電機(jī)電控實(shí)習(xí)報(bào)告

1、第1章 三相異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)按電源相數(shù)分類可分為三相異步電動(dòng)機(jī)與單相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)使用三相交流電源，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用和維修方便、堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛。1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 把對(duì)稱的三相交流電通入彼此間隔120°電角度的三相定子繞組，可建立起一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中必然會(huì)產(chǎn)生感生電流，該電流在磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同方向的電磁轉(zhuǎn)矩，并隨磁場(chǎng)同方向轉(zhuǎn)動(dòng) 在圖1中，假設(shè)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)是逆時(shí)針的，這相當(dāng)于金屬框相對(duì)于永久磁鐵，以順時(shí)針方向切割磁力線，金屬框中感生電流的方向，如圖中小圓圈里所標(biāo)的方向。此時(shí)的金屬框已成為

2、通電導(dǎo)體，于是它又會(huì)受到磁場(chǎng)作用的磁場(chǎng)力，力的方向可由左手定則判斷，即圖中小箭頭所指示的方向。金屬框的兩邊受到兩個(gè)反方向的力f，它們相對(duì)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩 (磁力矩)，使圖1 閉合金屬框中受力示意圖金屬框發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向一致，但永久磁鐵旋轉(zhuǎn)的速度n1要比金屬框旋轉(zhuǎn)的速度n大。 圖1 圖2三相交流電動(dòng)機(jī)定子 從上述實(shí)驗(yàn)中可以看到，在旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)里，閉合導(dǎo)體會(huì)因發(fā)生電磁感應(yīng)而成為通電導(dǎo)體，進(jìn)而又受到電磁轉(zhuǎn)矩作用而順著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；實(shí)際的電動(dòng)機(jī)中不可能用手去搖動(dòng)永久磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，而是通過其他方式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如在交流電動(dòng)機(jī)的定子繞組(按一定排列規(guī)律排列的繞組)通入對(duì)稱的交流電

3、，便產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；這個(gè)磁場(chǎng)雖然看不到，但是人們可以感受到它所產(chǎn)生的效果，與有形體旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的效果一樣。通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可以清楚地看到，交流電動(dòng)機(jī)的工作原理主要是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 為了更好的說明三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，用圖2進(jìn)一步進(jìn)行說明，從中可以很清楚地看到三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的現(xiàn)像。圖中所示的3個(gè)繞組在空間上相互間隔機(jī)械角度120°(實(shí)際的電動(dòng)機(jī)中一般都是相差電角度120°)，3個(gè)繞組的尾端 (標(biāo)有U2、V2、W2) 連接在一起(3個(gè)繞組的這種連接稱為星形(Y)接法。常用接法還有三角形()接法，就是將3個(gè)繞組首尾相連，在3個(gè)接點(diǎn)上分別引出3根引線的接法。 設(shè)對(duì)稱的三相交流電

4、為 從3個(gè)繞組的首端(標(biāo)有U1、V1、W1)通入，放在繞組中心處的小磁針便迅速轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由此可知旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的存在。 三相交流電是怎樣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的呢？用圖3進(jìn)行分析。當(dāng)3個(gè)繞組跟三相電源接通后，繞組中便通過三相對(duì)稱的交流電流iU、iV、iW，其波形如圖3圖所示。現(xiàn)在選擇幾個(gè)特殊的運(yùn)行時(shí)刻，看看三相電流所產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)是怎樣的。這里規(guī)定：電流取正值時(shí)，是由繞組始端流進(jìn)(符號(hào)Å)，由尾端流出(符號(hào))；電流取負(fù)值時(shí)，繞組中電流方向與此相反。（a） (b) (c) (d)圖3 三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)示意圖 當(dāng)wt=w t1=0，U相電流iu=0，V相電流取為負(fù)值，即電流由V2端流進(jìn)，由V1端流

5、出；W相電流iW為正，即電流從W1端流進(jìn)，從W2端流出。在圖3的定子繞組圖中，根據(jù)電生磁右手螺旋定則，可以判定出此時(shí)電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)如圖3(a)所示，此時(shí)好像有一個(gè)有形體的永久磁鐵的N極放在導(dǎo)體U1的位置上，S極放在導(dǎo)體U2的位置上。當(dāng)w t=w t2=2時(shí)，電流已變化了1/3周期。此時(shí)刻i為正，電流由U1端流入，從U2端流出，iV為零；iW為負(fù)，電流從W2端流入，從W1端流出。這一時(shí)刻的磁場(chǎng)如圖3(b)所示。磁場(chǎng)方向較wt=wt1時(shí)沿順時(shí)針方向在空間轉(zhuǎn)過了120 用同樣的方法，繼續(xù)分析電流在wt=wt3、wt=wt4時(shí)的瞬時(shí)情況，便可得這兩個(gè)時(shí)刻的磁場(chǎng)，如圖3(c)、3(d)所示。在wt=

6、wt3=4/3 時(shí)刻，合成磁場(chǎng)方向較wt2時(shí)刻又順時(shí)針轉(zhuǎn)過120°。在wt=wt4=2時(shí)刻，磁場(chǎng)較w t3時(shí)再轉(zhuǎn)過120，即自t1時(shí)刻起至t4時(shí)刻，電流變化了一個(gè)周期，磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)了一周。電流繼續(xù)變化，磁場(chǎng)也不斷地旋轉(zhuǎn)。從上述分析可知，三相對(duì)稱的交變電流通過對(duì)稱分布的3組繞組產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，是在空間旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，而且是一種磁場(chǎng)幅值不變的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。1.2 交流電動(dòng)機(jī)中旋轉(zhuǎn)速度的問題 1. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度也稱為“同步轉(zhuǎn)速”，用n1表示，其單位是“r/min”。它的大小由交流電源的頻率及磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)決定。圖3所舉的例子是只能產(chǎn)生一對(duì)磁極的電動(dòng)機(jī)，電流變化一個(gè)周期，

7、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一圈；若電源電流的頻率為f(Hz)，則一對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)為n1=60f (r/min)；我國(guó)電網(wǎng)供電電流的頻率(即工頻)為f =50 Hz(即每秒完成50個(gè)周期的變化)，則一對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速就是50 r/min×60 r/min =3000 r/min。若定子繞組采用的排列方式不同，那么產(chǎn)生的磁極對(duì)數(shù)也不同，依照前面分析產(chǎn)生一對(duì)磁極的方法，仍然選取幾個(gè)特殊的時(shí)刻，根據(jù)圖3.3上圖各相電流的正、負(fù)時(shí)刻，畫出各個(gè)繞組中電流的流向，即可判定出各時(shí)刻產(chǎn)生的磁場(chǎng)情況，如圖4所示。 圖4 三相交流異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生4個(gè)磁極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 當(dāng)w t=w t1=0時(shí)，iU=0，U相繞組內(nèi)沒有電流；

8、iV為負(fù)值，電流由端流進(jìn)，由端流出，再由V2端流進(jìn)，由V1端流出；iW為正值，電流由W1端流進(jìn)，由端流出再由W1端流進(jìn)。由W2端流出。此時(shí)三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)如所示。 前面講過，每當(dāng)交流電變化一個(gè)周期，兩極旋轉(zhuǎn)磁 場(chǎng)就在空間轉(zhuǎn)過360°(即1轉(zhuǎn))機(jī)械角度。從圖4中可以看出，四極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在電流變化一周中，在空間只轉(zhuǎn)過180°(即1/2轉(zhuǎn))機(jī)械角度。由此類推，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有P對(duì)磁極時(shí)，交流電每變化一周，磁場(chǎng)就在空間轉(zhuǎn)過1/p轉(zhuǎn)。故旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)n為 n1=60f/P (r/min) 式中 f -電流的頻率； P -定子繞組產(chǎn)生的磁極對(duì)數(shù)。 2. 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方

9、向 交流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向，一般與接入定子繞組的電流相序有關(guān)。如前面舉的兩個(gè)例子(圖3和圖4)，磁場(chǎng)都是按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的，這與三相電源通入三相繞組的電流相序IUIVIW(正序電流)是一致的。若要使磁場(chǎng)按逆時(shí)針方間旋轉(zhuǎn)，只需改變通入三相繞組中的電流相序，也就是說通入三相繞組的電流相序?yàn)镮UIVIW是反(負(fù))序的，即只要把三相繞組的3根引出線頭任意圖5 三相繞組通入反(負(fù))序電流時(shí)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)調(diào)換兩根后再接電源就可實(shí)現(xiàn)，如圖5所示。在圖4中，使iV流入W1W2繞組，iW流入V1V2繞組，iU仍流入U(xiǎn)1U2繞組。三相繞組通入反(負(fù))序電流后，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分析如圖5所示。從圖中可以明確看到，

10、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是逆時(shí)針的，與圖3所示的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的順時(shí)針方向相反。 3. 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度一般稱為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用n表示。根據(jù)前面的工作原理可知，轉(zhuǎn)子是被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)拖動(dòng)而運(yùn)行的，在異步電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它的轉(zhuǎn)速恒小于同步轉(zhuǎn)速n1，這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)是同方向的，轉(zhuǎn)子比磁場(chǎng)轉(zhuǎn)得慢，轉(zhuǎn)子繞組才可能切割磁力線，產(chǎn)生感生電流，轉(zhuǎn)子也才能受到磁力矩的作用。假如有n = n1情況，則意味著轉(zhuǎn)子與磁場(chǎng)之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子不切割磁力線，轉(zhuǎn)子中就不會(huì)產(chǎn)生感生電流，它也就受不到磁力矩的作用了。如果真的出現(xiàn)了這樣的情況，轉(zhuǎn)子會(huì)在阻力矩(來(lái)自摩擦或負(fù)載)作用下逐漸減速，使得n<n1。當(dāng)轉(zhuǎn)

11、子受到的電磁力矩和阻力矩(摩擦力矩與負(fù)載力矩之和)平衡時(shí)，轉(zhuǎn)子保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。所以，異步電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，總是n<n1，這也正是此類電動(dòng)機(jī)被稱作“異步”電動(dòng)機(jī)的由來(lái)。又因?yàn)檗D(zhuǎn)子中的電流不是由電源供給的，而是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以這類電動(dòng)機(jī)也稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。 4. 轉(zhuǎn)差率 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與同步轉(zhuǎn)速的比值，稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，即 s=(n1-n)/n1 式中s為轉(zhuǎn)差率。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)剛要起動(dòng)時(shí)，n = 0，s = 1；當(dāng)n = n1時(shí)，s = 0。異步電動(dòng)機(jī)正常使用時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速略小于但接近同步轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)差率一般小于5%。 5. 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài) 圖6 異步

12、電動(dòng)機(jī)的3種運(yùn)行狀態(tài)如果作用在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的外轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，即n0，s1如圖6(a)中所示，此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電動(dòng)勢(shì)與電流方向仍和電動(dòng)機(jī)時(shí)一樣，電磁轉(zhuǎn)矩方向仍與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致，但與外轉(zhuǎn)矩方向相反。即電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)性質(zhì)，在這種情況下，一方面電動(dòng)機(jī)吸取機(jī)械功率，另一方面因轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中電流方向并未改變，對(duì)定子來(lái)說，電磁關(guān)系和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)一樣，定子繞組中電流方向仍和電動(dòng)機(jī)狀態(tài)相同，也就是說，電網(wǎng)還對(duì)電動(dòng)機(jī)輸送電功率，因此異步電動(dòng)機(jī)在這種情況下，同時(shí)從轉(zhuǎn)子輸入機(jī)械功率、從定子輸入電功率，兩部分功率一起變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)內(nèi)部的損耗。異步電動(dòng)機(jī)的這種運(yùn)行狀態(tài)稱為“電磁制動(dòng)”狀態(tài)，又稱“反接制動(dòng)”狀

13、態(tài)。 如果用一原動(dòng)機(jī)，或者由其他轉(zhuǎn)矩(如慣性轉(zhuǎn)矩、重力所形成的轉(zhuǎn)矩)去拖動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)，使它的轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，這時(shí)在異步電動(dòng)機(jī)中的電磁情況有所改變，因nn1，s0，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條的方向相反，導(dǎo)條中的電動(dòng)勢(shì)與電流方向都反向。根據(jù)左手定則所決定的電磁力及電磁轉(zhuǎn)矩方向都是與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)及轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反。這種電磁轉(zhuǎn)矩是一種制動(dòng)性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，如圖6(c)所示，這時(shí)原動(dòng)機(jī)就對(duì)異步電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率。以后會(huì)講述，在這種情況下，異步電動(dòng)機(jī)通過電磁感應(yīng)由定子向電網(wǎng)輸送電功率，電動(dòng)機(jī)就處在發(fā)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。 1.3 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 圖7 封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 1端蓋 2軸承 3機(jī)座 4定子繞組 5轉(zhuǎn)子

14、 6軸承 7端蓋 8風(fēng)扇 9風(fēng)罩 10接線盒異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也可分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部分。定子就是電機(jī)中固定不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。由于異步電動(dòng)機(jī)的定子產(chǎn)生勵(lì)磁旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，同時(shí)從電源吸收電能，并產(chǎn)生且通過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)把電能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子上的機(jī)械能，所以與直流電機(jī)不同，交流電機(jī)定子是電樞。另外，定、轉(zhuǎn)子之間還必須有一定間隙(稱為空氣隙)，以保證轉(zhuǎn)子的自由轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)的空氣隙較其他類型的電動(dòng)機(jī)氣隙要小，一般為0.2 mm2mm。 三相異步電動(dòng)機(jī)外形有開啟式、防護(hù)式、封閉式等多種形式，以適應(yīng)不同的工作需要。在某些特殊場(chǎng)合，還有特殊的外形防護(hù)型式，如防爆式、潛水泵式等。不管外形如何電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)基本上是

15、相同的?，F(xiàn)以封閉式電動(dòng)機(jī)為例介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。如圖7所示是一臺(tái)封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)解體后的零部件圖。 1. 定子部分定子部分由機(jī)座、定子鐵心、定子繞組及端蓋、軸承等部件組成。 (1) 機(jī)座。機(jī)座用來(lái)支承定子鐵心和固定端蓋。中、小型電動(dòng)機(jī)機(jī)座一般用鑄鐵澆成，大型電動(dòng)機(jī)多采用鋼板焊接而成。 (2) 定子鐵心。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。為了減小渦流和磁滯損耗，通常用0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓筒，硅鋼片表面的氧化層(大型電動(dòng)機(jī)要求涂絕緣漆)作為片間絕緣，在鐵心的內(nèi)圓上均勻分布有與軸平行的槽，用以嵌放定子繞組。 (3) 定子繞組。定子繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，也是最重要的部分，一般是由絕緣銅

16、(或鋁)導(dǎo)線繞制的繞組聯(lián)接而成。它的作用就是利用通入的三相交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通常，繞組是用高強(qiáng)度絕緣漆包線繞制成各種型式的繞組，按一定的排列方式嵌入定子槽內(nèi)。槽口用槽楔(一般為竹制)塞緊。槽內(nèi)繞組匝間、繞組與鐵心之間都要有良好的絕緣。如果是雙層繞組(就是一個(gè)槽內(nèi)分上下兩層嵌放兩條繞組邊)，還要加放層間絕緣。 (4) 軸承。軸承是電動(dòng)機(jī)定、轉(zhuǎn)子銜接的部位，軸承有滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承兩類，滾動(dòng)軸承又有滾珠軸承(也稱為球軸承)，目前多數(shù)電動(dòng)機(jī)都采用滾動(dòng)軸承。這種軸承的外部有貯存潤(rùn)滑油的油箱，軸承上還裝有油環(huán)，軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)油環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，把油箱中的潤(rùn)滑油帶到軸與軸承的接觸面上。為使?jié)櫥湍芊植荚谡麄€(gè)接觸面上

17、，軸承上緊貼軸的一面一般開有油槽。 2. 轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部分，如圖7中的部件5一般由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、風(fēng)扇等組成。轉(zhuǎn)軸用碳綱制成，兩端軸頸與軸承相配合。出軸端銑有鍵槽，用以固定皮帶輪或聯(lián)軸器。轉(zhuǎn)軸是輸出轉(zhuǎn)矩、帶動(dòng)負(fù)載的部件。轉(zhuǎn)子鐵心也是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊壓成圓柱體，并緊固在轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的外表面有均勻分布的線槽，用以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。三相交流異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子繞組形式的不同，一般可分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步電動(dòng)機(jī)。(1) 籠型轉(zhuǎn)子線槽一般都是斜槽(線槽與軸線不平行)，目的是改善起動(dòng)與調(diào)速性能。其外形如圖7中的第5部分；籠型繞組(也稱為導(dǎo)條)是

18、在轉(zhuǎn)子鐵心的槽里嵌放裸銅條或鋁條，然后用兩個(gè)金屬環(huán)(稱為端環(huán))分別在裸金屬導(dǎo)條兩端把它們?nèi)拷油?短接)，即構(gòu)成了轉(zhuǎn)子繞組；小型籠型電動(dòng)機(jī)一般用鑄鋁轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子是用熔化的鋁液澆在轉(zhuǎn)子鐵心上，導(dǎo)條、瑞環(huán)一次澆鑄出來(lái)。如果去掉鐵心，整個(gè)繞組形似鼠籠，所以得名籠型繞組，如圖8所示。 圖8(a)為籠型直條形式，圖8(b)為籠型斜條形式。(a) 直條形式 (b) 斜條形式圖8 籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組形式(2) 繞線型轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組類似，由鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵心槽中的三相繞組組成。繞組一般采用星形連接，三相繞組繞組的尾端接在一起，首瑞分別接到轉(zhuǎn)軸上的3個(gè)銅滑環(huán)上，通過電刷把3根旋轉(zhuǎn)的線變成了固定線，與外部

19、的變阻器連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)子的閉合回路，以便于控制，如圖9所示。有的電動(dòng)機(jī)還裝有提刷短路裝置，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后又不需要調(diào)速時(shí)，可提起電刷，同時(shí)使用3個(gè)滑環(huán)短路，以減少電刷摩損。 圖9 繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子 兩種轉(zhuǎn)子相比較，籠型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，并且運(yùn)行可靠，因而應(yīng)用十分廣泛。繞線型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)也高，但是它的起動(dòng)性能較好，并能利用變阻器阻值的變化，使電動(dòng)機(jī)能在一定范圍內(nèi)調(diào)速；在起動(dòng)頻繁、需要較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的生產(chǎn)機(jī)械(如起重機(jī))中常常被采用。一般電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上還裝有風(fēng)扇或風(fēng)翼(如圖7中部件8)，便于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通風(fēng)散熱。鑄鋁轉(zhuǎn)子一般是將風(fēng)翼和繞組(導(dǎo)條)一起澆鑄出來(lái)，如圖8(b)所示。 3.

20、氣隙所謂氣隙就是定子與轉(zhuǎn)子之間的空隙。中小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙一般為0.2mm1.5mm。氣隙的大小對(duì)電動(dòng)機(jī)性能影響較大，氣隙大。磁阻也大，產(chǎn)生同樣大小的磁通，所需的勵(lì)磁電流Im也越大，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)也就越低。但氣隙過小，將給裝配造成困難，運(yùn)行時(shí)定、轉(zhuǎn)子容易發(fā)生摩擦，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行不可靠。 1.2三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸與裝配電動(dòng)機(jī)拆卸前的準(zhǔn)備1、辦理工作票。2、準(zhǔn)備好拆卸工具，特別是拆卸對(duì)輪的拉馬、套筒等專用工具。3、布置檢修現(xiàn)場(chǎng)。4、了解待拆電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及故障情況。5、拆卸時(shí)作好相關(guān)標(biāo)記。標(biāo)出電源線在接線盒中的相序，并三項(xiàng)短路接地；標(biāo)出機(jī)座在基礎(chǔ)上的位置，整理并記錄好機(jī)座墊片； 拆卸端蓋、軸承、軸

21、承蓋時(shí)，記錄好哪些屬負(fù)荷端，哪些在非負(fù)荷端。6、拆除電源線和保護(hù)接地線，測(cè)定并記錄繞組對(duì)地絕緣電阻。7、把電動(dòng)機(jī)拆離基礎(chǔ)，運(yùn)至檢修現(xiàn)場(chǎng)。中小型異步電動(dòng)機(jī)的拆卸步驟 1電動(dòng)機(jī)的拆卸（1）對(duì)輪的拆卸 對(duì)輪（聯(lián)軸器）常采用專用工具拉馬來(lái)拆卸。拆卸前，標(biāo)出對(duì)輪正、反面，記下在軸上的位置，作為安裝時(shí)的依據(jù)。拆掉對(duì)輪上止動(dòng)螺釘和銷子后，用拉馬鉤住對(duì)輪邊緣，搬動(dòng)絲杠，把他慢慢拉下，如圖所示。操作時(shí)，拉鉤要鉤得對(duì)稱，鉤子受力一致，使主螺桿與轉(zhuǎn)軸中心重合。旋動(dòng)螺桿時(shí)，注意保持兩臂平衡，均勻用力。若拆卸困難，可用木錘敲擊對(duì)輪外圓和絲桿頂端。如果仍然拉不出來(lái)，可將對(duì)輪外表快速加熱（溫度控制在200度以下），在對(duì)輪受

22、熱膨脹而軸承尚未熱透時(shí)，將對(duì)輪拉出來(lái)。加熱時(shí)可用噴燈或火焊，但溫度不能過高，時(shí)間不能過長(zhǎng)，以免造成對(duì)輪過火，或軸頭彎曲。注意：切忌硬拉或用鐵錘敲打。（2）端蓋的拆卸 拆卸端蓋前應(yīng)先檢查緊固件是否齊全，端蓋是否有損傷，并在端蓋與機(jī)座接合處作好對(duì)正記號(hào)，接著擰下前、后軸承蓋螺絲，取下軸承外蓋。再卸下前、后端蓋緊固螺絲。如系大、中型電動(dòng)機(jī)，可用端蓋上的頂絲均勻加力，將端蓋從機(jī)座止口中頂出。沒有頂絲孔的端蓋，可用撬棍或螺絲刀在周圍接縫中均勻加力，將端蓋撬出止口，如圖所示。（3）抽出轉(zhuǎn)子 在抽出轉(zhuǎn)子前，應(yīng)在轉(zhuǎn)子下面氣隙和繞組端部墊上厚紙板，以免抽出轉(zhuǎn)子時(shí)碰傷鐵芯和繞組，對(duì)于30kg以內(nèi)的轉(zhuǎn)子，可以直接用

23、手抽出，如圖所示。較大的電機(jī)，可使用一端安裝假軸，另一端使用吊車起吊的方法，應(yīng)注意保護(hù)軸頸、定子繞組和轉(zhuǎn)子鐵芯風(fēng)道。（4）軸承拆卸常用方法，一種是用拉馬直接拆卸，方法按拆卸對(duì)輪的方法進(jìn)行拆卸。第二種方法是加熱法，使用火焊直接加熱軸承內(nèi)套。操作過程中應(yīng)使用石棉板將軸承與電機(jī)定子繞組隔開防止，著火燒傷線圈；二是必須先將軸承內(nèi)潤(rùn)滑脂清理干凈，防止著火。電動(dòng)機(jī)的裝配（1）軸承安裝前工作 裝配應(yīng)先檢查軸承滾動(dòng)件是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無(wú)異音、表面有無(wú)銹跡。是應(yīng)將軸承內(nèi)防銹有清洗干凈，并防止有異物無(wú)遺留軸承內(nèi)軸承的安裝軸頸在50以下的軸承可以使用直接安裝方法，如使用紫銅棒敲擊軸承內(nèi)套將軸承砸入，或使用專用的

24、安裝工具。軸頸在50以上可以使用加熱法，包括專業(yè)的軸承加熱器或電烤箱等，但溫度必須控制在120度以下，防止軸承過火。軸承安裝完畢后必須檢查是否安裝到位，且不能立即轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，防止將滾珠磨壞。（3）后端蓋的裝配 按拆卸前所作的記號(hào)，轉(zhuǎn)軸短的一端是后端。后端蓋的突耳外沿有固定風(fēng)葉外罩的螺絲孔。裝配時(shí)將轉(zhuǎn)子豎直放置，將后端蓋軸承座孔對(duì)準(zhǔn)軸承外圈套上，然后一邊使端蓋沿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊用木榔頭敲打端蓋的中央部分，如圖所示。如果用鐵錘，被敲打面必須墊上木板，直到端蓋到位為止，然后套上后軸承外蓋，旋緊軸承蓋緊固螺釘。按拆卸所作的標(biāo)記，將轉(zhuǎn)子放入定子內(nèi)腔中，合上后端蓋。按對(duì)角交替的順序擰緊后端蓋緊固螺釘。注意邊擰螺

25、釘，邊用木榔頭在端蓋靠近中央部分均勻敲打，直至到位。（4）前端蓋的裝配 將前軸內(nèi)蓋與前軸承按規(guī)定加好潤(rùn)滑油，參照后端蓋的裝配方法將前端蓋裝配到位。裝配時(shí)先用螺絲刀清除機(jī)座和端蓋止口上的雜物，然后裝入端蓋，按對(duì)角順序上緊螺栓，具體步驟如下圖所示第2章 電動(dòng)機(jī)的控制柜安裝與調(diào)試2.1 低壓電器基本知識(shí)電磁式低壓電器在電氣控制線路中使用量最大，其類型也很多，各類電磁式低壓電器在工作原理和構(gòu)造上亦基本相同，就其結(jié)構(gòu)而言，大都由三個(gè)主要部分組成，即觸頭、滅弧裝置和電磁機(jī)構(gòu)。1、 觸頭觸頭是一切有觸點(diǎn)電器的執(zhí)行部件。這些電器通過觸頭的動(dòng)作來(lái)接通或斷開被控制電路。觸頭通常由動(dòng)、靜觸點(diǎn)組合而成。觸頭主要有三種

26、接觸形式：點(diǎn)接觸、線接觸、面接觸。觸頭主要有兩種結(jié)構(gòu)形式：?jiǎn)螖帱c(diǎn)橋式觸頭和雙斷點(diǎn)指形觸頭，具體如下圖所示。 2、滅弧裝置 當(dāng)動(dòng)、靜觸點(diǎn)于通電狀態(tài)下脫離接觸的瞬間，動(dòng)、靜觸點(diǎn)的間隙很小，電路電壓幾乎全部降落在觸點(diǎn)之間，在觸點(diǎn)之間形成了很高的電場(chǎng)強(qiáng)度，電場(chǎng)的存在使觸頭表面的大量電子溢出從而產(chǎn)生電弧。電弧一經(jīng)產(chǎn)生，就會(huì)產(chǎn)生大量熱能。電弧的存在既妨礙了電弧的及時(shí)可靠分?jǐn)?，又?huì)使觸頭受到損傷，降低電器的使用壽命，所以必須迅速把電弧熄滅。常用的滅弧方法：多段式滅弧、磁吹滅弧、滅弧柵、滅弧罩等。3、 電磁機(jī)構(gòu) 電磁機(jī)構(gòu)是電磁式低壓電器的感應(yīng)部件，它的作用是將電磁能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸頭動(dòng)作使之閉

27、合或斷開，從而實(shí)現(xiàn)線路的接通或分?jǐn)唷ｋ姶艡C(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)由吸引線圈、鐵心和銜鐵3個(gè)基本部分組成。按吸引線圈所通電流性質(zhì)的不同，電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵由于通入的是直流電，其鐵心不發(fā)熱，只有線圈發(fā)熱，因此線圈與鐵心接觸以利散熱，線圈做成無(wú)骨架、高而薄的瘦高型，以改善線圈自身散熱。鐵心和銜鐵由軟鋼和工程純鐵制成。交流電磁鐵由于通入的是交流電，鐵心中存在磁滯損耗和渦流損耗，線圈和鐵心都發(fā)熱，所以交流電磁鐵的吸引線圈有骨架，使鐵心與線圈隔離并將線圈制成短而厚的矮胖形，以利于鐵心和線圈的散熱。鐵心用硅鋼片疊加而成，以減小渦流。2.2 常見的低壓電器1、 低壓斷路器低壓斷路器(也稱自動(dòng)開

28、關(guān))是一種既可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，又可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、過載、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器主要由觸頭、滅弧裝置、操動(dòng)機(jī)構(gòu)和保護(hù)裝置等組成。斷路器的保護(hù)裝置由各種脫扣器來(lái)實(shí)現(xiàn)。斷路器的脫扣器形式有：欠壓脫扣器、過電流脫扣器、分勵(lì)脫扣器等。斷路器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。(a)  型號(hào)含義(b) 電氣符號(hào)斷路器的型號(hào)含義和電氣符號(hào) 2、熔斷器 熔斷器基于電流熱效應(yīng)原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設(shè)計(jì)，具有一定的瞬時(shí)特性，主要用于電路的短路保護(hù)。結(jié)構(gòu)上主要由熔斷管、熔體、導(dǎo)電部分

29、等元器件組成。熔斷器的熔體與被保護(hù)的電路串聯(lián)，當(dāng)電路正常工作時(shí)，熔體允許通過一定大小的電流而不熔斷。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時(shí)，熔體中流過很大的故障電流，當(dāng)電流產(chǎn)生的熱量使熔體溫度升高達(dá)到熔點(diǎn)時(shí)，熔體熔斷并切斷電路，從而達(dá)到保護(hù)的目的。熔斷器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示： （a）型號(hào)含義(b)電氣符號(hào)熔斷器的型號(hào)含義和電氣符號(hào) 3、接觸器接觸器是一種根據(jù)外來(lái)輸入信號(hào)利用電磁鐵操作，頻繁地接通或斷開交、直流主電路及大容量控制電路的自動(dòng)切換電器。主要用于控制電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電熱設(shè)備、電容器組等。其工作原理為：當(dāng)電磁鐵線圈得電，電磁鐵吸合時(shí)，帶動(dòng)接觸器觸頭閉合，使電路接通。線圈失電時(shí)，電磁鐵在彈簧

30、力作用下釋放，接觸器觸頭斷開，使電路切斷。接觸器不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離集中控制，而且操作頻率高、控制容量大，具有低壓釋放保護(hù)、工作可靠、使用壽命長(zhǎng)和體積小等優(yōu)點(diǎn)，是繼電器接觸器控制系統(tǒng)中最重要和最常用的元件之一。接觸器的基本參數(shù)包括：主觸頭的額定電壓、主觸頭允許切斷電流、觸頭數(shù)、線圈電壓、操作頻率、機(jī)械壽命和電壽命等?，F(xiàn)代生產(chǎn)的接觸器，其額定電流最大可達(dá)2500A，允許接通次數(shù)為1501500次/h，總壽命可達(dá)到1500萬(wàn)2000萬(wàn)次。接觸器的型號(hào)含義及電氣符號(hào)如下圖所示： 4、電流繼電器電流繼電器主要用于過載及短路保護(hù)。電流繼電器的線圈串聯(lián)接入主電路，其線圈匝數(shù)少、導(dǎo)線粗、阻抗小，用來(lái)感測(cè)主電路的

31、電流，觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。電流繼電器反映的是電流信號(hào)，常用的電流繼電器有欠電流繼電器和過電流繼電器兩種。欠電流繼電器用于欠電流保護(hù)，在電路正常工作時(shí)，欠電流繼電器的銜鐵是吸合的，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開。 只有當(dāng)電流降低到某一整定值時(shí)，銜鐵釋放，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐?。過電流繼電器在電路正常工作時(shí)不動(dòng)作，整定范圍通常為額定電流的1.13.5倍。當(dāng)被保護(hù)線路的電流高于額定值，并達(dá)到過電流繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，從而控制接觸器及時(shí)分?jǐn)嚯娐?，?duì)電路起過流保護(hù)作用。 5、電壓繼電器電壓繼電器反映的是電壓信號(hào)。它的線圈并聯(lián)在被測(cè)電

32、路的兩端，所以匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)、阻抗大。電壓繼電器用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)的電壓保護(hù)和控制。其線圈并聯(lián)接入主電路，感測(cè)主電路的電壓；觸點(diǎn)接于控制電路，為執(zhí)行元件。按吸合電壓的大小，電壓繼電器可分為過電壓繼電器和欠電壓繼電器。過電壓繼電器用于線路的過電壓保護(hù)，當(dāng)被保護(hù)的電路電壓正常時(shí)銜鐵不動(dòng)作，當(dāng)被保護(hù)電路的電壓高于額定值，達(dá)到過電壓繼電器的整定值時(shí)，銜鐵吸合，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，控制電路失電，控制接觸器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。欠電壓繼電器用于電路的欠電壓保護(hù)，其釋放整定值為電路額定電壓0.10.6倍。當(dāng)被保護(hù)電路電壓正常時(shí)銜鐵可靠吸合，當(dāng)被保護(hù)電路電壓降至欠電壓繼電器的釋放整定值時(shí)銜鐵釋放，觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)復(fù)位，控制接觸

33、器及時(shí)分?jǐn)啾槐Ｗo(hù)電路。中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓繼電器。它的特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)目較多，電流容量可增大，起到中間放大 ( 觸點(diǎn)數(shù)目和電流容量 ) 的作用。繼電器的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示。 (a) 型號(hào)含義(b)電氣符號(hào)繼電器的型號(hào)含義和電氣符號(hào) 6、時(shí)間繼電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要繼電器得到信號(hào)后不立即動(dòng)作，而是要順延一段時(shí)間后再動(dòng)作并輸出控制信號(hào)，以達(dá)到按時(shí)間順序進(jìn)行控制的目的。時(shí)間繼電器就能實(shí)現(xiàn)這種功能。 時(shí)間繼電器按工作原理分可分為：電磁式、空氣阻尼式（氣囊式）、晶體管式、單片機(jī)控制式等?？諝庾枘崾綍r(shí)間繼電器是利用空氣阻尼原理獲得延時(shí)的

34、?？諝庾枘釙r(shí)間繼電器由電磁機(jī)構(gòu)、延時(shí)機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)三部分組成。延時(shí)方式有通電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種。斷電延時(shí)型結(jié)構(gòu)及工作原理見下圖：當(dāng)線圈1通電后，銜鐵3連同推板5被鐵心2吸引向下吸合，上方微動(dòng)開關(guān)4壓下，使上方微動(dòng)開關(guān)觸頭迅速轉(zhuǎn)換。同時(shí)在空氣室10內(nèi)與橡皮膜9相連的活塞桿6也迅速向下移動(dòng)，帶動(dòng)杠桿7左端迅速上移，微動(dòng)開關(guān)14的延時(shí)常開觸點(diǎn)馬上閉合，常閉觸點(diǎn)馬上斷開。當(dāng)線圈斷電時(shí)，微動(dòng)開關(guān)4迅速?gòu)?fù)位，在空氣室10內(nèi)與橡皮膜9相連的活塞桿6在彈簧8作用下也向上移動(dòng)，由于橡皮膜下方的空氣稀薄形成負(fù)壓，起到空氣阻尼的作用，因此活塞桿只能緩慢向上移動(dòng)，移動(dòng)速度由進(jìn)氣孔12的大小而定，可通過調(diào)節(jié)螺釘11調(diào)整

35、。經(jīng)過一段延時(shí)后，活塞13才能移到最上端，并通過杠桿7壓動(dòng)開關(guān)14，使其常開觸點(diǎn)延時(shí)斷開，常閉觸點(diǎn)延時(shí)閉合。時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào)如下圖所示 時(shí)間繼電器的圖形符號(hào)及文字符號(hào) 按延時(shí)方式可分為通電延時(shí)型時(shí)間繼電器和斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器。 對(duì)于通電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間才斷開。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速閉合。 對(duì)于斷電延時(shí)型時(shí)間繼電器，當(dāng)線圈得電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)迅速閉合，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)迅速斷開。當(dāng)線圈失電時(shí)，其延時(shí)動(dòng)合觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再斷開，延時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)要延時(shí)一段時(shí)間再

36、閉合。 7、行程開關(guān) 行程開關(guān)又叫限位開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來(lái)發(fā)出控制指令的主令電氣，用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾輪式和微動(dòng)式。行程開關(guān)的型號(hào)含義和電氣符號(hào)如下圖所示： （a）符號(hào)含義 （b）電氣符號(hào) 將電氣控制系統(tǒng)中各電器元件及它們之間的連接線路用一定的圖形表達(dá)出來(lái)，這種圖形就是電氣控制系統(tǒng)圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖3種。2.3 常用電氣圖的圖形符號(hào)與文字符號(hào)  在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，電氣技術(shù)中的文字符號(hào)分為基本文字符號(hào)(單字母或雙字母)和輔助文字符號(hào)?；疚淖址?hào)

37、中的單字母符號(hào)按英文字母將各種電氣設(shè)備、裝置和元器件劃分為 23 個(gè)大類，每個(gè)大類用一個(gè)專用單字母符號(hào)表示。如 “K” 表示繼電器、接觸器類，“F” 表示保護(hù)器件類等，單字母符號(hào)應(yīng)優(yōu)先采用。雙字母符號(hào)是由一個(gè)表示種類的單字母符號(hào)與另一字母組成，其組合應(yīng)以單字母符號(hào)在前，另一字母在后的次序列出。 1、電氣原理圖電氣原理圖用圖形和文字符號(hào)表示電路中各個(gè)電器元件的連接關(guān)系和電氣工作原理，它并不反映電器元件的實(shí)際大小和安裝位置。繪制電氣原理圖的要求如下：（ 1 ）電氣原理圖一般分為主電路、控制電路和輔助電路 3 個(gè)部分。（ 2 ）電氣原理圖中所有電器元件的圖形和文字符號(hào)必須符合國(guó)家規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。（ 3 ）在電氣原理圖中，所有