电动机培训教案.docx

1、电动机培训教案6电动机部分6.1电动机的基本结构与工作原理6.1.1三相异步电动机的基本结构三相异步电动机由定子和转子两个基本部分组成图2.6-1电动机的基本结构1.接线盒2.定子铁心3.定子绕组4.转轴5.转子6.风扇7.罩壳8.轴承9.机座10、端盖11.轴承盖6.1.1.1定子定子是电动机固定部分，其作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁芯、 定子绕组和机座等组成。(1)定子铁芯。定子铁芯由互相绝缘的硅钢片叠成圆筒形状，内圆周表面有 均匀分布的槽，用来安放三相绕组。(2)定子绕组。定子绕组由许多线圈连接而成。线圈由带有绝缘的铜导线或 铝导线绕制而成。三相定子绕组的三个首端和三个末端分别接

2、在电动机出线盒的 6个接线柱上。(3)机座。6.1.1.2转子是电动机转动部分，由转子铁芯、转子绕组和转轴等部件组成。 其作用是在旋转磁场作用下获得转动力矩。按照构造的不同，转子分为鼠笼式和 绕线式两种。(1)鼠笼式转子。这种转子用铜条安装在转子铁芯槽内，两端用端环焊接，形状像鼠笼。对于中、小功率的电动机(100kW 以下)目前大部分采用铸铝方式鼠笼式异步电动机结构简单，工作可靠，使用维护方便，因而得到广泛应用(1) 1时IB 3-4 饶式转子(2)绕线式转子。绕线式转子的绕组和定子绕组相似，三相绕组连接成星形, 三根端线连接到装在转轴上的三个铜滑环上，通过一组电刷与外电路相连接。(!) 图3

3、-5绕线式转子外形(b)接线圈绕线式电动机的特点是：可以通过滑环和电刷，将附加电阻接入转子电路， 从而改善起动性能和调节转速。6.1.2三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的三相定子绕组 U -U、V -V、W -W 以丫形联接方式与 三相电源相接，便有电流流入。/ = 7 sinU 观.=打帥(凹一120)i = f sin(/az + I2O)KM f三相绕组通三相电流，这三相电流振幅相同，周期相同，但是相位不同。图3 6绕组联结成 Y型和电流波形（a）三相对称绕组 Y型联结（b）三相对称电流的波根据右手定则，手心朝北极（N极），大拇指代表相对运动方向，电流方向用 四指代表。这是感应电动

4、式和感应电流的方向。左手定则为电动，如果导线里有电流， 那么电流的受力方面应该用左手面向 N极，四指代表电流方向，大拇指就为力 的方向。既然F代表受力的方向，那就是说上面的导线向右的作用力， 下面导线 向左的作用力，这相两个力的合成就使得鼠笼顺中项转动起来， 顺中项的结果就 是和处面的磁场方向一致，鼠笼转的会越来越快，但是不能等于旋转磁场的速度， 因为如果等于旋转磁场的速度那就没有相对运动，也就不再切割磁力线，也就不 能产生感应电动式和感应电流，于是电磁力也就没有。所以只能越转越快，但不 能同步于磁场的速度。UJWJ-O* -60* ) ISO图3 7三相电流产生旋转磁场示意图三相定子绕阻，绕

5、阻不动，定子也不动，但是在不动的绕组中通三相交流电 后，彼此之间相位相互差120 ，结果形成一个空间旋转磁场，这个空间旋转磁 场转的还很快。比如说电在一秒中变了 50个周期，那么一分钟为3000次，当 然这也和磁极对数有关。由上述可知，通入定子绕组的三相电流共同产生的合成磁场随着电流的交变 而在空间不断地旋转，故称旋转磁场。旋转磁场切割转子铁芯槽中的导体， 在闭 合的导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子 旋转。若要使电动机转子反相转动，只需将接于三相电源的三相绕组中的任意两对 调位置，使旋转磁场反向旋转即可。旋转磁场的旋转方向与电流的相序一致，旋转磁场的速度正比于

6、电源频率f， 而与旋转磁场的磁极对数 P成反比。当转速以每分钟计算时，旋转磁场的转速 可表示为：60/Mi - _皿(3-6)式中：f-电源频率；P-磁极对数。电动机的转子转速与旋转磁场的转速并不相等。这是因为转子的转速和旋转 磁场的转速相等，则转子导体与旋转磁场间没有相对运动， 导体内产生不了电动势和电流，因而也就没有电磁力，所以电动机转速与旋转磁场的差异是保证电动 机旋转的必要条件。三相异步电动机转子的转速 n小于旋转磁场的转速，其相差的程度常用转差率S表示，即(3-7)通常在额定负载下的转差率约为 0.01 0.06。例：一台三相异步电动机，已知其磁极对数为2 ,电源频率为50 Hz,如

7、果其 转差率S =4%，该电动机的转速是多少？解：电动机旋转磁场的转速为L 6Q/ 60x50 z t .tl = = = 15OO(f /min)P 2因为：- n= 0.04所以 n=n 1(1-S)=1500 x(1-0.04)=1440(r/min)转差率是分析异步电动机运行情况的一个重要参数。 当电动机通电而转子未转动时(如在起动最初瞬间或电动机严重过载而堵转时 ),n=0 ,则S=1 ;当转子 空载运行时，其转速非常接近旋转磁场转速，则 ST。因此，异步电动机的转差率在0 1范围内变化，即0 S 1.3（吸收比摇测60s绝缘 电阻值与15s时的绝缘电阻值之比称为吸收比。测量吸收比的

8、目的是发现绝缘 受潮。吸收比除反映绝缘受潮情况外，还能反映整体和局部缺陷。变压器、大型 电动机大修后在进行的电气试验项目之一就是测量绕组的绝缘电阻和吸收比 ），所测电阻值与前次同样温度下比较应不低于前次值 1/2 ，否则查找原因，汇报值 长和有关领导。电动机绝缘不合格，不得送电启动。6.3.1.4电动机停用不超过两周，且未经检修者，则在环境干燥地面无积水 的情况下， 送电和启动前可不测绝缘， 但发现电动机被淋水、 进汽受潮或有怀疑 时，则送电或启动前必须测定绝缘电阻。6.3.1.5大修后的大型电机轴承垫绝缘用 1000V 摇表测量，其值不低于 0.5M Qo在轴承上找接触性良好的一点，再找一点

9、接地。测轴承对地绝缘。6.3.1.6备用电动机每两周测定一次绝缘，对周围环境湿度大的电动机，应 缩短测定周期，并加强定期试转（时间不小于2小时）o6.3.1.7测变频调速器电机 （给煤机、低加疏水泵等 ）绝缘电阻时，应将操作 箱内的电机电源刀闸拉开， 在刀闸下口测电机绝缘 （详见 380V 电机测绝缘规定 ）。 测电源电缆绝缘时应拉开变频器操作箱内的三联空气开关后，再测电缆绝缘 （详见电缆测绝缘规定 ），严禁对变频器外加电压。6.4电动机的启动6.4.1机械值班人员在没有得到电气值班人员送电完毕的通知之前， 严禁进 行启动操作。 必须得到电气值班员的明确通知， 不可以信号变化来判断是否送完 电

10、。6.4.2厂用电动机的停送电联系，由所属设备岗位负责人 （运行班长 ）进行，并在操作票上签名。6.4.3电动机的启动、停止由所在单位值班人员进行，高压电动机、调速油 泵、直流油泵启动必须事先通知电气值班员， 各单位机械值班员应将电动机停送 电 、启动停止时间和原因详细记录。644鼠笼式转子电动机在正常冷状态下 （铁芯温度50 C以下）允许启动二 次，每次间隔时间不得少于 5 分钟，在热状态下允许启动一次， 只有在处理事故 时及启动时间不超过 2 秒3秒的电动机，可多启动一次。 做动平衡试验， 起动 的间隔时间为：500KW 以上电动机不应低于 2 小时。200KW 以下电动机不应低于 0.5

11、 小时。200KW 500KW 电动机不应低于 1 小时。6.4.5对远方操作的电动机由负责电动机所带机械的运行人员进行外部检 查后，通知远方操作人并停留在电动机旁，直到转速升到额定正常运行为止。6.4.6启动电动机时，机械单位运行人员应监视电流表。起动结束后应检查 电动机的电流表指示是否超过额定值， 发生疑问时应对电动机本体进行复查， 并 通知电气值班员。启动电动机检查项目：6.4.6.1电流正常，红灯应亮，在 DCS 显示电动转动符号变红色。6.4.6.2到就地检查电动无异音、无焦味，转速正常。6.4.6.3振动及串动不超过规定值。6.4.6.4轴承润滑油应正常，温度无明显升高。6.4.6

12、.5直流及绕线式电动机，整流子滑环电刷无冒火，无大的跳动及发热 现象。6.4.7正常情况下电动机不允许带负荷启动。6.4.8绕线式电动机的启动。6.4.8.1 短路手柄在“启动” (断开 )位置。6.4.8.2合上电动机电源开关，电动机电流表指针摆到最大后返回正常值。6.4.8.3当电动机转速达到额定值后，将短路手柄从“启动”位置扳到“运 转”位置。6.4.9三相异步电动机的起动6.4.9.1 直接起动电动机开始工作时， 转子总是从静止状态开始转动起来， 这种从静止到正常 运转的加速过程叫做起动。 由于起动瞬间电动机转速为 0，转差率 S=1 ，也就是 说旋转磁场和静止转子间的相对速度很大，

13、因此转子中感应电动势很大， 转子电 流也就很大， 定子电流随着转子电流的增大而增大。 起动时的定子电流称为起动 电流。电动机在额定电压下起动称为直接起动。直接起动的电流约为额定电流的 57 倍。起动电流大对电动机本身没有太 大影响，且随着电动机转速的迅速升高，电流很快减小。第一，过大的起动电流将会使供电线路产生较大的电压降， 造成电网电压显 著下降，从而影响在同一电网上的其他用电设备的正常工作。第二，对于正在起动的电动机本身，也会因电压下降过大，起动转矩减少， 延长起动时间，甚至不能起动。因此，在供电变压器容量较大，电动机容量较小 的前提下，三相异步电动机才可以直接起动。一般地说，额定功率在

14、7.5kW 以 下的小容量异步电动机可直接起动， 否则异步电动机起动时应采用适当的起动方 法。(1)直接起动控制线路所用电器a组合开关。小容量异步电动机的起动和停止、正反转控制常用组合开关，组合开头也常用作电源引入开关。转动转轴就可以将三个触头 （彼此相差一定角M3- LI组合幵孟的结构图1 乎稱 2t J 乐凸轮 S由酬U+ ： IHi片 乩斟住9 1-度）同时接通或断开三相交流电同时接通或同时断开。没有组合开关，这个要求就很难满足b按钮。原来就接通的触头称为常闭触头；原来断开的触头称为常开触头原来就接通的触头称为常闭触头；原来断开的触头称为常开触头图3-B按钮剖面图L按81茲动总头氏飾融头

15、c交流接触器。交流接触器常用来接通或断开电动机或其他设备的主电路接触器主要由电磁铁和触头两部分组成。 当线圈通电时，吸引山字形动铁芯（上铁芯）而使常开触头闭合CJ10-20型交流接触器1 一灭弧罩2触点压力弹蟹片3主蝕点4一反作用弹簧5短路环7静铁心8弹簧令一动铁心io-tt助常幵 触点11一辅助常阿触点d中间继电器e热继电器。热继电器主要用来保护电动机，使之避免因长时间过载而损坏。313-15热继电器掠理图热继电器是利用电流的热效应工作的1.热元件2.双金属片3.扣板4.弹簧5.常闭节点6.复位按钮f熔断器。熔断器是一种简便有效的短路保护电器。熔断器中的熔片或熔丝用电阻率较高的易熔合金制成。

16、线路在正常工作情况下，熔断器不应熔断。一旦发生短路或严重过载，熔断器立即熔断。图3 16熔断器(a)臂式熔断器(b)插式熔断器(c)螺旋式熔断器由于存在热惯性，当发生短路事故时，热继电器不能立即断开，因此它不能 用作短路保护。正是由于热继电器的热惯性，才使得它在电动机起动或短时过载 时不会动作，从而避免了电动机的不必要的停车。在单台电动机的起动电路中，为了防止电动机起动时较大的电流烧断熔丝，熔丝不能按电动机的额定电流来选择，而应按下式计算：烙丝额定电晦申越机 (3-10)如果电动机起动频繁，则为烤塑駅定电流X电功机起动电流1上2 (3-11)如果几台电动机合用一个熔断器，则熔丝额定电流按下式计

17、算：量大容廉电动机启动电流*耳余电动机启动电谨之和25 (3-12)(2)直接起动控制线路中、小容量三相异步电动机的直接起动控制线路，其中用了组合开关 QC、交流接触器KM、按钮SB、热继电器KR及熔断器FU等几种电器。先将组合开 关QC闭合，为电动机起动作好准备。当按下起动按钮SB1时，交流接触器KM 的线圈通电，动铁芯被吸合，使三个主触头闭合，电动机 M起动。当松开SB1时,它本应在弹簧作用下恢复其断开位置，但由于与起动按钮并联的辅助触头和主触 头同时闭合，因此接触器线圈的电路仍然接通而使接触器触头保持在闭合位置。 这个辅助触头称为自锁触头。如将停止按钮 SB2按下，则将线圈的电路切断，动

18、铁芯和触头恢复到断开的位置。上述控制电路可实现短路保护作用、过载保护作用和零电压保护等多重保护。熔断器FU起短路保护作用。一旦发生短路事故，熔丝立即熔断，电动机立 即停车。热继电器KR起过载保护作用。过载时，它的热元件发热，常闭触头断开， 使接触器线圈断电，主触头断开，电动机也就停下来。为了可靠地保护电动机， 应至少用两个热元件，分别串接在任意两相中。这样不仅在电动机过载时起保护 作用，而且当任意一相的熔丝熔断后作单相运行时，仍有一个或两个热元件中通有电流而使电动机得到保护。零电压保护就是当电源暂时停电时， 电动机即自动从电源切除。因为这时接触器线圈中的电流消失，动铁芯释放而使主触头断开。当电

19、源电压恢复后，若不 重新按起动按钮，则电动机不能自行起动，因为自锁触头已经断开。如果不是采 用继电接触器控制，而是直接用刀开关或组合开关进行手动控制， 那么停电时未 及时拉开开关，当电源电压恢复时，电动机即自行起动而可能造成事故。以上的控制电路分为主电路和控制电路两部分。主电路是:三相电源-QC - FU - KM（主触头）-KR（热元件）-M控制电路是：MlKE （常耐以）必须学会由直接启动的控制线路图绘制相应的原理图。在绘制原理图时需要 注意:将控制线路和主电路分开。各种电器使用统一的符号。同一电器的各个部件是分散的，但使用同一文字符号表示。所有电器的触头均以起始位置表示。所谓起始位置即在没有通电或没有发生 机械动作时的位置，如对于按钮是在未按下时的位置。在起始情况下，如果触头 是断开的，则称为常开触头或动合触头（因为一动就合）；如果触头是闭合的，则 称为常闭触头或动断触头（因为一动就断）。洌IL*3型監诀4专 =豈T霜BS舉m 一雾淞&点II頑*In 一 B E* A-0-*=xw医ttwttx杠牛口空川轻好A円和最車lafcEL图L8三相畀步电纳机削炭超动笠鹅厕理SB如果将图3-18中的自锁触头 KM去除，那么就可对电动机实现点动。 就是按下起动按钮SB1,电动机就转动，一松手就停止。电如机IF、反向魚曲枠制电路接统示庶罔