課題八三相繞線轉子異步電動機控制電路的安裝與檢修596任務2

轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路的安裝與檢修任務1

轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與檢修任務3

凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與檢修任務1轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與檢修598學習目標1.能正確理解三相繞線轉子異步電動機轉子回路串電阻啟動控制電路的工作原理。2.能正確識讀三相繞線轉子異步電動機轉子回路串電阻啟動控制電路的原理圖和布置圖。3.能按照工藝要求，正確安裝三相繞線轉子異步電動機轉子回路串電阻啟動控制電路。4.能根據故障現象，檢修三相繞線轉子異步電動機轉子回路串電阻啟動控制電路。599工作任務由于課題五中完成的降壓啟動控制電路的啟動轉矩大為降低，降壓啟動需要在空載或輕載下啟動。在實際生產中，如20/5t橋式起重機的主、副鉤電動機需要大轉矩啟動，這時一般采用三相繞線轉子異步電動機拖動。三相繞線轉子異步電動機的優點是：可以通過滑環在轉子繞組中串電阻來改善電動機的力學特性，從而達到減小啟動電流、增大啟動轉矩以及平滑調速的目的。600三相繞線轉子異步電動機常用的控制電路有轉子繞組串電阻啟動控制電路、轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路和凸輪控制器控制電路。圖所示為電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路。本次工作任務是完成電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與檢修。601602電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路相關理論一、轉子串三相電阻啟動原理啟動時，在轉子回路串入作形聯結、分級切換的三相啟動電阻器，以減小啟動電流、增大啟動轉矩。隨著電動機轉速的升高，逐級減小可變電阻。啟動完畢后，切除可變電阻器，轉子繞組被直接短接，電動機便在額定狀態下運行。603電動機轉子繞組中串接的外加電阻在每段切除前和切除后三相電阻始終是對稱的，稱為三相對稱電阻器，如圖a所示。啟動過程依次切除R1、R2、R3，最后全部電阻被切除。若啟動時串入的三相電阻是不對稱的，且每段切除后三相仍不對稱，則稱為三相不對稱電阻器，如圖b所示。啟動過程依次切除R1、R2、R3、R4，最后全部電阻被切除。604605轉子串接三相電阻a)轉子串接三相對稱電阻器

b)轉子串接三相不對稱電阻器二、按鈕操作控制電路用按鈕操作轉子繞組串電阻啟動控制電路如圖所示。606用按鈕操作轉子繞組串電阻啟動控制電路三、時間繼電器自動控制電路時間繼電器自動控制短接啟動電阻的控制電路如圖所示。607時間繼電器自動控制短接啟動電阻的控制電路電路的工作原理如下。合上電源開關QB。608609四、電流繼電器反映輸入量為電流的繼電器叫作電流繼電器，圖a和圖b所示是常見的JT4系列和JL14系列電流繼電器。610電流繼電器a)JT4系列b)JL14系列c）符號1.過電流繼電器當通過繼電器的電流超過預定值時就動作的繼電器稱為過電流繼電器。過電流繼電器的吸合電流為1.1～4倍的額定電流，也就是說，在電路正常工作時，過電流繼電器線圈通過額定電流時是不吸合的；當電路中發生短路或過載故障，通過線圈的電流達到或超過預定值時，鐵芯和銜鐵才吸合，帶動觸頭動作。6112.欠電流繼電器當通過繼電器的電流減小到低于其整定值時就動作的繼電器稱為欠電流繼電器。欠電流繼電器的吸合電流一般為線圈額定電流的0.3～0.65倍，釋放電流為額定電流的0.1～0.2倍。因此，在電路正常工作時，欠電流繼電器的銜鐵與鐵芯始終是吸合的。只有當電流降至低于整定值時，欠電流繼電器才釋放，發出信號，從而改變電路的狀態。6123.型號含義常用JT4系列交流通用繼電器和JL14系列交直流通用電流繼電器的型號及含義如下。6134.選用（1)電流繼電器的額定電流一般可按電動機長期工作的額定電流來選擇。對于頻繁啟動的電動機，額定電流可選大一個等級。（2）電流繼電器的觸頭種類、數量、額定電流及復位方式應滿足控制電路的要求。（3）過電流繼電器的整定電流一般取電動機額定電流的1.7～2倍，頻繁啟動的場合可取電動機額定電流的2.25～2.5倍。欠電流繼電器的整定電流一般取額定電流的0.1～0.2倍。6145.安裝與使用（1）安裝前應檢查繼電器的額定電流和整定電流值是否符合實際使用要求，繼電器的動作部分是否動作靈活、可靠，外罩及殼體是否有損壞或缺件等情況。（2）安裝后應在觸頭不通電的情況下，使吸引線圈通電操作幾次，看繼電器動作是否可靠。（3）定期檢查繼電器各零部件是否有松動及損壞現象，并保持觸頭的清潔。615五、電流繼電器自動控制電路三相繞線轉子異步電動機剛啟動時轉子電流較大，隨著電動機轉速的增大，轉子電流逐漸減小，根據這一特性，可以利用電流繼電器自動控制接觸器來逐級切除轉子回路的電阻。電路的工作原理如下。616由于電動機M啟動時轉子電流較大，三個過電流繼電器KF1、KF2和KF3均吸合，它們接在控制電路中的常閉觸頭均斷開，使接觸器QA1、QA2、QA3的線圈都不能得電，接在轉子電路中的常開觸頭都處于斷開狀態，啟動電阻被全部串接在轉子繞組中。中間繼電器KF0的作用是保證電動機在轉子電路中接入全部電阻的情況下開始啟動。617任務實施一、實施步驟圖所示為電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與調試步驟。618電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與調試步驟二、繪制元器件布置圖和接線圖讀者自行繪制元器件布置圖和接線圖。三、準備工具、儀表及器材根據電流繼電器自動控制轉子回路串電阻啟動控制電路，選用工具、儀表及器材，見表。619620工具、儀表及器材621工具、儀表及器材四、檢查元器件規格和質量1.根據工具、儀表及器材選用表，檢查各元器件、耗材與表中的型號和規格是否一致。2.檢查各元器件的外觀是否完好無損，附件、備件是否齊全。3.用儀表檢查各元器件和電動機的有關技術數據是否符合要求。五、根據元器件布置圖安裝并固定低壓電氣元件按元器件布置圖在控制板上安裝低壓電氣元件，并貼上醒目的文字符號。在控制板外安裝電動機、啟動電阻等電氣元件。622六、布線采用板前線槽布線，布線工藝要求在前文中已有敘述。七、連接電動機和啟動電阻可靠連接電動機、啟動電阻等控制板外部的導線和保護接地線。623八、自檢1.從電源端開始逐段核對接線根據電路圖或接線圖，從電源端開始逐段核對接線及接線端子處的線號是否正確，有無漏接、錯接之處。檢查導線連接點是否符合要求，壓接是否牢固。同時注意連接點接觸應良好，以避免帶負載運轉時產生閃弧現象。2.用萬用表檢查電路的通斷情況為萬用表選用倍率適當的電阻擋，并進行歐姆校零。3.檢查電路安裝質量，并進行絕緣電阻測量用兆歐表檢查電路的絕緣電阻，絕緣電阻的阻值應不得小于1MΩ。624九、交驗學生提出申請，經教師檢查同意后方可通電試運行。625十、連接電源、通電試運行1.為保證人身安全，在通電試運行時要認真執行安全操作規程的有關規定，一人監護、一人操作。試運行前，應檢查與通電試運行有關的電氣設備是否有不安全的因素存在，若查出應立即整改，然后方能試運行。6262.通電試運行前，必須征得教師的同意，并由指導教師接通三相電源L1、L2、L3，同時在現場監護。學生合上電源開關QB后，用驗電筆檢查熔斷器出線端，若驗電筆氖管亮說明電源接通。3.出現故障后，若需帶電檢查，必須在教師現場監護下進行。檢修完畢后，若需要再次試運行，也應有教師在現場監護，并做好時間記錄。4.通電試運行完畢，停轉，切斷電源。先拆除三相電源線，再拆除電動機線。5.試運行成功后，記錄完成時間及通電試運行次數。627任務2轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路的安裝與檢修628學習目標1.能正確理解轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路的工作原理。2.能正確繪制轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路的接線圖和布置圖。3.能按照工藝要求，正確安裝轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路。4.能了解頻敏變阻器的結構和工作原理。5.能根據故障現象，檢修轉子回路串頻敏變阻器啟動控制電路。629

任務引入在任務1中采用轉子回路串電阻啟動方法，要想獲得良好的啟動特性，一般需要將啟動電阻分為多級，這樣所用的電器較多，控制電路復雜，設備投資大，維修不便，并且在逐級切除電阻的過程中會產生一定的機械沖擊。因此，在工礦企業中對于不頻繁啟動的設備廣泛采用頻敏變阻器代替啟動電阻來控制三相繞線轉子異步電動機的啟動。圖所示為轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路。630631轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路相關理論一、頻敏變阻器頻敏變阻器是一種阻抗值隨頻率明顯變化（敏感于頻率）、靜止的無觸頭電磁元件。頻敏變阻器實質上是一個鐵芯損耗非常大的三相電抗器，為了增加它的鐵芯損耗，有意識地采用幾塊30~50mm厚的鑄鐵片或鋼板疊加構成鐵芯。其結構類似于沒有二次繞組的三相變壓器。頻敏變阻器是一種有獨特結構的新型無觸頭元件。其外部結構與三相電抗器相似，即由三個鐵芯柱和三個繞組組成，三個繞組接成星形，并通過滑環和電刷與繞線式電動機三相轉子繞組相接。632用頻敏變阻器啟動繞線轉子異步電動機的優點是：啟動性能好，無電流和機械沖擊，結構簡單，價格低廉，使用維護方便。由于功率因數較低，啟動轉矩較小，一般不宜用于重載啟動的場合。常用的頻敏變阻器有BP1、BP2、BP3、BP4和BP6等系列，圖a所示是BP1系列的外形。頻敏變阻器在電路圖中的符號如圖b所示。633634頻敏變阻器a)BP1系列外形b)符號二、轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路在電動機啟動過程中，隨著轉子頻率的改變，渦流集膚效應大小也在改變，轉子頻率升高，渦流截面變小，電阻增大；轉子頻率降低時，渦流截面自動加大，電阻減小。同時，頻率變化時電阻也在自動變化。理論分析和試驗證明，頻敏變阻器鐵芯等值電阻和電抗均近似地與轉差率的平方成正比。由電磁感應間生成的等效電抗和由鐵芯損耗構成的等效電阻較大，限制了電動機的啟動電流，啟動轉矩增大。隨著電動機轉速升高，轉子電流的頻率降低，等效電抗和等效電阻自動減小，從而達到自動變阻的目的，實現平滑無級啟動。635電路的工作原理如下。先合上電源開關QB。636任務實施一、實施步驟圖所示為轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路的安裝與調試步驟。637轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路的安裝與調試步驟二、繪制元器件布置圖和接線圖自行繪制元器件布置圖和接線圖。三、準備工具、儀表及器材根據轉子繞組串頻敏變阻器啟動控制電路，選用工具、儀表及器材，見表。638639工具、儀表及器材四、檢查元器件規格和質量1.根據工具、儀表及器材選用表，檢查各元器件、耗材與表中的型號和規格是否一致。2.檢查各元器件的外觀是否完好無損，附件、備件是否齊全。3.用儀表檢查各元器件和電動機的有關技術數據是否符合要求。640五、根據元器件布置圖安裝并固定低壓電氣元件按元器件布置圖在控制板上安裝低壓電氣元件，并貼上醒目的文字符號。其中，頻敏變阻器應安裝在箱體內，牢固地固定在基座上，當基座為鐵磁物質時應在中間墊放10mm以上的非磁性墊片，以防影響頻敏變阻器的特性。連接線應按電動機轉子額定電流選用相應截面的電纜線，同時變阻器還應可靠接地。若頻敏變阻器置于箱體外時，必須采取遮護或隔離措施，以防止發生觸電事故。六、布線采用板前線槽布線，布線工藝要求在前文中已有敘述。641七、自檢1.按電路圖或接線圖逐段檢查電路通斷情況根據電路圖或接線圖，從電源端開始逐段核對接線及接線端子處的線號是否正確，有無漏接、錯接之處。檢查導線連接點是否符合要求，壓接是否牢固。同時注意連接點接觸應良好，以避免帶負載運轉時產生閃弧現象。在使用頻敏變阻器前，應先測量頻敏變阻器對地的絕緣電阻，其值應不小于1MΩ，否則需進行烘干處理，然后方可使用。6422.用萬用表檢查電路的通斷情況為萬用表選用倍率合適的電阻擋，并進行歐姆校零。3.檢查電路安裝質量，并進行絕緣電阻測量用兆歐表檢查電路的絕緣電阻，絕緣電阻阻值應不得小于1MΩ。643八、交驗學生提出申請，經教師檢查同意后方可通電試運行。644九、連接電源、通電試運行1.為保證人身安全，在通電試運行時要認真執行安全操作規程的有關規定，一人監護、一人操作。試運行前，應檢查與通電試運行有關的電氣設備是否有不安全的因素存在，若查出應立即整改，然后方能試運行。2.通電試運行前，必須征得教師的同意，并由指導教師接通三相電源L1、L2、L3，同時在現場監護。學生合上電源開關QB后，用驗電筆檢查熔斷器出線端，若驗電筆氖管亮，說明電源接通。6453.出現故障后，若需帶電檢查，必須在教師現場監護下進行。檢修完畢后，若需再次試運行，也應有教師在現場監護，并做好時間記錄。4.通電試運行完畢，停轉，切斷電源。先拆除三相電源線，再拆除電動機線。5.試運行成功后，記錄完成時間及通電試運行次數。646任務3凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與檢修647學習目標1.能正確理解凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的工作原理。2.能正確繪制凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的接線圖和布置圖。3.能按照工藝要求，正確安裝凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路。4.能了解凸輪控制器的功能、結構、符號、型號含義和選用要求。5.能根據故障現象，檢修凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路。648工作任務在20/5t橋式起重機中，其大車、小車和副鉤電動機容量較小，一般都采用凸輪控制器控制來簡化操作，如圖所示。649凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路相關理論一、凸輪控制器1.凸輪控制器的功能凸輪控制器是利用凸輪來操作動觸頭動作的控制器，主要用于控制功率不大于30kW的中小型繞線轉子異步電動機的啟動、調速和換向。常用的凸輪控制器有KTJ1、KTJ15、KT10、KT14及KT15等系列，圖所示是KT10、KT14及KT15系列凸輪控制器的外形圖。650651凸輪控制器a)KT10系列b)KT14系列c)KT15系列2.凸輪控制器的結構、符號及型號含義KTJ1系列凸輪控制器如圖所示。652KTJ1系列凸輪控制器a)外形b）結構1—手輪2、11—轉軸3—滅弧罩4、7—動觸頭5、6—靜觸頭8—觸頭彈簧9—彈簧10—滾輪12—凸輪13—杠桿凸輪控制器的觸頭分合情況通常用觸頭分合表來表示。KTJ1-50/1型凸輪控制器的觸頭分合表如圖所示。653KTJ1-50/1型凸輪控制器的觸頭分合表凸輪控制器的型號及含義如下。6543.凸輪控制器的選用凸輪控制器主要根據所控制電動機的容量、額定電壓、額定電流、工作制和控制位置數目等來選擇。KTJ1系列凸輪控制器的技術數據見表。655KTJ1系列凸輪控制器的技術數據二、凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路電路的工作原理如下：將凸輪控制器S的手輪置于零位后，合上電源開關QB，這時S最下面的3對觸頭S10～S12閉合，為控制電路的接通做準備。按下SF1，接觸器QA得電自鎖，為電動機的啟動做準備。正轉控制：將凸輪控制器S的手輪從0位轉到正轉1位置，這時觸頭S10仍閉合，保持控制電路接通；觸頭S1、S3閉合，電動機M接通三相電源正轉啟動，此時由于S的觸頭S5～S9均斷開，轉子繞組串接全部電阻R啟動，所以啟動電流較小，啟動轉矩也較小。如果電動機此時負載較重，則不能啟動，但可起到消除傳動齒輪間隙和拉緊鋼絲繩的作用。656當S手輪從正轉1位置轉到2位置時，觸頭S10、S1、S3仍閉合，S5閉合，把電阻器R上的一級電阻短接切除，電動機轉矩增加，正轉加速。停止時，將S手輪扳回零位即可。反轉控制：當將S手輪扳到反轉1～5位置時，觸頭S2、S4閉合，接入電動機的三相電源相序改變，電動機將反轉。反轉的控制過程與正轉相似，讀者可自行分析。657只有當手輪置于零位時，凸輪控制器最下面的三對觸頭S10～S12才全部閉合，而手輪在其余各擋位置時都只有一對觸頭閉合（S10或S11），而其余兩對斷開，從而保證了只有當手輪置于零位時，按下啟動按鈕SF1，才能使接觸器QA線圈得電動作，然后通過凸輪控制器S使電動機進行逐級啟動，從而避免了電動機在轉子回路不串啟動電阻的情況下直接啟動，同時也防止了由于誤按SF1而使電動機突然快速運轉產生的意外事故。658任務實施一、實施步驟圖所示為凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與調試步驟。659凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路的安裝與調試步驟二、繪制元器件布置圖和接線圖自行繪制元器件布置圖和接線圖。660三、準備工具、儀表及器材根據凸輪控制器控制轉子回路串電阻啟動控制電路，選用工具、儀表及器材，見表。661工具、儀表及器材662工具、儀表及器材四、檢查元器件規格和質量1.根據工具、儀表及器材選用表，檢查各元器件、耗材與表中的型號和規格是否一致。2.檢查各元器件的外觀是否完好無損，附件、備件是否齊全。3.用儀表