電機及控制機械養(yǎng)路目錄三相異步電動機的啟動、使用和維護04三相異步電動機運行的控制和保護05直流電機01三相異步電動機結構及原理02單相異步電動機03直流電機是實現機械能與直流電能之間相互轉換的一種旋轉電機。直流電機既可做發(fā)電機運行,又可做電動機運行，就其結構而言,兩者無本質的區(qū)別,它們之所以成為發(fā)電機或電動機,完全取決于外部條件。直流電機的這種性質稱為可逆性,因此討論直流電機的結構無需分直流發(fā)電機和直流電動機。直流電機和交流電機一樣,其結構也分為定子和轉子兩部分。如圖4-1。一、直流電機的構造和分類模塊一直流電機1．定子部分主磁極：主磁極的作用是產生主磁場。它由鐵心和套在鐵心上的勵磁繞組兩部分組成。如圖4-2。鐵心用薄鋼片疊成,用來導磁和支持勵磁繞組。鐵心下面擴大的部分稱為極靴,其作用是使磁通容易通過氣隙,并擋住套.在鐵心上的繞組。勵磁繞組用以產生磁通,它由導線繞成線圈,并套在鐵心上,鐵心用螺栓固定在機座的內壁上。勵磁線圈中流人直流電流時，鐵心就成為一固定極性的磁極。主磁極的數目有2極、4極、6極等,總是成對出現的。在連接勵磁繞組時，應保證相鄰磁極是異極性。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類1．定子部分換相磁極：換向磁極的作用是產生附加磁場,用以改善電機的換向性能。換向指的是電樞繞組從一個極面轉向另一個極面時,該元件中的電流將改變方向。換向瞬間,元件中電流發(fā)生變化,可能使換向片和電刷之間產生火花。換向磁極由鐵心和線圈構成。通常,鐵心由整塊鋼做成,它用來支撐繞組和導磁;線圈由導線繞成。換向磁極組裝好后,用螺栓固定在機座內壁上。如圖4-3。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類1．定子部分電刷裝置：電刷裝置的作用是通過電刷與換向器滑動接觸,使轉子電路與外電路相連接。它主要由電刷架和電刷構成。電刷架用來固定電刷的位置,并給電刷一定的壓力壓在換向器上。電刷主要用于滑動接觸導電,常用石墨做成,電刷的個數與主磁極數目相等,電刷架固定在端蓋上。機座：機座的作用是支撐整個電機，同時又是磁路的一部分。端蓋：電機的機座兩端各裝一個端蓋。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類2．轉子部分電樞鐵心：電樞鐵心的作用是安放電樞繞組,并組成電機的磁路。為了削弱鐵心在磁場中旋轉時產生的滋滯和渦流損耗,鐵心一般都用0.5mm厚的硅鋼片疊成。鐵心沖片如圖4-6所示，鐵心外圓周上,均勻分布著槽,用以嵌放電樞繞組。電樞繞組：電樞繞組的作用是獲得感應電動勢和通過電流。繞組通常用漆包線繞成,嵌人電樞鐵心的槽內,并按一定規(guī)則連接起來。線圈的端部焊接在換向器上。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類2．轉子部分換向器：換向器的作用是把電樞繞組內部的交流電動勢變?yōu)橹绷麟妱觿荩饕蓧壕o在一起的許多換向器片組成，器片間用云母隔開。整個換向片組用V形鋼環(huán)和螺旋壓圈固定在鋼套上。塑料換向器采用熱固性塑料一次熱壓成型,換向器外徑在126mm以下的電機都采用塑料結構。上述轉子部件以及風扇、軸承等(圖4-7)都安裝在轉軸上,構成直流電機轉子。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類3．直流電機分類他勵電機：他勵電機主磁極的勵磁繞組與電樞繞組互不相連,勵磁繞組由獨立的直流電源供電。他勵電機的結構圖和電路圖如圖4-8所示。并勵電機：并勵電機主磁極的勵磁繞組與電樞繞組并聯,兩繞組的端電壓相等。圖4-9是并勵直流電機的結構圖和電路圖。并勵電機勵磁繞組的導線較細，而且匝數較多。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類3．直流電機分類串勵電機：串勵電機主磁極的勵磁繞組與電樞繞組串聯,兩繞組中的電流相等。圖4-10是串勵電機的結構圖和電路圖。串勵電機勵磁繞組的導線較粗，而且匝數較少。復勵電機：復勵電機主磁極上有兩個勵磁繞組,其中-一個與電樞繞組并聯,而另一個繞組與電樞串聯。圖4-11是復勵電機的結構圖和電路圖。當兩個勵磁繞組產生的磁通方向相同時,主磁通為二者相加，稱為加復勵,反之,稱為差復勵。模塊一直流電機一、直流電機的構造和分類1．直流發(fā)電機的工作原理當勵磁繞組通以直流電時,產生成對固定不變的N極和S極磁極。當原動機拖著電樞轉動時,電樞導體切割磁力線產生感應電動勢e(方向由右手定則確定)。同一根導線在不同的N極S極下運動時,產生的感應電動勢方向不同,但是在N極下或S極下,導線中產生的感應電動勢方向是不隨時間變化的。模塊一直流電機二、直流電機的工作原理2．直流電動機的工作原理當勵磁繞組通以直流電時,磁極中將產生成對固定不變的N極和S極。當電刷間接入直流電時,電流通過正極電刷流向換向片,又流向電樞導體，然后從換向片流向負極電刷,最后回到電源。由于A正電刷總與N極下導體相連,即N極下導體中電流方向總是流人方向(不隨時間變化),根據磁場對運動電荷的作用原理,電樞導體將受到電磁力的作用,其方向由左手定則確定。同時,S極下面的導體也受到電磁力作用,S極下導線和N極下導線所受電磁力方向相反,對電機軸形成力矩。因此電機就沿著一定方向轉動起來。模塊一直流電機二、直流電機的工作原理模塊一直流電機二、直流電機的工作原理1.定子：定子是電動機的不轉動部分,它包括鐵心、定子繞組和機座等。定子鐵心是電動機磁路的主要部分,為了減少鐵損,鐵心多用厚度為0.5mm的硅鋼片重疊而成圓簡狀,鐵心內表面有與軸平行的槽孔,槽孔尺寸大小由電動機容量大小決定。三相異步電動機結構分解如圖4-14所示。機座通常為鑄鐵的,定子鐵心壓人其內,鐵心槽中放置三相繞組,引出線接在接線盒的端子上。機座兩端為端蓋及軸承蓋,支撐轉子。模塊二三相異步電動機結構及原理一、三相異步電動機的結構三相定子繞組由三個相同的相線圈(其間隔距離為120°電角度空間)安放在定子鐵心中構成,共有6個引出線端子,裝在機殼外側接線盒中,如圖4-16所示。在原理圖中,三相電動機的三相繞組用AX、BY、CZ標記,A、B、C表示相首端,X、Y、Z表示相尾端。而在電機接線盒中,用D1、D2、D3、D4、D5、D6標記。如果用D1、D2、D3代表線圈首端，則D4、D5、D6代表線圈尾端。要注意排列次序,按圖中排列連接非常方便。模塊二三相異步電動機結構及原理一、三相異步電動機的結構2.轉子：轉子是異步電動機的轉動部分,它由轉子鐵心、轉子繞組、風扇及轉軸等組成。鼠籠式異步電動機轉子如圖4-17所示。轉子鐵心槽中有轉子繞組導體,它與端環(huán)及轉子風扇用鋁鑄成一體,成鼠籠形,故得名鼠籠式異步電動機。軸的一端安裝風扇及風扇罩。模塊二三相異步電動機結構及原理一、三相異步電動機的結構當異步電動機三相定子繞組中通以三相正弦交流電流時,便在磁路空間產生旋轉磁場。旋轉磁場在轉子繞組中感應出電流,此電流與旋轉磁場相互作用,又產生電磁力或電磁轉矩使電動機轉子沿旋轉磁場方向轉動起來。模塊二三相異步電動機結構及原理二、三相異步電動機的原理在生產中,除廣泛應用三相異步電動機外,在自動化儀表、自動控制執(zhí)行機構中,電風扇、攪拌器以及家用電器中常用單相異步電動機。由于用途不同,結構也不一樣,但基本工作原理是一致的。單相異步電動機的定子繞組只有一相線圈(轉子也是鼠籠式的)。當線圈中流過單相交流電流時,便建立一個脈動磁場。電流變化一個周期時,產生的旋轉磁場(圖4-25)也在空間旋轉一周。在該旋轉磁場的作用下,電動機轉子便轉動起來。模塊三單相異步電動機1.種類：滿足生產、力求節(jié)約2.結構形式：根據使用環(huán)境進行選擇，如灰塵多場所，應選擇封閉式電動機。3.轉速：由生產機械的轉速和傳動設備的情況決定。4.額定電壓：380/220V5.功率：一般應與負載功率相等或稍大一點,選得過大或過小都不好。模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護一、三相異步電動機的選擇電動機接通電源后,從開始轉動到達到額定轉速的過程稱為啟動。電動機在啟動時,必須將其啟動電流限制在某一范圍內,盡可能減小啟動電流,保證其他負載正常工作。常見的啟動方法有以下三種。1.直接啟動：直接啟動就是將電源電壓直接加在電動機上的全壓啟動2.降壓啟動：降壓啟動是利用啟動設備降低加在定子繞組.上的電壓,來限制啟動電流。啟動完成后，再把電壓恢復到額定值。3.繞線式異步電動機啟動：繞線式電動機是將轉子電路通過滑環(huán)、電刷與外部三個變阻器連接,如圖4-29所示。啟動時,將外接電阻調到最大,合上電源開關,定子繞組接人電源,轉子開始啟動,然后逐漸減小變阻器的電阻值,變阻器全部從轉子電路中被切除,轉子電路呈短路狀態(tài),電動機投人正常運轉。這種啟動方法減小了啟動電流,增大了轉矩。模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護二、三相異步電動機的啟動模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護二、三相異步電動機的啟動模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護三、三相異步電動機的銘牌1.型號2.電壓3.電流4.功率和效率5.絕緣登記6.接法7.工作方式模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護三、三相異步電動機的銘牌使用電動機之前要認真檢查設備狀況,電動機安裝完畢后,也要進行認真檢查,在確認各項工作無誤后，方可投入使用。檢查內容有:①接線方式是否符合銘牌的要求。②各相繞組之間、繞組與機殼之間絕緣是否良好,一般絕緣電阻不得小于4Mn。③電源電壓是否正常，電源接線是否牢固,熔斷器是否良好，尤其應注意電源是否缺相。如果電源缺相,電動機不能啟動,并有“嗡嗡”聲,時間稍長,電動機會被燒毀。如果在電動機運轉過程中缺相,雖然電動機會繼續(xù)運轉,但時間稍長,也會被燒毀。④轉子轉動是否靈活,有沒有與定子鐵心摩擦的現象。模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護四、三相異步電動機的使用為了使電動機能安全運轉,延長使用壽命,必須經常維護好電動機。通常要做好以下幾個方面的工作:(1)保持電動機的清潔,防止灰塵落人電動機內部。(2)防止電動機受潮,否則會降低繞組絕緣性能。雨天要防止雨水侵人。(3)定期為軸承換油,一-般3~4個月換一次油。(4)注意溫升。如果電動機在接人電源后不能啟動,則應首先查看電源是否正常,保險絲是否被燒毀,接線盒接線是否有故障。如果電源正常,再考慮是否電動機內部繞組短路或電動機過載等原因。找出不能啟動的原因后,再根據故障現象加以排除。模塊四三相異步電動機的啟動、使用和維護五、三相異步電動機的維護1.閘刀開關模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關2.按鈕開關模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關3.熔斷器模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關4.交流熔斷器模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關5.熱繼電器模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關模塊五

三相異步電動機運行的控制和保護一、常用低壓開關5.熱繼電器在電動機的控制線路圖中,我們用線條表示導線,用規(guī)定的圖形符號和文字標記代表電動機、各種電器及元件,再根據生產機械對控制的要求進行連接。閱讀線路圖應注意以下幾點:(1)線路圖一般分為主電路和輔助電路兩部分。主電路是強電流通過的電路,如從電源到電動機的線路;輔助電路包括控制電路、照明電路及保護電路等,一般所通過的電流較小。(2)線路中各電器的觸點都按未通電的正常狀態(tài)畫出。(3)線路中，各電氣元