电气综合实训项目1电机制作及正反转控制教材.docx
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电气综合实训项目1电机制作及正反转控制教材
实训项目P1异步电机的制作及控制
情境描述
电机是机电一体化中机和电的结合部分，是实现电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制的电磁机械装置。
如：
发电机、变压器、电动机都可以称作电机。
同时，电动机、发电机作为各种生产机械和装备的动力设备和自动控制系统中的关键元件而发挥着其不可替代的作用。
在国民经济生产中，电机工业是机械工业的一个重要组成部分，被称为电气化的心脏，对国民经济的发展有着重要的作用，并随着国民经济和科学技术的发展而不断发展。
本实训项目是在学生学习《电机安装与维修》与《电机及电气控制技术》的基础上，对这两门课程的两个核心任务展开训练，具体要求是通过制作一个三相异步电动机，并在木板上安装三相异步电动机双重互锁控制电路，完成对三相异步电动机的控制。
资讯收集
1.4极24槽三相异步电动机单层链式绕发绕组展开图
以4极24槽单层绕组的三相笼式异步电机为例来说明定子绕组展开图的绘制过程。
（1）定子绕组展开图的绘制步骤。
①画槽标号。
在纸上等距离地把所修电动机的定子槽画成平行线。
因电动机定子为24槽，故画24根平行线代表槽数，并标明每个槽的序号。
②定极距（分极性）。
从第一槽的前半槽起，至最末一槽的后半槽画长线，线的长度代表电动机的总电角度。
再按电动机的磁极数来等分，每一等份代表一个极距，相当于180电角度，然后依次标出极性。
极性的排列为N、S、N、S。
③标电流方向。
按照同一极性下导线的电流方向相同，不同极性下导线的电流方向相反的原则画出电流方向。
设N极下各线圈边的电流方向都向上，则S极下各线圈边的电流方向都向下。
④分相带。
将每一极划分为3等份，即60度相带，每一相占两槽；假如第1槽为U相的首端，则l、2、7、8、13、14、19、20槽均属于U相。
V相首端应与U相首端相差120。
电角度，即5、6、11、17、18、23、24槽均属V相，其他槽属于W相。
最后在每一个三等份（即60度相带）上依次重复地标出相序号U、V、W。
⑤分别连接各相绕组。
按照采用的绕组类型及线圈节距，安置和连接每相线圈组。
在上图中，先将U相的两个线圈顺着电流方向连接成线圈组，再依照电流方向将U相各线圈连起来组成U相绕组，根据三相间隔120电角度的原则，U相、V相和W相绕组的首端应依次各移过l20电角度，即移过一个极距的2/3；如U相首端是从第一槽开始，那么，V相的首端就从第5槽开始，W相的首端就从第9槽开始，再按上述方法将V相和W相的各线圈组串接起来，组成V相和W相绕组，这样就构成了一个完整的三相定子绕组展开图。
用上述方法画出的各相绕组在定子槽中的位置和所占的槽数清晰明了，可以清楚地看出各相绕组的连接方式和端部接线的方法，因此展开图是嵌线的重要依据。
掌握上述的基本概述及绘制步骤后，就可以着手画展开图了。
画展开图时，最好用3种不同颜色的笔来画，这样就能更清楚、更容易地区别各相绕组定子槽内的分布情况、安置位置以及连接方法。
（2）绕组的连接方法。
三相24槽4极电机的单链绕组有短节距和全节距之分。
画图时先将U相绕组画出，U相绕组的有效边分别安置在线槽1～6、7～12、13～18、19～24之中，然后再将各线圈连接起来，可以设定任意一个线槽为U相的首端。
2.三相异步电动机的双重互锁正反转控制
电机要实现正反转控制，将其电源的相序中任意两相对调即可（我们称为换相），通常是V相不变，将U相与W相对调节器，为了保证两个接触器动作时能够可靠调换电动机的相序，接线时应使接触器的上口接线保持一致，在接触器的下口调相。
由于将两相相序对调，故须确保两个KM线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。
为安全起见，常采用按钮联锁（机械）与接触器联锁（电气）的双重联锁正反转控制线路；使用了按钮联锁，即使同时按下正反转按钮，调相用的两接触器也不可能同时得电，机械上避免了相间短路。
另外，由于应用的接触器联锁，所以只要其中一个接触器得电，其长闭触点就不会闭合，这样在机械、电气双重联锁的应用下，电机的供电系统不可能相间短路，有效地保护了电机，同时也避免在调相时相间短路造成事故，烧坏接触器。
实施
任务1：
绘制4极24槽三相异步电机的单层链式绕组展开图
图P1-1三相交流电流的正弦变化曲线
任务2：
分析自己所绘制的绕组展开图和图P1-1三相交流电的正弦曲线，在下图中标出三相异步电机各线圈内部在不同时间点的电流方向及形成的磁场
2π
π5/3
π4/3
π
π2/3
π/3
0
由此图可以看出，在24槽4极三相异步电机单层链式绕法下，电机内部形成的磁极对数为，电机内部的定子绕组是否可以产生旋转磁场。
指导老师签字
等级评定
任务3：
在完成任务1与任务2的基础上，对照自己所绘制的绕组展开图进行绕组绕制、绕组嵌入与绕组连接等一系列的电机制作过程
任务4：
电动机检测试车
（1）绕组阻值测试
利用数字万用表在自己修理好的三相异步电机三相线圈的引出接线端（
接线柱）精确测量以上物理量：
，
，
。
将修理完毕后的三相异步电动机做Y型连接，测得
，
，
。
（2）绕组绝缘性能测试
1）相—相绝缘性能测试
保持三相异步电机的三相线圈各自独立（星点断开），将组装好的三相异步电机放在水平绝缘桌面上，将兆欧表的“L”线端和“E”地端分别接
接线柱，再以2rad/s的速度转动兆欧表摇柄，等兆欧表指针稳定后，读出兆欧表的示数为。
依照此法，再测
两接线柱的电阻为，
两接线柱的电阻为。
2）相—地绝缘性能测试
保持三相异步电机的上述状态不变，将L端接电机绕组，E端接电机外壳，再转动兆欧表摇柄，待指针稳定后，读出：
与电机机壳的电阻，
与电机机壳的电阻，
与电机机壳的电阻。
（3）三相异步电机的正反转试车。
试车前，须对电机进行手动运转测试：
在不通电的情况下，用手转动电机转子，感觉电机转子转动是否平滑；听电机转子转动的声音，是否与定子铁芯或者绝缘纸之间有摩擦，如果电机转子转动受阻或者转动声音过大，则需要拆卸电机，重新组装。
用万用表测量三相电源的电压，分别为U相，V相，W相。
如果电压正常，则可在三相电源开关断开的状态下，给三相异步电动机通电。
通电时注意：
三相异步电动机必须接成Y形接法。
在指导老师检查无误的情况下，闭合三相电源开关，通电试车。
预祝同学们试车成功！
交换三相电源中的任意两相，看电机是否能够实现平稳的反转（规定前面的旋转方向为正转）（填“是”或“否”）。
指导老师签字
等级评定
任务5：
绘制三相异步电动机双重互锁控制的电气原理图，并进行原理分析与检测。
1.电气原理图
2.原理分析
在合上QF后
1）正转控制：
2）反转控制：
3）停止控制：
3.检测原理分析：
分析双重互锁原理图，若先合上空开QF，完成下述线路检测。
本任务仅为原理图分析，不必联接实际线路
1）若按下SB1，测试L1相和N相之间的电阻，应为。
此时，若再按下SB3，则L1和N相的电阻变为。
2）若按下SB2，测试L3相和N相之间的电阻，应为。
3）若同时按下SB1、SB2，再测试L3和N相之间的电阻，应为。
4）若顶下KM1的测试端，测试L1相、L2相和L3相两两之间的电阻，应为：
L1-L2，L2-L3，L1-L3。
此时，再测试L1相和N相之间的电阻，应为。
5）若顶下KM2的测试端，测试L1相、L2相和L3相两两之间的电阻，应为：
L1-L2，L2-L3，L1-L3。
此时，再测试L1相和N相之间的电阻，应为。
6）若同时顶下KM1和KM2的测试端，测试L1相、L2相和L3相两两之间的电阻，应为：
L1-L2，L2-L3，L1-L3。
此时，再测试L1相和N相之间的电阻，应为。
任务6：
完成下面的布局布线图，并进行双重互锁电路的制作，严格要求工艺，注意各电气原件应排列整齐、紧密。
任务7：
完成电路检测，指导老师检查确认无误后，通电试车。
指导老师签字
等级评定
检查评估
1.电机制作
项目分值
操作要求
分值
计分标准
扣分
本项得分
安全
（10）
保护万用表或其他工具、仪表
5
损坏一个扣5分，扣分上限为100分
避免电机人为损坏、避免误操作烧毁电机绕组、严重损坏线模、绕线器等重大事故的
直接记为0分
尤其注意避免造成自己或他人受伤扣
5
轻微伤害的扣5分，造成重伤的直接记为0分并写检查和事故报告
操作过程及工艺
（80）
一次性运行成功
30
一次性运行成功前三名者依次加10分、7分、4分
第二次运行成功
20
第三次运行成功
10
前三次运行都不成功
0
按正确的方法、步骤对电动机内部电路进行检测
10
按完成步骤给分，错一步扣2分，扣分上限为10分
正确使用万用表和兆欧表，准确读数
5
万用表和兆欧表使用不规范或者读数错误，每次扣1分，扣分上限为5分
绕组排列整齐、美观
4
绕组排列混乱的直接扣4分，并重新修正
绕组嵌入要整齐、紧密，为转子留足转动间隙
5
转子转动过程中刮到绕组的直接扣5分，并重新修正
禁止出现相间短路或者相地短路
6
短路一处扣1分，并重新修正，扣分上限6分
绝缘纸尺寸合适，嵌入整齐、有序
5
绝缘纸不合格的每处扣1分，扣分上限24分
电机零部件完好，没有损坏
5
损坏零件，每个扣1分，扣分上限13分
考核时间（10）
在规定的考核时间内完成考核项目
10
共计8小时，超时1小时内扣5分，超时1至2小时扣10分，2小时以外不得分
合计
100
1.三相异步电动机双重互锁控制
内容及配分
要求
评分标准
记录
得分
携带工具（10）
自带所需安装检测工具
未带、少带或携带已经不能使用的工具予以扣分
任务书完成情况（20）
任务书卷面要整洁整洁
不整洁扣2，严重不整洁扣5
在课前完成任务书要求的相关内容
未提前完成任务书相关内容的扣5-10分
丢失任务书
每次扣5分
理论问题（10）
要求回答教师提出的相关操作的理论内容
扣1-10分
安全操作
（10）
通电前必须检测安装是否正确
未检测扣10分
通电时必须有指导教师在场
擅自通电扣除全部分数
安装运行
（50）
安装运行正常
一次不成功扣10分
线路安装美观
分三档，扣5或10或15分
符合工艺规范
分三档，扣5或10或15分
工时
120分钟
每超10分扣2分
合计
本项目最终成绩（取两任务模块的平均分）
指导老师签字
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