太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)_畢業(yè)論文

1、太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文三相異步電動(dòng)機(jī)的控制和運(yùn)行維護(hù) 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 三相異步電動(dòng)機(jī)的控制和運(yùn)行維護(hù)考生姓名： 吳藝超 準(zhǔn)考證號(hào)： 1112441636 專業(yè)層次： 本 科 指導(dǎo)教師： 錢 游 院 （系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 重慶科技學(xué)院二O一三年七月二十九日 重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 中文摘要摘 要近幾十年來，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(dòng)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(dòng)機(jī)。由于這種電動(dòng)機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)

2、用，它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。 電動(dòng)機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。并且隨著科技的發(fā)展結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜的三相異步電動(dòng)機(jī)越來越受到廣大中小型企業(yè)的歡迎。因此本課題所研究的三相異步電動(dòng)機(jī)的控制和運(yùn)行維護(hù)就顯得尤為重要。本文將圍繞電動(dòng)機(jī)的發(fā)展史、三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理、各種控制和日常的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行論述。關(guān)鍵字 發(fā)展史 三相異步電動(dòng)機(jī) 工作原理 控制 運(yùn)行維護(hù) I重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 英文摘要Automatic tracing intelligent solar energy system designAbstractIn rece

3、nt years, with the development of power electronic technology, microelectronic technology and modern control theory, medium, small power motors in industrial and agricultural production and peoples daily life are extremely extensive application. EspeciallyIn the township enterprises and household ap

4、pliances, but also need to have a lot of, small power motor. Due to the development of the motor and the widespread application, its use, maintenance and maintenance work is more important application of motor machine widely, variety, the performance of different classification methods are many. And

5、 with the increasing of three-phase asynchronous motor technology development structure simple, reliable operation, light weight, low price and more by the vast number of small and medium enterprises welcome. So it is very important to control and operation of three-phase asynchronous motor the main

6、tenance.In this paper, the development history, working principle, around the motor three-phase asynchronous motor control and daily operation and maintenance are discussed.Keywords history phase of working principle of asynchronous motor control operation and maintenanceII重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 目錄目 錄

7、中文摘要I英文摘要II1 緒 論11.1 課題背景11.1.1能源現(xiàn)狀及發(fā)展11.1.2我國太陽能資源11.1.3目前太陽能的開發(fā)和利用21.2研究課題的意義21.2.1新環(huán)保能源21.2.2提高太陽能的利用率21.3太陽能利用的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀31.4太陽追蹤系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀42太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.1太陽運(yùn)行的規(guī)律52.2跟蹤器機(jī)械執(zhí)行部分比較選擇52.2.1立柱轉(zhuǎn)動(dòng)式跟蹤器52.2.2陀螺儀式跟蹤器62.2.3齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)式跟蹤器72.2.4本課題的機(jī)械設(shè)計(jì)方案72.3跟蹤方案的比較選擇82.3.1視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤82.3.2光電跟蹤92.3.3視日運(yùn)動(dòng)軌跡跟蹤和光電跟蹤相結(jié)合1

8、12.3.4 本設(shè)計(jì)的跟蹤方案113 機(jī)械設(shè)計(jì)部分123.1太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方案123.2第一齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算123.2.1材料選擇123.2.2尺寸計(jì)算123.2.3校核計(jì)算133.2.4 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算153.3第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算163.3.1材料選擇163.3.2尺寸計(jì)算163.3.3校核計(jì)算173.3.4 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算183.4 軸瓦校核計(jì)算203.4.1大軸瓦校核計(jì)算203.4.2小軸瓦校核計(jì)算223.5鍵聯(lián)接計(jì)算243.5.1主軸與大齒輪的鍵聯(lián)接243.5.2 小軸與齒圈的鍵聯(lián)接243.5.3 步進(jìn)電機(jī)1輸出軸與小齒輪1的聯(lián)接253.5.4 步進(jìn)電機(jī)2輸出軸與小齒

9、輪2的聯(lián)接253.6抗風(fēng)性分析253.6.1底座上螺釘校核253.6.2軸校核264自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)284.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)284.2光電轉(zhuǎn)換器284.3單片機(jī)及其外圍電路294.3.1 AT89C51單片機(jī)294.3.2外圍電路314.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路324.4.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)介紹324.4.2步進(jìn)電機(jī)的主要特性334.4.3步進(jìn)電機(jī)的選擇334.4.4驅(qū)動(dòng)電路344.5系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)364.5.1光敏電阻光強(qiáng)比較法364.5.2光敏電阻光強(qiáng)比較法的工作過程374.5.3系統(tǒng)的流程圖375 結(jié) 論40致 謝41參考文獻(xiàn)422重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 1 緒論1 緒 論1.1 課

10、題背景1.1.1電動(dòng)機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展電動(dòng)機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動(dòng)機(jī)的發(fā)展也促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)一個(gè)多世紀(jì)以來，雖然電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動(dòng)機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動(dòng)機(jī)，控制電動(dòng)機(jī)具有高可靠性好精確度快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電動(dòng)機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。電動(dòng)機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，是國民經(jīng)濟(jì)各

11、部門應(yīng)用最多的動(dòng)力機(jī)械。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。由于電力拖動(dòng)具有控制簡單調(diào)節(jié)性能好耗損小經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。按照電動(dòng)機(jī)的種類不同，電力拖動(dòng)系統(tǒng)分為直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)兩大類?？v觀電力拖動(dòng)的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動(dòng)方式并存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動(dòng)是唯一的一種電力拖動(dòng)方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動(dòng)機(jī)，致使交流電力拖動(dòng)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機(jī)械加工與冶金

12、工業(yè)生產(chǎn)過程的進(jìn)步對(duì)電力拖動(dòng)在起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動(dòng)比直流電力拖動(dòng)在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動(dòng)，而交流電力拖動(dòng)則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。 雖然直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場(chǎng)合使用），其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交

13、流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動(dòng)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動(dòng)逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動(dòng)媲美。除此之外，由于交流電力拖動(dòng)具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域。經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)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

14、，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。未來電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。1.1.2我國電機(jī)新中國成立前，我國的電機(jī)工業(yè)極端落后，全國只有少數(shù)幾家規(guī)模小、設(shè)備差、生產(chǎn)能力低的電機(jī)制造廠，新中國成立以來，我國的電機(jī)工業(yè)發(fā)生了巨大的變化，經(jīng)過50年的努力，不僅建成了獨(dú)立自主和完整的體系，而且有一些產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平。咋電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方面，隨著大功率電力電子元件及微電子器的出現(xiàn)和變頻技術(shù)的發(fā)展，是交流異步機(jī)的調(diào)速在平滑度、范圍和效率方面都得到了很大進(jìn)步，由于生產(chǎn)商的需要，近幾年來，對(duì)電機(jī)的新原理、新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料、新的運(yùn)行方式和調(diào)試方法，進(jìn)行了許多

15、的探索、研究和試驗(yàn)工作，取得了一定的成就。1.2研究課題的意義1.2.1電動(dòng)機(jī)的控制和運(yùn)行維護(hù)的深遠(yuǎn)影響電動(dòng)機(jī)是人類在生產(chǎn)和生活中必不可少的一部分；而三相異步電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)的核心部分。在現(xiàn)代的生產(chǎn)工藝中需要各種的機(jī)械，而機(jī)械的拖動(dòng)一般是氣動(dòng)式、液體壓力式以及電機(jī)拖動(dòng)式。由于電機(jī)拖動(dòng)式結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)性能好、損耗少并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所以在現(xiàn)代的生產(chǎn)中大部分都使用電機(jī)拖動(dòng)。并且三相異步電動(dòng)機(jī)又是電動(dòng)機(jī)中的核心部分，所以本課題有關(guān)三相異步電動(dòng)機(jī)的控制和維護(hù)顯得至關(guān)重要。重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 2太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2 電動(dòng)機(jī)的分類2.1電動(dòng)機(jī)的分類按電源分電動(dòng)機(jī)可分為直流電動(dòng)機(jī)和交

16、流電動(dòng)機(jī)兩大類。而直流電動(dòng)機(jī)又分為有刷直流電動(dòng)機(jī)和無刷直流電動(dòng)機(jī)兩類；交流電動(dòng)機(jī)分為單相交流電動(dòng)機(jī)和三相交流電動(dòng)機(jī)兩類。按結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)可分為同步電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)兩大類。同步電動(dòng)機(jī)包括永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電機(jī)以及磁滯同步電機(jī)三種。異步電動(dòng)機(jī)包括單相異步電動(dòng)機(jī)、三相異步電動(dòng)機(jī)等。5重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 4自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3. 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的總結(jié)構(gòu)圖3-1 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 6軸承 7端蓋 8風(fēng)扇 9風(fēng)罩 10接線盒電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)也可分為定子、轉(zhuǎn)子兩大部

17、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3-1所示是一臺(tái)封閉式三相

18、異步電動(dòng)機(jī)解體后的零部件圖。3.1.2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。機(jī)座。機(jī)座用來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。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(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

19、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。 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，軸承上緊貼軸的一面一般開有油槽。3.1.3轉(zhuǎn)子部分轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)中的旋轉(zhuǎn)部分，如圖1中的部件5一般由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)

20、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)。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3-1中的第5部分；籠型繞組(也稱為導(dǎo)條)是在轉(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)

21、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。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2所示。(a) 直條形式 (b) 斜條形式圖3-2籠型異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組形式繞線型轉(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，與外部的變阻器連接，構(gòu)成轉(zhuǎn)子的閉合回路，以便于控制，如圖3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，以減少電刷摩擦。圖

22、3-3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3-1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，如圖3-3(b)所示。 3.1.4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

23、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。3.1.5三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù) 三相異步電動(dòng)機(jī)在出廠時(shí)，機(jī)座上都固定著一塊銘牌，銘牌上標(biāo)注著額定數(shù)據(jù)。主要的額定數(shù)據(jù)為：額定功率PN(kW)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上輸出的機(jī)械功率。 額定電壓UN(v)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電源加于定子繞組上的線電壓。額定電流IN(A)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，電源供給定子繞組上的線電流。額定轉(zhuǎn)速門nN(r/min)：指電動(dòng)機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)軸上的每分轉(zhuǎn)速。額定頻率fN(Hz)：指電動(dòng)機(jī)所接交流電源的頻率。額定工作

24、制：指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下工作，可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間和順序，可分為額定連續(xù)工作的定額S1、短時(shí)工作的定額S2、斷續(xù)工作的定額S3等3種。 此外，銘牌上還標(biāo)明繞組的相數(shù)與接法(接成星形或三角形)、絕緣等級(jí)及溫升等。對(duì)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還應(yīng)標(biāo)明轉(zhuǎn)子的額定電動(dòng)勢(shì)及額定電流。3.2三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理3.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子電流的相互作用。圖3-4假設(shè)定子只有一對(duì)磁極，轉(zhuǎn)子只有一匝繞組。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線（其方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相反），因而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e從而產(chǎn)生感應(yīng)電流i。根據(jù)安培電磁力定律，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁

25、場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力F（其方向用左手定則決定），這力在轉(zhuǎn)子的軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)子受此轉(zhuǎn)矩的作用，按旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)起來。如圖3-4所示。3.2.2定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 假設(shè)每相繞組只有一個(gè)線匝，分別嵌放在定子內(nèi)圓周的6個(gè)凹槽之中。現(xiàn)將三相繞組的末端U2、V2、W2相連，首端U1、V1、W1接三相交流電源。且三相繞組分別叫做U、V、W相繞組。如3-5所示。圖3-5假定定子繞組中電流的正方向規(guī)定為從首端流向末端，且A相繞組的電流作為參考正弦量，即 iU的初相位為零，則三相繞組U、V、W的電流（相序?yàn)閁VW）的瞬時(shí)值為：如圖3-6所示是這些電流隨時(shí)間變化的曲線

26、。圖3-6t=0時(shí)iU=0，iV為負(fù)，電流實(shí)際方向與正方向相反，即電流從V2端流到V1端；iW為正，電流實(shí)際方向與正方向一致，即電流從W1端流到W2端。按右手螺旋法則確定三相電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)如圖3-7（a）箭頭所示。t=/2 ia為正，電流實(shí)際方向與正方向一致，即電流從U1端流到U2端。Iv、iw為負(fù)，電流實(shí)際方向與正方向相反，即電流從V2、W2端流到V1、W1端；此時(shí)的合成磁場(chǎng)如圖3-7（b）所示，合成磁場(chǎng)已從t=0瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了90。圖3-7 t=iu=0，iv為正，電流實(shí)際方向與正方向一致，即電流從v1端流到v2端。Iw為負(fù)，電流實(shí)際方向與正方向相反，即電流從W2端流到W

27、1端；此時(shí)的合成磁場(chǎng) 如圖3-8（c）所示，合成磁場(chǎng)已從t=0 瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了180。t=3/2 IU為負(fù),電流實(shí)際方向與正方向相反， IviW為正，電流實(shí)際方向與正方向一致，即電流從V1、W1端流到V2、W2端。此時(shí)的合成磁場(chǎng)如圖3-8（d）所示，合成磁場(chǎng)已從 t=0 瞬間所在位置順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了3/2 。按以上分析可以證明：當(dāng)三相電流隨時(shí)間不斷變化時(shí)，合成磁場(chǎng)也在不斷旋轉(zhuǎn)，故稱旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。圖3-83.2.3旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向和速度 U相繞組內(nèi)的電流超前V相繞組內(nèi)的電流2/3，而V相繞組內(nèi)的電流又超前W相繞組內(nèi)的電流2/3，當(dāng)三相交流電的UVW，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閺腢VW，即向

28、順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。在交流電動(dòng)機(jī)中，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相對(duì)定子的旋轉(zhuǎn)速度被稱為同步速度，用n0表示。 以上討論的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，具有一對(duì)磁極（磁極對(duì)數(shù)用p表示）即p=1。從上述分析可以看出，電流變化經(jīng)過一個(gè)周期（變化360電角度），旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間也旋轉(zhuǎn)了一轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)了360機(jī)械角度），若電流的頻率為f，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)每分鐘將旋轉(zhuǎn)60f 轉(zhuǎn)，即：如果把定子鐵心的槽數(shù)增加1倍（12個(gè)槽），制成如圖3-9所示的三相繞組。其中，每相繞組由兩個(gè)部分串聯(lián)組成，再將這三相繞組接到對(duì)稱三相電源使通過對(duì)稱三相電流，便產(chǎn)生具有兩對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。如圖3-9所示。圖3-9對(duì)應(yīng)于不同時(shí)刻，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)到不同位置，此情況下電流變化半個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)

29、磁場(chǎng)在空間只轉(zhuǎn)過了 /2，即1/4轉(zhuǎn)，電流變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間只轉(zhuǎn)了1/2轉(zhuǎn)。由此可知，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)具有兩對(duì)磁極（p=2）時(shí)，其旋轉(zhuǎn)速度僅為一對(duì)磁極時(shí)的一半。依次類推，當(dāng)有p對(duì)磁極時(shí)，其轉(zhuǎn)速為：所以，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度與電流的頻率成正比而與磁級(jí)對(duì)數(shù)成反比。圖3-10為24槽4極三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。圖3-103.2.4轉(zhuǎn)差率 S轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度稱為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，用n表示。由工作原理可知：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n（電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速）恒比旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)速度n0（同步速度）要小。因?yàn)槿绻麅煞N速度相等時(shí)，轉(zhuǎn)子和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體不切割磁力線，因此，不能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子將不能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。因此，轉(zhuǎn)子與旋

30、轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間的轉(zhuǎn)速差是保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的主要因素，也是異步電動(dòng)機(jī)的由來。定義：轉(zhuǎn)速差(n0-n)與同步轉(zhuǎn)速n0的比值稱為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，用表示S，即轉(zhuǎn)差率S是分析異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性的主要參數(shù)3.2.5異步電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)轉(zhuǎn)差率的大小和正負(fù)，異步電動(dòng)幾有三種運(yùn)行狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：（)。特點(diǎn)是n與同方向，且，電磁轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的，將電能變?yōu)闄C(jī)械能。發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：（)。特點(diǎn)是n與同方向且，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)性質(zhì)的，將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。電磁制?dòng)運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率區(qū)間為：（）。特點(diǎn)是n與反方向；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以高于同步的速度切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)的，定子

31、從電網(wǎng)吸收的電能和轉(zhuǎn)子的機(jī)械能都變成電機(jī)內(nèi)部的損耗而轉(zhuǎn)換為熱能(電源反接制動(dòng)就是一個(gè)例子)。4電動(dòng)機(jī)的控制4.1plc對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的控制4.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)的-減壓起動(dòng)控制三相籠型異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。它的起動(dòng)控制有直接（全壓）起動(dòng)和減壓起動(dòng)兩種方式。對(duì)于較大容量的籠型異步電動(dòng)機(jī)（大于10KW），其起動(dòng)電流較大，一般采用減壓起動(dòng)的方式起動(dòng)。減壓起動(dòng)是利用某些設(shè)備或者采用電動(dòng)機(jī)定子繞組換接的方法，降低起動(dòng)時(shí)加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓，而起動(dòng)后再將電壓恢復(fù)到額定值，使之在正常電壓下運(yùn)行。4.1.2三相異步電動(dòng)機(jī)-減壓起動(dòng)的繼電器控

32、制星形-三角形減壓起動(dòng)用于定子繞組在正常運(yùn)行時(shí)接為三角形的電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，實(shí)現(xiàn)減壓起動(dòng)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)再換接成三角形接法。圖4-1 -減壓起動(dòng)的繼電器控制電路圖圖4-1中主電路通過三組接觸器主觸點(diǎn)將電動(dòng)機(jī)的定子繞組接成三角形或星形，即KM1、KM3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，繞組接成星形；KM1、KM2主觸點(diǎn)閉合時(shí)，接為三角形。電路的工作過程：先接通三相電源開關(guān)Q。 KM1線圈得電 起動(dòng)：按下起動(dòng)按鈕SB2 KM3線圈得電 KT線圈得電 電動(dòng)機(jī)接成星形，減壓起動(dòng)觸點(diǎn)KT斷開KM3線圈失電 延時(shí)一定時(shí)間 t 電動(dòng)機(jī)接成三角形觸點(diǎn)KT閉合KM2線圈得電與此同時(shí)，觸點(diǎn)KM2斷開KT線圈失電釋

33、放。停止：按下SB1KM1、KM2線圈失電電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。4.1.3三相異步電動(dòng)機(jī)-減壓起動(dòng)的PLC控制星形-三角形減壓起動(dòng)用于定子繞組在正常運(yùn)行時(shí)接為三角形的電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)將定子繞組接成星形，實(shí)現(xiàn)減壓起動(dòng)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)再換接成三角形接法。有電工基礎(chǔ)知識(shí)可知，星形連接時(shí)起動(dòng)電流僅為三角形連接時(shí)的1/3，相應(yīng)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也是三角形連接時(shí)的1/3。輸入 輸出停止按鈕SB1:X0 KM1:Y0 起動(dòng)按鈕SB2:X1 KM2:Y1 接觸器 FR:X2 KM3:Y2 接觸器圖4-2 三相異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)的I/O接線圖圖4-3減壓起動(dòng)梯形圖對(duì)應(yīng)的指令如下圖：步 序指令 數(shù)據(jù)步 序指令 數(shù)據(jù)0LD X

34、00110MPP1OR Y00011OUT T0 K502ANI X00012LD T03ANI X00213OR Y0014OUT Y00014ANI Y0005LD Y00015ANI Y0026ANI Y00116ANI X0027MPS17OUT Y0018ANI T018END9OUT Y002圖4-4三相異步電動(dòng)機(jī)的-減壓起動(dòng)的指令語句表4.1.4三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的PLC控制因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向決定的，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向取決于定子繞組中通入三相電流的相序。因此，要改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向非常容易，只要將電動(dòng)機(jī)三相供電電源中的任意兩相對(duì)調(diào)，這時(shí)接到電動(dòng)

35、機(jī)定子繞組的電流相序被改變，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向也被改變，電動(dòng)機(jī)就實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。4.1.5三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的繼電器控制在沒有按下停止按鈕SB3且熱繼電器FR沒有動(dòng)作的情況下，X000和X003觸點(diǎn)均為閉合狀態(tài)。此時(shí)按下正向起動(dòng)按鈕SB1，輸入繼電器X001動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y000線圈得電并自鎖，接觸器KM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；與此同時(shí)，Y000的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開Y001線圈的驅(qū)動(dòng)回路,KM2不能吸合，實(shí)現(xiàn)了電氣互鎖。按下反向起動(dòng)按鈕SB2時(shí)，X002動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，Y001線圈得電并自鎖，接觸器KM2得電吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)；與此同時(shí)，Y001的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開Y000線圈的驅(qū)動(dòng)回路，KM1不能吸合，

36、實(shí)現(xiàn)電氣互鎖。停機(jī)時(shí)按下按鈕SB3，X000動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開；過載時(shí)熱繼電器FR動(dòng)作，X003觸點(diǎn)斷開，這兩種情況都使得Y000、Y001線圈失電，進(jìn)而使KM1、KM2失電釋放，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。圖4-5 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)繼電器控制圖4.1.6三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)PLC控制輸入 輸出SB1：X1 KM1：Y0SB2：X2 KM2：Y1SB3：X0FR：X3SB1為正 SB2為反KM1為正轉(zhuǎn)接觸線圈KM2為反轉(zhuǎn)接觸線圈圖4-6輸入輸出接線圖圖4-7梯形圖將PLC連上編程器并接通電源后，PLC電源指示燈亮，將編程器開關(guān)打到“PROGRAM”位置，這時(shí)PLC處于編程狀態(tài)。編程器顯示PASSWORD!這時(shí)依次按Cl

37、tr鍵和Montr鍵，直至屏幕顯示地址號(hào)0000，這時(shí)即可輸入程序。在輸入程序前，需清除存儲(chǔ)器中內(nèi)容，按照以上控制的梯形圖或程序指令將控制程序?qū)懭隤LC，當(dāng)程序輸入到PLC指令如下圖。對(duì)應(yīng)的指令如下圖圖4-3減壓起動(dòng)梯形圖步 序指 令 數(shù)據(jù)步 序指 令 數(shù)據(jù)0LD X0017OR Y0021OR Y0018ANI X0002ANI X0009ANI X0033ANI X00310ANI Y0014ANI Y00211OUT Y0025OUT Y00112END6LD X002圖4-8減壓起動(dòng)梯形圖4.1.7三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)的繼電器控制在生產(chǎn)過程中，有些設(shè)備電動(dòng)機(jī)斷電后由于慣性作用，停機(jī)

38、時(shí)間拖得過長，導(dǎo)致生產(chǎn)率降低，還會(huì)造成停機(jī)位置不準(zhǔn)確，工作不安全。為了縮短輔助工作時(shí)間、提高生產(chǎn)率和獲得準(zhǔn)確的停機(jī)位置，必須對(duì)電動(dòng)機(jī)采取有效的制動(dòng)措施。停機(jī)制動(dòng)有兩種類型：一是電磁鐵操縱機(jī)械進(jìn)行制動(dòng)的電磁機(jī)械制動(dòng)；二是電氣制動(dòng)，即電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子原來的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的轉(zhuǎn)矩來進(jìn)行制動(dòng)。常用的電氣制動(dòng)有反接制動(dòng)和能耗制動(dòng)。反接制動(dòng)就是通過改變異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中三相電源相序，產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的反向起動(dòng)轉(zhuǎn)矩而進(jìn)行制動(dòng)停轉(zhuǎn)的。反接制動(dòng)的關(guān)鍵在于將電動(dòng)機(jī)三相電源相序進(jìn)行切換，且當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，能自動(dòng)將電源斷開。圖4-9反接制動(dòng)繼電器控制圖主電路：接觸器KM1用來控制電動(dòng)機(jī)M正常運(yùn)轉(zhuǎn)，接

39、觸器KM2用來改變電動(dòng)機(jī)M的電源相序。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)反接制動(dòng)電流很大，所以在制動(dòng)電路中串接了降壓電阻R，以限制反向制動(dòng)電流?？刂齐娐罚河蓛蓷l控制回路組成。一條是控制M正常運(yùn)轉(zhuǎn)的回路，另一條是控制M反向制動(dòng)的回路。電路的起動(dòng)過程：起動(dòng)：按下SB2KM1線圈得電M開始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)KM1輔助動(dòng)合觸點(diǎn)閉合自鎖，KM1輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，進(jìn)行互鎖。M處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)，KS的觸點(diǎn)閉合，為反接制動(dòng)做準(zhǔn)備。制動(dòng)：按下復(fù)合按鈕SB1KM1線圈失電，KM2線圈由于KS的動(dòng)合觸點(diǎn)在轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動(dòng)仍閉合自鎖，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入反接制動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時(shí)，KS的觸點(diǎn)復(fù)位斷開，KM2線圈失電制動(dòng)結(jié)束，停機(jī)。4.1.8三相異步電動(dòng)機(jī)的反接

40、制動(dòng)的PLC控制 輸入 輸出 SB1:X0 KM1:Y1 SB2:X1 KM2:Y2 FR:X2 KS:X3圖4-10輸入輸出接線圖圖4-11反接制動(dòng)梯形圖對(duì)應(yīng)的指令如下圖：步 序指令 數(shù)據(jù)步 序指令 數(shù)據(jù)0LDI X0007LD X0001LD X0018OR Y0022OR Y0019ANI Y0013ANB10AND X0034ANI Y00211ANI X0025ANI X00212OUT Y0026OUT Y00113表4-12 三相異步電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)的指令語句表4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的一般控制4.2.1點(diǎn)動(dòng)控制一般使用在機(jī)床電路和行車控制電路中，在三胺裝置中沒有使用?？刂茣r(shí)，按下啟

41、動(dòng)按鈕，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，松開按鈕，電機(jī)停止；一般使用在負(fù)荷不大，電機(jī)功率不高，不需要連續(xù)運(yùn)行的電機(jī)控制中。4.2.2自保控制大量應(yīng)用在三胺裝置的各個(gè)方面?？刂茣r(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，KM線圈得電，電機(jī)啟動(dòng)，KM的輔助常開觸頭閉合，短接啟動(dòng)按鈕兩端，松開啟動(dòng)按鈕，控制線路通過KM的輔助常開觸頭自保持；按下停止按鈕，KM線圈失電，KM的輔助常開觸頭釋放，電機(jī)停止。在需要連續(xù)運(yùn)行的裝置中，這種控制方式大量使用。除了控制外，控制線路一般還提供了保護(hù)、測(cè)量、指示等一系列裝置，保證電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于電子技術(shù)特別是微電子技術(shù)的發(fā)展，一種電機(jī)綜合保護(hù)儀（俗稱馬達(dá)保護(hù)器）被廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制線路中，在三胺裝置中，所有重

42、要設(shè)備的電機(jī)大都采用馬達(dá)保護(hù)器對(duì)電機(jī)進(jìn)行保護(hù)。4.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)器控制電壓由零慢慢提升到額定電壓，這樣電機(jī)在啟動(dòng)過程中的啟動(dòng)電流，就由過去過載沖擊電流不可控制變成為可控制。并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流的大小。電機(jī)啟動(dòng)的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩，而是平滑的啟動(dòng)運(yùn)行。這就是軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器（soft start）是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的

43、功能。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處是：（1）無沖擊電流。軟啟動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。對(duì)電機(jī)無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動(dòng)，減少對(duì)負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機(jī)器使用壽命。（2）有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機(jī)，它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病，減輕對(duì)重載機(jī)械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng)，減少設(shè)備損壞。（3）起動(dòng)參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。軟啟動(dòng)器主要有整流器、中間電

44、路、逆變器、控制電路等組成。1、整流器：它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓。2、中間電路：有以下三種作用：a. 使脈動(dòng)的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。b. 通過開關(guān)電源為各個(gè)控制線路供電c. 可以配置濾波或制動(dòng)裝置以提高變頻器性能。3、逆變器：將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。4、控制電路：它將信號(hào)傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來自這些部分的信號(hào)。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動(dòng)電路、操作控制電路。主要功能是：a.利用信號(hào)來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。b.提供操作變頻器的各種控制信號(hào)。C.監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。三胺軟啟動(dòng)器有P-1201A/

45、B、P-1108A/B、P-1111A/B、T404A1/A2/A3 7臺(tái)軟起動(dòng)器（其中P-1108A/B和P-1111A/B為ABB產(chǎn)品，其他為施耐德產(chǎn)品）。4.3變頻器對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的控制用電三相異步電動(dòng)機(jī)在需要調(diào)速的場(chǎng)合，就需要通過變頻器控制。變頻器是利力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為

46、IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。采用變頻控制的三相異步電動(dòng)機(jī)不僅實(shí)現(xiàn)了無極調(diào)速，還具備了軟啟動(dòng)器的所有功能，一樣實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停車。三胺一共有P1134A/B、P1103A/B、P1105A/B 6臺(tái)大變頻器，為ABB產(chǎn)品；905包裝樓7臺(tái)小變頻器和P1301A/B、P1302A/B 4臺(tái)大型變頻調(diào)速柜，為西門子產(chǎn)品。5三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)和檢修5.1三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)5.1.1電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備為了保證電動(dòng)機(jī)正常安全地啟動(dòng)，一般啟動(dòng)前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備：（1）檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動(dòng)。

47、（2）啟動(dòng)器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。（3）熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。 （4）電動(dòng)機(jī)接線板上接頭有無松動(dòng)或氧化。 （5）檢查傳動(dòng)裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。 （6）傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。 （7）檢查電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動(dòng)、脫落等。 （8）搬開電動(dòng)機(jī)周圍的雜物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。 （9）檢查負(fù)載機(jī)械是否妥善地作好了啟動(dòng)準(zhǔn)備。 （10）對(duì)正常運(yùn)行中的繞線式電動(dòng)機(jī)，應(yīng)經(jīng)常觀察電動(dòng)機(jī)滑環(huán)有無偏心擺動(dòng)現(xiàn)象；

48、觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異?，F(xiàn)象?；h(huán)上碳刷是否要更換。5.1.2啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意的問題（1）接通電源后，如果電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動(dòng)機(jī)發(fā)故障，否則將會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)和發(fā)生危險(xiǎn)。 （2）啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意觀察電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、負(fù)載機(jī)械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動(dòng)。 （3）利用手動(dòng)補(bǔ)償器或手動(dòng)星三角啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動(dòng)位置，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故。（4）同一線路上的電動(dòng)機(jī)不應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)，一般應(yīng)由大到小逐臺(tái)啟動(dòng)以免多太電動(dòng)機(jī)同時(shí)

49、啟動(dòng)，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難引起線路故障或使開關(guān)設(shè)備跳閘。 （5）啟動(dòng)時(shí)，若電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反了，應(yīng)立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。5.1.3監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的溫度 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)熱，使電動(dòng)機(jī)溫度升高，但不應(yīng)超出允許的限度。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大，使用環(huán)境溫度過高，通風(fēng)不暢或運(yùn)行中發(fā)生故障，就會(huì)使其溫度超出允許限度，導(dǎo)致繞組 過熱燒毀，因此電動(dòng)機(jī)溫度的高低是反映電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主要標(biāo)志，在運(yùn)行中經(jīng)常檢查。判斷電動(dòng)機(jī)是否過熱，可以用以下方法： （1）憑手的感覺：如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動(dòng)機(jī)溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回

50、來，說明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過熱。 （2）在電動(dòng)機(jī)外殼上滴2-3滴水，如果只冒熱氣沒有聲音，則說明電動(dòng)機(jī)沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時(shí)伴有咝咝聲，說明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過熱。 （3）判別電動(dòng)機(jī)是否過熱的準(zhǔn)確方法還是用溫度計(jì)測(cè)量。 發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過熱應(yīng)該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。5.1.4監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電流一般容量較大的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)電流表，隨時(shí)對(duì)其電流進(jìn)行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應(yīng)立即停車檢查。容量較小的電動(dòng)機(jī)一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測(cè)量。 5.1.5監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電壓 電動(dòng)機(jī)的電源上最好裝設(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便對(duì)其三相電源、壓進(jìn)行監(jiān)視。電動(dòng)機(jī)的電源電壓過高、過低或

51、三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會(huì)帶來不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。 5.1.6注意電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、響聲和氣味 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)、輕快、無異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動(dòng)，噪音和焦臭氣味，應(yīng)停車進(jìn)行檢查修理。 5.1.5 注意傳動(dòng)裝置的檢查 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無松動(dòng)，傳動(dòng)皮帶是否有過緊、過松的現(xiàn)象等，如果有，應(yīng)停車上緊或進(jìn)行調(diào)整。 5.1.6 注意軸承的工作情況 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正常或過熱，應(yīng)檢查潤滑情況是否良好和有無磨損。 5.1.7注意交流電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)或直流電動(dòng)機(jī)的換向器火花 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行

52、中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。如果所發(fā)生的火花大于某一規(guī)定限度，尤其是出現(xiàn)放電性的紅色電弧火花時(shí)，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時(shí)加以糾正。5.2電動(dòng)機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)為了保證電動(dòng)機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運(yùn)行過程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時(shí)間可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下： （1）及時(shí)清除電動(dòng)機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次。 （2）經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動(dòng)或燒傷。 （3）定期測(cè)量電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測(cè)量。 （4）定期用煤油清洗軸承并更換新油（一般半年更換一次），換油時(shí)不應(yīng)上滿，一般占油腔的1/22/3，否則，容易發(fā)熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來。 （5）定期檢查啟動(dòng)設(shè)備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。 （6）絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異，所