第二節(jié)三相異步電動機(jī)(二)

1、第三章第三章 電動機(jī)與變壓器電動機(jī)與變壓器 第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動機(jī)（二）三相異步電動機(jī)（二） 第二節(jié)第二節(jié) 三相異步電動機(jī)（二）三相異步電動機(jī)（二）【教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)】 1掌握三相異步電動機(jī)起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制 動的方法； 2了解三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)和故障處 理 ； 3能對三相異步電動機(jī)進(jìn)行簡單的故障處理?！窘虒W(xué)重點教學(xué)重點】 直流電動機(jī)起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動的方法 【教學(xué)難點教學(xué)難點】 三相異步電動機(jī)的故障處理 四、三相異步電動機(jī)的控制四、三相異步電動機(jī)的控制 三相異步電動機(jī)起動時轉(zhuǎn)子電流很大，反映到電動機(jī)的定子側(cè)，使電動機(jī)的起動電流可達(dá)額定電流的57倍。如此大的起動電流會使電網(wǎng)

2、電壓產(chǎn)生波動，影響其他電氣設(shè)備的正常工作，而電動機(jī)本身的起動轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍左右。因此，異步電動機(jī)的起動問題就是如何減小起動電流，而又產(chǎn)生合適的起動轉(zhuǎn)矩。 三相異步電動機(jī)的控制主要包括：起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動等。 1 1三相異步電動機(jī)的起動三相異步電動機(jī)的起動 直接起動又稱全壓起動，是將電動機(jī)的三相定子繞組直接接到電壓為額定電壓的電網(wǎng)上起動。其優(yōu)點是操作和起動設(shè)備簡單，缺點是起動電流大。 （1 1）籠型異步電動機(jī)的直接起動）籠型異步電動機(jī)的直接起動（2 2）籠型異步電動機(jī)的降壓起動）籠型異步電動機(jī)的降壓起動 降壓起動是指起動時降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓，起動結(jié)束后再加額定電壓運(yùn)行

3、。常用的降壓起動方法有自耦變壓器（補(bǔ)償器）降壓起動 ，星-三角（Y-）起動 和串電阻（電抗）降壓起動 。 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 這種起動方法是利用自耦變壓器降低加在定子繞組上的電壓，其線路原理如圖3-26所示。 自耦補(bǔ)償起動的優(yōu)點是能很好的限制起動電流，還可以根據(jù)不同負(fù)載的起動要求選擇起動電壓，但起動轉(zhuǎn)矩也下降了，因此廣泛應(yīng)用于大、中容量的三相異步電動機(jī)空載或輕載起動的場合。其缺點是起動設(shè)備體積大、價格高、質(zhì)量重。 圖3-26 自耦變壓器降壓啟動 自耦變壓器（補(bǔ)償器）降壓起動自耦變壓器（補(bǔ)償器）降壓起動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 將定子繞組三角形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)

4、在起動時改接成星形，起動結(jié)束后恢復(fù)三角形聯(lián)結(jié)。Y-起動接線原理如圖3-27所示。 該起動方法只能適用于空載或輕載起動的場合，并且只能用于正常工作時定子繞組為三角形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)中。Y-起動的優(yōu)點是設(shè)備簡單、價格低，一般做成自動切換，應(yīng)用極為廣泛。 圖3-27 Y-降壓啟動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 星星- -三角（三角（Y-Y-）起動）起動 圖3-28是在定子回路中串電阻器降壓起動電路。 串電阻降壓起動具有設(shè)備線路簡單，起動平穩(wěn)，工作可靠，起動時功率因數(shù)高等優(yōu)點。缺點是電阻的功率損耗大、溫升高，所以一般不宜用于頻繁起動。 圖3-28 串電阻降壓啟動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電

5、動機(jī)的控制 串電阻（電抗）降壓起動串電阻（電抗）降壓起動 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子采用三相對稱繞組，且均采用星形聯(lián)結(jié)。起動時通常在三相繞組中串可變電阻起動，也有部分用頻敏變阻器起動。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)串電阻起動電路如圖3-29所示。 圖3-29 繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)串電阻起動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （3 3）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動）繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)的起動 當(dāng)電動機(jī)容量稍大時，則采用圖3-30所示的電路，此時電阻不是均勻地減小，而是通過接觸器觸點或凸輪控制器觸點的開閉有級地切除電阻，電動機(jī)轉(zhuǎn)速逐步增加，一直到起動過程結(jié)束。電動機(jī)在整個起動過程中起動轉(zhuǎn)矩較大，適合于重載起動，主要

6、用于橋式起重機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)、龍門吊車等。其缺點是所需起動設(shè)備較多，有一部分能量消耗在起動電阻上。 圖3-30 繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)串電阻有極起動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 所謂調(diào)速就是在負(fù)載不變的情況下，用人為的方法來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足不同生產(chǎn)機(jī)械的要求。用公式表示為：)1 (60)1 (11spfsnn 從上式可以看出，三相異步電動機(jī)以下有三種調(diào)速方法：變極調(diào)速 ，變頻調(diào)速和變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 2 2三相異步電動機(jī)的調(diào)速三相異步電動機(jī)的調(diào)速 變極調(diào)速是通過改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的極數(shù)來達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。由n1=60f1 /p可知，當(dāng)電源頻率

7、一定時，改變定子繞組的接法如圖3-31所示。 變極調(diào)速只用于籠型異步電動機(jī)，其優(yōu)點是設(shè)備簡單、操作方便、效率高； 缺點是調(diào)速級數(shù)少。 圖3-31 三相異步電動機(jī)變極調(diào)速的原理 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （1 1）變極調(diào)速）變極調(diào)速 由于三相異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速成n1與電源頻率f1成正比，連續(xù)地改變電源的頻率，就可以連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速的機(jī)械特性如圖3-32所示。 變頻調(diào)速為無級調(diào)速，調(diào)速范圍大，平滑性好，效率高，能適應(yīng)不同負(fù)載的要求。不足之處是調(diào)速系統(tǒng)較復(fù)雜，成本較高。 圖3-32 變頻調(diào)速的機(jī)械特征 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （2 2）變頻

8、調(diào)速）變頻調(diào)速 常用的改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速方法有變阻調(diào)速和變壓調(diào)速。u 變阻調(diào)速：變阻調(diào)速是通過改變電動機(jī)轉(zhuǎn)子電路的外接電阻實現(xiàn)的，因此只適用于繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)。 u 變壓調(diào)速：變壓調(diào)速是通過改變電動機(jī)定子繞組上的電壓實現(xiàn)的，適用于籠型異步電動機(jī)的調(diào)速。當(dāng)加在定子繞組上的電壓發(fā)生改變時，它的機(jī)械特性如圖3-33所示。 圖3-33 籠型異步電動機(jī)改變定子電壓調(diào)速 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （3 3）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速）變轉(zhuǎn)差率調(diào)速 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，而旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向取決于定子繞組通電電流的相序，因此，要使電動機(jī)機(jī)反轉(zhuǎn)只要將接在定子繞組上的任意兩根相線對調(diào)即可。圖3-

9、34是利用倒順開關(guān)來實現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的原理電路圖。當(dāng)開關(guān)向上合時，假定電動機(jī)正轉(zhuǎn)，則當(dāng)開關(guān)向下合時，電動機(jī)就隨之反轉(zhuǎn)。圖3-34 三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn) 電路圖 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 3 3三相三相異異步步電動電動機(jī)的反機(jī)的反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 為了使電動機(jī)迅速、準(zhǔn)確地停轉(zhuǎn)，必須對電動機(jī)實行制動。根據(jù)制動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的方法不同，可分機(jī)械制機(jī)械制動動和電氣制動電氣制動兩類。 機(jī)械制動通常是靠摩擦產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，最常用的裝置是電磁抱閘，如圖3-35所示 。圖3-35 電磁抱閘裝置 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 4 4三相異步電動機(jī)的制動三相異步電動機(jī)的制動 電氣制動是使異步電動機(jī)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)

10、動方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使電力拖動系統(tǒng)迅速停轉(zhuǎn)或限制轉(zhuǎn)速。常用的電氣制動方法有反反接制動接制動、能耗制動能耗制動和再生制動再生制動三種。 u 反接制動的原理與電動機(jī)反轉(zhuǎn)是一樣的。反接制動的原理與電動機(jī)反轉(zhuǎn)是一樣的，改變正在轉(zhuǎn)動的電動機(jī)定子繞組中任意兩相的接線，使磁場反轉(zhuǎn)，從而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生與轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)速很快下降到零。u當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速接近于零時，立即切斷電源，避免電動機(jī)反轉(zhuǎn)。在開始制動的瞬間，電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流比起動時還大（S1），為限制電流的沖擊往往在定子繞組中串入限流電阻器R。u這種制動的優(yōu)點是停車迅速，設(shè)備簡單；u缺點是對電動機(jī)及負(fù)載沖擊大，一般只用于小型電動機(jī)且不經(jīng)常停車制動的

11、場合。 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （1 1）反接制動）反接制動 u 能耗制動是在斷開定子繞組交流電源的同時，立即給兩相定子繞組通入直流電，定子產(chǎn)生恒定磁場。u 制動轉(zhuǎn)矩的大小與直流電流的大小有關(guān)，直流電流一般為電動機(jī)額定電流的0.51倍。制動過程如圖3-36所示。 u 這種制動方法是利用轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)動切割磁通而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，把轉(zhuǎn)子的動能消耗在轉(zhuǎn)子回路的電阻上，所以稱為能耗制動。u 能耗制動的優(yōu)點是制動力較強(qiáng)，制動過程平穩(wěn)，對電網(wǎng)影響小。u 缺點是需要直流電源，低速時制動效果差，一般用于要求迅速停車的場合。 圖3-36 異步電動機(jī)能耗制動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制

12、（2 2）能耗制動）能耗制動 三相異步電動機(jī)的控制三相異步電動機(jī)的控制 （3 3）再生制動）再生制動 u 再生制動又稱回饋制動、發(fā)電制動，是指由于外力的作用轉(zhuǎn)子電流與產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩改變了方向，驅(qū)動力矩變?yōu)橹苿恿?，電動機(jī)在制動狀態(tài)下運(yùn)行，即電動機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，向電網(wǎng)反送電，故稱為再生制動，又稱回饋制動或發(fā)電制動。 u 再生制動可向電網(wǎng)回饋電能，所以經(jīng)濟(jì)性能好，但應(yīng)用范圍很窄，只有在nn1時才能實現(xiàn)。u 常用于起重機(jī)、電力機(jī)車和多速電動機(jī)中。 而且只能限制電動機(jī)轉(zhuǎn)速，不能制停。 l 對照電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)中所規(guī)定的額定值與要求，檢查電源、起動設(shè)備的容量、規(guī)格是否與電動機(jī)配套。l 檢查配線大

13、小是否合適，電動機(jī)的接線是否正確，端子有無松動。l 測試絕緣電阻，檢查電動機(jī)的起動方法。 l 用手轉(zhuǎn)動電動機(jī)轉(zhuǎn)軸，檢查是否靈活，確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)向。 l 電動機(jī)起動設(shè)備是否良好，所帶負(fù)載是否正常。 1 1、三相異步電動機(jī)起動前的檢查、三相異步電動機(jī)起動前的檢查 五、三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)五、三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理 l 電動機(jī)的轉(zhuǎn)向是否正確。 l 在起動和加速過程中，是否有異常的聲響和振動。 l 起動電流是否正常，電壓降大小是否影響周圍電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 。 l 電動機(jī)的三相電壓、電流是否正常，起動時間是否符合要求 。 l 起動裝置的動作是否正常，冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的

14、動作是否正常 。 三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理2 2三相異步電動機(jī)起動和運(yùn)行中的注意事項三相異步電動機(jī)起動和運(yùn)行中的注意事項 l 三相異步電動機(jī)的維護(hù)可分為日常維護(hù)、每月或定期維護(hù)、每年維護(hù)三種 。 l 在日常維護(hù)中，主要是檢查電動機(jī)的潤滑系統(tǒng)、外觀、溫度、噪聲、振動等是否有異常情況，以及通風(fēng)系統(tǒng)、滑動摩擦狀況和緊固情況，認(rèn)真做好記錄 。 l 在每月或定期維護(hù)中，主要檢查開關(guān)、配線、接地裝置等有無松動、破損現(xiàn)象，并及時進(jìn)行修理或更換；檢查粉塵堆積的情況，及時清掃；檢查引線和配線有無損傷和老化 。 l 每年維護(hù)的內(nèi)容除上述項目外，還要檢查和更換潤滑劑

15、，必要時，要解體電動機(jī)，進(jìn)行抽心檢查、清掃或清洗油垢，檢查絕緣電阻并進(jìn)行干燥處理，檢查零部件生銹和腐蝕情況 。 三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理3 3三相異步電動機(jī)的維護(hù)三相異步電動機(jī)的維護(hù) 輔 助 故 障 現(xiàn) 象可 能 的 原 因檢 查 和 排 除 方 法無任何聲響電源未能真正接通檢查電源線路是否完好，熔斷器是否熔斷，起動設(shè)備、控制線路、過載保護(hù)是否正確有開關(guān)動作聲或電動機(jī)嗡嗡聲電源缺相或電壓過低檢查線路，恢復(fù)三相或查找電壓過低原因并排除定子繞組接線錯誤對照銘牌檢查接線，糾正錯誤定子或繞線電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組斷路找出斷路點接好，若已燒壞則需重新繞制負(fù)載過大

16、或傳動機(jī)構(gòu)卡死減小負(fù)載或排除機(jī)械故障繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路開路找出開路點，加以修復(fù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理4 4三相異步電動機(jī)的常見故障及其處理方法三相異步電動機(jī)的常見故障及其處理方法（1 1）電動機(jī)無法起動）電動機(jī)無法起動 輔 助 故 障 現(xiàn) 象可 能 的 原 因檢 查 和 排 除 方 法三相電流不平衡匝間短路或某相繞組內(nèi)部接反拆開修理或更換繞組，調(diào)整接線空載時電流偏大電源電壓過高查找原因并排除軸承損壞或裝配不良調(diào)整或更換軸承帶負(fù)載后轉(zhuǎn)速過低電源電壓過低調(diào)節(jié)電壓至額定值并設(shè)法穩(wěn)定電壓負(fù)載過大核對負(fù)載，調(diào)整為額定負(fù)載籠型轉(zhuǎn)子繞組松動或斷條更換轉(zhuǎn)子

17、繞線電動機(jī)轉(zhuǎn)子繞組一相接觸不良或斷開檢查電刷壓力，電刷與滑環(huán)接觸情況及轉(zhuǎn)子繞組三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理（2 2）電動機(jī)轉(zhuǎn)速不正常）電動機(jī)轉(zhuǎn)速不正常 輔 助 故 障 現(xiàn) 象可 能 的 原 因檢 查 和 排 除 方 法溫升過高負(fù)載過重或起動過于頻繁 減輕負(fù)載或減少起動次數(shù)通風(fēng)不良檢查風(fēng)扇是否正常，風(fēng)道是否暢通定子繞組接線錯誤對照銘牌檢查接線，糾正錯誤電樞過熱定子繞組接地或匝間、相間短路 查找接地或短路部位，加以修復(fù)定、轉(zhuǎn)子相擦 檢查軸承、轉(zhuǎn)子是否變形，并修理或更換電壓過高、過低或缺相檢查恢復(fù)三相電壓并穩(wěn)定電壓為額定值軸承過熱軸承磨損或潤滑不良更換軸承或加入適量潤滑油三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理（3 3）電動機(jī)溫升過高或冒煙）電動機(jī)溫升過高或冒煙 輔 助 故 障 現(xiàn) 象可 能 的 原 因檢 查 和 排 除 方 法振動過大電動機(jī)安裝不妥 檢查電動機(jī)安裝情況及地腳螺絲是否擰緊轉(zhuǎn)動部分不平衡校正轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸等部位的平衡負(fù)載突然過重減輕負(fù)載有異常響聲電源缺相檢查線路，恢復(fù)三相電壓軸承損壞或潤滑不良更換軸承或清洗并潤滑軸承定、轉(zhuǎn)子相擦 檢查軸承、轉(zhuǎn)子是否變形，并修理或更換有異物進(jìn)入或風(fēng)扇碰機(jī)殼清除異物或調(diào)整扇葉三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù)三相異步電動機(jī)的使用、維護(hù) 及故障處理及故障處理（4 4）電