三相異步電機(jī)制動與應(yīng)用課程設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是在鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器中，更需要有大量的中、小功率電動機(jī)。由于這種電動機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。電機(jī)是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)闹匾O(shè)備，與電機(jī)配套的控制設(shè)備

2、的性能已經(jīng)成為用戶關(guān)注的焦點。電機(jī)的控制包括電機(jī)的起動、調(diào)速和制動。異步電動機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低廉、運(yùn)行可靠、維修方便、運(yùn)行效率較高、工作特性較好等優(yōu)點，因而在電力拖動平臺上得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，其耗電量約占全國發(fā)電量的40%左右。當(dāng)電機(jī)并入電網(wǎng)時，電機(jī)轉(zhuǎn)速從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速的過程稱為電機(jī)的起動過程。異步電動機(jī)的起動性能最重要的是起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。因此在電機(jī)的起動過程中，如何降低起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩，一直是機(jī)電行業(yè)

3、的專家們探討的重要課題。電動機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。本文是對三相異步電動機(jī)做出深入的剖析與設(shè)計。三相異步電動機(jī)是一種具有高效率、低磨損、低噪聲的電機(jī)機(jī)種.本設(shè)計在介紹三相異步電動機(jī)中，關(guān)于相數(shù)、極數(shù)、槽數(shù)及繞</p><p>　　關(guān)鍵詞： 三相異步電動機(jī) 結(jié)構(gòu) 制動方式</p><p><b>　　Abstract</b><

4、/p><p>　　In recent decades, along with the electric power electronic technology, microelectronic technology and modern control theory, medium, small power motors in industrial and agricultural production and pe

5、ople's daily life are extremely extensive application. Especially in the township enterprises and household appliances, needs to have plenty of medium, small power motor. Due to the development of the motor and the w

6、idespread application, its use, maintenance and maintenance work is more important.</p><p>　　Key words: three-phase asynchronous motor structure braking method</p><p><b>　　前言</b><

7、/p><p>　　電動機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。近幾十年隨著科技的發(fā)展電動機(jī)在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動機(jī)也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來與單相電動機(jī)相比，三相異步電動機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)

8、省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動性能和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。而三相異步電動機(jī)的制動方法，在其中無疑起到了關(guān)鍵性的作用，其在切斷電源以后，利用電氣原理或機(jī)械裝置使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。其制動方法主要

9、分為，電力制動和機(jī)械制動。電力制動和機(jī)械制動又可分為若干制動方式。其制動方法和制動原理在第二章會重點介紹。</p><p>　　在本次課題設(shè)計中共分為三大章節(jié)，第一章為課題介紹，在其中說明了本課題的設(shè)計背景、設(shè)計意義以及本課題的主要工作。第二章則著重于三相異步電動機(jī)制動方法的介紹、分類以及其結(jié)構(gòu)原理。第三章是三相異步電動機(jī)的繞組故障分析以及故障處理方法。</p><p>　　此課題在設(shè)計過

10、程中，重點介紹了三相異步電動機(jī)的制動方法，在查閱相關(guān)資料和老師、同學(xué)的幫助下完成了相關(guān)理論知識的設(shè)計，由于個人設(shè)計的水平有限，難免有疏漏和欠妥之處，敬請老師和同學(xué)指正，謝謝！</p><p><b>　　第1章 課題介紹</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　由于生產(chǎn)機(jī)械的不

11、斷更新和發(fā)展，對電動機(jī)的起動性能也提出了越來越高的要求。電動機(jī)作為重要的動力裝置，已被廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防軍事設(shè)施以及日常生活中。直流電動機(jī)其調(diào)速在過去一直占統(tǒng)治地位，但由于本身結(jié)構(gòu)原因，例如換向器的機(jī)械強(qiáng)度不高，電刷易于磨損等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要求。相比之下，三相異步交流電動機(jī)擁有延長設(shè)備的使用壽命，有強(qiáng)大的降噪能力，操作智能化，維護(hù)簡便、通用性強(qiáng)等眾多特性，特別是三相線籠式異步電動機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)

12、簡單、制造方便、價格低廉，而且堅固耐用，慣量小，運(yùn)行可靠等優(yōu)勢，在工業(yè)中得到了極為廣泛的應(yīng)用，也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。</p><p>　　三相異步電動機(jī)在各種電動機(jī)中的應(yīng)用最廣，需求量最大，在工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化交通運(yùn)輸、國防工業(yè)等電力拖動裝置中有很大的比重，這是因為三相異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價格低廉、運(yùn)行可靠等一系列優(yōu)點，另外還具有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性，能滿足各行業(yè)大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的

13、轉(zhuǎn)動要求。</p><p>　　因此三相交流異步電動機(jī)的技術(shù)在我國有極為廣泛的發(fā)展前景。</p><p><b>　　1.2 課題意義</b></p><p>　　通過本課題的設(shè)計，了解三相異步電動機(jī)的基本自動方式，進(jìn)一步了解三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理、三相異步電動機(jī)的分類及用途、各種制動方式和三相異步電動機(jī)在應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題。本次課

14、程設(shè)計將對三相異步電動機(jī)的制動控制方式進(jìn)行分析，進(jìn)一步分別討論了三相異步電動機(jī)的幾種制動方式特性以及在不同設(shè)備中的應(yīng)用情況。</p><p>　　1.3 本課題主要工作</p><p>　　介紹三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)介紹了三相異步電動機(jī)的制動方法、控制線路和使用過程中的故障處理。</p><p>　　第2章 三相異步電動機(jī)的制動方法</p

15、><p>　　2.1 何謂三相異步電動機(jī)的制動</p><p>　　在切斷電源以后，利用電氣原理或機(jī)械裝置使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法稱為三相異步電動機(jī)的制動</p><p>　　2.2 三相異步電動機(jī)的制動介紹</p><p>　　制動的方法一般有兩類：機(jī)械制動和電力制動。</p><p>　　機(jī)械制動：利用機(jī)械裝置使電動

16、機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的方法叫機(jī)械制動。機(jī)械制動常用的方法有：電磁抱閘和電磁離合器制動。</p><p>　　電氣制動：電動機(jī)產(chǎn)生一個和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降。三相交流異步電動機(jī)常用的電氣制動方法有反接制動、能耗制動和回饋制動。</p><p>　　2.2.1 機(jī)械制動</p><p>　　采用機(jī)械裝置使電動機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法

17、。如電磁抱閘、電磁離合離合器等電磁鐵制動器。</p><p>　　（1）電磁抱閘斷電制動控制電路</p><p>　　電磁抱閘抱閘斷電控制電路如圖1所示。合上電源開關(guān)QS和開關(guān)K,電動機(jī)接通電源，同時電磁抱閘線圈YB得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斷開開關(guān)，電動機(jī)失電，同時電磁抱閘線圈YB也失電，銜鐵在彈簧拉力作用下與鐵芯分開，并使制動器的閘瓦緊緊抱

18、住閘輪，電動機(jī)被制動而停轉(zhuǎn)。圖中開關(guān)K可采用倒順開關(guān)、主令控制器、交流接觸器等控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，滿足控制要求。倒順開關(guān)接線示意圖如圖2所示。這種制動方法在起重機(jī)械上廣泛應(yīng)用，如行車、卷揚(yáng)機(jī)、電動葫蘆(大多采用電磁離合器制動)等。其優(yōu)點是能準(zhǔn)確定位，可防止電動機(jī)突然斷電時重物自行墜落而造成事故。</p><p>　　（2）電磁抱閘通電制動控制電路</p><p>　　電磁抱閘斷電制動其閘瓦

19、緊緊抱住閘輪，若想手動調(diào)整工作是很困難的。因此，對電動機(jī)制動后仍想調(diào)整工件的相對位置的機(jī)床設(shè)備就不能采用斷電制動，而應(yīng)采用通電制動控制，其電路如圖3所示。當(dāng)電動機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)時，電磁抱閘線圈無法得電，閘瓦與閘輪分開無制動作用；當(dāng)電動機(jī)需停轉(zhuǎn)按下停止按鈕SB2時，復(fù)合按鈕SB2的常閉觸頭先斷開切斷KM1線圈，KM1主、輔觸頭恢復(fù)無電狀態(tài)，結(jié)束正常運(yùn)行并為KM2線圈得電作好準(zhǔn)備，經(jīng)過一定的行程SB2的常開觸頭接通KM2線圈，其主觸頭閉合電磁抱閘

20、的線圈得電，使閘瓦緊緊抱住閘輪制動；當(dāng)電動機(jī)處于停轉(zhuǎn)常態(tài)時，電磁抱閘線圈也無電，閘瓦與閘輪分開，這樣操作人員可扳動主軸調(diào)整工件或?qū)Φ兜取?lt;/p><p>　　機(jī)械制動主要采用電磁抱閘、電磁離合器制動，兩者都是利用電磁線圈通電后產(chǎn)生磁場，使靜鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力吸合銜鐵或動鐵芯(電磁離合器的動鐵芯被吸合，動、靜摩擦片分開)，克服彈簧的拉力而滿足工作現(xiàn)場的要求。電磁抱閘是靠閘瓦的摩擦片制動閘輪．電磁離合器是利用動、靜

21、摩擦片之間足夠大的摩擦力使電動機(jī)斷電后立即制動。</p><p>　　2.2.2 電力制動</p><p>　　電動機(jī)在切斷電源的同時給電動機(jī)一個和實際轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩(制動力矩)使電動機(jī)迅速停止的方法。最常用的方法有：反接制動和能耗制動。</p><p><b>　　(1)反接制動</b></p><p>　　在電

22、動機(jī)切斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)電源的同時改變電動機(jī)定子繞組的電源相序，使之有反轉(zhuǎn)趨勢而產(chǎn)生較大的制動力矩的方法。反接制動的實質(zhì)：使電動機(jī)欲反轉(zhuǎn)而制動，因此當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)立即切斷反接制動電源，否則電動機(jī)會持續(xù)反轉(zhuǎn)。實際控制中采用速度繼電器來自動切除制動電源。反接制動控制電路如圖4所示。其主電路和正反轉(zhuǎn)電路相同。由于反接制動時轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場的相對轉(zhuǎn)速較高，約為啟動時的2倍，致使定子、轉(zhuǎn)子中的電流會很大，大約是額定值的10倍。因此反接制動電路增

23、加了限流電阻R。KM1為運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器，KM2為反接制動接觸器，KV為速度繼電器，其與電動機(jī)聯(lián)軸，當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到約為100轉(zhuǎn)／分的動作值時．KV常開觸頭閉合為制動作好準(zhǔn)備。</p><p>　　反接制動分析：停車時按下停止按鈕SB2，復(fù)合按鈕SB2的常閉先斷開切斷KM1線圈，KM1主、輔觸頭恢復(fù)無電狀態(tài)，結(jié)束正常運(yùn)行并為反接制動作好準(zhǔn)備后，接通KM2線圈(KV常開觸頭在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時已經(jīng)閉合)，其主觸頭閉合，電動機(jī)

24、改變相序進(jìn)入反接制動狀態(tài)，輔助觸頭閉合自鎖持續(xù)制動，當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降到設(shè)定的釋放值時，KV觸頭釋放，切斷KM2線圈，反接制動結(jié)束。 一般地，速度繼電器的釋放值調(diào)整到90轉(zhuǎn)／分左右，如釋放值調(diào)整得太大，反接制動不充分；調(diào)整得太小，又不能及時斷開電源而造成短時反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。反接制動制動力強(qiáng)，制動迅速，控制電路簡單，設(shè)備投資少，但制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動部件。因此適用于l0kw以下小容量的電動機(jī)制動要求迅速、系統(tǒng)慣性大，不

25、經(jīng)常啟動與制動的設(shè)備，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動控制。</p><p><b>　　(2)能耗制動</b></p><p>　　電動機(jī)切斷交流電源的同時給定子繞組的任意二相加一直流電源，以產(chǎn)生靜止磁場，依靠轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)動切割該靜止磁場產(chǎn)生制動力矩的方法。</p><p>　　原理分析：電動機(jī)切斷電源后，轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性轉(zhuǎn)動，如圖5設(shè)為

26、順時針方向，這時給定子繞組通入直流電，產(chǎn)生一恒定的靜止磁場，轉(zhuǎn)子切割該磁場產(chǎn)生感應(yīng)電流，用右手定則判斷其方向如圖示。該感生電流又受到磁場的作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，由左手定則知其方向正好與電動機(jī)的轉(zhuǎn)向相反而使電動機(jī)受到制動迅速停轉(zhuǎn)?？赡孢\(yùn)行能耗制動的控制電路如圖6所示。KV1、KV2分別為速度繼電器KV的正、反轉(zhuǎn)動作觸頭，接觸器KM1、KM2、KM3之間互鎖，防止交流電源、直流制動電源短路。停車時按下停止按鈕SB3，復(fù)合按鈕SB3的常閉先斷開切

27、斷正常運(yùn)行接觸器KM1或KM2線圈，后接通KM3線圈，KM3主、輔觸頭閉合，交流電流經(jīng)變壓器T，全波整流器VC通入V、W相繞組直流電，產(chǎn)生恒定磁場進(jìn)行制動。RP調(diào)節(jié)直流電流的大小，從而調(diào)節(jié)制動強(qiáng)度。</p><p>　　能耗制動分析：能耗制動平穩(wěn)、準(zhǔn)確，能量消耗小，但需附加直流電源裝置，設(shè)備投資較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。主要用于容量較大的電動機(jī)制動或制動頻繁的場合及制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的設(shè)備，如磨床、立式銑

28、床等的控制，但不適合用于緊急制動停車。能耗制動還可用時間繼電器代替速度繼電器進(jìn)行制動控制。電動機(jī)的制動方法較多，還有如電容制動、再生發(fā)電制動等，但實際應(yīng)用主要是上述介紹的制動方式，其各有特點和使用場合。</p><p>　　2.3 三相異步電動機(jī)的制動步驟</p><p>　　2.3.1反接制動的方法</p><p>　　異步電動機(jī)反接制動有兩種，一種是在負(fù)載轉(zhuǎn)矩

29、作用下使電動機(jī)反轉(zhuǎn)的倒拉反轉(zhuǎn)反接制動，這種方法不能準(zhǔn)確停車。另一種是依靠改變?nèi)喈惒诫妱訖C(jī)定子繞組中三相電源的相序產(chǎn)生制動力矩，迫使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法。</p><p>　　反接制動的優(yōu)點是：制動力強(qiáng)，制動迅速。缺點是：制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊強(qiáng)烈，易損壞傳動零件，制動能量消耗大，不宜經(jīng)常制動。因此反接制動一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大，不經(jīng)常啟動與制動的場合。</p><p>

30、;　?。?）速度繼電器（文字符號KS）</p><p>　　速度繼電器是依靠速度大小使繼電器動作與否的信號，配合接觸器實現(xiàn)對電動機(jī)的反接制動，故速度繼電器又稱為反接制動繼電器。</p><p>　　感應(yīng)式速度繼電器是靠電磁感應(yīng)原理實現(xiàn)觸頭動作的。從結(jié)構(gòu)上看，與交流電機(jī)類似，速度繼電器主要由定子、轉(zhuǎn)子和觸頭三部分組成。定子的結(jié)構(gòu)與籠型異步電動機(jī)相似，是一個籠型空心圓環(huán)，有硅鋼片沖壓而成，并裝

31、有籠型繞組。轉(zhuǎn)子是一個圓柱形永久磁鐵。</p><p>　　速度繼電器的結(jié)構(gòu)原理圖</p><p><b>　　速度繼電器的符號</b></p><p>　　速度繼電器的軸與電動機(jī)的軸相連接。轉(zhuǎn)子固定在軸上，定子與軸同心。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)動時，速度繼電器的轉(zhuǎn)子隨之轉(zhuǎn)動，繞組切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，此電流和永久磁鐵的磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使定子向軸的

32、轉(zhuǎn)動方向偏擺，通過定子柄撥動觸頭，使常閉觸頭斷開、常開觸頭閉合。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降到接近零時，轉(zhuǎn)矩減小，定子柄在彈簧力的作用下恢復(fù)原位，觸頭也復(fù)原。常用的感應(yīng)式速度繼電器有JY1和JFZ0系列。JY1系列能在3000r/min的轉(zhuǎn)速下可靠工作。JFZ0型觸頭動作速度不受定子柄偏轉(zhuǎn)快慢的影響，觸頭改用微動開關(guān)。一般情況下，速度繼電器的觸頭在轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min以上時能動作，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于100r/min左右時觸頭復(fù)位。</p>

33、<p>　　（2）反接制動的控制線路</p><p>　　單向啟動反接制動控制線路</p><p>　　當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)需制動時，將三相電源相序切換，然后在電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時將電源及時切掉?？刂齐娐肥遣捎盟俣壤^電器來判斷電動機(jī)的零速點并及時切斷三相電源的。速度繼電器KS的轉(zhuǎn)子與電動機(jī)的軸相連，當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，速度繼電器的常開觸頭閉合，當(dāng)電動機(jī)停車轉(zhuǎn)速接近零時，KS的常開觸頭

34、斷開，切斷接觸器的線圈電路</p><p>　?。?）反接制動控制線路工作原理分析</p><p><b>　?。ˋ）單向啟動</b></p><p>　　（a）單向啟動原理示意圖</p><p><b>　　(B）反接制動</b></p><p>　?。╞）反接制動原理示意

35、圖</p><p>　　2.3.2 能耗制動的方法</p><p>　　當(dāng)電動機(jī)切斷交流電源后，立即在定子繞組的任意二相中通入直流電，迫使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)的方法叫能耗制動。 （1）能耗制動的方法 先斷開電源開關(guān)，切斷電動機(jī)的交流電源，這時轉(zhuǎn)子仍沿原方向慣性運(yùn)轉(zhuǎn)；隨后向電動機(jī)兩相定子繞組通入直流電，使定子中產(chǎn)生一個恒定的靜止磁場，這樣作慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子因切割磁力線而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感

36、應(yīng)電流，又因受到靜止磁場的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，正好與電動機(jī)的轉(zhuǎn)向相反，使電動機(jī)受制動迅速停轉(zhuǎn)。由于這種制動方法是在定子繞組中通入直流電以消耗轉(zhuǎn)子慣性運(yùn)轉(zhuǎn)的動能來進(jìn)行制動的，所以稱為能耗制動。 能耗制動的優(yōu)點是制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)，且能量消耗較小。缺點是需附加直流電源裝置，設(shè)備費(fèi)用較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。所以，能耗制動一般用于要求制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的場合。 （2） 能耗制動控制線路 對于10KW以上容量較大的電動

37、機(jī)，多采用有變壓器全波整流能耗制動控制線路。如圖2-74所示為有變壓器全波整流單向啟動能耗制動控制線路，該線路利用時間繼電器來進(jìn)行自動控制。其中直流電源由單相橋式整流器VC供給，TC是整流變壓器，電阻R是用來調(diào)節(jié)直流電流的，從而調(diào)節(jié)制動強(qiáng)度。</p><p>　　單向啟動能耗制動控制線路</p><p>　　(3)線路工作原理分析如下</p><p><b&g

38、t;　?。ˋ）單向啟動運(yùn)轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　（B）雙向啟動運(yùn)轉(zhuǎn)</b></p><p><b>　　2.4 回饋制動</b></p><p>　　這種制動方法主要用在起重機(jī)械和多速異步電動機(jī)上。</p><p>　　當(dāng)起重機(jī)在高處開始下放重物時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速n小于同步轉(zhuǎn)

39、速n1，這時電動機(jī)處于電動運(yùn)行狀態(tài)，但由于重力的作用，在重物的下放過程中，會使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n大于同步轉(zhuǎn)速n1，這時電動機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子相對于旋轉(zhuǎn)磁場切割磁力線的運(yùn)動方向會發(fā)生改變，其轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩的方向都與電動運(yùn)行時相反，電磁力矩變?yōu)橹苿恿?，從而限制了重物的下降速度，不致于重物下降得過快，保證了設(shè)備和人身安全。</p><p>　　對多速電動機(jī)變速時，如使電動機(jī)由二級變?yōu)樗募墪r，定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)

40、速n1由3000轉(zhuǎn)／分變?yōu)?500轉(zhuǎn)／分，而轉(zhuǎn)子由于慣性仍以原來的轉(zhuǎn)速n(接近3000轉(zhuǎn)／分)旋轉(zhuǎn)，此時n>n1，電動機(jī)產(chǎn)生發(fā)電制動作用。</p><p>　　發(fā)電制動是一種比較經(jīng)濟(jì)的制動方法。制動時不需改變線路即可從電動運(yùn)行狀態(tài)自動地轉(zhuǎn)入發(fā)電制動狀態(tài)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能再回饋到電網(wǎng)，節(jié)能效果顯著。缺點是應(yīng)用范圍較窄，僅當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速大于同步轉(zhuǎn)速時才能實現(xiàn)發(fā)電制動。第3章 三相異步電動機(jī)繞組的故障分析和處理

41、</p><p>　　繞組是電動機(jī)的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害,電機(jī)過載、欠電壓、過電壓,缺相運(yùn)行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤?，F(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法。</p><p><b>　　3.1 繞組接地</b></p><p>　　指繞組與鐵

42、心或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。 </p><p>　　3.1.1 故障現(xiàn)象</p><p>　　機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱,致使電動機(jī)無法正常運(yùn)行。 </p><p>　　3.1.2 產(chǎn)生原因</p><p>　　繞組受潮使絕緣電阻下降；電動機(jī)長期過載運(yùn)行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰觸

43、鐵心；繞組端部碰觸端蓋機(jī)座；定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。</p><p>　　3.1.3 處理方法</p><p>　　(1)繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干,當(dāng)冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆后再烘干。 </p><p>　　(2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進(jìn)行絕緣處理,涂漆,再烘干。 </p&

44、gt;<p>　　(3)繞組接地點在槽內(nèi)時,應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。</p><p><b>　　3.2 繞組短路</b></p><p>　　由于電動機(jī)電流過大、電源電壓變動過大、單向運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。 </p><p>　　3.2.1

45、故障現(xiàn)象</p><p>　　離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機(jī)運(yùn)行時振動和噪聲加劇,嚴(yán)重時電動機(jī)不能啟動,而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流,導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。 </p><p>　　3.2.2 產(chǎn)生原因</p><p>　　電動機(jī)長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整

46、形時損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機(jī)內(nèi)部和油污過多。</p><p>　　3.2.3 短路處理方法</p><p>　　(1)短路點在端部。可用絕緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。 </p><p>　　(2)短路在線槽內(nèi)。將其軟化后,找出短路點修復(fù),重新放入線槽后,再上

47、漆烘干。 </p><p>　　(3)對短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時切斷全部短路線,將導(dǎo)通部分連接,形成閉合回路,供應(yīng)急使用。 </p><p>　　(4)繞組短路點匝數(shù)超過1/12時,要全部拆除重繞。</p><p><b>　　3.3 繞組斷路</b></p><p>　　由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑

48、,焊接后又未清除干凈,就可能造成壺焊或松脫；受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時線圈短路，短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀。在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時，另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間斷路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷路。 </p><p>　　3.3.1 故障現(xiàn)象</p><p>　　電動機(jī)不能啟動,三相電流不平衡,有異常

49、噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。 </p><p>　　3.3.2 產(chǎn)生原因</p><p>　　(1)在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時碰斷或因制造質(zhì)量問題。 </p><p>　　(2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運(yùn)行過熱脫焊。 </p><p>　　(3)受機(jī)械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。 </p>

50、<p>　　(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?lt;/p><p>　　3.3.3 斷路處理方法</p><p>　　(1)斷路在端部時,連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。 </p><p>　　(2)繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組。 </p><p>　

51、　(3)對斷路點在槽內(nèi)的,屬少量斷點的做應(yīng)急處理,采用分組淘汰法找出斷點,并在繞組端斷部將其連接好并絕緣合格后使用。 </p><p>　　(4)對籠形轉(zhuǎn)子斷路的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。 </p><p><b>　　3.4 繞組接錯</b></p><p>　　繞組接錯造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大

52、等癥狀,嚴(yán)重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯；極(相)組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯；“△”型、“Y”型接法錯誤。 </p><p>　　3.4.1 故障現(xiàn)象</p><p>　　電動機(jī)不能啟動、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲、燒斷保險絲等現(xiàn)象。 </p><p>　　3

53、.4.2 產(chǎn)生原因</p><p>　　誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動是觸頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯誤；新電機(jī)在下線時,繞組連接錯誤；舊電機(jī)觸頭判斷不對。</p><p>　　3.4.3 處理方法</p><p>　　(1)一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應(yīng)進(jìn)廠返修。 </p><p&g

54、t;　　(2)引出線錯誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。 </p><p>　　(3)減壓啟動接錯的應(yīng)對照接線圖或原理圖,認(rèn)真校對重新接線。 </p><p>　　(4)新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯誤的,應(yīng)送廠返修。 </p><p>　　(5)定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據(jù)這個特點查找故障并進(jìn)行維修。 </p><p>　　

55、(6)把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應(yīng)及時更正。怎樣測量三相異步電動機(jī)六股引出線的相同端頭用干電池和萬用表判別。</p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　實踐證明，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，根據(jù)實際需要，科學(xué)地選用三相異步電動機(jī)的制動方法可以提高生產(chǎn)效率，收到很好的經(jīng)濟(jì)效益。在運(yùn)行中對電動機(jī)進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)，使電動機(jī)長期處于非常

56、好的技術(shù)狀態(tài)，延長使用壽命，提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率是非常有必要的。電動機(jī)從發(fā)展至今，一代代的產(chǎn)品問世，都是圍繞著基本的工作原理而開發(fā)的，如何去運(yùn)行和維護(hù)電動機(jī)是我們目前主要工作的重中之重。它在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)當(dāng)著重要的角色。電動機(jī)經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工、電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。未來電動機(jī)將

57、會沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更加靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】 鄧星鐘.機(jī)電傳動控制[J].華中科技大學(xué)出版社，2001.3頁碼5～10</p><p>　　【2】 唐介.電機(jī)與拖動[J].高等教育出版社，2007.12頁碼11～16</p><