劳动出版社《电工电子技术基础（第二版）》-B01-1319第五章

课题一 单相异步电动机,熟悉单相异步电动机的基本结构 熟悉常见单相异步电动机的特点和应用范围 了解单相异步电动机的工作原理,任务一 认识单相异步电动机,日常生活中使用的台扇, 大部分是由单相异步电动机驱动的, 如图51所示。,图51 台扇及其电动机,一、单相异步电动机的结构,单相异步电动机主要由定子和转子两部分组成, 如图52所示。,图52 单相异步电动机结构 1, 4端盖 2定子 3转子 5电源接线 6电容器,台扇电动机为内转子结构的单相异步电动机, 其结构如图53所示。,图53 电容运行式台扇电动机的结构 1前端盖 2定子 3转子 4轴承盖 5油毡圈 6后端盖,电动机工作时, 上下端盖、 转子铁芯及转子绕组一起转动, 如图54所示为外转子结构的吊扇电动机。,图54 电容运行式吊扇电动机的结构 1上端盖 2, 7挡油罩 3定子 4下端盖 5引出线 6外转子,旋转磁场所产生的转矩特征曲线如图55所示。,二、单相异步电动机的工作原理,图55 单相异步电动机的转矩特征曲线,根据单相异步电动机启动方法和运行方法的不同, 可以将单相异步电动机分为以下几种, 其结构特点和应用场合见表51 。,单相异步电动机主要由定子和转子两部分组成。,其工作原理为: 将相位上相差9 0 °电角度的两个电流, 引入在空间上也相差9 0 °电角度的两相绕组, 就能使单相异步电动机产生一个两相旋转磁场, 从而在转子上产生启动转矩而自行启动运转。,任务二 单相异步电动机的反转、 调速和检修,掌握单相异步电动机反转和调速的方法 了解单相异步电动机常见故障的处理方法,本任务将了解单相异步电动机反转和调速的方法, 并学习一些简单的故障处理方法。,一、 单相异步电动机的反转原理,如图56所示, 当定时器内的开关处于图中所示 “正转” 位置时, 电容器串联在 L Z绕组中, L Z绕组中的电流I L Z超前 L F绕组中电流I L F约9 0 °。,图56 改变电容器接法改变电动机转向,在风机型负载情况下, 单相异步电动机也可以采用串电抗器调速和晶闸管调速, 其电路、 原理及特点见表52。,单相异步电动机常见故障及处理方法见表53。,课题二 三相异步电动机,任务一 认识三相异步电动机的结构和工作原理,熟悉三相异步电动机的基本结构, 了解各部分的作用 熟悉三相异步电动机铭牌参数的含义 理解三相异步电动机的工作原理,如图57所示为小型锅炉房中一台型号为 Y112M4的三相笼型异步电动机的实物图。 在实际应用中, 它将带动水循环系统进行工作。,图57 三相笼型异步电动机,一、三相异步电动机的基本结构,三相笼型异步电动机的结构如图58所示, 它主要由固定不动的定子和旋转的转子两部分组成。,图58 三相笼型异步电动机的结构,定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分, 由嵌放在定子铁芯槽内的三个独立的对称绕组构成。 按需要将三相绕组接成 Y 形或形。如图59、图51 0所示。,图59 定子绕组的 Y 形接法,图51 0 定子绕组的形接法,中小型异步电动机通常采用铸铝转子, 就是把熔化的铝浇铸在转子铁芯槽内, 并连同两个端环和风叶铸为一体, 如图51 1所示。,图51 1 笼型铸铝转子的结构,二、三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的基本工作原理可用如图51 2所示的实验来说明。,图51 2 笼型转子随旋转磁场转动的实验,在我国, 工频f=5 0Hz, 因此对应于不同磁极对数p 的旋转磁场转速n1, 见表5-4。,转子实际转速n与磁场转速n 1 相差的程度用转差率s来表示, 即,三、 三相异步电动机的铭牌 本任务中需要更换的三相异步电动机的铭牌见表55, 下面来认识一下其主要参数的含义。,任务二 检查与安装三相异步电动机,熟悉三相异步电动机安装前的检查步骤 能正确安装三相异步电动机,对于新购买来的锅炉房电动机, 为尽快投入使用, 需要对三相异步电动机进行安装、 调试。 安装前必须对电动机做全面检查, 以确保电动机安装后能正常运行。 根据实际工作情况, 电动机的安装一般分为建造底座、 安装电动机、 敷设并连接电源线、 通电试运行等几个步骤。 下面我们来完成这台三相异步电动机的装前检查、 安装和调试。,一、 低压交流电源法 给三相绕组假设编号, 分别编为 U1、U2、V1、V2、W1、W2, 然后按如图513所示线路图将 V1、U2连接起来, 构成两相串联。,图51 3 用低压交流电源法判别定子绕组的首尾端 a) 电压表有读数 b) 电压表无读数,二、 剩磁感应法 按如图51 4所示线路图接线, 使用万用表的微安挡 (或用微安表), 用手转动电动机的转子, 若万用表的指针不动, 则说明假设的编号是正确的 (见图51 4 a); 若指针有摆动, 说明其中一相的首尾端假设编号错误 (见图51 4 b), 应逐相对调重测, 直至指针不动为止。,图51 4 用剩磁感应法判别定子绕组的首尾端 a) 转动主轴指针不摆动 b) 转动主轴指针摆动,三、 低压直流电源法 按如图51 5所示线路图接线, 合上电源开关的瞬间, 若微安表 (或用万用表的微安挡) 指针偏向大于零的一边, 则接电池正极的线头与微安表负极所接的线头同为首端 (或 尾端); 若微安表指针偏向小于零的一边, 则接电池正极的线头与微安表正极所接的线头同为首端 (或尾端)。,图51 5 用低压直流电源法判别定子绕组的首尾端,一、 电动机安装前的检查,用兆欧表测量电动机各相绕组之间, 以及各相绕组与机壳之间的绝缘电阻。 如图51 6、 图51 7所示。,图51 6 测量电动机绕组间的绝缘性能 图51 7 测量电动机对地绝缘性能,2. 埋设地脚螺栓 为了保证地脚螺栓埋设得牢固, 通常将埋入基础的一端做成人字形或弯钩形, 如图51 8 b所示。,图51 8 电动机的底座基础 a) 直接安装墩 b) 槽轨安装墩,线管应在浇混凝土前埋好, 连接电动机一端的管口离地不得低于1 0 0mm, 且尽量接近电动机的接线盒, 并将金属软管伸入接线盒内, 如图51 9所示。,图51 9 电动机连接导线的敷设,如果将三相绕组首尾 (U1 与 W2、 V 1 与 U2、 W1 与 V 2) 相接, 然后将三个首端 U1、V 1、 W1分别与三相电源相接, 则可接成形, 如图52 0 a所示 。 如果电动机是星形 (Y) 联结, 应将三相绕组的尾端 U2、V 2、 W2短接在一起, 首端U1、 V 1、 W1分别接三相电源, 如图52 0 b所示。,图52 0 三相定子绕组的 Y 形和形联结 a) 形接法 b) Y 形接法,任务三 三相异步电动机的维护和故障处理,了解三相异步电动机日常维护的内容 能分析和检修三相异步电动机的简单故障,锅炉房中新安装的功率为4kW 的三相异步电动机, 在运行中突然发出 “嗡嗡” 的噪声。 停止运行后, 用手摸电动机外壳, 感觉温度明显偏高, 这是什么原因造成的? 该如何处理这一故障?,三相笼型异步电动机的常见故障及处理方法见表56。,一、 故障分析 根据任务引入中的故障现象, 结合表53中所列举的故障现象进行分析: 二、 故障处理,课题三 三相异步电动机基本控制线路,任务一 分析手动正转控制线路,了解电路图的有关知识 了解低压断路器和低压熔断器的结构, 理解其工作原理 掌握手动正转控制线路的组成和工作原理 能安装和检修手动正转控制线路,如图52 1所示为车工磨车刀用的砂轮机。,图52 1 砂轮机,图52 2 a、 b所示为图52 1所示砂轮机控制线路的模拟盘和电路图。,图52 2 用低压断路器控制的手动正转控制线路 a) 模拟盘 b) 电路图,一、 电路图的画法,对有直接电联系的交叉导线的连接点, 要用小黑圆点表示; 无直接电联系的交叉跨越导线则不画小黑圆点, 如图52 3所示。,图52 3 连接线的交叉连接与交叉跨越 a) 交叉连接 b) 交叉跨越,如图52 4所示为几种常用的低压断路器。,图52 4 几种常用低压断路器 a) DZ 4 7系列小型低压断路器 b) DZ 5系列塑壳式断路器,低压断路器的符号如图52 5所示。,图52 5 低压断路器的符号,一般熔断器的熔断电流与熔断时间的关系见表57。,表58中列出了几种常用的低压熔断器的名称、 外形结构、 特点和应用。,安装和检修低压断路器控制手动正转控制线路 根据电动机的规格选配工具、 仪表和器材, 并进行质量检验, 见表59。,具体的安装步骤及工艺要求见表51 0。,手动正转控制线路常见故障及维修方法见表51 1。,电动机的手动正转控制线路也可通过开启式负荷开关、 组合开关等低压开关来实现。 开启式负荷开关和组合开关的外形和符号分别如图52 6、 图52 7所示。,知识链接,图52 6 HK 系列开启式负荷开关 a) 外形 b) 符号,图52 7 HZ 1 01 0 / 3型组合开关 a) 外形 b) 符号,图52 8 负荷开关和组合开关控制的手动正转控制线路 a) 用开启式负荷开关控制 b) 用组合开关控制,任务二 分析点动正转控制线路,了解按钮、 接触器的结构, 理解其工作原理 理解点动正转控制线路的工作原理 熟悉绘制和识读电路图的基本原则,如图52 9所示为 CA 6 1 4 0型车床, 操作人员在快速移动车床刀架时, 只要按下按钮,刀架就快速移动; 松开按钮, 刀架立即停止移动, 这是通过什么线路来控制的呢?,图52 9 CA 6 1 4 0型车床,如图53 0所示为常见的几种按钮的外形。,图53 0 常见按钮的外形,国家标准规定按钮颜色的含义见表51 2。,按钮的结构和符号如图53 1所示。,图53 1 按钮的结构与符号 1按钮帽 2复位弹簧 3支柱连杆 4常闭静触头 5桥式动触头 6常开静触头 7外壳,交流接触器 几种常见的交流接触器外形如图53 2所示。,图53 2 常见交流接触器的外形,交流接触器主要由电磁系统、 触头系统、 灭弧装置和辅助部件等组成, 如图53 3所示。,图53 3 C J 1 02 0型交流接触器的结构 a) 电磁系统及辅助部件 b) 触头系统和灭弧罩,交流接触器在电路中的符号如图53 4所示。,图53 4 交流接触器的符号 a) 线圈 b) 主触头 c) 辅助常开触头 d) 辅助常闭触头,一、 认识点动正转控制线路的组成 点动正转控制线路如图53 5所示, 它是用按钮、 接触器来控制电动机运转的最简单的正转控制线路。,图53 5 点动正转控制线路 a) 模拟配电盘 b) 电路图,任务三 分析接触器自锁正转控制线路,了解热继电器的结构和工作原理 理解自锁的定义和实现方法 理解具有过载保护的接触器自锁正转控制线路的工作原理,前面提到的 CA 6 1 4 0型车床在加工过程中, 它的主轴电动机要求能连续运转, 即在松开启动按钮S B后, 电动机也能保持连续运转, 你能对点动控制线路进行设计改造, 控制主轴电动机实现连续运转吗?,热继电器,它的延时动作时间随电流的增加而减少, 几种常见的热继电器如图53 6所示。,图53 6 常见的热继电器 a) JR 2 0系列热继电器 b) JR 3 6系列热继电器 c) T 系列热继电器,热继电器的符号如图53 7所示。,图53 7 热继电器的符号 a) 热元件 b) 常闭触点,接触器自锁正转控制线路如图53 8 b所示, 与如图53 8 a所示的点动控制线路比较得知, 两线路的主电路相同, 但控制电路不同。 在如图53 8 a所示的控制电路中串接一个停止按钮S B 2, 在启动按钮S B 1的两端并联接触器 KM 的一对辅助常开触头, 得到如图5