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大開(kāi)眼界,電工專業(yè)三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制電路原理!
三相交流異步電動(dòng)機(jī)在日常生活中廣泛使用.要求對(duì)其安全,可靠,自如控制.在現(xiàn)代電工,尤其是PLC可編程控制器中,電動(dòng)機(jī)"啟-保-停"控制電路是其設(shè)計(jì)中的基本.本文循序漸進(jìn)就三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)的過(guò)程,做了優(yōu)缺點(diǎn)的分析,以便使用三相交流異步電動(dòng)機(jī)的人能清楚理解并掌握其設(shè)計(jì)原理及過(guò)程.
低壓異步電機(jī)維修及技術(shù)檢測(cè)
測(cè)量低壓電機(jī)絕緣電阻:用500V兆歐表測(cè)量電纜和電機(jī)相間絕緣、對(duì)地絕緣并作好數(shù)據(jù)記錄。
測(cè)量三相直流電阻:
1>.30KW以下電機(jī)可用萬(wàn)用表直接測(cè)量;
2>.30KW以上電機(jī)使用雙臂電橋測(cè)量U1U2、V1V2、W1W2阻值,測(cè)量時(shí)應(yīng)事先拆下連接片并用萬(wàn)用表分出組別后測(cè)量并記錄數(shù)據(jù);
3>.三相直流電阻誤差不超過(guò)2%;
振動(dòng)值測(cè)量:
測(cè)振儀電機(jī)空載試驗(yàn)時(shí)用測(cè)振儀分別測(cè)量電機(jī)負(fù)荷側(cè)和非負(fù)荷側(cè)的軸向、徑向振動(dòng)值和竄動(dòng)值標(biāo)準(zhǔn)如下:
額定轉(zhuǎn)速3000 1500 1000 750以下;振動(dòng)值 0.05 0.085 0.10 0.12
溫升值測(cè)量:
用測(cè)溫儀測(cè)量電機(jī)線圈部分及前后軸承溫升,環(huán)境溫度35度一般允許溫升為;軸承小于45K,線圈小于65K
軸承間隙測(cè)量:
1.將保險(xiǎn)絲插入軸承彈夾內(nèi),使其滾過(guò)一個(gè)鋼珠后用螺旋測(cè)微儀測(cè)量保險(xiǎn)絲壓痕中心部分厚度,三次測(cè)量平均值即為該軸承間隙值,一般測(cè)得磨損間隙不大于0.2MM為正常;2.正確讀數(shù)并記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
低壓交流異步電機(jī)維修拆卸步驟
電機(jī)拆卸維修工具準(zhǔn)備:拉碼、銅棒、扳手、撬棒、卡簧鉗、清洗濟(jì)、破布、白布、軸承加熱器、刷子、油盤、套筒
低壓交流異步電機(jī)檢修要點(diǎn)
1.解體前先測(cè)量修前電機(jī)絕緣及三相直流電阻值,作好數(shù)據(jù)記錄;
2.作好各部件位置記號(hào)
3.用拉碼拉出靠背輪
4.取下風(fēng)葉罩及風(fēng)扇
5.拆卸兩小端蓋和大端蓋
6.用接假軸法抽出轉(zhuǎn)子
7.用煤油或帶電清洗劑清洗各部件
電機(jī)維修注意事項(xiàng)
1.拉靠背輪時(shí)注意檢查有無(wú)定位螺絲,如有則先要放松;
2.注意風(fēng)扇及軸承前的卡簧;
3.拆下的各部件應(yīng)分前后排放有序;
4.打開(kāi)端蓋和抽轉(zhuǎn)子時(shí)注意不能碰上鐵心和線圈
三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制電路的識(shí)圖與安裝
電路原理圖的各分支回路一般應(yīng)垂直布置,因而電氣圖形符號(hào)也應(yīng)垂直來(lái)畫,文字符號(hào)一般水平放置。有時(shí),根據(jù)畫圖的需要,在不改變符號(hào)含義的前提下,圖形符號(hào)和文字符號(hào)都可旋轉(zhuǎn),但不可倒置。
上靜、下動(dòng) 開(kāi)關(guān)的靜觸頭在上,為電源側(cè);而動(dòng)觸頭在下,為負(fù)載側(cè)。如果電氣回路需要水平來(lái)畫,電氣圖形符號(hào)可由垂直位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°,即左靜、右動(dòng)。也就是說(shuō)上側(cè)或左側(cè)為電源,下側(cè)或右側(cè)為負(fù)載。
左開(kāi)、右閉 常開(kāi)觸頭朝左開(kāi)口,而常閉觸頭則朝右閉口。如果電氣回路需要水平來(lái)畫,電氣圖形符號(hào)可由垂直位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)90°,即下開(kāi)、上閉。
圖1所示為接觸器電路符號(hào)的畫法。
圖1 接觸器電路符號(hào)的畫法
a)垂直畫法 b)水平畫法
在電氣原理圖中,線圈和觸頭通常不畫在一起,而是畫在電路的不同地方,但只要它們標(biāo)注相同的文字符號(hào),就是一個(gè)器件的線圈和觸頭,例如同一接觸器線圈、接觸器主觸頭和輔助觸頭都用KM1表示,如圖2a所示。當(dāng)一個(gè)電路中只有一只接觸器時(shí),KM1中的1通常省去。
如圖2b所示,同一電路中有多個(gè)相同元器件時(shí),一般用相同的字母表示,但在字母的后邊加上數(shù)字以示區(qū)別,例如KM1、KM2、KM3一般表示的是三只不同的接觸器,這一點(diǎn)要牢記。
圖2 接觸器的標(biāo)注方法
a)同一接觸器的線圈和觸頭 b)不同接觸器的線圈和觸頭
電路全部線圈的觸點(diǎn)都是按線圈不得電時(shí)的常態(tài)畫出的,各刀開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)器件也是按在器件未受外力作用時(shí)的常態(tài)畫出的。
帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路原理圖
圖3所示為帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路原理圖。圖中所用的元器件見(jiàn)表1。
圖3 帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路原理圖
表1 帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路元器件明細(xì)表
1.看資料
結(jié)合電路中的文字說(shuō)明、技術(shù)說(shuō)明,搞清電路的用途,對(duì)電路有一個(gè)大致的了解。從圖中可以看到,此電路有一臺(tái)電動(dòng)機(jī),此電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后連續(xù)運(yùn)行。
2.弄明白電路中各符號(hào)所代表的意義
根據(jù)電氣圖形符號(hào)、文字符號(hào)和元器件明細(xì)表,弄明白電路中各符號(hào)所代表的意義。
3.先看主電路
主電路通常在圖的左側(cè),主電路包括斷路器、接觸器主觸頭、熱繼電器、電動(dòng)機(jī)及連接導(dǎo)線等。它是從電源至電動(dòng)機(jī)輸送電能時(shí)電流所經(jīng)過(guò)的電路,所以電流較大。識(shí)圖時(shí)通常從下面的被控設(shè)備開(kāi)始,經(jīng)控制元件,依次看到電源。通過(guò)看主電路可以知道:
1)主電路中有哪些電器設(shè)備,它們的用途和工作特點(diǎn)是什么。
2)主電路中的電動(dòng)機(jī)是用什么電器控制的,為什么要通過(guò)這些電器,這些電器設(shè)備的作用是什么。
結(jié)合此圖,從電動(dòng)機(jī)M往上看,只有一條主電路:電動(dòng)機(jī)M→熱繼電器FR→接觸器KM主觸頭→三相斷路器QF→三相交流電源。
4.再看控制電路
控制電路在圖的右側(cè),控制電路起控制和保護(hù)作用。控制電路包括熔斷器、接觸器線圈、輔助觸頭、按鈕及連接導(dǎo)線等。看控制電路通常按照自上而下或從左到右的原則。
1)看電源,先搞清電源是交流電源還是直流電源,其次搞清電源從何而來(lái),其電壓是多少。
2)看各控制支路,整個(gè)控制電路可分為幾條獨(dú)立的小回路。
3)看各支路是由哪些元器件構(gòu)成閉合回路的。
結(jié)合此圖可以看到控制電路有三條支路:第一條從電源L3→熔斷器FU→按鈕SB1、SB2→接觸器KM線圈→熱繼電器FR觸點(diǎn)→熔斷器FU→電源L2;第二條從電源L3→熔斷器FU→KM-2常開(kāi)輔助觸頭→紅燈HLR→熔斷器FU→電源L2;第三條從電源L3→熔斷器FU→KM-3常閉輔助觸頭→綠燈HLG→熔斷器FU→電源L2;三條支路的電源都接在L2、L3兩相,電壓為~380V。
5.搞清電路之間的控制關(guān)系
搞清主電路與控制電路及控制支路之間的聯(lián)系和控制關(guān)系,電路中各電器元件、觸頭的作用是什么。
1)先看主電路。電動(dòng)機(jī)M起動(dòng)時(shí),需要合上斷路器QF,同時(shí)還應(yīng)使接觸器KM得電吸合,再觀察接觸器KM的控制電路,平時(shí)SB2的觸頭處于斷開(kāi)位置。所以起動(dòng)時(shí)應(yīng)按下SB2,接通接觸器KM線圈的控制回路,接觸器KM線圈中有電流,接觸器吸合,KM主觸頭閉合,電動(dòng)機(jī)主電路接通,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行。
2)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),不能一直按下SB2。
原來(lái)接觸器吸合后,KM常開(kāi)輔助觸頭閉合,所以松開(kāi)SB2后,與SB2并聯(lián)的KM-1常開(kāi)輔助觸頭(自鎖觸頭)保持吸合,接觸器KM線圈可以一直得電。
3)怎樣使電動(dòng)機(jī)停機(jī)呢?
看圖中的SB1按鈕,它串聯(lián)于KM線圈回路中,按下SB1,接觸器KM線圈中就沒(méi)有電流了,接觸器KM釋放,KM各觸頭恢復(fù)初始狀態(tài),主電路斷開(kāi),電動(dòng)機(jī)停機(jī)。
4)指示燈支路。
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前(或停機(jī)后),由于KM輔助觸頭處于圖中的初始位置,這時(shí)與綠燈HLG相連的KM-3常閉輔助觸頭閉合,綠燈亮;與紅燈HLR相連的KM-2常開(kāi)輔助觸頭斷開(kāi),紅燈滅。起動(dòng)后,接觸器吸合,其常開(kāi)觸頭閉合,常閉觸頭打開(kāi),所以綠燈熄滅,紅燈點(diǎn)亮。
5)電路中斷路器QF、熔斷器FU和熱繼電器FR起什么作用呢?
結(jié)合前面的電工基礎(chǔ)知識(shí)可以知道:斷路器QF作電動(dòng)機(jī)主電路的短路保護(hù),當(dāng)電動(dòng)機(jī)主電路中的連接導(dǎo)線、元器件短路時(shí),斷路器QF跳閘,防止事故的發(fā)生;熔斷器FU作控制電路的短路保護(hù);熱繼電器FR在電路中起過(guò)載保護(hù)的作用,電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí),串接于控制回路的常閉觸點(diǎn)FR斷開(kāi),切斷接觸器KM線圈的供電,電動(dòng)機(jī)保護(hù)停機(jī)。
6.根據(jù)回路編號(hào)了解電路的走向和連接方法
為了安裝接線和維護(hù)檢修,在圖3所示的電路中,可以看到有各種標(biāo)號(hào),這種標(biāo)號(hào)就是回路標(biāo)號(hào)?;芈窐?biāo)號(hào)是電器設(shè)備與電器設(shè)備、元件與元件間(或?qū)Ь€間)的連接標(biāo)記。它是按等電位原則標(biāo)注的,即在電氣回路中連于一點(diǎn)的所有導(dǎo)線用同一數(shù)字標(biāo)注。當(dāng)回路經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)或觸頭時(shí),因?yàn)樵谟|頭兩端已不是等電位,所以應(yīng)給予不同的標(biāo)號(hào)。下面簡(jiǎn)要介紹一下電動(dòng)機(jī)電路的回路標(biāo)號(hào)的標(biāo)注方法。
(1)主電路的回路標(biāo)號(hào)
1)三相電源按相序編號(hào)為L(zhǎng)1、L2、L3,經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)后,在出線接線端子上按相序依次編號(hào)為U11、V11、W11。
2)主電路各支路的編號(hào),應(yīng)從上至下(垂直畫圖時(shí))或從左至右(水平畫圖時(shí)),每經(jīng)過(guò)一個(gè)電器元件的接線端子后編號(hào)要遞增。如U11、V11、W11,U21、V21、W21,...等順序標(biāo)號(hào)。
3)單臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)的三根引出線按相序依次編號(hào)為U、V、W,多臺(tái)電動(dòng)機(jī)引出線的編號(hào),為防止混淆,可在字母前加數(shù)字來(lái)區(qū)別,如1U、1V、1W,2U、2V、2W,...等。
(2)控制電路回路標(biāo)號(hào)
控制電路回路標(biāo)號(hào)應(yīng)從上至下(或從左至右)逐行對(duì)主要降壓元件兩側(cè)的不同線段分別按奇數(shù)和偶數(shù)的順序標(biāo)號(hào),如一側(cè)按1,3,5,...等順序標(biāo)號(hào),另一側(cè)按2,4,6,...等順序標(biāo)號(hào)。編號(hào)的起始數(shù)字,除起動(dòng)支路需從數(shù)字1開(kāi)始外,照明支路和信號(hào)支路可以接上述的數(shù)字編排,也可以一次遞增100作起始數(shù),如照明支路從101開(kāi)始編號(hào),信號(hào)支路從201開(kāi)始編號(hào)。
三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制電路接線圖的識(shí)讀
控制電路接線圖是表示電路連接關(guān)系的一種簡(jiǎn)圖,它是根據(jù)電路原理圖和各電器元件在控制箱(或控制柜)中的實(shí)際安裝位置而繪制的,主要用于電器安裝接線、檢修,它常與電路原理圖配合使用。在識(shí)讀時(shí)應(yīng)熟悉繪制電動(dòng)機(jī)接線圖的幾個(gè)基本原則。
1.安裝接線圖的規(guī)律
1)接線圖中,電器元件及設(shè)備的大小都是根據(jù)它的外形輪廓及實(shí)際尺寸按照統(tǒng)一的比例繪制。
2)接線圖中,各電器元件的圖形符號(hào)及文字符號(hào)要與電路原理圖完全一致,凡是需要接線的端子一定要標(biāo)注端子編號(hào),并與原理圖上相應(yīng)的線號(hào)一致,同一根導(dǎo)線上連接的所有接線端子的編號(hào)應(yīng)相同。
3)同一個(gè)元器件的所有部件(線圈、主觸頭、輔助觸頭)都應(yīng)根據(jù)它的實(shí)際結(jié)構(gòu)畫在一起,并用點(diǎn)畫線框起來(lái);在幾個(gè)或很多個(gè)電器元件四周如果畫上虛線,表明這幾個(gè)或很多個(gè)電器元件是安裝在同一塊控制箱上的。
4)不同控制箱之間或同一控制箱內(nèi)外電器元件之間的連線,應(yīng)通過(guò)接線端子板連接,電器互聯(lián)關(guān)系以線束表示,走向相同的相鄰導(dǎo)線可以繪制成一束線,連接導(dǎo)線應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線參數(shù)(如截面積:主回路導(dǎo)線采用4mm2絕緣銅線,控制回路采用1.5mm2絕緣銅線)。
2.接線圖的識(shí)圖方法
圖4所示為帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路安裝接線圖。
圖4 帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行電路安裝接線圖
1)與原理圖對(duì)照識(shí)圖。電動(dòng)機(jī)安裝接線圖是根據(jù)電氣原理圖繪制的,看接線圖時(shí),只能知道電器元件的安裝位置、接線方法、相互之間如何接線,但不能明顯表示電器動(dòng)作原理,特別是輔助電路,根本分辨不出各條小支路來(lái),因此要搞清主電路和控制電路由哪些元器件組成,它們是怎樣完成電器動(dòng)作的,各個(gè)元器件在電器設(shè)備中的作用時(shí)什么,就必須對(duì)照電氣原理圖。
2)根據(jù)具有相同標(biāo)號(hào)的導(dǎo)線是相連的這一原則,了解主電路和輔助電路的走向、連接方法和導(dǎo)線截面等。
①先看主電路。看主電路是從引入的電源線開(kāi)始,順次往下看,直至電動(dòng)機(jī),主要目的是知道三相電源線經(jīng)過(guò)哪些電器元件到達(dá)電動(dòng)機(jī)。如圖4所示電路中,端子板XT1上L1、L2、L3分別與斷路器QF入線端的L1、L2、L3是相連的,順次往下看,QF的出線端U11、V11、W11分別與KM接線端的U11、V11、W11也是相連的,端子板XT2上的U、V、W分別與電動(dòng)機(jī)接線端的U、V、W也是相連的。
主電路路徑為:電源L1、L2、L3→端子板XT1→斷路器QF→接觸器KM主觸頭→熱繼電器FR→端子板XT2→電動(dòng)機(jī)。
通過(guò)接線圖還可以了解:主電路所用導(dǎo)線4mm2絕緣銅線;端子板至電動(dòng)機(jī)間的導(dǎo)線應(yīng)穿鋼管保護(hù)。
②再看控制電路。看控制電路要從電源起始點(diǎn)(相線)開(kāi)始,看經(jīng)過(guò)哪些電器元件又回至另一相電源。如圖4所示的電路中,從電源起始點(diǎn)L1開(kāi)始,由于FU的入線端W11與主電路QF出線端的W11具有相同的標(biāo)號(hào),既表明它們是相連的,又表明控制電路是從此與主電路分開(kāi)的,同理FU的出線端與SB1的入線端都有相同的標(biāo)號(hào)1,它們也是相連的,最后經(jīng)FR觸點(diǎn)、斷路器QF回到另一相電源L2。
控制回路為:電源L3→斷路器QF→熔斷器FU→按鈕SB1→按鈕SB2→KM線圈→熱繼電器輔助觸點(diǎn)FR→熔斷器FU→斷路器QF→電源L2。
通過(guò)接線圖還可以了解:控制電路所用導(dǎo)線截面積為1.5mm2。
3.導(dǎo)線的連接方法
例如,圖4中,3號(hào)線是SB1與SB2的連接線。接線時(shí),可以按以下步驟:
1)先將導(dǎo)線一端剝?nèi)ミm當(dāng)長(zhǎng)度的絕緣層。
2)套上號(hào)碼3,壓在SB1的出線端上。
3)將導(dǎo)線的另一端引至SB2,截?cái)鄬?dǎo)線。
4)剝?nèi)ソ^緣層后也套上線號(hào)3,并接在SB2的入線端子上。
三相交流異步電動(dòng)機(jī)控制電路的安裝
這里以圖3所示的帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路為例來(lái)介紹,其接線圖如圖4所示。
(1)電器元件的布置 布置電器元件時(shí),應(yīng)根據(jù)電氣原理圖和元器件的性能來(lái)考慮電器元件的排列順序。
1)主電路:主電路的元器件應(yīng)布置于箱體內(nèi),按照電源進(jìn)線、接線端子、斷路器(電源開(kāi)關(guān)和主電路熔斷器)、交流接觸器、熱繼電器、負(fù)載接線端子等從上到下排列整齊。
2)控制電路:控制電路應(yīng)按照它們與主電路的連接關(guān)系來(lái)布置。控制電路常用的元器件有指示燈、按鈕開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、控制電路熔斷器、行程開(kāi)關(guān)、繼電器(包括中間繼電器、時(shí)間繼電器、速度繼電器)等,其中熔斷器、行程開(kāi)關(guān)和繼電器這些元器件應(yīng)與主電路的元器件布置在箱體中,且位于主電路的一側(cè)或兩側(cè),指示燈、儀表、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和按鈕這些需要經(jīng)常觀察和操作的電器元件,一般應(yīng)通過(guò)接線端子引出,不宜直接接在主電路或控制電路的元器件上。
圖5所示為按上述規(guī)律實(shí)際布置后的效果。
圖5 帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路實(shí)際布置圖
(2)選擇元器件和導(dǎo)線 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流選擇電器元件。一般情況下,電動(dòng)機(jī)的額定電流都標(biāo)注在電動(dòng)機(jī)的銘牌上,如果標(biāo)注看不清,~380V三相異步電動(dòng)機(jī)的額定電流可按2倍功率(kW)來(lái)估算。例如某電動(dòng)機(jī)的額定功率為4kW,則電動(dòng)機(jī)的額定電流約為8A。然后根據(jù)算出的電動(dòng)機(jī)的額定電流,選擇其他元器件的額定電流。當(dāng)所選元器件系列中沒(méi)有數(shù)據(jù)相同規(guī)格時(shí),必須往上一級(jí)最接近的數(shù)據(jù)選擇,不宜向小于數(shù)據(jù)的規(guī)格選擇。
導(dǎo)線的截面必須能滿足負(fù)載電流,并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度,線路較長(zhǎng)時(shí),要考慮導(dǎo)線的電壓降。一般規(guī)定主電路導(dǎo)線的最小截面不應(yīng)小于2.5mm2,控制電路導(dǎo)線的最小截面不應(yīng)小于1.5mm2。
(3)元器件的固定 元器件的固定一般按照定位、鉆孔、固定幾步來(lái)進(jìn)行。固定時(shí)一般應(yīng)按從上到下、先小后大、先內(nèi)后外的原則來(lái)固定。
(4)配線 配線時(shí),應(yīng)按照電器接線圖規(guī)定的走線方向和工藝要求進(jìn)行布線和接線。如圖6所示為帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路實(shí)際配線圖。
圖6 帶指示燈的電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路實(shí)際配線圖
(5)敷設(shè)工藝 圖7所示為電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路的安裝接線工藝。
圖7 電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路的安裝接線工藝
(6)安裝卡片框 在電器元件下面或側(cè)面安裝卡片框,標(biāo)明元器件的名稱、額定電流等。
如果多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)配電箱,安裝時(shí)同一回路的元器件宜上下布置,如圖8所示為4臺(tái)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路的安裝接線工藝。
圖8 4臺(tái)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行控制電路的安裝接線工藝
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