机床维修电工第3章-电动机与变压器课件.ppt
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- 机床 维修 电工 电动机 变压器 课件
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1、一、直流电机的构造直流电机由固定部分和转动部分组成,其中固定部分叫做定子,包括机座、主磁极、换向磁极、端盖、电刷组件等部件。转动部分又叫转子,多称电枢,包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、风扇、转轴等部件。下面介绍定子和电枢的主要部件及其作用。第第1 1节节 直流电动机结构原理及日常维护直流电动机结构原理及日常维护123456783.直流电机的其他部分除上述主要部件外,直流电机的其他部分有端盖、轴承、转轴、风扇、接线板、接线盒等。它们的作用与交流电动机的相关部件相同,这里不再重述。9二、直流电动机的工作原理二、直流电动机的工作原理直流电动机基本结构与直流发电机相同,其原理示意图如图3.1所示。此时
2、直流电源正极接A,负极接B。电枢绕组中电流流向为abcd。利用左手定则可以判定,ab和cd分别受到向左和向右的磁场力,使电枢朝逆时针方向旋转。当电枢转到90时,电刷A,B均与两换向片之间的绝缘层接触,电源中断,电枢凭惯性旋转。经过90后,换向片又接通电源,但方向改变了。如在电枢转到180位置,cd在上,ab在下,电枢绕组中的电流流向为dca,用左手定则仍可判定,cd和ab分别受到向左和向右的磁场力,保持逆时针旋转方向,电枢始终朝着一个方向旋转。10图3.1 直流电机工作原理示意图11三、直流电机的励磁方式三、直流电机的励磁方式导体总数、并联支路数运转。可见,当负载增加,直流电机的性能与励磁方式
3、密切相关,其励磁方式可分为并励、串励、复励、他励四类。121314151617第第2 2节节 三相异步电动机原理及日常维护三相异步电动机原理及日常维护一、笼型异步电动机的结构笼型异步电动机主要由定子和转子两个基本部分组成。其结构如图3.2所示,定子和转子之间留有很小的空气间隙。18图3.2 封闭式三相异步电动机的结构191.定子202.转子转子的作用是通过磁通,并在定子旋转磁场作用下产生电磁转矩,沿着旋转磁场方向转动,并输出动力带动生产机械运转。转子由转子铁芯、转子绕组(笼型绕组)和转轴三部分组成。转子铁芯由外圆冲有均匀槽口、互相绝缘的硅钢片叠压而成,铁芯槽内有铝质或铜质的笼型转子绕组,两端有
4、端环,如图3.3所示。整个转子套在转轴上形成紧配合。被支承在端盖中央的轴承中,这样由定子铁芯、转子铁芯和两者之间的空气间隙构成了电动机的完整磁路。21图3.3 笼型转子223.其他附件除定子、转子两个主体部分外,电动机还有端盖、轴承、轴承盖、风扇叶和接线盒等附件。23二、笼型电动机的铭牌任何新出厂的电动机,在机座上都装有一块铝质或铜质的标牌,叫铭牌。它简要地标明了该电动机的类型、主要性能、技术指标和使用说明。为用户使用和维修这台电动机提供了重要依据。这里综合了电动机有关铭牌内容,列出如下铭牌并予以解释。243.其他附件除定子、转子两个主体部分外,电动机还有端盖、轴承、轴承盖、风扇叶和接线盒等附
5、件。251.型号2.额定功率3.额定电压4.额定电流5.额定频率6.额定转速7.联结26图3.4 三相绕组联结278.定额9.温升10.绝缘等级11.功率因数28三、三相笼型异步电动机的选用、运行与维护三、三相笼型异步电动机的选用、运行与维护对电动机的选用、正常巡视和维护,是保证它稳定、可靠、经济运行的重要措施。这不仅可减少故障的发生,还能有效地延长设备使用寿命,提高使用效益。29四、电动机的选用四、电动机的选用1.选择使用电动机的基本原则(1)能完全满足被拖动的生产机械在机械特性方面的要求。(2)在工作过程中,电动机的功率应被充分利用,否则会降低其功率因数。(3)电动机的结构、形式能与周围环
6、境条件相适应。302.选择使用电动机的基本方法(1)电动机额定电压的选择 电动机额定电压必须与供电电压一致。(2)电动机额定转速的选择 当电动机额定转速与生产机械额定转速一致时,传动机构最简单,可用直接传动。在实际生产中,功率相同的电动机转速越高,电动机尺寸、重量、成本越小,选高速电动机很经济。但用高速电动机拖动低速生产机械时,其传动机构复杂。究竟在转速上怎样搭配,应根据实际使用条件综合考虑。31(3)电动机容量的选择 电动机额定功率应满足生产机械对功率的要求。(4)电动机形式的选择根据电动机工作方式的不同可选择连续、短时、断续三种方式中的一种。根据安装、传动方式的不同,可选择卧式或立式。实践
7、中电动机多用卧式安装,只有为了满足传动的特殊要求才采用立式安装。根据工作环境的要求应选择合适的防护形式:干燥、清洁的环境选开启式;干燥、灰尘不多、无腐蚀和爆炸性气体环境选防护式;潮湿、多尘、有风雨侵袭及腐蚀性气体环境应用封闭式;有爆炸危险环境应用防爆式。32五、开车前的检查(1)检查电动机绕组绝缘电阻。对额定电压在380 V及以下的电动机,用500 V以上的兆欧表检查三相定子绕组对地绝缘电阻和相间绝缘电阻,其电阻值热态时不应小于0.52 M。如果绝缘电阻值偏低,应进行烘烤后再测。(2)检查电动机绕组的联结、所用电源电压是否与铭牌规定相符。检查该电动机供电电网上的电压是否稳定,其波动值不得超过+
8、10和-5。33(3)对反向运转可能损坏设备的单向运转电动机,必须首先判断通电后的可能旋转方向。判断方法是在电动机与生产机械连接之前通电检查,并按正确转向连接电源线,此后不得再更换电源相序。(4)检查电动机的启动、保护设备是否符合要求,检查内容包括:启动、保护设备的规格是否与电动机配套,接线是否正确;所配熔体规格是否恰当,熔断器安装是否牢固;这些设备和电动机外壳是否妥善接地。34(5)检查电动机的安装情况,检查电动机端盖螺钉、地脚螺钉、与联轴器连接的螺钉和销子是否紧固;皮带的连接是否牢固,松紧度是否合适,联轴器或带轮中心线是否校准;机组的转动是否灵活、有无非正常的摩擦、卡塞、窜动和异响等。35
9、七、电动机运行中的巡查七、电动机运行中的巡查1.观察电动机电源电压2.观察电动机工作电流3.检查电动机温升4.观察有无故障现象(1)发生人身触电事故。(2)电动机或有关设备、线路冒烟、起火。(3)电动机剧烈振动。(4)轴承剧烈发热和明显异响。(5)电动机所拖动的生产机械损坏。(6)电动机发生窜轴冲击、扫膛、转速突然下降、温度迅速上升。36八、电动机的定期维修八、电动机的定期维修1.定期小修项目(1)清洁电动机机壳,除去污物和油垢。(2)检测绕组绝缘电阻,测完后按要求连接好绕组接头。(3)检查接线端子,检查接线盒紧固螺丝是否松动,盒内有无烧伤和杂物,接线螺母有无松动。(4)检查紧固件及接地线,检
10、查端盖螺丝、地脚螺丝、轴承盖螺丝是否紧固,保护接地线是否良好、牢固。37(5)检查电动机和生产机械之间的传动装置是否正常,传动良好。(6)检查轴承是否磨损、松旷,润滑油是否干涸、变质、变脏。(7)检查电动机附属设备是否完好、清洁;擦拭外壳,检查触点是否良好,检测绕组及带电部分对地绝缘电阻是否符合要求。382.定期大修项目(1)检查各零部件有无机械损伤和丢失,如有应修理或配齐。(2)对电动机和启动设备进行解体,清除灰尘、油垢。注意检查绕组的绝缘状况,若已老化或变色、变脆,应特别注意保护,如有剥落,应进行局部绝缘处理。(3)拆下轴承并洗掉废油,检查转动是否灵活,是否磨损和有旷动。检查后对不能使用的
11、应当更换,对能用的加足钠基脂或钙钠基脂等高速黄油,再按要求组装复位。39(4)检查定子和转子绕组检查定子绕组有无绝缘性能下降,对地短路,相间短路、开路,接错等故障;检查转子绕组有无断条,并针对检查中发现的问题进行修理。(5)检查定子和转子铁芯有无磨损和变形,应特别注意检查定子、转子气隙中有无突出物及发亮点,这是引起扫膛的隐患或是已发生扫膛的标志,应锉平或刮低,对变形的部位应修复。(6)检查电动机附属设备检查启动设备、保护装置、指示测定仪表等是否完好,并应清除脏物,检查、打磨触点和接线端子,更换已损坏的零部件。40(7)检查电动机的装配检查电源线的连接,与启动设备、保护装置等的连接,接地装置等的
12、安装是否符合要求。(8)检查电动机与生产机械之间的传动装置检查带轮、联轴器的紧固和校准状况,紧固件的紧固状况、皮带的连接状况等是否符合要求。(9)对上述内容经检验无误后的电动机应通电试验。先用手扳动转动部分看运转是否灵活,确认无毛病时通电空载运行半小时,再带负荷试车。试车合格,才说明该电动机及附属设备大修任务完成。41第第3 3节节 单相电动机的控制电路单相电动机的控制电路单相异步电动机的控制在实用上主要有正反转控制和调速控制两大类,如家用电器中洗衣机的正、反转洗涤、调速,电风扇的调速等。42一、单相异步电动机的正反转控制1.正反转控制原理单相异步电动机的正反转控制多用于对电容式电动机的控制,
13、特别广泛地用于洗衣机电动机,因为这种电动机的主、副绕组可以交替使用。2.正反转控制电路单相电容式电动机正反转控制电路如图3.5所示。设开关S置于触点“1”时为正转,此时是以绕组A为主绕组,B为副绕组的接线状态。当S切换到触点“2”时,B成了主绕组,A成了副绕组,电动机即发生反转。43图3.5 单相电容式电动机正反转控制44图3.6 三相异步电动机作单相电动机使用时的正反转控制45二、单相异步电动机的调速控制1.利用绕组抽头调速(1)调速原理改变绕组主磁通调速的实质是通过转换开关的不同触点,与事先设计好的绕组不同抽头连接,在电动机外部通过抽头的变换增、减主绕组的匝数,从而增、减绕组端电压和工作电
14、流来调节主磁通,使转速发生改变。这种调速方式不需任何附加设备,是目前最经济的一种调速电路,广泛使用于电风扇和空调器的调速。4647482.串联电抗器调速串联电抗器调速电路如图3.7所示,工作原理与电动机绕组抽头调速相似。它是在电动机绕组外面串联有抽头的电抗器(又名调速线圈),这实际上是一只感抗很大的铁芯线圈,通过转换开关,将不同匝数的电抗器绕组与电动机绕组串联,改变电路的感抗值,也就改变了电动机绕组电流的大小,从而改变电动机主磁通的大小,改变其转差率,也就改变了转速。49图3.7 电抗器调速电路50第第4 4节节 伺服电动机原理及日常维护伺服电动机原理及日常维护一、目的学会伺服电动机三种不同控
15、制方式的接线规律,进一步了解伺服电动机的工作原理及控制电路的工作原理。二、实验器材笼型转子伺服电动机、无极性电容(1 pF,1.5 F,2.0 F,2.5 F各1只)、五位转换开关、木质配电板、闸刀开关、接线排(JX21005)、万用表、转速表、一字螺丝刀和十字螺丝刀各1只、变阻器2个、熔断器2个、木螺钉、导线适量。51三、训练步骤与工艺要点1.线路连接2.线路检测(1)励磁回路检测1)将万用表置于R100 Q或R1 kQ量程挡,两表笔分别搭接四只电容器两根弓当表笔搭接瞬间,表针向右偏转一个明显角度,然后缓慢回到原位,表明电容器质量可靠。2)将Rp1滑动触点调到最大阻值(即滑到最上端),将万用
16、表表笔搭接在四只电容接点“3”和“2”上,万用表所示电阻值应为励磁绕组电阻和变阻器Rpl阻值之和。52(2)控制回路检测53图3.8 交流伺服电动机控制电路54图3.9 伺服电动机控制电路安装板553.交流伺服电动机三种控制方式的实训(1)幅值控制方式保持IL与IK之间的相位差不变,通过变化RP2的阻值来调节控制电压装板下用转速表测出电动机转速,并将测量结果记入表3.2中。可以发现,Uk大时转速大,Uk小磁回路和控时转速小,Uk为0时电动机停转。(2)相位控制方式保持励磁电流IL和控制电流IK大小不变,通过改变励磁回路不同的移相电容,改变IL与IK之间的相位差,再用转速表测出不同相位差时电动机
17、的转速,并将其记入i根引出线。表3.2中。可以看出,IL与IK之间的相位差偏离90越远,电动机转速越小。5657(3)幅值一相位控制方式在改变控制电压Uk幅值的同时,通过改变移相电容的大小来改电容器公共变IL与IK间的相位差。可以发现,Uk幅值和IL与IK间相位差同时改变时,电动机转速将发生变化。试按表3.2所给条件用转速表测出其对应转速,将其记入该表中。58四、实训工艺要点或结果分析(1)该实训所用伺服电动机在总体结构、绕组参数上与单相笼型异步电动机相比,有哪些异同点?(2)幅值控制式和相位控制式在控制伺服电动机转速上遵循什么样的规律?(3)幅值一相位控制式实训中,伺服电动机转速与Uk幅值和
18、IL、IK间的相位差之间有什么关系?59第第5 5节节 特殊电动机原理及日常维护特殊电动机原理及日常维护特种电动机在现代的生产设备、电子计算机、空间技术及科学研究领域有着广泛的应用,它们在自动控制系统、计算机装置中分别作为测量、比较、放大、执行和解算元件。所以,常将它们称为控制电机,对它们的要求是使用性能优越,运行参数稳定,工作十分可靠。本节将介绍使用极为广泛的单相交直流两用串励电动机、伺服电动机和步进电动机,使读者了解它们的基本结构、工作原理、运行特性及其应用。60一、单相交直流两用串励电动机单相交直流两用串励电动机大量用于手电钻中作为动力机,它具有交、直流电源均可使用的优点。1.基本结构与
19、工作原理2.机械特性及其应用616263二、伺服电动机在特种电机中,伺服电动机的使用也较为广泛。它作为自动控制系统中的执行元件,主要用于将电信号转换成机械运转的角速度或角位移。它的工作特点是很少达到稳定转速,多数时间都处在转速接近于零的状态运行并频繁启动、停止和反转。在自动控制系统中使用的伺服电动机分交流和直流两种,下面以交流伺服电动机为例分析其基本结构、工作原理、机械特性及其应用。1.基本结构2.工作原理与机械特性646566三、步进电动机步进电动机与一般电动机不同。一般电动机通电后连续转动,而步进电动机则是通以电脉冲信号后一步一步转动,每通入一个电脉冲信号只转动一个角度。所以,步进电动机是
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