2.4自耦变压器降压启动(见附图四)
此图为交流电动机自耦降压启动自动切换控制电路,自动切换靠时间继电器完成,用时间继电器切换能可靠地完成由启动到运行的转换过程,不会造成启动时间的长短不一的情况,也不会因启动时间长造成烧毁自耦变压器事故。
控制过程如下:
(1)合上空气开关QF接通三相电源。
(2)按启动按钮SB2交流接触器KM1线圈通电吸合并自锁,其主触头闭合,将自耦变压器线圈接成星形,与此同时由于KM1辅助常开触点闭合,使得接触器KM2线圈通电吸合,KM2的主触头闭合由自耦变压器的低压抽头(例如65%)将三相电压的65%接入电动。
(3)KM1辅助常开触点闭合,使时间继电器KT线圈通电,并按已整定好的时间开始计时,当时间到达后,KT的延时常开触点闭合,使中间继电器KA线圈通电吸合并自锁。
(4)由于KA线圈通电,其常闭触点断开使KM1线圈断电,KM1常开触点全部释放,主触头断开,使自耦变压器线圈封星端打开;同时KM2线圈断电,其主触头断开,切断自耦变压器电源。
KA的常闭触点闭合,通过KM1已经复位的常闭触点,使KM3线圈得电吸合,KM3主触头接通电动机在全压下运行。
(5)KM1的常开触点断开也使时间继电器KT线圈断电,其延时闭合触点释放,也保证了在电动机启动任务完成后,使时间继电器KT可处于断电状态。
(6)欲停车时,可按SB1则控制回路全部断电,电动机切除电源而停转。
(7)电动机的过载保护由热继电器FR完成。
自耦变压器降压启动是指电动机启动时利用自耦变压器来降低加在电动机定子绕组上的启动电压。
待电动机启动后,再使电动机与自耦变压器脱离,从而在全压下正常运动。
接线:
自耦变压器的高压边投入电网,低压边接至电动机,有几个不同电压比的分接头供选择。
自耦变压器副边有2~3组抽头,如二次电压分别为原边电压的80%、60%、40%。
自耦变压器降压启动,比起定子串接电抗器启动,当限定的起动电流相同时,启动转矩损失的较少;比起Y-△起动,有几种抽头供选用比较灵活。
但是自耦变压器体积大,价格高,也不能拖动重负载起动。
2.5绕线式异步电动机转子绕组串电阻启动(见附图五)
绕线式三相异步电动机转子回路串接电阻,一方面可以减小起动电流,另一方面可以增加最初起动转矩,当串入某一合适电阻时,还能使电动机以它的最大转矩T起动。
当然,所串联的电阻超过一定数值后,最初起动转矩反而会减小。
由于绕线异步电动机的转子串联合适的电阻,不但可以减少起动电流,而且可以增大起动转矩,因而,要求起动的转矩大或起动频繁的生产机械常用绕线型异步电动机。
通常,为了使整个起动尽量保持较大的起动转矩,在转子回路接入可以逐级切除的三相启动变阻器,启动变阻器切换使起动转矩保持在所设定的起动转矩最大和最小值之间。
起动转矩一般取0.85T左右。
总之,转子回路串三相对称可变电阻起动,这种方法既可限制起动电流,又可增大起动转矩,串接电阻值取得适当,还可使起动转矩接近最大转矩起动,适当增大串接电阻的功率,使起动电阻兼作调速电阻,一物两用,适用于要求起动转矩大,并有调速要求的负载。
缺点:
多级调速控制电路较复杂
第三章、电动机常见故障及解决方法
三相异步电动机是机械工业生产中最常见的电气设备,其作用是把电能转换为机械能。
具有机械效率高,结构简单,起步方便,起动转矩大,噪声低,振动小,体积小,工作可靠,坚固耐用,便于维护和检修的特点。
为了保证异步电动机的安全运行,电气工作人员必须掌握有关三相异步电动机的安全运行的基本知识,了解对异步电动机的安全评估,做到尽可能地及时发现和消除电动机的事故隐患,保证电动机安全运行。
电动机在运行中由于种种原因,会出现故障,故障分机械与电气两方面。
3.1机械故障
机械方面常见的故障有定、转子铁芯故障,轴承过热、损坏等故障
(1)故障现象:
机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热,致使电动机无法正常运行。
(2)产生原因:
绕组受潮使绝缘电阻下降;电动机长期过载运行;有害气体腐蚀;属异物侵入绕组内部损坏绝缘;重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心;绕组端部碰端盖机座;定、转子磨擦引起绝缘灼伤;引出线绝缘损坏与壳体相碰;过电压(如雷击)使绝缘击穿。
(3)检查方法:
观察法:
通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹,如有就是接地点。
万用表检查法:
用万用表低阻档检查,读书很小,则为接地。
兆欧表法:
根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻,若读数为零,则表示该项绕组接地,但对电机绝缘受潮或因事故而击穿,需依据经验判定,一般说来指针在“0”处摇摆不定时,可认为其具有一定的电阻值。
试灯法:
如果试灯亮,说明绕组接地,若发现某处伴有火花或冒烟,则该处为绕组接地故障点。
若灯微亮则绝缘有接地击穿。
若灯不亮,但测试棒接地时也出现火花,说明绕组尚未击穿,只是严重受潮。
也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲,敲到某一处等一灭一亮时,说明电流时通时断,则该处就是接地点。
电流穿烧法:
用一台调压变压器,接上电源后,接地点很快发热,绝缘物冒烟处即为接地点。
应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍,时间不超过半分钟;大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。
分组淘汰法:
对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害,烧损的铜线与铁芯熔在一起。
采用的方法是把接地的一相绕组分成两半,依此类推,最后找出接地点。
此外,还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等,此处不一一介绍。
3.2电气故障
1、电源接通后,电动机不能起动,但有嗡嗡声。
可能原因:
(1)电源没有全部接通或缺相起动;
(2)电动机过载;
(3)被拖动机械卡住;
(4)绕线式电动机转子回路开路或断线;
(5)定子内部首端位置接错,或有断线、短路。
处理方法:
(1)检查电源线、电动机引出线、熔断器、空开、接触器的各对触点,找出断路位置,予以排除;
(2)卸载后空载或半载起动;
(3)检查被拖动机械,排除故障;
(4)检查电刷,滑环和起动电阻各个接触器的接合情况;
(5)重新判定三相的首尾端,并检查三相绕组是否有断线和短路。
2、电动机起动困难,加额定负载后,转速较低。
可能原因:
(1)电源电压较低;
(2)原为三角形接法误接成星形接法;
(3)鼠笼型转子的笼条端脱焊,松动或断裂。
处理方法:
(1)提高电压;
(2)检查铭牌接线方法,改正定子绕组接线方式;
(3)进行检查后并对症处理。
3、电动机起动后发热超过温升标准或冒烟
可能原因:
(1)电源电压过低,电动机在额定负载下造成温升过高;
(2)电动机通风不良或环境湿度过高;
(3)电动机过载或缺相运行;
(4)电动机起动频繁或正反转次数过多;
(5)定子和转子相摩擦。
处理方法:
(1)测量空载和负载电压;
(2)检查电动机风扇及清理通风道,加强通风降低环温;
(3)用钳型电流表检查各相电流后,对症处理;
(4)减少电动机正反转次数,或更换适应于频繁起动及正反转的电动机;
(5)检查后对症处理。
4、绝缘电阻低
可能原因:
(1)绕组受潮或淋水滴入电动机内部;
(2)绕组上有粉尘,油圬;
(3)定子绕组绝缘老化。
处理方法:
(1)将定子,转子绕组加热烘干处理;
(2)用汽油擦洗绕组端部烘干;
(3)检查并恢复引出线绝缘或更换接线盒绝缘线板;
(4)一般情况下需要更换全部绕组。
5、电动机外壳带电:
可能原因:
(1)电动机引出线的绝缘或接线盒绝缘线板;
(2)绕组端部碰机壳;
(3)电动机外壳没有可靠接地。
处理方法:
(1)恢复电动机引出线的绝缘或更换接线盒绝缘板;
(2)如卸下端盖后接地现象即消失,可在绕组端部加绝缘后再装端盖;
(3)按接地要求将电动机外壳进行可靠接地。
6、电动机运行时声音不正常
可能原因:
(1)定子绕组连接错误,局部短路或接地,造成三相电流不平衡而引起噪音;
(2)轴承内部有异物或严重缺润滑油。
处理方法:
(1)分别检查,对症下药;
(2)清洗轴承后更换新润滑油,一般加到轴承室的1/2-2/3。
7、电动机振动
可能原因:
(1)电动机安装基础不平;
(2)电动机转子不平衡;
(3)皮带轮或联轴器不平衡;
(4)电动机轴弯曲或皮带轮偏心;
(5)电动机风扇不平衡。
处理方法:
(1)将电动机底座垫平,找水平后紧固;
(2)转子校静平衡或动平衡;
(3)进行皮带轮或联轴器校平衡;
(4)校直转轴,将皮带轮找正后镶套重车;
(5)对风扇校平衡或换新件。
第四章三相异步电动机的日常维护保养
正所谓最好的维修就是保证设备一直处于一个良好的状态,必要的维护是确保设备不是因为一些小问题,平常没注意到的细节而出现的故障。
在维护和保养电动机的时候应该对下面的几点加以注意:
应该保证电动机的使用环境是干燥的,并维持电动机表面的清洁,不要让尘土、纤维对进风口造成阻碍。
在电动机连续进行热保护的时候,应该对故障的来源进行检查,明确是电动机自身的原因还是保护装置的整定值过低还是承载超负荷,在故障被排除后才能让电动机工作。
假如轴承已经到了寿命结束的时候,在电动机运行的时候会发现噪声及振动会明显的变大,检查轴承的径向游隙一定数值时,就将轴承更换。
对电动机进行拆卸的时候,应该将端盖同机座接洽的位置进行标记,在将转子抽出来的时候,应该要将动作放慢,小心翼翼的进行,切记不要倾斜,避免定子绕组受伤。
应该对那些长时间不被使用的电动机做好保养工作,对电动机进行定期的通电空载运行。
在对电动机进行接线的时候,一定不要接错,应该进行仔细的检查,再通电试验运行。
对于电动机的维护具体有如下几方面:
(1)应该对电动机接线板的螺丝经常进行检查,查看其是否松动,如果螺丝松动了,应该再将其加以紧固,并用同等绝缘包垫进行修复。
对启动控制设备应该进行定期的检查,查看触头是否有烧伤和氧化的现象,并查看接触是否良好等,如果有就应该及时的进行维修保养。
(2)应该对轴承发热、漏油等问题经常地进行检查,对润滑脂进行定期的更换。
应该用煤油清洗轴承,然后更换润滑脂,最后用汽油清洗干净。
润滑脂可以选择HSY103二硫化铝复合钙基脂(干或湿热带电动机用)或者钙钠基一号润滑脂,亦或中小型电动机用轴承润滑脂(二号或三号)。
新润滑脂加入数量大约为充满轴承室空间的1/2至1/3。
(3)对电动机的绝缘电阻要定期的进行检查。
由于干燥程度影响着绝缘材料的绝缘水平,因此使电动机的绕组保持干燥是极其重要的。
假如电动机是在潮湿或者有腐蚀性气体的环境当中工作,那么电动机的绝缘性很可能会受到破坏。
因此应该对电动机的绝缘电阻经常进行检查,同时还应检查电动机的外壳接地的可靠性。
(4)对电动机进行大修的目的如下:
彻底全面的检查、维护、保养电动机;对电动机中缺少或者损坏的零部件进行及时的增补及替换;将电动机内部和外部的灰尘、杂物清除;对绕组的绝缘状态进行检查;对轴承进行清洗、对磨损情况进行检查,尽快的发现问题并针对问题加以处理,延长电动机的使用寿命。
总结
电动机在现代生活中无处不在,所以我们首先要了解它,才能更好的运用它。
本文从三相异步电动机的机构原理讲起,然后介绍一些常见的启动方式,了解了三相异步电动机是怎么工作的,让我们大脑中有了一个三相异步电动机的大致轮廓。
只要了解了设备,对于之后出现的故障才会有入手解决的方向。
然后叙述在平常运行过程中可能出现的一些问题,根据望闻问切的原则,查找问题的原因。
电动机除了做好运行中的维护监视外,经过一定时间运行后,还应进行定期检查和维护保养,这样才能保证电动机的安全运行并延长使用寿命。
设计体会
本文在各位老师的悉心指导和严格要求下完成。
在学习和生活期间,也始终感受着各位导师的精心指导和无私的关怀,在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
本文能顺利的完成,也归功于各位老师的认真负责,使我很好的运用专业知识,并在论文中得以体现。
同时在其它书刊上也找到了不少资料,才使我的毕业论文顺利完成。
整个过程我受益匪浅,重新学习了三相异步电动机的结构,相比于以前一味的死记硬背的学习,有更好的领悟。
再次感谢给了这次学习的机会。
参考文献
1.李发海朱东起编电机学科学出版社2007
2.任振辉邵利敏编现代控制技术机械工业出版社2012
3.才家刚编电动机使用与修理技术水利水电出版社1998
4.巫莉编电气控制与PLC应用中国电力出版社有限公司
5.邓建国编三相异步电动机的故障运行过程仿真
6.田淑芬编电机和电气控制技术