以應(yīng)用為導(dǎo)向培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

易定秋 趙小林

摘要：以三相異步電機(jī)為例，掌握電機(jī)、交流接觸器的工作原理，熟悉線圈，常開，常閉輔助觸點(diǎn)的作用，掌握電機(jī)正反轉(zhuǎn)接線圖。

關(guān)鍵詞：三相異步電機(jī);交流接觸器;正反轉(zhuǎn)接線圖

沒有課程改革前，在講授《機(jī)電傳動控制》這門課時(shí)，講解電機(jī)和交流接觸器的內(nèi)容時(shí)，理論課程和實(shí)踐課分開講述，學(xué)生聽起來很抽象，教學(xué)效果一般，課程改革后，將實(shí)踐性很強(qiáng)的理論課和實(shí)踐課融合在一起，將電機(jī)和交流接觸器等機(jī)電產(chǎn)品搬到實(shí)驗(yàn)講臺，一邊講解理論知識一邊實(shí)踐，將實(shí)踐和理論有機(jī)結(jié)合起來，老師和學(xué)生一起拆裝電機(jī)和接觸器，懂理論會操作，培養(yǎng)了學(xué)生的動手實(shí)踐能力。

一、電機(jī)基礎(chǔ)知識

電機(jī)的主要部件，它主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成：定子三相繞組的接線。三相電動機(jī)定子繞組的六個(gè)出線端點(diǎn)接到電動機(jī)的接線盒中，以便和電源相連。接線盒中端點(diǎn)的接線布置如圖1所示。其中圖（a）是三相定子繞組接成星形，圖（b）是三相定子繞組接成三角形。

三相電動機(jī)的定子繞組接成星形還是接成三角形，應(yīng)根據(jù)電動機(jī)要求的額定電壓（工作電壓或相電壓）和電源電壓來確定，目前電動機(jī)的銘牌上給出了兩種情況：

（1）額定電壓380V，Δ形接法，表示這種電動機(jī)定子繞組要求的額定電壓是380V，該電動機(jī)的三相定子繞組只能接成三角形，接法如圖3-4（b）所示。

（2）額定電壓380/220V，Y/Δ形接法，表示這種電動機(jī)定子繞組要求的額定電壓（工作電壓）是220V，當(dāng)電源的線電壓是220V時(shí)，三相定子繞組接成Δ形，當(dāng)電源的線電壓是380V時(shí)，三相定子繞組接成Y形。

拆裝方法：

（一）拆裝前的準(zhǔn)備工作

（1）了解被拆裝電機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)、使用情況、接線原理和現(xiàn)狀，做好必要的現(xiàn)場記錄。

（2）準(zhǔn)備好必要的拆裝工具：各種扳手類、旋具類、拉出器、鋃頭、銼和毛刷等。

（3）必要的檢測儀表：多用表、搖表、單相和三相調(diào)壓器。

（二）交流電機(jī)的拆裝順序

（1）松開風(fēng)葉罩固定鏍釘，拆下風(fēng)葉罩和風(fēng)葉。

（2）在電機(jī)兩端的端蓋與機(jī)座處做必要的標(biāo)記，以便裝配時(shí)能恢復(fù)到出廠時(shí)的現(xiàn)狀。

（3）拆下電機(jī)軸伸端的軸承蓋（風(fēng)葉端的軸承蓋保留不動）。

（4）用內(nèi)六角扳手依次逆時(shí)針方向旋松端蓋與機(jī)座的緊固鏍釘。

（5）用鋃頭墊木板（或銅棒）從電機(jī)軸伸端輕輕敲打轉(zhuǎn)軸，使軸伸端的軸承脫離軸承座、風(fēng)葉端的端蓋脫離機(jī)座止口。

（6）操作中必須注意：轉(zhuǎn)子不能與定子線圈相擦破壞絕緣漆，造成定子線圈短路。

（7）對轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸和軸承進(jìn)行必要的清理，觀察、分析定子線圈的接線規(guī)律，對照實(shí)物畫出電機(jī)定子繞組的接線圖。

（8）用搖表分別測量三相繞組對機(jī)座的絕緣電阻值大于等于3兆歐。

（9）按拆開電機(jī)的相反工作順序進(jìn)行電機(jī)裝配，電機(jī)裝配完成后，再用搖表測三相繞組對機(jī)殼的電阻值是否符合要求。

（10）對完成拆裝后的電機(jī)進(jìn)行通電試驗(yàn)。若電機(jī)能運(yùn)行正常，無噪音、溫升正常，拆裝工作圓滿結(jié)束。若電機(jī)通電后不能正常起動，或雖能起動、但電磁噪音大、溫升快，則必須分析原因，排除故障，經(jīng)指導(dǎo)老師驗(yàn)收合格后，才能結(jié)束拆裝工作。

（11）本方法以三相交流電動機(jī)為依據(jù)，對單相電機(jī)、直流電機(jī)、同步電機(jī)的拆裝順序，可參照進(jìn)行。

二、交流接觸器工作原理

交流接觸器工作時(shí)，它的線圈通電產(chǎn)生電磁力，電路中三個(gè)主觸點(diǎn)被吸下，電路通電，各種輔助觸點(diǎn)按要求接通電源。

接觸器在機(jī)床電器原理圖中常按各部件作用分別畫到各條控制支路中，接觸器各部件圖形符號如圖3所示。

（一）拆裝前的準(zhǔn)備工作

（1）了解交流接觸器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握交流接觸器拆、裝方法和故障檢修，熟悉交流接觸器的校驗(yàn)和調(diào)整過程。

（2）各種量具和工具器材準(zhǔn)備：螺釘旋具、尖嘴鉗、剝線鉗等;交流電壓表（500V）、交流電流表（5A），MF500型多用表、調(diào)壓器、搖表和CJ1030型接觸器等。

（二）交流接觸器拆裝順序（以CJ30型交流接觸器為例）

（1）松開滅弧罩緊固螺釘，取下滅弧罩。

（2）拉緊主觸頭定位彈簧夾，將主觸頭側(cè)轉(zhuǎn)45°，取下主觸頭及主觸頭壓力彈簧片。

（3）松開輔助常開靜觸頭接線螺釘，取出常開靜觸頭。

（4）松開接觸器底部蓋板螺釘，慢慢放松蓋板后依次取出：靜止鐵心及緩沖絕緣紙片、靜止鐵心支架和緩沖彈簧。

（5）拉出線圈接線端的彈簧夾片，取出線圈。

（6）取出反作用彈簧、銜鐵和支架。

（7）從支架上取出動鐵心定位銷、動鐵心和緩沖絕緣紙片。

（8）裝配：按拆卸的逆順序進(jìn)裝配。

（9）自檢：用多用表歐姆檔檢查接觸器線圈及各靜合觸頭是否接觸良好;用搖表測量各觸頭間及主觸頭對地電阻是否滿足要求;用手壓按主觸頭檢查運(yùn)動部分是否靈活。

（三）交流接觸器通電試驗(yàn)和調(diào)校

1.測觸點(diǎn)電阻

用萬能表的電阻檔，測量常閉觸點(diǎn)與動點(diǎn)電阻，其阻值應(yīng)為0;而常開觸點(diǎn)與動點(diǎn)的阻值就為無窮大。由此可以區(qū)別出那個(gè)是常閉觸點(diǎn)，那個(gè)是常開觸點(diǎn)。

2.測線圈電阻

可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象。

經(jīng)自檢合格后的交流觸器，可進(jìn)行如下的通電試驗(yàn)和觸頭接觸壓力調(diào)校，其目的是為了測取線圈的實(shí)際吸合電壓值和釋放電壓值。試驗(yàn)線路如圖4所示。

（1）按圖示電路接線。

（2）選擇好電流表、電壓表量程，單相調(diào)壓輸出置于零位。

（3）同時(shí)合上QS1和QS2，緩慢增加調(diào)壓器的輸出電壓，直到接觸器鐵心吸合為止（聽到繼電器吸合聲時(shí)），記錄此時(shí)的電壓值即為接觸器的吸合電壓值，該電壓應(yīng)小于或等于線圈額定電壓的85%UN。且采用電流鉗形表檢測電流，記下該吸合電流。為求準(zhǔn)確，可以試多幾次而求平均值。

（4）保持接觸器的吸合電壓值，分合開關(guān)QS2，做兩次以上沖擊合閘試驗(yàn)，以校驗(yàn)鐵心吸合動作的可靠性。

（5）緩慢減少調(diào)壓器的輸出電壓，直到接觸器鐵心分離為止（當(dāng)聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí)），記錄此時(shí)的電壓值即為接觸器的釋放電壓值，該電壓應(yīng)大于線圈額定電壓的50%UN;且采用電流鉗形表檢測電流，記下該釋放電流。如果釋放電壓太?。ㄐ∮?/10的吸合電壓），則不能正常使用了，這樣會對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。

（6）將調(diào)壓的輸出電壓調(diào)至接觸器線圈的額定電壓，觀察鐵心有無振動和噪音，并從EL指示燈的明暗判斷主觸頭的接觸好壞情況。

（7）觸頭壓力的測量與調(diào)整。用紙條憑經(jīng)驗(yàn)判斷各觸頭的接觸壓力是否合適，取一厚約0.1mm比觸頭稍寬的紙條夾在閉合的待測觸頭間，然后用手拉動紙條，若觸頭壓力合適，稍用力紙條即可拉出;若紙條很容易被拉出，說明觸頭壓不夠;若紙條被拉斷，說明觸頭壓力太大。適當(dāng)調(diào)整觸頭彈簧或更換彈簧，直至符合壓力要求。

學(xué)生通過拆裝電機(jī)和交流接觸器，學(xué)會實(shí)際操作，2個(gè)同學(xué)一組在一天時(shí)間內(nèi)完成：設(shè)計(jì)一電氣連鎖保護(hù)的線路，以防止正向按鈕與反向按鈕同時(shí)按下使得兩個(gè)接觸器同時(shí)接通，導(dǎo)致短路事故，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。通過拆裝實(shí)習(xí)，要達(dá)到以下目的。

理論

實(shí)踐

電機(jī)拆裝

基本內(nèi)容

1.電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理。

2.定子繞組嵌線理論。

1.電機(jī)繞組拆卸、繞組繞制及電機(jī)裝配過程。

2.電機(jī)繞組端子確定、絕緣電阻測試、空載運(yùn)行電流測試等方法。電機(jī)繞組頭、尾端子的確定。

3.萬用表、搖表、鉗形電流表的使用。

基本要求

掌握電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及嵌線理論

1.獨(dú)立完成各部件的拆裝，掌握它們相互間的裝配關(guān)系及調(diào)整方法。

2.能正確繪制電機(jī)繞組。

3.掌握電機(jī)正確的裝配過程。并能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成會用儀表對電機(jī)的繞組端子進(jìn)行判別、會測試?yán)@組電阻、絕緣電阻、空載電流等參數(shù)。

提高要求

電機(jī)常見故障檢測方法

1.掌握新工藝的使用。

2.掌握故障測試方法。

三、總結(jié)

通過理論與實(shí)踐同時(shí)講授，拆裝電機(jī)和交流接觸器，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，學(xué)生掌握了：電機(jī)的工作原理;電機(jī)的正反轉(zhuǎn)原理;電機(jī)的三角形接法和星形接法;掌握了交流接觸的作用如欠壓保護(hù)，失壓保護(hù)，缺相（只能保護(hù)二相）等，學(xué)會電機(jī)啟停和正反轉(zhuǎn)接線;教學(xué)效果很好。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄧星鐘.機(jī)電傳動控制（第四版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007.

[2]廖兆榮.機(jī)床電氣自動控制[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

作者簡介：易定秋（1966），湖南新寧人，研究員級高級工程師，研究方向：從事機(jī)電一體化教學(xué)與科研。