考电工证必看教材doc 16页.docx

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考电工证必看教材（doc16页）

例2：

如下图所示为三相异步电动机定子的一相绕组，请画出串联、反接、并联三种接法，并指出各种接法其定子绕组产生的磁对数，计算同步转速和标出绕组的电流方向。

解：

⑴正串线圈为头接尾，如图示

特征：

每相线圈数是磁极数一半。

n＝3000／P＝3000／2＝1500转／分

⑵反串线圈头接头、尾接尾，如下图

特征：

每相线圈数与磁极数相等。

⑶并联接法如图示

特征：

每相线圈数与磁极数相等。

并接在电动机容量较大，线圈组数较多时，常把一些线圈组串联后，分几路并联起来接入电源。

这时并联支路数＞1，参加并联的各支路必须结构一样，参数相同，才不至于并联后引起环流造成电动机异常，甚至损坏。

三相异步电动机修理

1.电动机发热超标或冒烟的原因

⑴电压过低或过高；（电压高发热迅速，电压低转矩小，转速下降。

故电压高于＋10％及－5％时，应改善电源条件后，才投入运行）。

⑵负载过大，拖动机械被卡住或润滑不当；

⑶电动机通风不好；

⑷接法错误；

⑸转子断条或滑轮滚珠被阻；

⑹正反转次数过多；

⑺定子绕组小范围短路或局部接地；

⑻接线松动；

⑼定子与转子相碰。

⑽空载连续起动超过4～6次，热状态连续起动超过2～4次。

⑾三相电源严重不平衡。

（任何一相电压与三相电压平均值之差不超过三相电压平均值5％）。

2.不能起电动机动，并伴有“嗡嗡”的声音的原因

⑴缺相（如保险断一相、一相电源线断、一相电断、一相接触不良、一相绕组断等）；

⑵电压过低，转矩小。

⑶带动的机械被黄油太硬或卡住；

⑷定子和转子绕组断路；

⑸电动机内绕组首末端接反。

3.电动机一通电，马上烧保险原因

⑴单相起动；

⑵定子和转子绕组有短路；

⑶电动机带动的负载过大；

⑷保险丝选择太细。

4.电动机起动困难，加上负载后，转速立即下降的原因

⑴电压过低；

⑵应接“△”形，误接“Y”形；

⑶转子绕组松动或断开；

⑷定子绕组内的线圈引线接错。

5.电动机的绝缘电阻降低的原因和处理

原因：

⑴潮气侵入或雨水滴入电机内。

处理：

用兆欧表测量后烘干处理。

原因：

⑵绕组上灰尘太多。

处理：

清除灰尘，浸漆处理。

原因：

⑶引线接头的绝缘被破坏。

处理：

重新包扎引出线的连接头。

原因：

⑷电机过热后绝缘老化。

处理：

7KW以下电动机可浸漆处理，7KW以上要大修。

电动机首末端判别和绝缘电阻测量

一、分出三相绕组

选用万用表电阻档R×100Ω或R×1KΩ档，分别测量6个引出端，如指针动

作，表示测量的两端是一相绕组的引出端。

同理，可找出另两相绕组。

二、判断绕组首末端

三相绕组找出后，按下图找出每相绕组的首末端。

如下图示

当S合上瞬间，由于感应电势的原理，表指针正向偏转，说明接电源正极的端与电流表黑测笔端为同各端，同理可判断另一相。

三相绕组首末判别，是反映绕组的绕向必须要一致，否则通电后会相互去磁。

验证三相绕组判断是否正确，可按下图进行：

操作的方法是旋动电动机转轴，如果指针不动或微动，说明判断正确。

三相异步电动机绝缘电阻测量

相与相绝缘电阻测三次，其中U对V、V对W、W对U。

摇表L、E端分别接各相。

相与地绝缘电阻测三次，其中U对地、V对地、W对地。

摇表L端接各相，E端接电动机外壳。

测量电动机绝缘电阻，摇表只要求摇十几圈即可。

测量接线如下图示

中级电工实操考核要求

1.电动机控制电路接线要求：

⑴布线方式：

板底布线、板面布线、线槽布

线。

⑵引线要短，走线要合理。

⑶元器件分布要合理。

⑷线要与螺钉相连时，要正弯连接，不要反弯连接。

⑸走上线要高进低出，元器件引出线要先低后高（如螺旋式熔断器）。

各

引出线摆放要行平垂直。

线转弯要90O转弯，要园弧过渡。

⑹各元器件之间相邻要求1cm～1.5cm，最远要求6cm～8cm间隔。

⑺用线槽布线，要求线槽离元器件3cm以上。

⑻各元器件上标注的文字，要按顺序进行排列，并按线号顺序分别接入接线端（线排）。

要求每线端最多只能接两根线。

⑼接线点引线露出导线部分不能多于1.5mm。

⑽板内引线要硬线，接线端外要软线。

⑾两导线交叉连接时，每边至少绕4到5圈以上，使绕线的接触面积是该导线截面积的2倍。

⑿导线包扎胶布时，应采用半叠绕包扎，至少要包4层以上。

2.线路计算：

※⑴能耗制动

能耗制动是在切断电动机三相电源的同时，从任何两相定子绕组中输入直流电流，以获得大小方向不交的磁场，从而产生一个与电动机转矩方向相反的电磁转矩以实现制动。

因为这种方式用直流磁场消耗转子动能实现制动，所以又叫动能制动或直流制动。

能耗制动原理图

（a）图说明直流电流流入方向，（b）图说明用右手定则在定孑中产生磁场方向，是由上（N）指向下（S）。

这时凭惯性继续转动转子，用右手定则可知，转子绕组电流由上流进，由下流出。

这个感应电流使转子绕组受到定子磁场力作用，用左手定则判定，这个磁场力F的方向与转子转动方向相反，形成制动转矩，迫使电动机停转。

输入定子绕组直流电流越大，制动转矩越大。

一般要求输入的直流电流为电动机空载电流3～5倍。

⑵照明线路计算

熔丝计算先代入公式IN＝P／U，然后I熔＝（1.2～1.3）IN，这主要考虑熔丝在安装中，紧固使熔丝挤压和拉长而变小，充分留有余地。

目前常用铅锡合金的熔丝和铅锑合金熔丝（其中铅95％、锡5％或铅98％、锑0.3～1.5％）。

对于能通过大电流铅锡合金熔丝，线径较大，施工中难连接，工程上也常采用铜线作保险丝。

⑶控制电路熔丝计算：

控制电路熔丝取3A～5A

⑷主电路熔丝计算

先通过电动机铭牌上的功率（机械功率）估算出额定电流IN＝2P（也可以通过铭牌知道额定电流IN），然后代入公式I熔＝（1.5～3）IN。

其它计算熔丝的方法有：

几台电动机合用熔丝

熔丝额定电流≥（最大容量电动机起动电流＋其它电动机额定电流之和）／2.5

一台电动机的熔丝

熔丝电流≥电动机起动电流／2.5

一台电动机如果频繁起动

熔丝电流≥电动机起动电流／1.5

例1、一台30KW的三相异步电动机，求IN、I熔？

解：

IN＝2×30＝60AI熔＝2×60＝120A（查手册取1.42mm的铜线做保险）

⑷导线截面积计算

已知流过导线电流，就可求出导线截面积，有下列公式：

铜芯线（BV）＝额定电流／5（mm2）铝芯线（BLV）＝额定电流／3（mm2）

BV规格：

1mm21.5mm22.5mm24mm26mm210mm212mm216mm225mm235mm250mm295mm2120mm2150mm2185mm2240mm2

BLV规格：

1.5mm22.5mm24mm26mm210mm212mm216mm225mm235mm250mm295mm2120mm2150mm2185mm2240mm2

例2、上题中已知IN＝60A，求导线截面积？

解：

铜芯线截面积＝60／5＝12mm2取12mm2铜芯线（BV）

铝芯线截面积＝60／3＝20mm2取25mm2铝芯线（BVL）

例3、已知一台三相异步电动机为32KW，试计算这台电动机要安装多大保险丝？

解：

方法一熔丝额定电流＝（32×2×5）／2.5＝128A（起动电流为IN的5倍）

频繁起动熔丝额定电流＝（32×2×5）／1.5＝213A

方法二（估算）熔丝额定电流＝32×2×2＝128A（2×IN）

频繁起动熔丝额定电流＝32×2×3＝192A（3×IN）

例5、已知一台11KW三相异步电动机要正反转控制，试画出正反转控制线路，并计算导线、熔丝、元器件配置。

解：

三相异步电动机要正反转控制电路

IN＝11×2＝22A主电路熔丝电流＝22×2＝44A控制电路熔丝＝4A

主电路导线：

BV22／5＝4.4mm2取6mm2

BLV22／3＝7.3mm2取10mm2

控制电路导线：

BV取1mm2BLV取1.5mm2

元器件配置：

交流接触器KM（CJ10系列）线圈电压为380V触点电流取40A

热继电器FR（JR0－40系列）取22A

按钮SB（LA19系列）取2A

空气开关Q（HZ20系列）取60A（2×IN＝2×22＝44A取60A）

例4、试计算11KW、7.5KW.0.6KW三台异步电动机合用的熔丝。

解：

熔丝额定电流＝｛（11×2×5）＋15＋1.2｝／2.5＝50A

3.热继电器的整定（FR）

I整＝IN

4.三相异步电动机起动电流（IQ）

IQ＝（4～8）IN（转差率S＝1转速n＝0）

5.交流接触器选择（KM）

根据要求选择线圈电压，触点电流取额定电流的1～3倍。

6.按钮开关选择（SB）

触点电流选择2A以上。

7.行程开关选择（SQ）

触点电流选择2A以上。

一、钳表

1.组成：

由电流互感器和一个磁电式仪表组成。

2.特点：

在不断开导线的情况下，测量流过导线的电流。

3.要求：

将被测导线放入钳内中间，慢慢合上钳口（合上铁芯），如果发现指针偏转较大，指示超过量程，应将被测导线脱离钳口，调整量程档位后重新测量。

4.缺点：

精度低（2.5％或5％）。

5.注意：

测量小电流时，可在铁芯上绕几匝线圈，并将测量结果代入下式计算。

例1：

巳知一导线流过电流为0.7A，选择钳表电流5A最小档位时，问铁芯

上最多能绕多少匝线圈？

解：

将已知数代入公式

例2：

钳表的钳口中放入电源中的U、N单相线、放入U、V、两相线或同时放入U、V、W三相线，结果会怎样？

解：

根据题意作图

I测＝0互相抵消I测＝IU或IVI测＝0三相电流之和为零

钳表使用时要注意的几个问题

1.当不知被测值时，电流档位要从大量程档向小量程档选择；

2.不能带电转换档位；

3.测量时，钳表口要慢慢合上，当发现指针偏转很小时，说明档位选择较大；如果指针偏转很大，说明档位选择较小。

对上述情况，要将导线从钳口退出，重新选择档位。

二、万用表

万用表是一种多用途仪表，能测电阻、电压、电流、分贝数、β、电容等，这就是“万用”的由来。

1.组成：

表头、测量线路、转换开关。

2.刻度线：

第一条刻度线标有“Ω”，是指示电阻的刻度线；

第二条刻度线标有“

”，是指示交直流电压电流刻度线；

第三条刻度线标有“β”“hFE”，是指示晶体管放大倍数的刻度线；

第四条刻度线是指示电容的刻度线或指示微阻的刻度线；

第五条刻度线是指示电平的刻度线。

3.机械零点调整，调节指针归零。

4.调零电位器每转换一次档位要进行调零。

5.使用万用表要注意以下几个问题：

⑴正确选择表插孔和转换开关位置；

⑵不能带电转换量程开关；

⑶交流档反映的是正弦量的有效值；

⑷直流档反映的是平均值；

⑸选表时不管表处于什么位置，指针始终处在原来的刻度上；

⑹量程选择应使指针移满刻度的2／3以上附近；

⑺要正面看表读取数据。

表板上有反光镜的仪表，读数时，指针与镜中影像重合；

⑻测量交流电时，要注意仪表的工作频率（一般为25～1000HZ）。

⑼直流电反映的是平均值；

⑽测量高压时，要严格按照操作规程进行，以防触电；

⑾用表或不用表时，要注意如何放置。

表不用时，将档位开关置电压最大档位上。

三、兆欧表（摇表）

兆欧表是一种测量高值电阻和电器绝缘电阻的仪表。

要正确反映绝缘电阻，就必须在高压的情况下进行。

因此，提供给兆欧表的电源是一台手摇式直流发电机（有些兆欧表也采用交流发电机，并加装整流电路）。

在实际测量中，是根据被测电器的额定电压来选择表内的发电机。

1.组成：

直流发电机、电流比计、测量端（L点接导线，E点接地，G点接屏蔽线）。

2.摇表发电机等级为120V、250V、500V、1000V、2500V、5000V等几种。

3.兆欧表指示刻度不均匀，表指针可以停在任意刻度上（没有归零游丝）。

4.摇动发电机手柄时，由慢向快摇动。

发现指针向零偏转，应马上停止摇动。

5.摇动开始阻力大，然后感觉摇动平滑，说明发电机达到120转／分转左右。

6.摇测时间一分钟，边摇边读取数据。

7.仪表使用前，先做短路和开路实验，验证仪表好坏。

短路实验是将表测量端短接，摇动手柄半圈，表指针指示为“0”；开路实验是将表测量端开路，摇动手柄十几圈，表指针应指示在“∞”刻度上。

符合上述条件，说明表良好，可投入测量。

8.发电机绝缘电阻要求同电动机绝缘电阻一样。

但发电机定子绕组用1000V兆欧表，转子用500V兆欧表测。

9.电器绝缘电阻与温度有很大关系，当温度每上升8～10OC绝缘电阻就下降一半（环境温度40OC以上），反之，每下降10OC绝缘电阻就上升一倍。

※10.测量电容、电缆、变压器绝缘电阻，需用1000V兆欧表。

读取数据后，要边摇边拆出测量端。

测量完成后，这些电器要对地进行放电，放电时间不应小于2分钟。

11.绝缘电阻要求：

大修后电机的绝缘电阻要大于1兆欧，最小允许大于0.5兆欧；新电机绝缘电阻要大于1兆欧；提携式电机绝缘电阻按绝缘等级，一级绝缘要求大于2兆欧，二级绝缘要求大于7兆欧。

工作在恶劣环境下，电动机（如水泵电动机）的绝缘电阻，可按每伏×1000Ω计算。

通过绝缘电阻测量和阻值的界定，能较好反映设备内有无绝缘被破坏或损坏的程度，也能反映绝缘老化和受潮情况，这样就知道该设备能否投入运行。

※12.绝缘材料加上直流电压后，通过电流随时间的增长而减少，最后趋于稳定，这说明绝缘材料存在吸收现象。

把60秒和15秒时间所测得的两个绝缘电阻之比，叫做吸收比。

即K＝R60／R15（要在10OC～40OC范围内进行），时间记录要通过秒表操作。

操作方法是先将兆欧表摇到额定转速（120转／分），然后将兆欧表接到被试品上，这时开始用秒表计时，分别在15秒和60秒时读取绝缘电阻值，最后将测量值代入公式求出吸收比。

※四、电度表

1.组成：

由一个电流线圈、电压线圈和一个可转动的园盘组成。

2.装置要求：

接线要求是：

（1）端火线进、

（2）端火线出；（3）端零线进、（4）端零线出。

选表要求：

220伏照明负荷按每千瓦5A计，三相380伏动力用电以每千瓦按2A计。

如下表示

电度表容量（A）

220伏照明用电（千瓦）

380伏动力用电（千瓦）

3

0.6以下

—

5

0.6～1

0.6～1.7

10

1～2

2.8～5

15

2～3

5～7.5

20

3～4

7.5～10

30

4～6

10～15

50

6～10

15～25

100

—

25～50

200

—

50～100

⑶有电流互感器、电压互感器与电度表连接，要注意不要超过额定值。

安装时要垂直放置。

※单相变压器绕制

例：

绕制一只36伏安的电源变压器，初级为220伏，次级110伏，求铁芯截面积及圈数。

解：

S＝1.25

＝7.5平方厘来

NO＝4.5×105／（9000×7.5）＝6.7圈／伏（NO＝4.5×105／B×S）

注：

B一般取9000高斯；好材料B取10000～30000高斯。

初级220伏圈数N1＝220×6.7＝1474圈

次级110伏圈数N2＝110×6.7×1.05＝774圈

（考虑铜损和线阻，故须加5％）

I1＝36／220＝0.164安查手册取线径0.3157毫米漆包线

I2＝36／110＝0.327安查手册取线径0.457毫米漆包线

（由电流求线经）

绕制线圈时，N1绕在铁芯上，N2绕在初级线圈N1上。

※三相变压器铁芯截面积近似估算（可用于单相变压器计算）

1.e≈0.47

式中e为每匝电势，P为视在功率，单位为KVA。

2.匝数N＝

U为线圈电压。

3.U＝4.44fNBS×10-8S＝U／（4.44fNB×10-8）

式中S为截面积（Cm2）B为磁密（高斯）B＝9000高斯（查手册）f＝50HZ

例：

用三相变压器计算公式计算上题单相变压器。

解：

e＝0.47

＝0.47×0.2＝0.1伏N1＝220／0.1＝2200圈

N2＝110／0.1＝1100圈

I1＝P／U1＝36/220=0.164安I2＝P／U2＝36/110=0.327安

S＝U／（4.44×50×2200×9000×10-8）＝220/44=5平方厘米

五、CA8022双踪示波器

1.组成：

X轴放大器、Y轴放大器、主电路。

2.使用：

⑴打开电源开关，调“辉度”“聚焦”适中；

⑵“扫描方式”放置在“自动”上（“TV”用于高频，“常态”用于十几赫芝信号上）；

⑶“内触发源”是控制扫描电路的，它与“垂直方式”配合操作。

如“垂直方式”

置“Y1”，“内触发源”也要置“Y1”上；

⑷“V／DIV”“T／DIV”“电平”三旋钮要配合操作。

如测标准信号0.5V1KHZ

的方波，应将V／DIV放置0.5V／DIV上，T／DIV放置0.5mS上，显示波形如下图：

如果波形达不到要求，可通过调整Y轴微调和X轴微调，然后调X、Y轴移位，

使波形处在正确位置上。

X轴和Y轴微调旋钮一但调好后，就不能再动；

⑸X1、X5是将波形按×1扩展或按×5扩展；

⑹AC（交流）、DC（直流）选择（注意交直流电的频率范围）；

⑺“⊥”关闭输入；

⑻按“极性”键，将波形倒相（可测串联电路的波形）。

三相异步电动机结构及故障处理

一、结构

三相异步电动机由定子、转子两大部分组成。

定子、转子之间有一个很小气隙（约0.2～0.3mm）。

定子用硅纲片（约0.3mm厚）叠合而成，压装入机座内（定子比机座内径大1mm），定子内开有很多线槽，槽与槽之间形成槽齿。

将线圈嵌入槽内，组成定子绕组。

转子也是由硅钢片叠成，铁芯内也有线槽。

转子线圈是用铝材料组成，线圈是封闭的，形成鼠笼式线组。

机座外有散热槽，转子一头接负载，一头接散热片。

二、定子绕组

定子绕组是一套三相对称绕组，由高强度漆包线按一定形状绕制而成，并按一定规律嵌入定子铁芯槽内。

绕组首末端分别用字母

、

、

表示。

三、定子绕组的基本知识

线圈是用高强度漆包线在绕组模板上按一定规律绕制而成。

如图示：

线圈有两个直边分别嵌入定子槽内，直接参与电磁过程，称为“有效边”，

连接两个有效边形成完整线圈的称为“端部”。

2.绕组是由几个线圈连接而成。

3.极相组是指一个极下（

极或

极）的几个线圈串接成的一组线圈。

即每极

每相槽数：

式中

为总槽数

极对数

三相电

例：

一台4极36槽电动机，每极下对应9槽，而每极下均有三组，故

＝3槽。

4.极距

。

极距又称为每个线圈的跨距，即每一磁极对应的园周表面的距离。

式中

为总槽数

极对数

极距单位：

槽数

5.节距

。

是指一个线圈的两个有效边所占的槽数。

如果：

＝

满距

＜

长距

＞

短距

为了获得较好的电气性能，绕组尽量选

接近

的值。

※节矩概念引用，主要从几何图形和电气性能考虑，单层绕法不考虑电气性能，双层绕法才考虑电气性能。

6.单层和双层绕组。

单层是指每个槽内只放入一个有效边；双层是每个槽内放入不

同线圈各一有效边；单双层是指有的槽内放一个有效边，有的槽放入不同线圈各一有效

7.电度角、槽间角和相带

⑴电度角＝

×360O（机械角）

⑵槽间角＝电角度／总槽数

⑶相带是指一个极相组在电动机园周上占有的电角度，也就是每极下一相所占的宽度。

如果每极对应180O，若每极（

或

）下三相均分，则相带宽为60O。

采用60O相带的电动机使用很广，这种电动机每对极下的绕组，可分为6个相带。

8.绕组构成原则

a）三相线组在定子槽的分布应相互间隔120O电角度。

b）每相绕组的总槽数相等，三相绕组的参数（匝数、尺寸、线径、并联支路数）均应相同。

c）三相绕组的有效边在一对磁极下均匀分成6个相带。

9.定子绕组的连接方式

单层链式绕法

此法用于10KW以下小容量三相异步电动机。

优点下线容易，端部短节省铜线，不

需要层间绝缘，线槽面积利用率高。

另外，单层绕组圈数少，仅为总槽数一半，嵌放线圈简便、省工。

缺点是不好选择合适的节矩来抑制高次谐波，因而产生旋转磁势波形得不到改善，使电动机性能得不到改善。

由于绕组交迭排列，对端部整形比较困难。

例1：

一台36槽6极小容量电动机，采用单层链式绕法，试计算极距、槽间角、每极每相槽数，并画出一相绕组的展开圈，说明有几种连接方式。

解：

极距

槽

每极每相

槽

总电角度

槽间角=

画图：

＝1（

支路数）

规律：

头尾尾头头尾尾头头尾尾头

根据以上规律，要产生6极，有下列几种连接，分别接成

＝2、

＝3、

＝6。

其中

＝2连接有头—尾尾—头头—尾（支路一）口诀：

外、里里、外外、里、

尾—头头—尾尾—头（支路二）里、外外、里里、外

隔一抓一

＝3连接有头—尾尾—头（支路一）口诀：

里里相接、隔一抓一

头—尾尾—头（支路二）

头—尾尾—头（支路三）

＝6连接有头——尾（支路一）

尾——头（支路二）

头——尾（支路三）口诀：

隔二抓二

尾——头（支路四）

头——尾（支路五）

尾——头（支路六）

＝2

＝3

＝6

注：

⑴培训中使用的是6极36槽三相异步电动机，采用单层链式绕法，要产生6极有不同接法；⑵不能在原有的基础上换接其它接法，要换接，必须重新计算。

例2：

如下图所示为三相异步电动机定子的一相绕组，请画出串联、反接、并联三种接法，并指出各种接法其定子绕组产生的磁对数，计算同步转速和标出绕组的电流方向。