秦澤輝

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三相電機(jī)控制線路的安裝與調(diào)試

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三相異步電動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)行控制包括起動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。本文主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制電路和正反轉(zhuǎn)控制電路。熟悉并認(rèn)識(shí)常用的低壓電器元件，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，初步認(rèn)識(shí)電機(jī)的電氣控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。掌握常用低壓電器元件的安裝使用方法，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路進(jìn)行規(guī)劃與實(shí)施。

三相異步；電動(dòng)機(jī)；電氣；控制基礎(chǔ)

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)行控制包括起動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。本文主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制電路和正反轉(zhuǎn)控制電路。熟悉并認(rèn)識(shí)常用的低壓電器元件，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，初步認(rèn)識(shí)電機(jī)的電氣控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。掌握常用低壓電器元件的安裝使用方法，對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)控制線路進(jìn)行規(guī)劃與實(shí)施。

一、常用低壓器件

低壓電器是指用在交流頻率50Hz、額定電壓1000V以下及直流額定電壓1200V以下電路中，能根據(jù)外界的信號(hào)和要求，手動(dòng)或自動(dòng)地接通、斷開電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電路或電氣設(shè)備的切換、控制、保護(hù)、檢測(cè)和調(diào)節(jié)的各種電器元件。低壓電器作為基本控制電器，廣泛應(yīng)用于輸、配電系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和國防工業(yè)中起著極其重要的作用。目前，低壓電器正朝著小型化、模塊化、組合化和高性能化發(fā)展。

常用的低壓電器元件主要有刀開關(guān)、熔斷器，斷路器、接觸器、繼電器、按鈕，行程開關(guān)等，學(xué)習(xí)、識(shí)別與使用這些電器元件是掌握電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)。

二、三相異步電動(dòng)機(jī)及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，俗稱馬達(dá)，主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，作為用電器或小型機(jī)械的動(dòng)力源。根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用交流電動(dòng)機(jī)，特別是三相異步電動(dòng)機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制、效率高和功率大等許多優(yōu)點(diǎn)，例如一般的機(jī)床、起重機(jī)、傳送帶、鼓風(fēng)機(jī)、水泵等都普遍使用三相異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，

三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子與轉(zhuǎn)子由氣隙隔開

1.定子

定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。定子鐵心是電動(dòng)機(jī)的磁路部分，由彼此絕緣的硅鋼片疊成，目的是減小鐵損（渦流損耗和磁滯損耗）。繞組是電動(dòng)機(jī)的電路部分，通常由漆包線繞制而成，三組均勻分布，空間位置彼此相差120°。機(jī)座用于容納定子鐵心和繞組并固定端蓋，起保護(hù)和散熱作用。

2.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸三部分組成。轉(zhuǎn)軸由中碳鋼制成，其兩端由軸承支撐，通過轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。鐵心是由外圓沖有均勾槽口、彼此絕緣的硅鋼片疊成的。轉(zhuǎn)子鐵心根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為籠型轉(zhuǎn)子和繞線型轉(zhuǎn)子。

3.氣隙

異步電動(dòng)機(jī)與其他類型的電機(jī)一樣，定子與轉(zhuǎn)子之間必須有一定的氣隙。為了降低電動(dòng)機(jī)的空載電流和電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，氣隙應(yīng)該盡量地小，一般中小型異步電動(dòng)機(jī)的氣隙為0.2mm～1.5mm。

四、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

1.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

若給在空間位置上互差120°的三相對(duì)稱繞組通入三相對(duì)稱電流，在三相繞組中就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

在一個(gè)電流周期內(nèi)，三相電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在空間轉(zhuǎn)過360°。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決于三相電流的相序。若在三相繞組U、V、W中通入三相正序電流，則磁場(chǎng)按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；通入三相逆序電流則相反。實(shí)際應(yīng)用中，把電機(jī)與電源相連的三相電源線調(diào)換任意兩項(xiàng)后，即可改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。一般約定：電流由線圏的首端流進(jìn)，末端流出為正序；電流由線圈的末端流進(jìn)，首端流出為逆序。

2.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)用P表示，取決于三項(xiàng)定子繞組。若三相繞組每相繞組由-圈組成，則合成磁場(chǎng)只有一對(duì)磁極，即極對(duì)數(shù)P=1；若將每相繞組分成兩段，則是兩對(duì)磁極，即P=2。

3.旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速

旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速也稱為同步轉(zhuǎn)速，取決于磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)。對(duì)一臺(tái)具體的電動(dòng)機(jī)而言，磁極對(duì)數(shù)在制造時(shí)就已經(jīng)確定好了，因此在工頻情況下不同磁極對(duì)數(shù)的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速也是確定的。

4.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)原理

定子三相繞組通入三相交流電，定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。由電磁感應(yīng)原理，產(chǎn)生電磁力F，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩丁，使得電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。

5.轉(zhuǎn)差率

由前面的分析可知，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向一致，但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n不可能達(dá)到與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相等，所以這種電動(dòng)機(jī)便稱為三相異步電動(dòng)機(jī)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率。

6.三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)

每個(gè)出廠的電動(dòng)機(jī)機(jī)身上都有銘牌數(shù)據(jù)，若要經(jīng)濟(jì)合理地使用電動(dòng)機(jī)，必須査看電動(dòng)機(jī)的銘牌，根據(jù)實(shí)際的需要來選擇合適的電動(dòng)機(jī)。

五、三相異步電動(dòng)機(jī)的電氣控制基礎(chǔ)

電氣控制線路圖可以繪制成兩種不同的形式：安裝圖（接線示意圖）和電氣原理圖。安裝圖是按照電氣與設(shè)備的實(shí)際布置位置繪制的，將屬于同一個(gè)電氣或設(shè)備的全部部件按照其實(shí)際位置畫在一起，便于安裝與檢修。電氣原理圖是按照電路功能進(jìn)行繪制的，各元件的導(dǎo)電部分（如線圈和觸點(diǎn)）的位置，都繪制在它們實(shí)現(xiàn)功能作用的地方（如線圈和觸點(diǎn)可以不畫在一起、而并不按照各電器元件的實(shí)際布置繪制，對(duì)分析電路而言比較方便。

較復(fù)雜的電氣控制線路一般分為主電路和控制電路。主電路主要由主熔斷器、接觸器的主觸點(diǎn)及電動(dòng)機(jī)等組成；控制電路由按鈕、接觸器線圈及輔助觸點(diǎn)等組成。控制電路的電流較小，通常與主電路共用一個(gè)電源。

三相異步電動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)行控制包括起動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)和制動(dòng)。下面主要介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制電路和正反轉(zhuǎn)控制電路。

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