电动机的分类直流电动机交流电动机异步电动机单相异步电动机三相异步电动机鼠笼型电动机绕线型电动机同步电动机三相异步电动机的结构结构三相异步电动机的种类很多,但各类三相异步电动机的基本结构是相同的,它们都由定子和转子这两大基本部分组成,在定子和转子之间具有一定的气隙。此外,还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件,定子是用来产生旋转磁场的。
⑴定子一般由机座(外壳)、定子铁心、定子绕组等部分组成 。
⑵转子由转轴、转子铁芯、转子绕组和风扇组成。
⑶ 其他部分 (包括端盖、风扇等)
定子绕组的联结定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上,
首端分别标为 U1,V1,W1,末端分别标为 U2,V2,W2 。
这六个出线端在接线盒里的排列如下图所示,
可以接成星形或三角形。
( a)星形连接 ( b)三角形连接三相异步电动机的 工作原理
1,三相交流电机的旋转磁场三相异步电动机转子之所以会旋转,实现能量转换,是因为转子气隙内有一个旋转磁场 。 旋转磁场产生后转子绕组中即产生感应电动势 ( 切割电动势 ) 和感应电流 。 感应电流在磁场中将受到力的作用 。 由气隙磁通和转子电流产生的所谓电动机的电磁转矩 。 在电磁转矩拖动下,电动机转子顺着旋转磁场的方向转动 。
三相电动机的转动原理电动机的型号在三相电动机的外壳上,钉有一块牌子,叫铭牌 。 铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据,是选择,安装,使用和修理 ( 包括重绕组 ) 三相电动机的重要依据,铭牌的主要内容如下 。
1,型号国产中小型三相电动机型号的系列为 Y系列,是按国际电工委员会 IEC标准设计生产的三相异步电动机,它是以电机中心高度为依据编制型号谱的,如 Y-200L2-6
Y------------异步电动机
200---------中心距高度 200MM
L------------长机座( M是中机座; S是短机座
2-------------2号铁芯
6-------------6级中、小型三相异步电动机的机座号与定子铁心外径及中心高度的关系见表 1和表 2。
表 1 小型异步三相电动机表 2 中型异步三相电动机机 座 号 11 12 13 14 15
定子铁心外径( mm)
560 650 740 850 990
中心高度
( mm)
375 450 500 560 620
机 座 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
定子铁心外径( mm)
120 145 167 210 245 280 327 368 423
中心高度
( mm)
90 100 112 132 160 180 225 250 280
2,额定功率额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率,
用表示,以千瓦( kW)或瓦( W)为单位。
3,额定电压额定电压是指接到电动机绕组上的线电压,用 UN表示 。 三相电动机要求所接的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的 ± 5%。 电压过高,电动机容易烧毁;电压过低,电动机难以启动,即使启动后电动机也可能带不动负载,容易烧坏 。
4,额定电流额定电流是指三相电动机在额定电源电压下,输出额定功率时,流入定子绕组的线电流,用 IN表示,以安 ( A) 为单位 。 若超过额定电流过载运行,三相电动机就会过热乃至烧毁 。
三相异步电动机的额定功率与其他额定数据之间有如下关系式式中 —— 额定功率因数
—— 额定效率 NNNNN IUPc o s3?
N?cos
N?
5,额定频率额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数,用 fN表示 。
我国规定标准电源频率为 50Hz。
6,额定转速额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速,用 nN
表示,一般是略小于对应的同步转速 n1。 如 n1=1 500r/min,则 nN =1 440r/min。
7,绝缘等级绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力,它表明三相电动机允许的最高工作温度 。 三相电动机的绝缘等级和最高允许温度参见表绝缘的温度等级 A级 E级 B级 F级 H级最高允许温度 ( ℃ ) 105 120 130 155 180
电机的允许温升( ℃ ) 60 75 80 100 125
8,定额定额是指三相电动机的运转状态,即允许连续使用的时间,分为连续,短时,周期断续三种 。
( 1) 连续连续工作状态是指电动机带额定负载运行时,运行时间很长,电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式 。
( 2)短时短时工作状态是指电动机带额定负载运行时,运行时间很短,使电动机的温升达不到稳态温升;停机时间很长,使电动机的温升可以降到零的工作方式。
( 3)周期断续周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时,
运行时间很短,使电动机的温升达不到稳态温升;停止时间也很短,使电动机的温升降不到零,工作周期小于
10min的工作方式。
9,接法三相电动机定子绕组的连接方法有星形 ( Y) 和三角形 ( △ ) 两种 。 定子绕组的连接只能按规定方法连接,不能任意改变接法,否则会损坏三相电动机 。
( a) Y星形连接 ( b) △三角形连接
10,防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中 IP是防护等级标志符号,其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力 。 数字越大,防护能力越强,如
IP44中第一位数字,4”表示电机能防止直径或厚度大于 1毫米的固体进入电机内壳 。 第二位数字,4”表示能承受任何方向的溅水 。
电气设备第一种防护性能 电气设备第二种防护性能防护等级 简 称 防护等级 简 称
0 无防护 0 无防护
1 防护大于 50mm的固体 1 防滴
2 防护大于 12mm的固体 2 15° 防滴
3 防护大于 2.5mm的固体 3 防淋水
4 防护大于 1mm的固体 4 防溅
5 防尘 5 防喷水
6 尘密 6 防海浪或强力喷水
7 浸水
8 潜水三相异步电动机常见故障分析与处理几种典型的电机控制电路图三相异步电动机接触器点动控制线路三相异步电动机接触器自锁控制线路电动机单方向运行带点动的控制电路
工作过程如下:
一、点动:
1、将手动开关 SA打开,至于断开位置。
2、按下启动按钮 SB,接触器
KM线圈得电吸合,其主触头闭合,电动机运行。
3、虽然 KM线圈的电后接触器
KM辅助常开触点也闭合,但因为 KM辅助常开触点与手动开关
SA串联,而 SA已打开使自锁环节失去作用,一旦松开按钮 SB则
KM线圈立即失电,主触头断开,
电动机停止运行。
二、正常运行:
1、将手动开关 SA至于闭合位置。
2、按下启动按钮 SB,接触器
KM线圈得电并自锁,其主触头闭合,电动机运行。
3、将手动开关 SA断开,KM线圈失电,主触头立即断开,电动机停止运行。
按钮联锁的正反转控制线路如右图所示,它采用了复合按钮,按钮互锁联接。
当电动机正向运行时,按下反转按钮 FQA时,首先是使接在正转控制线路中 FQA的常闭触点断开,于是,正转接触器 ZC的线圈断电释放,
触点全部复原,电动机断电做惯性运行,紧接着 FQA的常开触点闭合,使反转接触器 FC的线圈获电动作,电动机立即反转起动。这既保证了正反转接触器 ZC和 FC不会同时通电,又可不按停止按钮而直接按反转按钮进行反转起动,同时,由反转运行转换成正转运行.也只需直接按正转按钮。
这种线路的优点是操作方便,缺点是如正转接触器主触点发生熔焊,分断不开时.直接按反转按钮进行换向,会产生短路事故。
接触器联锁正反转控制线路两台电动机联锁控制例 1:在装有多台电动机的生产机械上,因各电动机所起的作用不同,有时必须按一定的顺序起动,
方能保证工作安全。例如,
在车床的主助工作之前,
必须先起动油泵电动机,
使润滑系统有足够的润滑油以后,方能起动主轴电动机。图 1中 1M为油泵电动机,2M为主轴电动机。
当按下起动按钮 1QA时,
线困 1C通电,主触点及自锁触点 1C闭合,电动机
1M起动。当 1M起动后,
2M才有可能起动。 如果在 1M起动以前,误按下按钮 2QA,2M也不能起动。
两台电动机联锁控制例 2,控制线路如图 2所示。按下电动机 lM的起动钮 1QA,使接触器 1C
线圈通电,这对比主触点闭合,lM起动。同时接触器 1C的常开联锁触点也都闭合。串接在电动机 2M控制线路中的 1C
接触器常开联锁触点闭合后,为电动机 2M做好了起动准备,如误动作先按下 2QA,因接触器 1C
常开联锁触点开路,接触器 2C不通电,电动机
2M不能起动。
鼠笼式异步电动机 Y-△启动电路控制电路分析如下:
1、合上空气开关 QF引入三相电源。
2、按下启动按钮 SB2,交流接触器 KM1线圈回路通电吸合并通过自己的辅助常开触点自锁,其主触头闭合接通电动机三相电源,时间继电器 KT线圈也通电吸合并开始计时,交流接触器 KM3线圈通过时间继电器的延时断开接点通电吸合,KM3的主触头闭合将电动机的尾端连接,电动机定子绕组成 Y形连接,这是电动机在 Y形接法下降压启动。
3、当时间继电器 KT整定时间到时后,其延时常开触点打开,交流接触器 KM3线圈回路断电,主触点打开定子绕组尾端的接线,KM3的辅助常闭触点闭合为 KM2线圈的通电做好准备。
4、时间继电器 KT动作使,其延时常开触点闭合,接通 KM2线圈回路,
使得 KM2通电吸合并通过自己的辅助常开触点自锁,KM2主触头闭合将定子绕组接成三角形,电动机在△接法下运行。
5、电动机的过载保护由热继电器 FR完成
6、线路中的互锁环节有,KM2常闭触点接入 KM3线圈回路。 KM3常闭触点接入 KM2线圈回路。
7、空气开关下面的电流互感器和电流表,是为了测量电动机电流,便于监视电动机的运行情况。
电动机自动往返
电动机自动往返循环控制电路的动作原理如下:
1、合上空气开关 QF接通三相电源。
2、按下正向启动按钮 SB3接触器 KM1线圈通电吸合并自锁,KM1主触头闭合接通电动机电源,电动机正向运行。带动机械部件运动。
3、电动机拖动的机械部件向左运动(设左为正向),当运动到预定位置档块碰撞行程开关 SQ1,SQ1的常闭触点断开接触器 KM1的线圈回路,
KM1断电,主触头释放,电动机断电。与此同时 SQ1的常触点闭合,使接触器 KM2线圈通电吸合并自锁,其主触头使电动机电源相序改变而反转。
电动机拖动运动部件向右运动(设右为反向)。
4、在运动部件向右运动过程中,档块使 SQ1复位为下次 KM1动作做好准备。当机械部件向右运动到预定位置时,档块碰撞行程开关 SQ2,SQ2的常闭触点断开接触器 KM2线圈回路,KM2线圈断电,主触头释放,电动机断电停止向右运动。与此同时 SQ2的常开触点闭合使 KM1线圈通电并自锁,KM1主触头闭合接通电动机电源,电动机运转,并重复以上的过程。
5、电路中的互锁环节:接触器互锁由 KM1(或 KM2)的辅助常闭触点互锁;按钮互锁由 SB2(或 SB3)完成。
6、自锁环节:由 KM1(或 KM2)的辅助常开触点并联 SB2(或 SB3)的常开触点实现自锁。
7、若想使电动机停转则按停止按钮 SB1,则全部控制电路断电,接触器主触头释放,电动机断开电源停止运行。
8、电动机的过载保护由热继电器 FR完成。
两台电动机顺序停止控制电路
电路分析如下:
启动过程:
1、按控制按钮 SB2或 SB4可以分别使接触器 KM1或 KM 2线圈得电吸合,主触点闭合,M1或 M2通电电机运行工作。
2、接触器 KM1,KM2的辅助常开接点同时闭合电路自锁。
停止过程:
1、按控制按钮 SB3按纽,接触器
KM2线圈失电,电机 M2停止运行。
2、若先停电机 M1按下 SB1按纽,
由于 KM2没有释放,KM2常开辅助触点与 SB1的常开触点并联在一起并呈闭合状态,所以按钮SB1不起作用。只由当接触器
KM2释放之后,KM2的常开辅助触点断开,按钮 SB1才起作用。
两台电动机顺序起动、顺序停止电路
工作过程:
1、合上开关 QF使线路的电源引入。
2、按辅助设备控制按钮 SB2,接触器 KM1线圈得电吸合,主触点闭合辅助设备运行,并且 KM1辅助常开触点闭合实现自保。
3、按主设备控制按钮 SB4,接触器
KM2线圈得电吸合,主触点闭合主电机开始运行,并且 KM2的辅助常开触点闭合实现自保。
4,KM2的另一个辅助常开触点将
SB1短接,使 SB1失去控制作用,无法先停止辅助设备 KM1。
5、停止时只有先按 SB3按钮,使
KM2线圈失电辅助触点复位(触点断开),SB1按钮才起作用。
6、主电机的过流保护由 FR2热继电器来完成。
7、辅助设备的过流保护由 FR1热继电器来完成,但 FR1动作后控制电路全断电,主、辅设备全停止运行。
电动机多条件起动控制电路
为了保证人员和设备的安全,
往往要求两处或多处同时操作才能发出主令信号,设备才能工作,要实现多信号控制,在线路中需要将启动按钮(或其他电器元的常开触点)串联。
多条件起动电路只是在起动时要求各处达到安全要求设备才能工作,但运行中其他控制点发生了变化,设备不停止运行,这与多保护控制电路不一样。
工作过程,这是以两个信号为例的多信号控制线路,启动时只有将 SB2,SB3同时按下,
交流接触器 KM线圈才能通电吸合,主触点接通,电动机开始运行。而电动机需要停止时,可按下 SB1,KM线圈失电,主触点断开,电动机停止运行。
电动机多保护控制电路
电动机多保护起动电路是外围辅助设备必须达到工作要求时电动机才可以起动的电路,如本图中的 SQ是一个限位开关起到位置保护作用,辅助设备未达到位置要求,电动机不能启动。
根据工作需要,也可以是压力、温度、
液位等多种控制,当需要多种保护时可将各种辅助保护设备的常开接点串接起来即可。
电动机多保护起动电路的起动过程是,合上 QF开关电路得电,但这时 SB2起动动按钮不起作用,因为辅助保护的SQ常开接点未闭合,只有当辅助设备达到位置要求时,SQ常开接点闭合,SB2按纽在起作用。如果在运行当中辅助设备的位置发生了变化 SQ
接点立即断开,KM接触器线圈断电释放,KM接触器主触点断开电动机停止运行。从而达到保护的目的。
电动机两地控制电路
为了操作方便,一台设备有甲和乙两地控制,各处都可以进行操作控制。要实现多地点控制则在控制线路中将启动按钮并联使用,而将停止按钮串联使用。
上图是以甲乙两地点控制为例分析电动机多地点控制线路。两地启动按钮 SB11,SB21并联,两地停止按钮
SB12,SB22串联。
操作过程如下:
一、电动机起动;
1、合上空气开关 QF接通三相电源。
2、按下启动按钮 SB11或 SB21(以操作方便为原则)
交流接触器 KM线圈通电吸合,主触头闭合,电动机运行。同时 KM辅助常开触点自锁。
二、电动机停止;
1、按下停止按钮 SB12或 SB22(以方便操作为原则)接触器 KM线圈失电,KM的触点全部释放,电动机停止。
三、电动机的过载保护由热继电器 FR完成。
双路三相电源自投线路
右图所示是一双路三相电源自投线路。用电时可同时合上刀闸开关1HK和 2HK,1C得电吸合。 1C常闭触点断开了 SJ时间继电器的电源。
这时甲电源向负载供电。当甲电源因故停电对,1C接触器释放,这时
1C常闭点闭合。接通时间继电器 SJ
线圈上的电源,时间继电器经延时数秒钟后,使 SJ延时常开点闭合,
2C得电吸合,并自锁。由于 2C的吸合,其常闭点一方面断开延时继电器线圈电源,另一方面又断开 1C线圈的电源回路,使甲电源停止供电,
保证乙电源进行正常供电。如果乙电源工作一段时间停电后,2C常闭点会自动接通 1C线圈的电源换为甲电源供电。
接触器应根据负载大小选定;时间继电器可选用 0~ 60s的交流时间继电器。
单相照明双路互备自投供电
右图是单相照明双路互备自投供电线路,当一号电源因故停电时,备用电源能自动投人。图中 1K,2K
为小型开关,1C,2C为交流接触器。工作时,先合上开关 1K,交流接触器 1C
吸合,由 1号电源供电。然后合上开关 2K,因 1C,2C
互锁,此时 2C不会吸合,2
号电源处于备用状态。如果 l号电源因故断电,交流接触器 1C释放,其常闭触头闭合,接通 2C线圈电路,
2C吸合,2号电源投入供电。
也可以先合上开关 2K,后合上开关 lK,使 1号电源为备用电源。
三相异步电动机的首尾辨别法
一、直流法直流法的具体步骤为:
1.先用万用表电阻档分别找出三相绕组的各相两个线头;
2.给各相绕组假设编号为 U1,U2,V1,V2和 W1,W2
3.(按下图的接线)观察万用表指针摆动情况。
①合上开关瞬间若指针正偏,则电池正极的线头与万用表负极(黑表棒)
所接的线头同为首端或尾端;若指针反偏,则电池正极的线头与万用 表正极(红表棒)所接的线头同为首端或尾端;
②再将电池和开关接另一相的两个线头,进行测试,就可正确判别各相 的首尾端。
二、交流法给各相绕组假设编号为 U1,U2,V1,V2和 W1,W2,按附图 b)接线,接通电源。若灯灭,则两个绕组相连接的线头同为首端或尾端;若灯亮,则不是 同为首端或尾端。
三、剩磁法假设异步电动机存在剩磁。
1.先用万用表电阻档分别找出三相绕组的各相两个线头;假设编号为 U1,U2、
V1,V2和 W1,W2,按下图)接线,并转动电动机转子,若万用表指针不动,
则证明首尾端假设编号是正确的;若万用表指针摆动则说明其中一相首尾端假设编号不对,应逐相对调重测,直至正确为止。(注意:若万用表指针不动,还得证明电动机存在剩磁,具体方法是改变接线,使却线号接反,转动 转子后若指针仍不动,则说明没有剩磁,若指针摆动则表明有剩磁)
如何使用单相电源使三相电动机运行
电动机单相运行时的连接方式
(1)三相绕组的三角形连接如图1所示。将电容器并接在三相绕组的任意一相两端(图中接在U相两端),然后220V市电加在电容
C的一端和V2与W1的交点处。这样,电机就可旋转,
如需改变电机旋转方向,则可按图2所示连接,将市电从电容器的一端调换到另一端即可。
(2)三相绕组的星形连接将电容器接在任意两个端子上(如图3中接V1、U
1),220V市电则加在余下的端子W1和电容C的任一端上。这样,电机就可旋转。如需改变电机转向,
则将市电的一端从U1换接到V1端即可(如图4所示)。
2,电容器的容量选择小型三相异步电动机作单相运行时,所选电容容量一定要合适,若太小则旋转无力,启动困难;太大则回路电流过大,导致电机过热。一般电容容量值选择如附表所示。