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中职 机床电气控制技术项目三电子课件 （高教版）中职 机床电气控制技术项目三电子课件 （高教版）项目小结项目小结项目小结项目小结操作实践操作实践操作实践操作实践基础知识基础知识基础知识基础知识知能目标知能目标 知识目标知识目标 1.了解三相异步电动机、直流电动机的结构、原理了解三相异步电动机、直流电动机的结构、原理 。2.熟悉三相异步电动机、直流电动机的使用。熟悉三相异步电动机、直流电动机的使用。技能目标技能目标 1.会拆装与维护三相异步电动机。会拆装与维护三相异步电动机。2.能对三相异步电动机的故障进行分析与排除。能对三相异步电动机的故障进行分析与排除。3.学会判别三相异步电动机定子绕组的首尾端。学会判别三相异步电动机定子绕组的首尾端。知识链接知识链接1 三相异步电动机的外形、结构和工作原理三相异步电动机的外形、结构和工作原理 知识链接知识链接2 三相异步电动机铭牌与使用三相异步电动机铭牌与使用 基础知识基础知识 知识链接知识链接3 三相异步电动机的拆卸方法三相异步电动机的拆卸方法 知识链接知识链接4 三相异步电动机的清洗方法三相异步电动机的清洗方法 知识链接知识链接5 三相异步电动机的安装方法三相异步电动机的安装方法 知识链接知识链接8 三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法 知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机 知识链接知识链接6 兆欧表使用方法兆欧表使用方法知识链接知识链接7 钳形电流表使用方法钳形电流表使用方法知识链接知识链接1 三相异步电动机的外形、结构和工作原理三相异步电动机的外形、结构和工作原理 1 三相异步电动机的分类三相异步电动机的分类 三相异步电动机按转子类型可分为笼型和绕线型，笼型又分为普通笼三相异步电动机按转子类型可分为笼型和绕线型，笼型又分为普通笼型（特性硬，起动转矩不大，可调速），特殊笼型（起动转矩大）和多型（特性硬，起动转矩不大，可调速），特殊笼型（起动转矩大）和多速电动机（速电动机（24速）。其中三相笼型异步电动机具有结构简单、价格低速）。其中三相笼型异步电动机具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、工作可靠、维护方便等优点，在生产生活中应用比较广廉、坚固耐用、工作可靠、维护方便等优点，在生产生活中应用比较广泛。近年来又进一步普及应用了泛。近年来又进一步普及应用了Y系列节能型电动机，以代替以往的系列节能型电动机，以代替以往的JO、JO2、JO3系列耗电较大的电动机。系列耗电较大的电动机。2 笼型电动机的外形和结构笼型电动机的外形和结构三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等，如图此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等，如图3-1所示。所示。图图31 笼型电动机的外形和结构笼型电动机的外形和结构3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的定子绕组中通入对称三相电流后，就会在电动机内三相异步电动机的定子绕组中通入对称三相电流后，就会在电动机内部产生一个与三相电流的相序方向一致的旋转磁场。这时，静止的转子导部产生一个与三相电流的相序方向一致的旋转磁场。这时，静止的转子导体与旋转磁场之间存在相对运动，切割磁感线而产生感应电动势，转子绕体与旋转磁场之间存在相对运动，切割磁感线而产生感应电动势，转子绕组中就有感应电流通过。组中就有感应电流通过。载流的转子导体受到旋转磁场的电磁力作用，相对转轴产生电磁转载流的转子导体受到旋转磁场的电磁力作用，相对转轴产生电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动，其转速矩，使转子按旋转磁场方向转动，其转速n略小于旋转磁场的转速略小于旋转磁场的转速n0，所，所以称为以称为“异步异步”电动机。电动机。知识链接知识链接1 三相异步电动机的外形、结构和工作原理三相异步电动机的外形、结构和工作原理 知识链接知识链接2 三相异步电动机铭牌与使用三相异步电动机铭牌与使用 1 三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌 每台电动机的机壳上都有一块铭牌，如图每台电动机的机壳上都有一块铭牌，如图5-5所示。铭牌上面标明所示。铭牌上面标明该电动机的规格、该电动机的规格、性能及使用条件，它是我们正确使用电动机的依据。性能及使用条件，它是我们正确使用电动机的依据。图图5-5 三相异步电动机铭牌三相异步电动机铭牌（1）型号）型号 国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列，是按国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机，它是以电机中心高度为依据编制型号谱的，如:知识链接知识链接2 三相异步电动机铭牌与使用三相异步电动机铭牌与使用（2）额定值）额定值额定功率PN：额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率，用PN表示，以kW或W为单位。额定电压UN：是指接到电动机绕组上的线电压，用UN表示。额定电流IN：额定电流是指三相电动机在额定电源电压下，输出额定功 率时，流入定子绕组的线电流，用IN表示，以A为单位。额定频率fN：额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的 次数，用fN表示。额定转速nN:额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的 转速，用表nN示，单位为r/min。2 2 三相交流异步电动机的使用三相交流异步电动机的使用 （1 1）JO2JO2系列三相异步电动机的使用系列三相异步电动机的使用1）在使用电动机前，应仔细对照铭牌，按照铭牌所载电压，频率，功率，转速等规格与实际配套使用。2）要进行外部机械检查。3）应用500v兆欧表检查电动机绝缘情况，在测得电动机绝缘电阻值大于0.5M 后方能使用，低于0.5M 则要做烘干处理。4）检查线路电压与电动机额定电压是否相符，线路电压的变动不应超出电动机额定电压的5%。5）检查路线连接是否正确，各接触处是否接触良好，保护装置是否完好，熔丝额定电流应为电动机额定电流的1.52.5倍。6）电动机在运行前应安装保护接地线。7）如果用皮带轮传动，则必须检查两转轴中线是否平行，皮带松紧要适当，过紧会使电动机轴加快损坏，过松则容易使皮带打滑。知识链接知识链接2 三相异步电动机铭牌与使用三相异步电动机铭牌与使用（2）Y系列三相异步电动机的使用系列三相异步电动机的使用 Y系列三相异步电动机是近几年来推广普及的一种新型电动机，它将逐步淘汰JO、JO2、JO3系列的老式电动机。它具有体积小、重量轻、节电等优点，现已广泛应用于工业、农业的生产中。使用这种电动机要注意以下几点：1）电动机允许用联轴器、正齿轮及皮带轮传动，但对4KW以上的2 极电动机不宜采取皮带传动，如选用小皮带轮，可扩大三角皮带的传动范围。2）对立式安装的电动机，轴伸端除皮带轮外不允许再带其他任何轴向负荷装置。3）电动机应妥善接地，接线盒内右下方有专门的接地装置，应把接地线接在此螺丝上。4）连续工作的电动机轴承温度不应超过95，不允许电动机过载运行。5）一般电动机在运行5000h左右应补充或更换润滑油。6）拆卸电动机前，从轴伸端或非轴伸端取转子较为便利，在取转子时，应严防损坏定子绕组的绝缘。7）更换绕组时，必须记下原绕组的形式、尺寸、匝数和线径，并按照正归方法更换绕组。知识链接知识链接2 三相异步电动机铭牌与使用三相异步电动机铭牌与使用知识链接知识链接3 三相异步电动机的拆卸方法三相异步电动机的拆卸方法 1拆卸前的准备拆卸前的准备（1）备齐拆装工具，特别是拉具、套筒、铜棒等专用工具。（2）选好电动机拆装的合适地点，并事先清洁和整理好现场环境。（3）熟悉被拆电动机的结构特点、拆装要领及所存在的缺陷。（4）作好标记1）标出电源线在接线盒中的相序。2）标出联轴器或皮带轮与轴台的距离。3）标出端盖、轴承、轴承盖和机座的负荷端与非负荷端。4）标出机座在基础上的标准位置。5）标出绕组引出线在机座上的出口方向。6）拆装电源线和保护接地线。7）拆下地脚螺母，将电动机拆离基础并运至解体现场，若机座与基础之间有垫片，应作好记录并妥善保存。2 电动机的拆卸电动机的拆卸 安装步骤安装步骤:安装拉具拆卸皮带轮或联轴器拆下前轴承外盖拆下前端盖拆下风罩 拆下风叶拆下后轴承端盖拆下后端盖取出转子拆下前后轴承及轴承内盖知识链接知识链接3 三相异步电动机的拆卸方法三相异步电动机的拆卸方法 知识链接知识链接4 三相异步电动机的清洗方法三相异步电动机的清洗方法 1 清除电动机内部的尘土清除电动机内部的尘土 三相异步电动机使用一段时间后，内部就会积上灰尘和油垢等赃物，从而会影响通风散热，在潮湿环境下还吸潮，使绝缘电阻降低。因此，必须将赃物彻底清除。清除电动机电动机内部的尘土。2清洗轴承清洗轴承（1）掏净轴承盖里及刮去钢珠上的废油，并擦去残余的废油。（2）用汽油（或煤油）把废油洗去。（3）把轴承盖放在纸上，让汽油（或煤油）挥发。知识链接知识链接5 三相异步电动机的安装方法三相异步电动机的安装方法1 轴承的安装轴承的安装 轴承在装配前应用煤油清洗，应检查有无裂纹，滚动件是否灵活等。在轴承 中按其总容量的1/32/3的容积加足润滑油。注意润滑油不能太多，否则会导致 运转中轴承发热。将轴承装套到轴颈上有冷套和热套两种方法。(1)冷套法。冷套法。将轴承内盖油槽加足润滑油，先套在轴上，然后再装轴承。为使轴承内圈受力均匀，可用一根内径比转轴外径大而比轴承内圈外经略小的套筒抵住轴承内圈，将其敲打到位，如图3-5所示。若找不到套筒，可用一根铜棒抵住内圈，沿内圈圆周均匀敲打，使其到位，如图3-6所示。图35找到套筒的冷套法图 图36 找不到套筒的冷套法 2）热套法）热套法 将轴承放在变压器油中加热，温度为80100，时间为2040min。加热时，轴承应放在网孔架上，不与箱底获箱壁接触，油面淹没轴承，使轴承均匀受热，温度不宜过高，时间不宜过长。热套时，要趁热把轴承推到轴肩，套好后用压缩空气吹去轴承内的变压器油。注意安装轴承时，标号必须向外，以便下次更换时查对轴承型号。2 后端盖的安装后端盖的安装 图37后端盖安装示意图 知识链接知识链接5 三相异步电动机的安装方法三相异步电动机的安装方法3 转子的安装转子的安装 把转子对准定子内圈中，按拆卸时所作的标记，将转子送入定子内腔中，合上后端盖，按对角交替的顺序逐步拧紧后端盖紧固螺丝，再拧紧螺丝的过程中，不断用木槌在端盖靠近中央部分均匀敲打直至到位。图38 转子安装示意图4 前端盖的安装方法 与后端盖的安装方法相同。5风叶和风罩的安装 风叶和风罩安装完毕后，用手转动转轴，转子应转动灵活、均匀，无停滞或偏重现象。6 皮带轮或联轴器的安装 安装时，首先用细砂纸把电动机的表面打磨光滑。然后对准键槽，把皮带轮或联轴器套在转轴上。用铁块垫在皮带轮或联轴器前端，然后用手锤适当敲击，从而使皮带轮或联轴器套进电动机轴上。再用铁板垫在键的前端，轻轻敲打，使键慢慢进入槽内。要注意对准键槽或止紧螺钉孔，如图3-9所示。图3-9 皮带轮或联轴器的安装知识链接知识链接5 三相异步电动机的安装方法三相异步电动机的安装方法 兆欧表又称摇表，是一种测量大电阻的仪表，常用来测量变压器、电机、电缆、供电线路、电气设备和绝缘材料的绝缘电阻。兆欧表外形及测量电动机（绝缘程度）的方法 使用前使用前放置要求 兆欧表有3个端子（线路L端子、接地E端子、屏蔽G端子），测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。应放置在平稳的地方，表要放置水平位置。知识链接知识链接6 6 兆欧表使用方法兆欧表使用方法 开路试验开路试验 将“L”与“E”两表笔开路，摇动手柄的速度为额定值（120r/min），表指针稳定在刻度尺“”处为正常。必须注意：此时两表笔间有500V以上的电压，由于发电机的内阻很大，此电压对人体虽无危险，但手触及表笔会麻手，容易造成其他事故。短路试验短路试验将“L”和“E”两表笔短路，缓慢摇动手柄，指针指向“0”为正常。此时摇动即止，切勿加速，否则容易烧坏兆欧表。知识链接知识链接6 6 兆欧表使用方法兆欧表使用方法 使用中使用中对地绝缘性能 测量时将“L”接被测点，“E”接良好的接地线或设备金属外壳。测量时摇动手柄，应从慢到快地加速至120r/min，保持1min，在指针稳定时读出数值。相间绝缘性能 将“L”和“E”端钮各接一相。左图所示为测电动机定子绕组的相间绝缘电阻。测量时摇动手柄，应从慢到快地加速至120r/min，保持1min，在指针稳定时读出数值。电缆线路绝缘性能 将E和L接线端接好外，还需将电缆中间绝缘层用裸铜线缠绕数匝后接于“G”端钮。右图所示为测电缆头的相线对地绝缘电阻。G知识链接知识链接6 6 兆欧表使用方法兆欧表使用方法 使用后使用后 测量完毕，被测设备必须充分放电，特别是电缆、高压电机、电容器、变压器等设备，放电时间应尽可能长些，完全放电后才可拆线。知识链接知识链接7 7 钳形电流表使用方法钳形电流表使用方法 在工业生产和生活中需要将电路切断停机后，把电流表串联到电路中，这样很麻烦。此时，使用钳形电流表就显得方便多了，可以在不切断电路的情况下来测量电流。1 外形结构钳形电流表外形结构 知识链接知识链接7 7 钳形电流表使用方法钳形电流表使用方法 2 使用步骤使用步骤(1)机械调零 测量前，先机械调零。(2)测量前，检查钳形电流表铁心的橡胶绝缘是否完好，钳口应清洁、无锈，闭合后无明显的缝隙。(3)选择量程 估计被测电流的大小，选择合适量程，若无法估计，应从最大量程开始测量，逐步变换。注意：改变量程时应将钳形电流表的钳口断开。(4)测量数值 测量时，将被测支路导线置于钳口的中央。当指针稳定，进行读数。电路电流=选择量程满刻度数指针读数；测量小电流时，为使读数更准确，在条件允许时，可将被测载流导线多绕几匝再放入钳口，测量结果为读数除以所绕圈数。(5)高挡存放 测量完毕，退出被测电线。将量程旋钮置于高量程挡位上，以免下次使用时不慎损伤仪表。小电流的测量知识链接知识链接8 三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法1 灯泡判别法灯泡判别法（1）用兆欧表或万用表的电阻挡，分别找出三相绕组的各相两个线头（2）先给三相绕组的线头作假设编号U1、U2、V1、V2、W1、W2，并把 V1、U2连接起来，构成两绕组串联（3）U1、V2线头接上一只灯泡 (4)W1、W2两个线头上接通36V交流电源，如果灯泡发亮，说明线头U1、U2和 V1、V2的编号正确。如果灯泡不亮，则把U1、U2或V1、V2 中任意两个线头的编号对调一下即可（5）再按上述方法对W1、W2两个线头进行判别 2 万用表判别法万用表判别法(1)（1）用兆欧表或万用表的电阻挡，分别找出三相绕组的各相两个线头，并进行假设编号（U1、U2、V1、V2、W1、W2）（2）在合上开关瞬间，若指针摆向大于零的一边，则接电池正极的线头 与万用表正极所接的线头同为首端或尾端；如指针反向摆动，则接电 池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端(3)再将电池和开关接另一相两线头，进行测试，就可正确判别各相的首尾端 知识链接知识链接8 三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法3 万用表判别法(2)（1）用兆欧表或万用表的电阻挡，分别找出三相绕组的各相两个线头，并 进行假设编号（U1、U2、V1、V2、W1、W2）(2)用手转动电动机转子，如果动，则证明假设的编号是正确；若指针有偏转，说明其中有一相首尾端假设编号不对。应逐相对调重测，直至正确为止。知识链接知识链接8 三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法 1 直流电机的基本结构和工作原理（1）直流电机的基本结构 定子:机座、主磁极、换向极、电刷装置转子：电枢铁心、电枢绕组、换向器（2）直流电动机的工作原理 在直流电动机中，虽然外加电源为直流，但通过换向器的作用，导体中的电流将随其所处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终保持不变。即线圈中的电流是交变的，但产生的电磁转矩方向是恒定的，电动机在此电磁转矩的作用下不停地旋转。图图3-10 直流电动机的工作原理图直流电动机的工作原理图知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法2 直流电动机的励磁方式（1）他励电动机。励磁绕组和电枢绕组分别由两个独立的直流电源供电，励磁电压Uf与电枢电压U彼此无关，如图311(a)所示。（2）并励电动机。励磁绕组和电枢绕组并联，由同一电源供电，励磁电压Uf等于电枢电压U，如图311(b)所示。并励电动机的运行性能与他励电动机相似。（3）串励电动机。励磁绕组与电枢绕组串联后再接于直流电源，此时的电枢电流就是励磁电流，如图311(c)所示。（4）复励电动机。电动机有并励和串励两个励磁绕组。并励绕组与电枢绕组并联后再与串励绕组串联，然后接于电源上，如图311(d)所示。图311 直流电动机的励磁方式 知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法3 直流电机的铭牌和额定值（1）直流电机的铭牌 型号表明电机的系列及主要特点。知道了电机的型号，便可从相关手册及资料中查出该电机的有关技术数据。知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法图312 某直流电动机铭牌 （2）直流电机的额定值额定功率PN：电机在额定运行时的输出功率。用表示，以kW或W为单位。额定电压UN：额定运行状况下，直流发电机的输出电压或直流电动机的 输入电压，用UN表示。额定电流IN：额定电压和额定功率时允许电机长期输入（电动机）或输出 （发电机）的线端电流，用IN表示，以A为单位。发电机：电刷间输出的电功率。电动机：轴上输出的机械功率。直流发电机：直流电动机：知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法额定转速nN:在额定电压、额定电流下，运行于额定功率时对应的转子转速，用nN表示，单位为r/min。额定效率N:直流电动机额定输出功率与电动机额定输人功率比值的百分数。知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法4 直流电动机的控制（1）他励直流电机的起动和调速1）电枢回路串电阻起动2）降电压起动知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法3）他励直流电机的调速 电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速。比如：在加工毛坯工件时，为了防止工件表面对生产刀具的磨损，因此加工时要求电机低速运行；而在对工件进行精加工时，为了要缩短加工时间，提高产品的成本效益，因此加工时要求电机高速运行。所以，我们就将调节电动机转速，以适应生产要求的过程就称之为调速；而用于完成这一功能的自动控制系统就被称为是调速系统。机械调速，通过改变传动机构速比进行调速的方法 电气调速，通过改变电动机参数进行调速的方法 图314 他励直流电机的起动曲线（2 2）直流电动机的反转）直流电动机的反转 直流电动机的转向是由电磁转矩的方向决定，而电磁转矩的方向由方向确定的，要改变其转向，只要改变电枢电流方向和主磁场任意一个的方向即可。一是改变电枢电流的方向，二是改变励磁电流的方向(即改变主磁场的方向)。如果同时改变电枢电流和励磁电流的方向，则电动机的转向不会改变。改变直流电动机的转向，通常采用改变电枢电流方向的方法，具体就 是改变电枢两端的电压极性，或者说把电枢绕组两端换接，而很少采用 改变励磁电流方向的方法。因为励磁绕组匝数较多，电感较大，切换励 磁绕组时会产生较大的自感电压而危及励磁绕组的绝缘。知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法5直流电动机的使用与维护直流电动机的使用与维护直流电动机的结构比较复杂，有些部件容易磨损，如换向器、电刷等。为了降低其故障率，保证安全可靠地运行，必须合理使用和精心保养。（1）直流电动机使用前的准备与检查 1）起动前的检查。起动前的检查步骤如下：清除电动机内外的灰尘和杂物；检查转轴转动是否灵活轻快，有无卡有碰或串动现象；用500V兆欧表测量绕组与机壳之间的绝缘电阻，如低于0.5兆欧，则应进行干燥 处理；、检查换向器表面是否光滑，如果发现有机械损伤或火花灼痕，应予磨光；检查刷架是否在标记位置，刷架座固定是否牢固；检查电刷压力是否适当，换向器与电刷表面的接触是否紧密，并进行必要的调整；按电动机铭牌及规定正确接线，并进行空载或轻载试验。知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法2）试验运行时的检查）试验运行时的检查 运行时的检查步骤如下运行时的检查步骤如下 检查运行时的旋转方向是否正确；注意观察有无火花、杂音、振动和局部过热现象；测量电动机运行时的电压、电流、转速、温升等数据，并做好记录存档（2）直流电动机在运行时的维护）直流电动机在运行时的维护1）机械方面的维护）机械方面的维护 直流电动机必须在额定条件下工作，严禁超负荷运行；经常检查各紧固螺钉是否齐全，检查接线板绝缘是否良好，各零部件有无损伤等；定期检查轴承润滑情况，加注润滑油。知识链接知识链接9 直流电动机的使用与维护方法直流电动机的使用与维护方法2）电气方面的维护）电气方面的维护 直流电动机在运行时，外壳必须可靠接地或接零；经常检查电动机电源接线有无损伤；清除换向器表面的碳粉、污物，当换向器与电刷之间出现火花过大（或异常）时，要查明原因，予以排除。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机 1 双速三相异步电动机（1）变速的方法交流异步电动机的转速公式为：由上式可以看出，改变转差率、电源频率或极对数，均可改变电动机的转速。（2）双速三相异步电动机定子绕组接线 多速度三相异步电动机的定子绕组是特殊制造的。双速异步电动机每相绕组有两个相同的部分组成。当两部分绕组串联时，磁极的对数为2P；并联时，由于由一部分绕组的电流方向发生改变，使极对数减少一半，变成p,电动机的同步转速就增加一倍。图3-15 双速电动机定子绕组YY接线图图（a）接（低速）图（b）YY接（高速）图3-16 双速电动机定子绕组YYY接线图 知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机（3）双速三相异步电动机的电路连接 分清双速电动机定子绕组U1、V1、W1和U2、V2、W2六个接线端子。电动机在由低速变为高速时产生的磁场旋转方向相反，必须改变相序才能 保持电动机按原来的方向旋转。否则，在高速（YY接）时电动机将会反转，产生很大的冲击电流。另外，电动机在高速、低速运行时的额定电流不相同。因此，热继电器FR1和FR2要根据不同保护电路分别调整整定值，不要搞错、接错。2 单相异步电动机（1）单相异步电动机的基本结构见图317 图3-17 单相异步电动机的结构图知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机（2）铭牌数据 单相异步电动机的铭牌上标明电机的型号、额定数据等。1）异步电动机的型号：知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机2）异步电动机的额定值：额定功率PN:指电动机在额定运行时轴上输出的机械功率。额定电压 UN:指额定运行状态下加在定子绕组上的电压，单位为V。额定电流IN:指电动机在定子绕组上加额定电压、轴上输出额定功率时，定子绕组中的电流，单位为A。额定频率f:指我国规定工业用电的频率是50Hz。额定转速nN:指电动机定子加额定频率的额定电压，且轴端输出额定功率时 电机的转速，单位为r/min。工作方式:分为连续工作制和断续工作制。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机（3）单相异步电动机的主要类型 根据获得旋转磁场方式的不同，主要分为分相电动机和罩极电动机。1）分相起动电动机 分相起动电动机包括电容起动电动机、电容运行电动机和电阻起动电动机。电容起动电动机(a)电路图(b)相量图图318 单相电容起动电动机知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机电容运行电动机 图319 单相电容运行电动机 电阻起动电动机 在起动绕组中串联电阻来分相，即工作绕组电阻小，电抗大；起动绕组电阻大，电抗小。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机 2）罩极电动机 结构特点：定子作成凸极式，由硅钢片叠压而成，工作绕组为集中绕 组，套在定子磁极上，每个极靴表面1/31/4处开有一个小槽，放入罩极绕组（短路环），如图3-20所示。图320 单相罩极电动机改变转向的方法：将定子磁极旋转1800安装优缺点：起动转矩小，结构简单，不需要电容器。应用:用于小容量电动机中。如应用于小型风扇、电动模型中。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机(4)单相异步电动机反转与调速 1)单相异步电动机反转将工作绕组或启动绕组首、尾端与电源的连接对换。电容运行式单相异步电动机，将电容从一套绕组改接到另一套绕组上。2）单相异步电动机的调速 串电抗器调速 将电抗器与电动机定子绕组串联，利用电流在电抗器上产生的压降，使加到电动机定子绕组上的电压低于电源电压，从而达到降低电动机转速的目的。定子绕组抽头调速 为了节约材料、降低成本，可把调速电抗器与定子绕组做成一体。由单相电容运行异步电动机组成的台扇和落地扇，普遍采用定子绕组抽头调速的方法。这种电动机的定子铁心槽中嵌放有工作绕组，启动绕组和调速绕组，通过调速开关改变调速绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法，从而改变电动机内部旋转磁场的强弱，实现调速的目的。双向晶闸管调速 如果去掉电抗器，又不想增加定子绕组的复杂程度，单相异步电动机还可采用双向晶闸管调速。调速时，旋转控制线路中的带开关电位器，就能改变双向晶闸管的控制角，使电动机得到不同的电压，达到调速的目的。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机3 伺服电动机伺服电动机（1）伺服电动机的作用 伺服电动机的作用是将输入的电压信号（即控制电压）转换成轴上的角位移或角速度输出，在自动控制系统中常作为执行元件，所以伺服电动机又称为执行电动机，其最大特点是：有控制电压时转子立即旋转，无控制电压时转子立即停转。转轴转向和转速是由控制电压的方向和大小决定的。其容量一般在0.1-100W,常用的是30W以下。（2）伺服电动机的种类及基本原理 1）交流伺服电动机 基本结构交流伺服电动机主要由定子和转子构成，如图516、图517所示。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机1外定子铁心；2杯形转子；3内定子铁心；4转轴；5轴承；6定子绕组 图321杯形转子伺服电动机结构图 图322 交流伺服电动机原理图 交流伺服电动机的工作原理和电容分相式单相异步电动机相似。在没有控制电压时，气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子上没有启动转矩而静止不动。当有控制电压且控制绕组电流和励磁绕组电流不同相时，则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩，使转子沿旋转磁场的方向旋转。但是对伺服电动机要求不仅是在控制电压作用下就能启动，且电压消失后电动机应能立即停转。如果伺服电动机控制电压消失后像一般单相异步电动机那样继续转动，则出现失控现象，我们把这种因失控而自行旋转的现象称为自转。工作原理控制方法 幅值控制 保持控制电压与励磁电压间的相位差不变，仅改变控制电压的幅值。相位控制 保持控制电压的幅值不变，仅改变控制电压与励磁电压间的相位差。幅-相控制 同时改变控制电压的幅值和相位。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机2）直流伺服电动机 基本结构 传统的直流伺服电动机动实质是容量较小的普通直流电动机，有他励式和永磁式两种，其结构与普通直流电动机的结构基本相同。杯形电枢直流伺服电动机的转子由非磁性材料制成空心杯形圆筒，转子较轻而使转动惯量小，响应快速。转子在由软磁材料制成的内、外定子之间旋转，气隙较大。无刷直流伺服电动机用电子换向装置代替了传统的电刷和换向器，使之工作更可靠。它的定子铁心结构与普通直流电动机基本相同，其上嵌有多相绕组，转子用永磁材料制成。基本工作原理 传统直流伺服电动机的基本工作原理与普通直流电动机完全相同，依靠电枢电流与气隙磁通的作用产生电磁转矩，使伺服电动机转动。通常采用电枢控制方式，即在保持励磁电压不变的条件下，通过改变电枢电压来调节转速。电枢电压越小，则转速越低；电枢电压为零时，电动机停转。由于电枢电压为零时电枢电流也为零，电动机不产生电磁转矩，不会出现“自转”。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机控制方法控制方法 对直流伺服电动机的控制主要是指对电动机转速大小、方向的控，即对电动机工作状态的控制；通常将电枢电压作为控制信号，实现对电动机转速的控制。知识链接知识链接10 双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机双速三相异步电动机、单相异步电动机、伺服电动机操作实践操作实践 任务一任务一 拆装与检修三相异步电动机拆装与检修三相异步电动机 任务二任务二 直流电动机的使用与维护直流电动机的使用与维护 任务三任务三 认识并使用特殊电动机认识并使用特殊电动机 任务一拆装与检修三相异步电动机任务一拆装与检修三相异步电动机一一 任务描述任务描述 熟悉三相异步电动机结构，掌握其拆装的基本技能，养成认真踏实的工作作风。二二 实训内容实训内容1 实训器材 三相异步电动机、扳手、螺丝刀、铁锤、拉具、铜棒和木板等；万用表、灯泡、36V交流电源、毫安表（量程在500mA）以下）、1.5V电池、开关，兆欧表、钳形电流表等。2 实训步骤及操作要点实训步骤及操作要点（1）拆装三相异步电动机 说一说：三相异步电动机的组成及各部分的作用。做一做：拆卸、清洗和安装三相异步电动机。请你按下列操作步骤完成三相异步电动机的拆卸和安装任务：1）拆卸电动机。拆卸时，不能用铁锤直接敲打。2）清洗电动机零部件、对轴承添加润滑油。3）安装电动机各部件。拧紧端盖螺丝时，要按对角线上下左右逐步拧紧。4）操作过程中要注意安全，同学间团结互助。（2）检修三相异步电动机1）判别三相异步电动机各相绕组的首尾端2）用兆欧表测量各相绕组之间、各相绕组对地（外壳）之间的绝缘电阻并记录 下测量电阻值、判断是否存在短路。3）根据电动机的铭牌将三相绕组连接成星形或三角形。4）用钳形电流表测量三相异步电动机的三相电流，判断各相电流是否平衡。任务一拆装与检修三相异步电动机任务一拆装与检修三相异步电动机任务二任务二 直流电动机的使用与维直流电动机的使用与维护护一一 任务描述任务描述 认识直流电机的外形和内部结构，熟悉各部件的作用。掌握直流电动机的接线和简单操作使用。二二 实训内容实训内容1 实训器材直流稳压电源、直流电动机、电流表、电压表等。2 实训步骤及操作要点（1）直流电动机使用前的准备与检查 1）起动前的检查。起动前的检查步骤如下：清除电动机内外的灰尘和杂物；检查转轴转动是否灵活轻快，有无卡有碰或串动现象；用500V兆欧表测量绕组与机壳之间的绝缘电阻，如低于0.5兆欧，则应进行干燥处理；检查换向器表面是否光滑，如果发现有机械损伤或火花灼痕，应予磨光；检查刷架是否在标记位置，刷架座固定是否牢固；检查电刷压力是否适当，换向器与电刷表面的接触是否紧密，并进行必要的调整；按电动机铭牌及规定正确接线，并进行空载或轻载试验。2）试验运行时的检查 运行时的检查步骤如下：检查运行时的旋转方向是否正确；注意观察有无火花、杂音、振动和局部过热现象；测量电动机运行时的电压、电流、转速、温升等数据，并做好记录存档。（2）直流电动机在运行时的维护）直流电动机在运行时的维护 1）机械方面的维护 维护时应注意以下几点：直流电动机必须在额定条件下工作，严禁超负荷运行；经常检查各紧固螺钉是否齐全，检查接线板绝缘是否良好，各零部件有无损伤等；定期检查轴承润滑情况，加注润滑油。2）电气方面的维护 维护时应注意以下几点：直流电动机在运行时，外壳必须可靠接地或接零；经常检查电动机电源接线有无损伤；清除换向器表面的碳粉、污物，当换向器与电刷之间出现火花过大（或异常）时，要查明原因，予以排除。任务二任务二 直流电动机的使用与维直流电动机的使用与维护护任务三任务三 认识并使用特殊电动机认识并使用特殊电动机一一 任务描述任务描述1 学会双速三相异步电动机的接线。2 掌握单相异步电动机的接线和简单的使用与维护。二二 实训内容实训内容1 实训器材 变极双速三相异步电动机、单相异步电动机、调速电抗器、正反转控制开关、三相四线制交流电源等。2 实训步骤及操作要点实训步骤及操作要点（1）进行变极双速三相异步电动机低速运行和高速运行接线 1）使双速三相异步电动机作低速运行，注意观察电动机的运行方向；2）使双速三相异步电动机作高速运行，注意观察电动机的运行方向；变极双速三相异步电动机在由低速变为高速时产生的磁场旋转方向相反，必须改变相序才能保持电动机按原来的方向旋转。（2）进行单相异步电动机的调速控制和正反转控制 1）连接单相异步电动机和电抗器，实现单相异步电动机的调速控制；2）连接单相异步电动机和正反转控制开关，实现单相异步电动机的正反转控制。项目小结项目小结1 电动机有多种不同的分类方法，按照工作电源的性质和工作特点可以分为直流电动机、交流电动机；三相电动机、单相电动机；同步电动机、异步电动机等。三相异步电动机的型号表示电动机品种形式的代号、规格代号和特殊环境代号等组成。不同的电动机，其型号有所不同。但是产品型号一律用大写的印刷体汉语拼音字母和阿拉伯数字表示。异步电动机型号的4部分之间用短线隔开，但如果字母与数字之间还会混淆，也可以将短线省去。2 三相异步电动机主要由定子、转子两个基本部分组成。定子是电动机的固定部分，三相异步电动机的定子主要由定子铁芯、定子绕组、机壳和端盖组成，其作用是通入三相交流电源后产生一个旋转磁场。转子是电动机的转动部分，三相异步电动机的转子主要由转子铁芯、转子线圈组成。项目小结项目小结3 三相异步电动机的定子绕组中通入对称三相电流后，就会在电动机内部产生一个与三相电流的相序方向一致的旋转磁场。转子导体与旋转磁场相对运动，切割磁感线而产生感应电动势、感应电流。载流的转子导体受到旋转磁场的电磁力作用，相对转轴产生电磁转矩，使转子按旋转磁场方向转动。4直流电动机按励磁方式可分为他励式、并励式、串励式和复励直流电动机。5 在直流电动机中，虽然外加电源为直流，但通过换向器的作用，导体中的电流将随其所 处磁极极性的改变而同时改变其方向，从而使电磁转矩的方向始终保持不变，电动机在此电磁转矩的作用下不停地旋转。6 直流电动机的控制分为起动、正反转、调速和制动控制。7 变极双速三相异步电动机在由低速变为高速时产生的磁场旋转方向相反，必须改变相序 才能保持电动机按原来的方向旋转。8 根据获得旋转磁场方式不同，单相异步电动机主要分为分相电动机和罩极电动机。项目小结项目小结