项目1鼠笼式异步电动机线路故障维修

港口电气维修季本山 主讲鼠笼式异步电动机线路故障维修 模块模块1:1:简易直接起动控简易直接起动控制线路安装制线路安装 项目1:情境设计情境设计:部门经理要求将一台修理过的小电动机进行通电运行，测量电机主要性能指标。安装一简易直接起动控制线路，来检查电动机修理效果。用刀开关组成的控制线路用刀开关组成的控制线路所用器件所用器件 电气原理图电气原理图 非自动控制电器非自动控制电器非自动控制电器非自动控制电器：依靠外力依靠外力(人工人工)直接操作来进直接操作来进行接通、分断电路等动作的电器行接通、分断电路等动作的电器 非自动控制电器广泛应用于配电线路，用作电非自动控制电器广泛应用于配电线路，用作电源的隔离、保护与控制。常用的有刀开关、转换开关源的隔离、保护与控制。常用的有刀开关、转换开关等等1.1.刀开关刀开关 适用场合适用场合：容量不大的低压电路容量不大的低压电路 作用作用：不频繁的接通和分断电路，隔离电路与不频繁的接通和分断电路，隔离电路与电源，对小功率电动机直接起动电源，对小功率电动机直接起动 分类分类：单极，双极，三极单极，双极，三极 结构结构：操作手柄，动触刀，静插座，绝缘底版操作手柄，动触刀，静插座，绝缘底版1.11.1胶盖闸刀开关胶盖闸刀开关 结构结构：刀开关，熔丝刀开关，熔丝 胶盖的作用胶盖的作用：胶胶 盖盖 适用场合适用场合：交流：交流380V,380V,直流直流440V,60A440V,60A 常用等级常用等级：10A 15A 30A 60A10A 15A 30A 60A 三级闸刀开关的作用：三级闸刀开关的作用：小电流小电流,不频繁直接起动不频繁直接起动和停止和停止 【操作过程中的注意事项操作过程中的注意事项】：动作迅速动作迅速 【安装时注意安装时注意】：在合闸状态下手柄向上在合闸状态下手柄向上,进线进线 ，出线，出线 1.2 铁壳开关(封闭式负荷开关)结构：刀开关 熔断器 灭弧装置 操作机构外壳工作原理工作原理：机械联锁装置机械联锁装置 速动弹簧速动弹簧 适用场合：各种配电设备中，28千瓦以下不频繁起动【注意事项】：外壳应可靠接地 刀开关图形及文字符号:自动开关自动开关又叫自动空气开关、空气开关或低压断路器，是在低压配电网络中自动切断线路故障的保护电器，可在电动机的主回路同时实现短路、过载和欠电压保护，其功能相当于刀开关、熔断器、热继电器和欠电压继电器的组合作用。自动开关的特点是：动作后不需要更换元件，动作电流还可以按需要整定，安装方便，工作可靠，使用安全，有较高的断流容量，在正常工作条件下可以非频繁地直接起动电动机，故可大大地简化配电和控制线路。海河港口的动力输电线大都采用自动开关配电。自动开关的结构与符号自动开关实物图形自动开关实物图形 熔断器 1 熔断器 熔断器俗称保险丝，是一种简单而有效的保护电器，被广泛应用于电网保护和电气设备保护，在电路中主要起短路保护作用。熔断器的结构：熔体和安装熔体的熔管（或熔座）。工作原理：正常时，熔体允许通过一定的电流，不会熔断；在电路发生短路或严重过载时，熔体中流过很大的故障电流，当电流产生的热量达到熔体的熔点时，熔体熔化而自动切断电路，从而达到保护目的。1.1 熔断器的分类：（1）插入式熔断器 结构：熔体、瓷插件、触点和瓷座 适用场合：380V及以下低压线路末端或分支电路中，作为配电支线或电气设备的短路保护用，工业与民用照明电路中及中小型电动机中，但不能用于有振动的场合 系列：RC1A系列，其额定电压为380V，额定 电 流 有 5A、10A、15A、30A、60A、100A、200A七个等级 （2）螺旋式熔断器 结构：底座、熔体、瓷帽、熔断指示器 优点：螺旋式熔断器的分断能力较高，结构紧凑、体积小，更换熔体方便，且有熔断指示 适用场合：用于配电线路中，装入配电屏、控制箱作短 路保护，机床电气设备及工业和港口电气保护设备 系列：RL6、RL7（取代RL1、RL2）、RLS2（取代RSL1）等系列 （3）封闭式熔断器 有填料封闭式熔断器:结构：瓷底座 弹簧片 管体 绝缘手柄 熔体。适用场合：用于电压等级500V以下、电流等级1kA以下的电路中，作电缆、导线、电机、变压器及其他电气设备的短路保护.系列：RM7 和 RM10等 无填料封闭式熔断器：结构：熔体装于密闭式硬质纤维管中，采用变截面锌片作熔体 适用场合：低压电力网和成套配电装置中，作为导线、电缆及较大容量电气设备的短路或连续过载保护。系列：RT0、RT10和RT11等。（4）快速熔断器 结构：银片冲制成有V形深槽。优点：结构简单、动作灵敏和使用方便等。适用场合：用于半导体整流元件或整流装置的短路保护。（5）自复熔断器 特点：采用非线性电阻元件（如金属钠、特殊合金等）作熔体 工作原理：在常温下具有高电导率。在特大短路电流产生的高温高压下，熔体电阻值会因迅速汽化而突变，即瞬间呈现高阻态，从而能将短路电流限制在很小的范围内。当短路电流消失后，温度下降，熔体又恢复原来的良好导电性能。优点：不必更换熔体，能重复使用 适用场合：电力网络的输配电线路中，作不需要分 断电路的短路保护及限制过载电流用。2 熔断器的选择 （1）熔断器的安秒特性 （2）熔断器的选择 3 熔断器的型号表示及符号 4 熔断器使用与安装用组合开关组成的控制线路用组合开关组成的控制线路所用器件所用器件 电气原理图电气原理图组合开关 结构特点：以动触片作刀刃,用转动的方法来接通和分断电路 适用场合：不频繁地接通或断开电路，换接电源或负载 【注意事项】：铭牌上的结构示意图应与所需的电气要求和动作要求符合转换开关图型符号各式组合开关鼠笼式异步电动机线路故障维修 模块模块2:2:点动和连续运转控制点动和连续运转控制故障维修故障维修 项目1:情境设计情境设计:A车间的电动葫芦有故障，吊钩只车间的电动葫芦有故障，吊钩只能下放而不上行，申请要求修理。能下放而不上行，申请要求修理。点动和连续运转控制线路主电路主电路 控制电路控制电路点动和连续运转控制线路所有电气器件所有电气器件1-1-交流接触器交流接触器2-2-热继电器热继电器3-3-按按 钮钮接触器定义：依靠电磁力使触点动作，接通和分断交直流主电路和大容定义：依靠电磁力使触点动作，接通和分断交直流主电路和大容量控制电路。量控制电路。作用：作用：实现远距离自动控制和频繁操作，欠压保护实现远距离自动控制和频繁操作，欠压保护 分类：交流接触器分类：交流接触器 直流接触器直流接触器 结构：电磁系统，触点系统结构：电磁系统，触点系统 灭弧装置灭弧装置 触点系统：触点系统：触头材料：用较软的金属覆盖在硬金属上，镀银，镀锡或硬银合金，以减小接触电阻。触头接触形式：点，线，面接触触头的结构形式：拍式、桥式 触头的运动：转动、直动 常见的灭弧方法：利用回路电动力灭弧、狭缝窄沟灭弧、灭弧栅灭弧、磁吹灭弧交流接触器1、交流接触器、交流接触器(1)交流接触器的电磁系统交流接触器的电磁系统 线圈线圈:由绝缘铜线绕制而由绝缘铜线绕制而成，一般制成粗而短的圆筒成，一般制成粗而短的圆筒形，并与铁心之间有一定的形，并与铁心之间有一定的间隙，以免与铁心直接接触间隙，以免与铁心直接接触而受热烧坏。而受热烧坏。铁心铁心:由硅钢片叠压而成，由硅钢片叠压而成，以减少铁心中的涡流损耗，以减少铁心中的涡流损耗，避免铁心过热。避免铁心过热。=在铁心端部槽内嵌装有用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环，在铁心端部槽内嵌装有用铜、康铜或镍铬合金材料制成的短路环，其目的是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声，故又称减振环其目的是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声，故又称减振环或分磁环。或分磁环。(2)触点系统：触点系统包括主触点和辅助触点，用来直接接通和触点系统：触点系统包括主触点和辅助触点，用来直接接通和分断交流主电路和控制电路分断交流主电路和控制电路(3)灭弧装置灭弧装置(4)其他部件其他部件:包括反作用力弹簧、缓冲弹簧、传动机构和接线柱包括反作用力弹簧、缓冲弹簧、传动机构和接线柱等等 工作原理：通电工作原理：通电强磁场强磁场电磁力电磁力反作用力弹簧反作用力弹簧电电磁力大于弹簧反作用力磁力大于弹簧反作用力吸引衔铁接通吸引衔铁接通断电断电反作用力弹反作用力弹簧常用的交流接触器产品：簧常用的交流接触器产品：Q10、CJ12、CJ10X、CJ20、QJX1热继电器热继电器 1、热继电器的作用热继电器的作用 为防止电动机长期过载运行，可在线路中串入为防止电动机长期过载运行，可在线路中串入按照预定发热程度进行动作的热继电器，以有效按照预定发热程度进行动作的热继电器，以有效监视电动机是否长期过载或短时严重过载，并在监视电动机是否长期过载或短时严重过载，并在超额过载预定值时有效切断控制系统电源，确保超额过载预定值时有效切断控制系统电源，确保电动机安全。电动机安全。热继电器主要应用于三相交流异步电动机的过热继电器主要应用于三相交流异步电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡的保护及其他电载保护、断相保护、电流不平衡的保护及其他电气设备发热状态的控制，以防止电动机过热老化气设备发热状态的控制，以防止电动机过热老化或烧毁。或烧毁。二、结构及工作原理二、结构及工作原理 热继电器主要由热元件、双金属片和触点热继电器主要由热元件、双金属片和触点等组成。等组成。我国目前生产的热继电器主要有我国目前生产的热继电器主要有JR0、JR1、JR2、JR9、JR10、JR15、JR16等系列。等系列。二、热继电器的型号表示及符号二、热继电器的型号表示及符号按按 钮钮 作用：作用：在控制电路中作短时接通或断开小电流电路。在控制电路中作短时接通或断开小电流电路。结构：结构：结构：结构：按钮帽，复位弹簧，静触头桥式动触头和外壳按钮帽，复位弹簧，静触头桥式动触头和外壳按钮帽，复位弹簧，静触头桥式动触头和外壳按钮帽，复位弹簧，静触头桥式动触头和外壳 工作原理：工作原理：按下按钮时先分断常闭触头后闭合常开触按下按钮时先分断常闭触头后闭合常开触头，按钮松开后复位弹簧让其复位头，按钮松开后复位弹簧让其复位 分类：分类：开启式，保护式，防水式，钥匙式，旋转式，开启式，保护式，防水式，钥匙式，旋转式，紧急式，带灯式紧急式，带灯式 选择原则：选择原则：触点对数，使用场合，作用触点对数，使用场合，作用鼠笼式异步电动机线路故障维修 模块模块3:3:双向直接起动运转控双向直接起动运转控制线路的制线路的故障维修故障维修 项目1:情境设计情境设计:有一报修单说明：某车间的行车大有一报修单说明：某车间的行车大车不能正常运行，只能单方向行走，车不能正常运行，只能单方向行走，反方向运行不正常。部门经理要求迅反方向运行不正常。部门经理要求迅速到现场检修。速到现场检修。双向直接起动运转控制故障维修双向直接起动运转控制故障维修 正反转控制线路正反转控制线路 原理：对调三相电源中的任意两相原理：对调三相电源中的任意两相 电气联锁电气联锁 机械互锁机械互锁 双重互锁双重互锁分析自动往复控制线路的运行原理后修理：分析自动往复控制线路的运行原理后修理：1、怎样查找呢？、怎样查找呢？2、线路有什么特点？、线路有什么特点？加班任务：修理车间一龙门刨床，车头不加班任务：修理车间一龙门刨床，车头不能自动往复运行。能自动往复运行。自动往复控制线路自动往复控制线路位置开关位置开关 行程开关也称位置开关或限位开关，是用来限制机械运动行程的一种很重要的小电流主令电器。它可将机械位移信号转换成电信号，常用作行程控制、改变运动方向、定位、限位及安全保护之用。行程开关结构与符号形式多样的行程开关形式多样的行程开关鼠笼式异步电动机线路故障维修 模块模块4:4:降压起动控制线路的降压起动控制线路的故障维修故障维修 项目1:情境设计情境设计:小王接到报修电话：小王接到报修电话：1 1号码头上的号码头上的带式输送机，今天通电后不能正常起带式输送机，今天通电后不能正常起动，要求马上检修。动，要求马上检修。降压起动控制线路1、为什么电动机要降压起动？由于异步电动机直接起动的电流很大，会引起电网电压的突然波动，影响其他用电设备的正常工作，因此允许采用直接起动的电动机主要取决于电动机本身的功率与变压器的容量。一般在有独立变压器供电(即为动力用电专用变压器)情况下，若电动机起动频繁，则电动机功率不大于变压器容量的20%时允许直接起动；若电动机不经常起动，电动机功率小于变压器容量的30%时可允许直接起动。如果没有独立变压器(动力与照明用电合用一台变压器)的情况下，电动机起动比较频繁，则可用经验下列公式来估算，如能满足下列关系则可直接起动。电动机的起动方式分全压起动(直接起动)和降压起动两种。2、星形三角形降压起动控制 线路原理图3、星形三角形降压起动控制接线图4、时间继电器 从得到输入信号从得到输入信号(线圈的通电或断电线圈的通电或断电)开始，经过一定的延迟后才输出信号开始，经过一定的延迟后才输出信号(触触点的闭合或断开点的闭合或断开)的继电器，称为时间继的继电器，称为时间继电器。它主要适用于需要按时间顺序进电器。它主要适用于需要按时间顺序进行控制的电气控制系统中，在接受到控行控制的电气控制系统中，在接受到控制信号后，按要求作一定的延时使触点制信号后，按要求作一定的延时使触点动作。动作。常用的时间继电器有电磁式、空常用的时间继电器有电磁式、空气阻尼式、电动式和电子式等。气阻尼式、电动式和电子式等。4.1空气阻尼式时间继电器4.2 电动式时间继电器4.3 电子式时间继电器时间继电器实物外形4.4 时间继电器图形、文字符号4.5 星形星形三角形降压起动特点三角形降压起动特点 星形三角形降压起动方式的设备简单经济，起动过程中无额外功率损耗，可频繁起动。但起动转矩小，只仅适用于正常运行时定子绕组的联接方法为三角形接法的电动机的空载或轻载起动。5 自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制 自耦变压器降压起动是指利用自耦变压器来降低起动电压以限制起动电流，起动时，变压器的一次侧接在电源电压上，二次侧接在电动机的定子绕组上，经一段延时后电动机转速达到一定值时，将自耦变压器从电路中切除。同时额定电压加到定子绕组，使电动机进入全压运行。自耦变压器自耦变压器实物图形实物图形 自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制线路线路 自耦变压器降压起动控制自耦变压器降压起动控制特点特点 自耦变压器降压起动方式适用于大容量自耦变压器降压起动方式适用于大容量电动机的不频繁起动场合，特别适用于正常电动机的不频繁起动场合，特别适用于正常运行是星形联接的电动机。通常在自耦变压运行是星形联接的电动机。通常在自耦变压器的中间有几个抽头可供选择接线，从而根器的中间有几个抽头可供选择接线，从而根据不同的需要来改变电压比，实际生产中常据不同的需要来改变电压比，实际生产中常采用成品的补偿降压起动器（简称补偿器），采用成品的补偿降压起动器（简称补偿器），上图为上图为XJ01型补偿器原电路图。它的起动型补偿器原电路图。它的起动效果比串接电阻降压起动效果好，但设备体效果比串接电阻降压起动效果好，但设备体积大，成本高积大，成本高。6 延边三角形降压起动控制延边三角形降压起动控制 延边三角形降压起动方式是在起动时将电动机的定子绕组联接成延边三角形，以减少起动电流，待起动结束后再将定子绕组接成三角形全压运行。这种方法适用于定子绕组是特别设计的电动机，其绕组共有九个接线柱，各相绕组的接线柱分别为U1、U2、U3与V1、V2、V3和W1、W2、W3。其中U1、V1、W1为各绕组首端，U2、V2、W2为各绕组的中间抽头，U3、V3、W3为各绕组的尾端。延边三角形连接方法延边三角形连接方法 延边三角形降压起动控制线路延边三角形降压起动控制线路 延边三角形降压起动的特点延边三角形降压起动的特点 延边三角形降压起动方式比星形三角形起动方式的起动转矩大，在起动结构上比自耦变压器降压起动方式简单，且克服了自耦变压器不能频繁起动的缺点，但电动机定子绕组在绕制时需要中间抽头，工艺较复杂，由于有九根连接电线，控制电路在安装时增加了连线和繁锁。7 鼠笼式异步电动机制动控制 交流异步电动机的制动有机械制动和电气制动两种。机械制动最常见是采用电磁抱闸，电磁抱闸装置在前面已经介绍。电气制动有反接制动、能耗制动、再生制动、单相制动等，其原理都是使电动机产生一个与转子转向相反的电磁转矩（制动转矩），在制动转矩的作用下，电动机能迅速地停车或稳定运行在低速状态。鼠笼式异步电动机电气制动 电气制动的显著优点是能够通过灵活地改变制动电流来调节制动强度，这对某些生产机械来说十分必要，例如在起重机械中，吊钩吊着重货物下放时，为了控制货物下落速度，就必须选择一个合适的制动转矩，确保货物迅速而安全地放到地面上。为了保证生产安全，在有些场合往往同时使用了电气制动和机械制动。7.1 鼠笼式异步电动机反接制动 速度继电器 速度继电器是反映转速和转向变化的信号继电器。主要用于电动机的反接制动控制，也称反接制动继电器，这种继电器运用了电动机原理，由转子、定子和触点三部分组成。转子是一块永久磁铁，固定在轴上，使用时轴与被控电动机的轴相连。定子是由硅钢片冲成的笼型空心圆环，并装上笼型绕组构成，与轴同心。速度继电器结构原理与符号 速度继电器实物图形 7.单向能耗制动控制 7.按时间原则双向能耗制动 7.按速度原则控制的双向能耗制动线路 鼠笼式异步电动机线路故障维修 模块模块5:5:调速控制线路的故障调速控制线路的故障维修维修 项目1:情境设计情境设计:某公司码头上的调速绞缆机某公司码头上的调速绞缆机出现故障，现不能正常工作，主出现故障，现不能正常工作，主管要求尽检修。管要求尽检修。1 1、鼠笼式异步电动机调速控制线路、鼠笼式异步电动机调速控制线路 由于生产的需要，在港口电气设备中电动机的由于生产的需要，在港口电气设备中电动机的调速控制环节被广泛使用。根据异步电动机的原理，调速控制环节被广泛使用。根据异步电动机的原理，由公式由公式n=60 f (1-s)/p（n是电动机的转速、是电动机的转速、f是电是电源的频率、源的频率、s是电动机的转差率、是电动机的转差率、p是电动机定子是电动机定子绕组的磁极对数）可知，要实现对电动机的调速可绕组的磁极对数）可知，要实现对电动机的调速可以从这三个途径来进行。一是改变电源的频率；二以从这三个途径来进行。一是改变电源的频率；二是改变电动机的磁极对数；三是改变电动机的转差是改变电动机的磁极对数；三是改变电动机的转差率。笼型异步电动机的调速通常采用改变电源频率率。笼型异步电动机的调速通常采用改变电源频率和改变磁极对数的方法来实现。和改变磁极对数的方法来实现。1.1变极调速控制线路变极调速控制线路 为了能实现定子绕组所形成磁场极对数为了能实现定子绕组所形成磁场极对数的改变，把每相定子绕组分为相同的两部分，的改变，把每相定子绕组分为相同的两部分，用改变绕组的联接方法，使这两部分绕组串用改变绕组的联接方法，使这两部分绕组串联或并联，从而达到变速的目的。联或并联，从而达到变速的目的。变极调速电机绕组连接方式变极调速电机绕组连接方式 /YY双速电动机调速控制电路双速电动机调速控制电路 电动机变极调速注意点电动机变极调速注意点 必须要注意的是在改变极对数实现调必须要注意的是在改变极对数实现调速时，需将相序改变。因为，在极对数速时，需将相序改变。因为，在极对数少时（少时（p p1 1），三相绕组互差），三相绕组互差120120电角，电角，当极对数增加后（当极对数增加后（p p2 2）三相绕组的电）三相绕组的电角度成了角度成了240240，这样使绕组的相序发生了，这样使绕组的相序发生了改变，所以在改变极对数的同时，将任改变，所以在改变极对数的同时，将任两相接头对调一下，以达到调速而保持两相接头对调一下，以达到调速而保持转向不变的目的。转向不变的目的。