常用电气控制设备.pptx

项目一：目一：三相异步三相异步电动机起机起动线路分析与接路分析与接线2024/5/22 周三1模模块一一 单向起向起动手手动控制控制线路的路的分析与接分析与接线目目标：1.能熟练使用闸刀开关、熔断器、三相交流异步电动机；2.能正确分析三相异步电动机单向起动手动控制原理图，并能根据原理图安装接线；3.能够完成三相异步电动机手动控制的起动、停止试验。2024/5/22 周三2（1）闸刀开关QS2024/5/22 周三3（1）闸刀开关的作用闸刀开关是一种手动配电电器。主要用来隔离电源或手动接通与断开交直流电路，也可用于不频繁的接通与分断额定电流以下的负载，如小型电动机、电炉等。闸刀刀开关是最经济但技术指标偏低的一种刀开关。闸刀开关也称开启式负荷开关。2024/5/22 周三4（2）外型与结构图1-3是它的外形与结构图，它主要有：与操作瓷柄相连的动触刀、静触头刀座、熔丝、进线及出线接线座，这些导电部分都固定在瓷底板上，且用胶盖盖着。所以当闸刀合上时，操作人员不会触及带电部分。胶盖还具有下列保护作用：(1)将各极隔开，防止因极间飞弧导致电源短路；（2）防止电弧飞出盖外，灼伤操作人员；（3）防止金属零件掉落在闸刀上形成极间短路。熔丝的装设，又提供了短路保护功能。2024/5/22 周三52024/5/22 周三6（3）闸刀开关技术参数与选择闸刀开关种类很多，有两极的（额定电压250V）和三极的（额定电压380V），额定电流由10A至100A不等，其中60A及以下的才用来控制电动机。常用的闸刀开关型号有HK1、HK2系列。表1-1列出了HK2系列部分技术数据。2024/5/22 周三72024/5/22 周三8正常情况下，闸刀开关一般能接通和分断其额定电流，因此，对于普通负载可根据负载的额定电流来选择闸刀开关的额定电流。对于用闸刀开关控制电机时，考虑其起动电流可达（4-7）倍的额定电流，选择闸刀开关的额定电流，宜选电动机额定电流的3倍左右。2024/5/22 周三9（4）使用闸刀开关时应注意：将它垂直的安装在控制屏或开关扳上，不可随意搁置；进线座应在上方，接线时不能把它与出线座搞反，否则在更换熔丝时将会发生触电事故；更换熔丝必须先拉开闸刀，并换上与原用熔丝规格相同的新熔丝，同时还要防止新熔丝受到机械损伤；若胶盖和瓷底座损坏或胶盖失落，闸刀开关就不可再使用，以防止安全事故。2024/5/22 周三10（2）熔断器FU熔断器是起安全保护作用的一种电器，熔断器广泛应用于电网保护和用电设备保护，当电网或用电设备发生短路故障或过载时，可自动切断电路，避免电器设备损坏，防止事故蔓延。2024/5/22 周三11熔断器由绝缘底座(或支持件)、触头、熔体等组成，熔体是熔断器的主要工作部分，熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线，当电路发生短路或过载时，电流过大，熔体因过热而熔化，从而切断电路。熔体常做成丝状、栅状或片状。熔体材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点。一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。2024/5/22 周三12熔断器分类：1.螺旋式熔断器RL2.有填料管式熔断器RT3.无填料管式熔断器RM4.有填料封闭管式快速熔断器RS2024/5/22 周三13主要技术参数：额定电压：熔断器长期工作时和分断后能够耐受的电压，其量值一般等于或大于电气设备的额定电压。额定电流：熔断器能长期通过的电流，它决定于熔断器各部分长期工作时的容许温升。2024/5/22 周三14极限分段能力等：熔断器在故障条件下能可靠的分断最大短路电流，它是熔断器的主要技术指标之一。2024/5/22 周三15（3）三相交流异步电动机M2024/5/22 周三16一、三相异步电动机安装共组电源的不同：可以分为直流电机和交流电机，直流电机又可分为直流电动机、永磁式直流直线直流电动机、无刷直流电动机，交流电机可分为异步电动机、交流伺服电动机、交流力矩电动机、同步电机、交流直线电动机。二、按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式不同，可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步WEG电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。三、按用途分类三相异步电动机安装用途的不同，可分为驱动用电动机和控制用电动机。驱动用电动机又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其它通用小型机械设备用电动机。控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。四、按转子的结构分类电动机按转子的结构不同，可分为笼型感应电动机和绕线转子感应电动机。五、按运转速度分类三相异步电动机按运转速度不同，可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。六、按结构及工作原理分类根据电动机按结构及工作原理的不同，可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。2024/5/22 周三17(一)定子（静止部分）1.定子铁心:定子铁心的作用是作为电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。2.定子绕组:定子绕组的是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。主要绝缘项目有以下三种：（1）对地绝缘（2）相间绝缘（3）匝间绝缘2024/5/22 周三182024/5/22 周三19定子三相绕组的接线方式（1）星形接法(Y接)（2）三角形接法(接)2024/5/22 周三20（二）转子（旋转部分）转子是电动机的旋转部分，包括转子铁心、转子绕组和转轴等部件。1.转子铁心作用:电机磁路的一部分，并放置转子绕组。一般用0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。2.转子绕组作用是切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。根据构造的不同分为鼠笼式转子和绕线式转子。如图1-5所示。2024/5/22 周三212024/5/22 周三22（1）鼠笼式转子：若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。如图1-6所示。a）笼型绕组b)转子外形c)铸铝笼型转子2024/5/22 周三23（2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集电环（滑环）上，再通过电刷与外电路联接，如图1-7所示。a）接线图b)提刷装置2024/5/22 周三24二.铭牌2024/5/22 周三251.型号Y90L42024/5/22 周三262.额定功率PN指电动机在额定运行状态下运行时电动机轴上输出的机械功率，单位为KW。式中，UN1、IN1、N、cosN分别为电动机额定的线电压、线电流、效率、功率因数。2024/5/22 周三273.额定电压UN1指电动机在额定运行状态下运行时定子绕组所加的线电压，单位为V或KV。4.额定电流IN1指电动机加额定电压、输出额定功率时，流入定子绕组中的线电流，单位为A。5.额定转速nN指电动机在额定运行状态下运行时转子的转速，单位为r/min。6.额定频率fN我国规定工频为50HZ。7.额定功率因数cosN指电动机在额定运行状态下运行时定子边的功率因数。8.接法指电动机定子三相绕组与交流电源的联接方法。2024/5/22 周三28（4）电气接线工艺要求1.走线合理，做到横平竖直，整齐，各接点不松动。2.避免交叉，架空线和叠线。3.对螺栓式接点，导线连接时，应打羊眼圈，按顺时针旋转；对瓦片式接点，导线连接时，直线插入接点固定即可。4导线变换走向要垂直，并做到高低一致或前后一致。2024/5/22 周三295.严禁损伤线芯和导线绝缘层，接点上不能露出铜丝太多。6.每个接线端子上连接的导线数一般不超过两根，并保证接线牢固。7.进出线应合理汇集在端子排上。2024/5/22 周三30（5）闸刀开关、熔断器的选择原则闸刀开关：在线路中起到那些作用，或者在一整套的配电装置中它的一个安装位置来确定它的结构形式的，比方说我们只需要用在隔离电源的时候，我们只需要选择不带灭弧罩的那种产品，如果说它是用来分断负载的时候，我们就应该选择带灭弧罩的了。刀开关的设定电流是不可以小于所有短路中的各个负载设定电流的综合。如果负载电动机的话，就需要考虑到电路中可能出现的最大短路的那个值电流是不是在设定电流的等级所对应的电动稳定性峰值的电流一下。如果超过了这个电流峰值就应该另行选择设定电流更大一级的刀开关。2024/5/22 周三31熔断器选用原则：（1）根据使用条件确定熔断器的类型。（2）选择熔断器的规格时，应首先选定熔体的规格，然后根据熔体去选择熔断器的规格。（3）熔断器的保护特性应与被保护对象的过载特性有良好的配合。（4）在配电系统中，各级熔断器应相互匹配，一般上一级熔体的额定电流要比下一级熔体的额定电流大23倍。（5）对于保护电动机的熔断器，应注意电动机启动电流的影响，熔断器一般只作为电动机的短路保护，过载保护应采用热继电器。（6）熔断器的额定电流应不小于熔体的额定电流；额定分断能力应大于电路中可能出现的最大短路电流。2024/5/22 周三32（1）熔断器）熔断器类型的型的选择。熔断器主要根据负载的情况和电路短路电流的大小来选择类型。例如，对于容量较小的照明线路或电动机的保护，宜采用RCIA系列插入式熔断器或RM10系列无填料密闭管式熔断器；对于短路电流较大的电路或有易燃气体的场合，宜采用具有高分断能力RL系列螺旋式熔断器或RT（包括NT）系列有填料封闭管式熔断器；对于保护硅整流器件及晶闸管的场合，应采用快速熔断器。熔断器的形式也要考虑使用环境，例如，管式熔断器常用语大型是被及容量较大的变电场合；插入式熔断器常用语无振动的场合；螺旋式熔断器多用于机床配电；电子设备一般采用熔丝座。2024/5/22 周三33（2）熔体）熔体额定定电流的流的选择。1）对于照明电路和电热设备等电阻性负载，因为其负载电流比较稳定，可用作过载保护和短路保护，所以熔体的额定电流Irn应等于或稍大于负载的额定电流Ifn，即：2）电动机的启动电流很大，因此对电动机只宜作短路保护，对于保护长期工作的单台电动机，考虑到电动机启动时熔体不能熔断，即式中，轻载启动或启动时间较短时，系数可取近1.5；带重载启动、启动时间较长或启动较频繁时，系数可取近2.5。2024/5/22 周三343）对于保护多台电动机的熔断器，考虑到在出现尖峰电流时不熔断熔体，熔体的额定电流应等于或大于最大一台电动机的额定电流的1.52.5倍，加上同时使用的其余电动机的额定电流之和，即式中，Irn多台电动机中容量最大的一台电动机的额定电流，A；Ifnmax其余各台电动机额定电流之和，A。必须说明，由于电动机负载情况不同，其启动情况也不相同，因此，上述系数只作为确定熔体额定电流时的参考数据，精确数据需在实践中根据使用情况确定。2024/5/22 周三35（3）熔断器）熔断器额定定电压的的选择。熔断器的额定电压应等于或大于所在电路的额定电压。2024/5/22 周三36三相交流异步三相交流异步电动机的工作原理、机的工作原理、定子三相绕组通入三相交流电即可产生旋转磁场。当三相电流不断地随时间变化时，所建立的合成磁场也不断地在空间旋转，如下图所示。旋转磁场的旋转方向与旋转磁场三相电流的相序一致，任意调换两根电源进线，则旋转磁场反转。2024/5/22 周三37定子旋转磁场旋转切割转子绕组，转子绕组产生感应电动势，其方向由“右手螺旋定则”确定。由于转子绕组自身闭合，便有电流流过，并假定电流方向与电动势方向相同，转子绕组感应电流在定子旋转磁场作用下，产生电磁力，其方向由“左手螺旋定则”判断。该力对转轴形成转矩(称电磁转矩)，并可见，它的方向与定子旋转磁场(即电流相序)一致，于是，电动机在电磁转矩的驱动下，顺着旋转磁场的方向旋转，且一定有转子转速。有转速差是异步电动机旋转的必要条件，异步的名称也由此而来。2024/5/22 周三38定子定子绕组的首尾端判断方法的首尾端判断方法1.剩磁感应法：首先，我们使用万用表电阻挡，用一支表笔与电动机的6根引出线中的任何一根相接触，然后把另一支表笔轮流与其他5根引出线相接触，电阻值最小或（通路）的2根线头即是同一相绕组的2根引出线。同理，可找出其他两相绕组的引出线头，这样就将三相定子绕组属于同一相的3对引出线头区别开，然后对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，2024/5/22 周三39分别编为：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着，将编号为U1、V1、W1连接在一起，将编号为U2、V2、W2连接在一起（见图1），然后，在绕组两端接装微安表，用手均匀地转动电动机转子，观察万用表指针的摆动情况，若此时并接在绕组两端的微安表指针不动或摆动甚微，则说明假设的各相绕组的首尾端是正确的；若转子转动时，微安表指针有较大偏转，则说明其中存在一相绕组的首尾端假设编号不对，应逐相对调重测，观察万用表指针的摆动情况，若万用表指针仍大幅度摆动，应重复上述过程重测，直至微安表指针不动或摆动甚微为止，判别完成。2024/5/22 周三402.直流法：首先，如前所诉使用万用表将三相绕组分开，然后，对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，分别编为：U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着将U相绕组中串上电池和开关，W相绕组两端接微安表（见图2），当合上电源开关的瞬间，若微安表指针摆向大于零的一边，则接电源正极的线头与微安表负极所接的线头同为首端（或同为末端）。再将微安表接另一相绕组的两线头，用上述方法判别首末端即可。2024/5/22 周三413.交流电源法：首先，如前所述，使用万用表将三相绕组分开，然后对区别开后的三相绕组的6个线头分三组进行假设编号，分别编为U1、U2；V1、V2；W1、W2。接着将任意两相中的两个线头（如V1和U2）连接起来，构成两相绕组串联；在另外两个线头（V2和U1）上接交流电压表，2024/5/22 周三42然后在第三相绕组上接36V交流电源，若电压表指针有较明显偏转，说明线头V1和U1（或V2和U2）同为首端或同为尾端，假设的编号正确。若电压表无读数，则说明假设编号不正确，需将V1、V2（或U1、U2）中任意两个线头的编号对调一下即可，即实际上U1和V2（或U2和V1）同为首端或同为尾端。重复以上步骤，即可判定W1、W2两个线头的假设编号是否正确。2024/5/22 周三43练习：P15：1、2、3、4、2024/5/22 周三44