行。特別注意:
KM1和KM2線圈不能同時(shí)通電,因此不能同時(shí)按下SBl和SB2,也不能在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,或在電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)按下正轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕。如果操作錯(cuò)誤,將引起主回路電源短路。解決的方法是建立連鎖控制,如圖3-43所示.帶電氣聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路將接觸器KM1的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM2的線圈回路中,從而保證在KMl線圈通電時(shí)KM2線圈回路總是斷開(kāi)的;將接觸器KM2的輔助常閉觸點(diǎn)串入KM1的線圈回路中,從而保證在KM2線圈通電時(shí)KMl線圈回路總是斷開(kāi)的。這樣接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)KMl和KM2保證了兩個(gè)接觸器線圈不能同時(shí)通電,這種控制方式稱為聯(lián)鎖或者互鎖,這兩個(gè)輔助常開(kāi)觸點(diǎn)稱為聯(lián)鎖或者互鎖觸點(diǎn)。圖3-43帶電氣聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路同時(shí)具有電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路采用復(fù)式按鈕,將SB1按鈕的常閉觸點(diǎn)串接在KM2的線圈電路中;將SB2的常閉觸點(diǎn)串接在KMl的線圈電路中;這樣,無(wú)論何時(shí),只要按下反轉(zhuǎn)起動(dòng)按鈕,在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電,從而保證KM1和KM2不同時(shí)通電;從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。這種由機(jī)械按鈕實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖也叫機(jī)械聯(lián)鎖或按鈕聯(lián)鎖.圖3-44其它控制電路1、限位控制當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)壓下行程開(kāi)關(guān)的觸桿,將常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),接觸器線圈斷電,使電動(dòng)機(jī)斷電而停止運(yùn)行。圖3-45限位控制電路2、自動(dòng)往返控制按下正向起動(dòng)按鈕SB1,電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行,帶動(dòng)工作臺(tái)向前運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)行到SQ2位置時(shí),擋塊壓下SQ2,接觸器KMl斷電釋放,KM2通電吸合,電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)運(yùn)行,使工作臺(tái)后退。工作臺(tái)退到SQl位置時(shí),擋塊壓下SQl,KM2斷電釋放,KM1通電吸合,電動(dòng)機(jī)又正向起動(dòng)運(yùn)行,工作臺(tái)又向前進(jìn),如此一直循環(huán)下去,直到需要停止時(shí)按下SB3,KMl和KM2線圈同時(shí)斷電釋放,電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。圖3-46星形-三角形換接起動(dòng)控制圖3-47Y-Δ換接起動(dòng)工作過(guò)程:
按下起動(dòng)按鈕SBl,時(shí)間繼電器KT和接觸器KM2同時(shí)通電吸合,KM2的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合,把定子繞組連接成星形,其常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合,接通接觸器KMl。KMl的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合,將定子接入電源,電動(dòng)機(jī)在星形連接下起動(dòng)。KMl的一對(duì)常開(kāi)輔助觸點(diǎn)閉合,進(jìn)行自鎖。經(jīng)一定延時(shí),KT的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),KM2斷電復(fù)位,接觸器KM3通電吸合。KM3的常開(kāi)主觸點(diǎn)將定子繞組接成三角形,使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下正常運(yùn)行。與按鈕SBl串聯(lián)的KM3的常閉輔助觸點(diǎn)的作用是:當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí),該常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),切斷了KT、KM2的通路,即使誤按SB1,KT和KM2也不會(huì)通電,以免影響電路正常運(yùn)行。若要停車(chē),則按下停止按鈕SB3,接觸器KMl、KM2同時(shí)斷電釋放,電動(dòng)機(jī)脫離電源停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3.3.3單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及控制電路1、電容分相式單相異步電動(dòng)機(jī)電容分相式異步電動(dòng)機(jī)的定子電路有兩個(gè)繞組U1U2、V1V2,如圖3-48所示,它們?cè)诳臻g互差90°。其中U1,U2稱為工作繞組,流過(guò)的電流為i2,V1V2繞組中串有電容器,稱為起動(dòng)繞組,流過(guò)的電流為i1。兩個(gè)繞組接在同一單相電流電源上,適當(dāng)選擇電容器C的容量,可使兩個(gè)繞組中的電流i1、i2相位差為90°,這樣在空間上互成90°的兩相繞組通入互差90°的兩相交流電,便產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如圖3-49所示。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)沿旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。圖3-48電容分相式異步電動(dòng)機(jī)定子電路圖3-49互差90°的兩相電流的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)2、罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)
罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心做成凸極式,轉(zhuǎn)子仍為籠式,如圖3-50所示。在定子磁極上開(kāi)一個(gè)槽,將磁柱分成兩部分,在較小磁鐵上套一個(gè)短路銅環(huán),稱為罩極,在磁極上繞有單相繞組,當(dāng)通入單相交流電時(shí),鐵心中便產(chǎn)生產(chǎn)交變磁道。在交變磁的作用下,銅環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的變化,使罩極穿過(guò)的磁道滯后于木罩銅環(huán)部分穿過(guò)的磁道,如同磁道總是從未罩部分向罩極移動(dòng),如圖3-51所示,形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),它便使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而起動(dòng)。圖3-50罩極式單相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖3-51罩極式電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)目的與要求:能使用萬(wàn)用表進(jìn)行電壓、電流、電阻的測(cè)量.學(xué)會(huì)功率表、單相電度表的接線。重點(diǎn):萬(wàn)用表的使用。難點(diǎn):模擬式萬(wàn)用表的讀數(shù)方法。3.4電工測(cè)量3.4.1萬(wàn)用表
萬(wàn)用表是一種多功能、多量程的便攜式電工測(cè)量?jī)x表,是電工測(cè)量中使用最多的儀表。常用的萬(wàn)用表有模擬式(指針式)和數(shù)字式兩種。一般萬(wàn)用表的測(cè)量對(duì)象有電壓、電流、電阻等,所以也稱三用表。如圖3-51為MF-47型萬(wàn)用表外形圖,圖3-52為MF-30型萬(wàn)用表的操作面板圖。圖3-51MF-47型萬(wàn)用表外形圖圖3-52MF-30型萬(wàn)用表操作面板圖①為電阻測(cè)量擋;②為直流電壓測(cè)量擋;③為電流測(cè)量擋;④為歐姆調(diào)零旋鈕;⑤交流電壓測(cè)量擋;⑥接萬(wàn)用表的黑筆;⑦接萬(wàn)用表紅筆;⑧電壓電流指示刻度盤(pán);⑨電阻值指示刻度盤(pán);⑩轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)
1、電阻測(cè)量電阻測(cè)量時(shí),首先應(yīng)適當(dāng)選擇電阻擋的倍率(如×100);然后將紅黑兩筆短接,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使指針轉(zhuǎn)向“0”位。最后就可以對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)量了。如測(cè)量時(shí)指針指在40位置時(shí),根據(jù)所選的倍率,于是實(shí)際電阻值為。以此類(lèi)推。注意事項(xiàng):測(cè)量直流電阻時(shí);首先應(yīng)斷開(kāi)被測(cè)電路的電源及連接導(dǎo)線。若帶電測(cè)量,將損壞儀表;若在路測(cè)量,將影響測(cè)量結(jié)果;合理選擇量程擋位,以指針居中或偏右為最佳。測(cè)量半導(dǎo)體器件時(shí),應(yīng)合理選用擋位,一般不選用R×1擋和R×10K擋;以免產(chǎn)生誤判斷。測(cè)量時(shí)表筆與被測(cè)電路應(yīng)接觸良好。雙手不得同時(shí)觸至表筆的金屬部分,以防將人體電阻并入被測(cè)電路造成誤差;正確讀數(shù)并計(jì)算出實(shí)測(cè)值。切不可用歐姆擋直接測(cè)量微安表頭、檢流計(jì)、電池內(nèi)阻。測(cè)量電壓時(shí);首先大致估算被測(cè)電壓的大小,再選擇合適的量程。若被測(cè)電壓無(wú)法估計(jì),可先選擇最大量程;視指針偏擺情況再作調(diào)整;然后將兩表筆與被測(cè)電路并聯(lián),根據(jù)表針指示及所選電壓量程讀取實(shí)際電壓數(shù)據(jù)。例如:當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)置如圖3-52所示的100量程位置且表針指在0~500(刻度盤(pán)第二排為電壓,電流指示刻度)之間的300的位置時(shí),則實(shí)際電壓值為60V。其他以此類(lèi)推。2、電壓測(cè)量測(cè)量電流時(shí)的讀數(shù)方法與電壓測(cè)量相類(lèi)似。但不同的是紅黑兩筆應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián),切不可并聯(lián)!合量選擇量程;測(cè)量直流電流時(shí),應(yīng)注意極性;較大電流測(cè)量完畢,應(yīng)先斷開(kāi)電源然后再撤表筆。使用萬(wàn)用表時(shí)還應(yīng)注意;測(cè)量過(guò)程中不得換擋;讀數(shù)時(shí),應(yīng)三點(diǎn)成一線(眼睛、指針、指針在刻度面板鏡中的影子);根據(jù)被測(cè)對(duì)象,正確讀取標(biāo)度尺上的數(shù)據(jù);測(cè)量完畢應(yīng)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置空擋或OFF擋或電壓最高擋。若長(zhǎng)時(shí)間不用,應(yīng)取出內(nèi)部電池。3、電流測(cè)量3.4.2單相功率表功率表又稱瓦特表,是用來(lái)測(cè)量電功率的儀表。單相功率表的接線方法與原理如圖3-53所示。圖3-53功率表的外形圖(a)及接線圖(b)功率表使用前,應(yīng)先進(jìn)行合理選擇。功率表的選擇主要是指量程的選擇,即正確選擇功率表的電流量和電壓量程。其原則是:電流量程能允許通過(guò)負(fù)載電流,電壓量程式能承受負(fù)載電壓。功率表接線必須把握的兩條原則是:電壓線圈與被測(cè)電路并聯(lián),電流線圈與被測(cè)電路串聯(lián)(切不可與負(fù)載并聯(lián)?。?;帶有“*”標(biāo)號(hào)電壓、電流接線柱必須同為進(jìn)線。具體做法是:有“*”號(hào)的電流接線柱應(yīng)接電源的一端,另一端線柱接負(fù)載;標(biāo)有“*”號(hào)的電壓接線柱一定要接在帶有“*”號(hào)的電流接線柱所接的那根電源線上,無(wú)符號(hào)的接線柱接在電源的另一根線上。接線時(shí),應(yīng)合理選擇電壓、電流量程,并正確讀取數(shù)據(jù);所選擇的電壓、電流的量程的乘積為功率表的滿偏數(shù)值。3.4.3單相電度表電度表又稱電能表或千瓦時(shí)表,是用來(lái)對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行電能的消耗統(tǒng)計(jì)的。1.單相電度表的選用選用單相電度表時(shí),應(yīng)考慮“閉合電路中”各負(fù)載的功率之和,計(jì)算出負(fù)載的總電流。單相電度表的額定電流應(yīng)大于“閉合電路中”各負(fù)載的總電流,額定電壓應(yīng)不小于工作電壓。2.單相電度表的安裝與接線單相電度表一般應(yīng)安裝在配電盤(pán)的上方或左邊,“表前”接電源進(jìn)線,“表后”接開(kāi)關(guān)和熔斷器。安裝時(shí),電度表應(yīng)與地面垂直,否則影響計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。單相電度表的安裝與接線如圖3-54所示圖3-54電度表接線圖及外形圖注意:常用單相表度表的接線盒內(nèi)有4個(gè)接線端,自左往右按1、2、3、4編號(hào)。接線時(shí),一般而言,1、3端電源(其中“1”接電源火線),2、4端接負(fù)載(其中“2”為負(fù)載的火線)。如圖3-46所示,具體接線時(shí)應(yīng)以電度表所附接線圖為準(zhǔn),其接線原則與功率表相同,即電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)以反映負(fù)載電壓大小,電流線圈與負(fù)載串聯(lián)以反映負(fù)載電流大小。3.5實(shí)訓(xùn)一習(xí)題與分析【例3-1】轉(zhuǎn)差率是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率0<S<1;S=1;S<0;S>1時(shí),電動(dòng)機(jī)各處于什么工作狀態(tài)?【問(wèn)題點(diǎn)撥】根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式,關(guān)鍵是分析同步轉(zhuǎn)速n0和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的大小關(guān)系,然后對(duì)應(yīng)分析電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。解:(1)轉(zhuǎn)差率0<S<1時(shí),同步轉(zhuǎn)速nO>n,電動(dòng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)。(2)轉(zhuǎn)差率S=1時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n=0,電動(dòng)機(jī)處于啟動(dòng)初始瞬間狀態(tài)。(3)轉(zhuǎn)差率S<0時(shí),轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n>nO(同步轉(zhuǎn)速),電動(dòng)機(jī)處于吊著貨物下降狀態(tài)(回饋制動(dòng))。(4)轉(zhuǎn)差率S>1時(shí),電動(dòng)機(jī)處于剛反接狀態(tài),既電動(dòng)機(jī)定子三相繞組中的任意兩相對(duì)調(diào)與三相電源相接,此時(shí)同步轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng),為負(fù)值,而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)向并沒(méi)有改變,根據(jù)轉(zhuǎn)差率公式可知S>1。*【例3-2】某空芯變壓器接在電壓U1=1V、角頻率ω=103rad/s的交流電電源上,初、次級(jí)線圈的電感L1=L2=2H,初、次級(jí)線圈之間的互感M=1H,R1=10Ω,求:(1)副邊開(kāi)路、原邊諧振時(shí)的電容與次級(jí)電壓U2。(2)當(dāng)副邊接上負(fù)載RL=200Ω時(shí)的電流I2。
選講解:(1)副邊開(kāi)路、原邊產(chǎn)生的諧振是電阻、電感和電容的串聯(lián)諧振,根據(jù)諧振條件有:即有:副邊的開(kāi)路電壓是:【基礎(chǔ)知識(shí)補(bǔ)充】上面的計(jì)算應(yīng)用了互感的概念。由于變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即初級(jí)線圈中如果有交流電流通過(guò)時(shí),在其線圈中將產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),而次級(jí)線圈和初級(jí)線圈在同一個(gè)鐵芯上,能夠感應(yīng)出交流電壓。描述初、次級(jí)線圈之間電磁感應(yīng)的程度的物理參量就是“互感”,用M表示。理論證明,互感電壓與產(chǎn)生它的電流之間存在著相位正交關(guān)系,即,所以有效值關(guān)系就是上面的形式。(2)用戴維南定律求解?!军c(diǎn)撥一】戴維南方法的關(guān)鍵是作出等效電壓源電路圖,如圖3-52(b)所示。將負(fù)載RL斷開(kāi),求出開(kāi)路電壓U20,即為等效電壓;由于是開(kāi)路條件,所以可以首先求出次級(jí)線圈電流I10,該電流在副邊產(chǎn)生的感應(yīng)電壓就是開(kāi)路電壓。圖3-52例3-2圖【點(diǎn)撥二】等效電壓源內(nèi)阻可以理解為由次級(jí)線圈的阻抗和初級(jí)線圈的反射阻抗兩部分組成的,這樣副邊的視入阻抗為:式中的為:
所以:
由此求出副邊電流:
副邊電流的有效值為:解畢
【例2】:一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī),其額定轉(zhuǎn)速n=975r/min,電源頻率f1=50Hz。試求電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)和額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率。解:根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知:n0=1000r/min,即P=3額定轉(zhuǎn)差率為:【方法點(diǎn)撥】由于三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速一般大于且近似等于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速,所以同步轉(zhuǎn)速n0應(yīng)取1000r/min。
【例3】:兩條皮帶運(yùn)輸機(jī)分別由兩臺(tái)鼠籠異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng),由一套起停按鈕控制它們的起停。為避免物體堆積在運(yùn)輸機(jī)上,要求電動(dòng)機(jī)按下述順序起動(dòng)和停止:起動(dòng)時(shí):M1起動(dòng)后M2才能起動(dòng);停車(chē)時(shí):M2停車(chē)后M1才能停車(chē)。應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)控制?KM2SBKM2SBKM1FR1FR2KM1起動(dòng):通電通電閉合閉合SBKM1FR1KM2SBKM2FR2KM1停止:斷電斷電斷開(kāi)斷開(kāi)實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)一:三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的正反控制實(shí)驗(yàn)電路圖實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)二.異步電動(dòng)機(jī)的修理技術(shù)指南【指南一】
電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的原因有很多,大體上可分為電動(dòng)機(jī)本身和外部電源引起的故障兩類(lèi);電動(dòng)機(jī)本身又歸納為電磁方面和機(jī)械方面的故障。要準(zhǔn)確判斷和處理各種故障,除了要掌握基本原理之外,更加重要的是在現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)實(shí)踐,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。
電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩部分,即“繞組”和“鐵芯”,一般鐵芯的使用壽命比較長(zhǎng),繞組卻容易損壞,因此繞組的檢修就成為電動(dòng)機(jī)修理的主要內(nèi)容。一、定子繞組的修理方法1.繞組接地的檢查(1)搖表檢查:A.選定搖表等級(jí),一般380V的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選擇500V的搖表測(cè)量。B.操作方法:搖表的一根線接電動(dòng)機(jī)繞組,另一根線接電動(dòng)機(jī)金屬外殼。接好后,按120轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,指針為0時(shí),表示繞組接地。對(duì)中小型電動(dòng)機(jī)絕緣檢查用搖表檢查,其測(cè)量電阻值如符合下式要求,則認(rèn)為基本合格。實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)(2)試燈檢查:
測(cè)量時(shí),若燈泡發(fā)亮,說(shuō)明繞組接地;燈泡微亮是絕緣不良;燈泡不亮,說(shuō)明繞組絕緣良好。但有時(shí)燈泡雖不亮,測(cè)試筆接觸電機(jī)時(shí)會(huì)出現(xiàn)火花,證明繞組尚未擊穿,只是嚴(yán)重受潮。實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)二、轉(zhuǎn)子繞組的修理方法1.鼠籠型轉(zhuǎn)子的故障檢修鼠籠型轉(zhuǎn)子比較堅(jiān)固不易損壞,但由于材料或制造質(zhì)量不良、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不佳,或者運(yùn)動(dòng)頻繁、操縱不當(dāng)、急促的正反轉(zhuǎn)造成劇烈沖擊等原因而致使轉(zhuǎn)子損壞。鼠籠型轉(zhuǎn)子的斷條是比較常見(jiàn)的故障。轉(zhuǎn)子斷條后,電動(dòng)機(jī)將發(fā)出強(qiáng)烈的周期電磁噪音和振動(dòng),起動(dòng)也困難,反映串聯(lián)在定子中的電流表指針抖動(dòng),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩降低,負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速下降。(1)轉(zhuǎn)子斷條的檢查方法。1)外表檢查法。對(duì)防護(hù)式電動(dòng)機(jī),可以在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)檢查觀測(cè)轉(zhuǎn)子與定子的間隙處,如有火花出現(xiàn),則說(shuō)明轉(zhuǎn)子有斷條現(xiàn)象。然后把電機(jī)拆卸抽出轉(zhuǎn)子,仔細(xì)檢視轉(zhuǎn)子鐵芯表面和端環(huán),檢查有無(wú)過(guò)熱變色點(diǎn)斷裂處。2)電流檢測(cè)法。定子通入三相低壓電流(電壓約為10%的額定電壓),在一相中串入電流表,用手將轉(zhuǎn)子慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)。假如轉(zhuǎn)子籠條完好,則電流表指針只有均勻的微弱擺動(dòng);若籠條斷裂,指針就會(huì)發(fā)生較大的周期性變化。3)鐵粉檢查法。利用磁場(chǎng)原理在轉(zhuǎn)子端環(huán)兩端通入電流,將鑄鐵粉撒在轉(zhuǎn)子上,逐漸升高電壓,使轉(zhuǎn)子鐵芯的磁場(chǎng)增強(qiáng)到能吸附鐵粉為止。如果籠條沒(méi)有斷裂,則轉(zhuǎn)子鐵芯表面的鐵粉就整齊地按槽的方向排列;若轉(zhuǎn)子某槽不能粘附鐵粉或粘附的鐵粉很少,便說(shuō)明該槽籠條斷(2)轉(zhuǎn)子斷條的修理方法。實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)轉(zhuǎn)子斷條檢查出來(lái)后,可以按以下幾種方法進(jìn)行修理:1)如果斷裂現(xiàn)象發(fā)生在端環(huán)或槽外其他明顯部位時(shí),可以將裂紋鑿出V形槽,用氣焊進(jìn)行焊接修補(bǔ)。2)銅質(zhì)籠條個(gè)別斷條,可把斷條的端環(huán)兩端開(kāi)一缺口,鑿去一邊端環(huán)部分,把斷條敲出,換上一條與原截面相同的新籠條,并長(zhǎng)出端環(huán)15~20毫米,將伸出部分敲彎緊貼在短路環(huán)上,然后用氣焊焊牢,在車(chē)床上磨平、校正平衡。3)如果是個(gè)別鑄鋁鼠籠條斷條時(shí),也可將斷條鉆掉,把槽清理干凈,做一根與槽形相同的鋁條打入槽內(nèi),再用鋁焊藥把鋁條與端環(huán)用氣焊焊牢。4)若轉(zhuǎn)子籠條斷裂較多,則應(yīng)全部更換。先車(chē)去兩邊端環(huán),用夾具將鐵芯夾緊,以防鐵心松散。如系銅質(zhì)籠條,即可依照第2)點(diǎn)方法換上稍長(zhǎng)的新銅條,在槽口兩端向同一方向打彎,使其彼此重疊,再用氣焊焊成端環(huán)并車(chē)削平整。實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)(3)拆除籠條的方法。對(duì)于斷裂較多的鑄鋁籠條,拆除籠條的方法有兩種:1)化學(xué)熔鋁。將鑄鋁垂直浸入30%~60%濃度的工業(yè)燒堿中,并加熱到70~90°C,約經(jīng)六七個(gè)小時(shí)后即可將鋁條腐蝕下來(lái),然后投入清水中沖洗干凈。2)加熱熔鋁。直接將轉(zhuǎn)子加熱到700°C左右,使鋁條全部熔化,再清理干凈。重新鑄鋁的工藝較復(fù)雜,一般由制造廠重鑄,或考慮改用銅條。但銅條的截面積應(yīng)不少于槽面積的60%,但也不應(yīng)大于槽面積的70%。
2.定子繞組的修理
定子繞組損壞有多種情況,我們只介紹基本修理方法??偟男蘩碓瓌t是“先易后難、先簡(jiǎn)后繁”,意思是對(duì)于尚未引起繞組絕緣破壞時(shí),采用“局部修理法”,這樣不但節(jié)約工時(shí),減少材料消耗,而且能使電動(dòng)機(jī)盡快投入運(yùn)轉(zhuǎn)。下面介紹局部修理法。實(shí)訓(xùn)二:實(shí)用培訓(xùn)技術(shù)(1)加強(qiáng)絕緣法。當(dāng)繞組對(duì)地絕緣擊穿、線圈間短路以及匝間短路時(shí),經(jīng)檢查故障點(diǎn)能明顯看出來(lái),且破壞的程度尚未擴(kuò)大,可以把故障點(diǎn)墊上絕緣物加強(qiáng)絕緣,再涂絕緣漆后烘干,故障便可排除。另外,也可采用環(huán)氧粉末溶敷修補(bǔ)工藝。首先將絕緣損壞處清理干凈,然后將線圈加熱
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