電動機(jī)培訓(xùn)教案

1、6 電動機(jī)部分 6.1 電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理6.1.1三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。三相異步電動機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成。圖2.6-1 電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1.接線盒 2.定子鐵心 3.定子繞組 4.轉(zhuǎn)軸 5.轉(zhuǎn)子 6.風(fēng)扇 7.罩殼 8.軸承 9.機(jī)座 10、端蓋 11.軸承蓋 6.1.1.1 定子 定子是電動機(jī)固定部分，其作用是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。它主要由定子鐵芯、定子繞組和機(jī)座等組成。(1)定子鐵芯。定子鐵芯由互相絕緣的硅鋼片疊成圓筒形狀，內(nèi)圓周表面有均勻分布的槽，用來安放三相繞組。(2)定子繞組。定子繞組由許多線圈連接而成。線圈由帶有絕緣的銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成。三相定子繞組的三個(gè)

2、首端和三個(gè)末端分別接在電動機(jī)出線盒的6個(gè)接線柱上。(3)機(jī)座。6.1.1.2 轉(zhuǎn)子是電動機(jī)轉(zhuǎn)動部分，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部件組成。其作用是在旋轉(zhuǎn)磁場作用下獲得轉(zhuǎn)動力矩。按照構(gòu)造的不同，轉(zhuǎn)子分為鼠籠式和繞線式兩種。(1)鼠籠式轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子用銅條安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)，兩端用端環(huán)焊接，形狀像鼠籠。對于中、小功率的電動機(jī)(100kW以下)目前大部分采用鑄鋁方式。鼠籠式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用維護(hù)方便，因而得到廣泛應(yīng)用。(2)繞線式轉(zhuǎn)子。繞線式轉(zhuǎn)子的繞組和定子繞組相似，三相繞組連接成星形，三根端線連接到裝在轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)銅滑環(huán)上，通過一組電刷與外電路相連接。圖35 繞線式轉(zhuǎn)子(a)外形

3、(b)接線圈 繞線式電動機(jī)的特點(diǎn)是：可以通過滑環(huán)和電刷，將附加電阻接入轉(zhuǎn)子電路，從而改善起動性能和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。6.1.2 三相異步電動機(jī)的工作原理 三相異步電動機(jī)的三相定子繞組U -U 、V -V 、W -W 以Y形聯(lián)接方式與三相電源相接，便有電流流入。三相繞組通三相電流，這三相電流振幅相同，周期相同，但是相位不同。 圖36 繞組聯(lián)結(jié)成Y型和電流波形(a)三相對稱繞組Y型聯(lián)結(jié) (b)三相對稱電流的波形根據(jù)右手定則，手心朝北極(N極)，大拇指代表相對運(yùn)動方向，電流方向用四指代表。這是感應(yīng)電動式和感應(yīng)電流的方向。左手定則為電動，如果導(dǎo)線里有電流，那么電流的受力方面應(yīng)該用左手面向N極，四指代表電流方向

4、，大拇指就為力的方向。既然F代表受力的方向，那就是說上面的導(dǎo)線向右的作用力，下面導(dǎo)線向左的作用力，這相兩個(gè)力的合成就使得鼠籠順中項(xiàng)轉(zhuǎn)動起來，順中項(xiàng)的結(jié)果就是和處面的磁場方向一致，鼠籠轉(zhuǎn)的會越來越快，但是不能等于旋轉(zhuǎn)磁場的速度，因?yàn)槿绻扔谛D(zhuǎn)磁場的速度那就沒有相對運(yùn)動，也就不再切割磁力線，也就不能產(chǎn)生感應(yīng)電動式和感應(yīng)電流，于是電磁力也就沒有。所以只能越轉(zhuǎn)越快，但不能同步于磁場的速度。圖37 三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場示意圖三相定子繞阻，繞阻不動，定子也不動，但是在不動的繞組中通三相交流電后，彼此之間相位相互差120°，結(jié)果形成一個(gè)空間旋轉(zhuǎn)磁場，這個(gè)空間旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)的還很快。比如說電在一秒中變

5、了50個(gè)周期，那么一分鐘為3000次，當(dāng)然這也和磁極對數(shù)有關(guān)。由上述可知，通入定子繞組的三相電流共同產(chǎn)生的合成磁場隨著電流的交變而在空間不斷地旋轉(zhuǎn)，故稱旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子鐵芯槽中的導(dǎo)體，在閉合的導(dǎo)體中產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。若要使電動機(jī)轉(zhuǎn)子反相轉(zhuǎn)動，只需將接于三相電源的三相繞組中的任意兩對調(diào)位置，使旋轉(zhuǎn)磁場反向旋轉(zhuǎn)即可。旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與電流的相序一致，旋轉(zhuǎn)磁場的速度正比于電源頻率f，而與旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)P成反比。當(dāng)轉(zhuǎn)速以每分鐘計(jì)算時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速可表示為：(3-6)式中：f-電源頻率；P-磁極對數(shù)。電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速并不相

6、等。這是因?yàn)檗D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相等，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場間沒有相對運(yùn)動，導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生不了電動勢和電流，因而也就沒有電磁力，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的差異是保證電動機(jī)旋轉(zhuǎn)的必要條件。三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速 ，其相差的程度常用轉(zhuǎn)差率S表示，即(3-7)通常在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率約為0.010.06。例：一臺三相異步電動機(jī)，已知其磁極對數(shù)為2，電源頻率為50 Hz,如果其轉(zhuǎn)差率S =4%，該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速是多少？解：電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為因?yàn)椋核詎=n1(1-S)=1500×(1-0.04)=1440(r/min)轉(zhuǎn)差率是分析異步電動機(jī)運(yùn)行情況的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)電

7、動機(jī)通電而轉(zhuǎn)子未轉(zhuǎn)動時(shí)(如在起動最初瞬間或電動機(jī)嚴(yán)重過載而堵轉(zhuǎn)時(shí))，n=0，則S=1；當(dāng)轉(zhuǎn)子空載運(yùn)行時(shí)，其轉(zhuǎn)速非常接近旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，則S0。因此，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率在01范圍內(nèi)變化，即0 < S < 1，通常在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)差率約為0.010.06。6.1.3 直流電動機(jī)的工作原理6.1.3.1 直流由定子和轉(zhuǎn)子組成。定子的作用是在勵(lì)磁繞組中通入直流電流勵(lì)磁而產(chǎn)生磁場；轉(zhuǎn)子的作用是通電后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。直流電源通電導(dǎo)線在磁場中會受到電磁力作用，其方向由左手定則確定。實(shí)際直流電機(jī)的電樞是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況需要有多個(gè)線圈。線圈分布于電樞鐵心表面的不同位置上，并按照一定的規(guī)律連接起來，構(gòu)成電

8、機(jī)的電樞繞組。磁極N、S也是根據(jù)需要交替放置多對。6.1.3.2 直流電動機(jī)的構(gòu)造 直流電動機(jī)主要由靜止的定子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子組成。定子的作用是產(chǎn)生磁場，由主磁極、換向極、電刷裝置和機(jī)座等組成。轉(zhuǎn)子的作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩，由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、換向器、軸和風(fēng)扇等組成。(1)定子 直流電動機(jī)的定子如圖所示。主磁極：主磁極的作用是產(chǎn)生主磁場。 機(jī)座：機(jī)座又稱為磁軛，是作為各磁極間磁的通路，同時(shí)也作為電機(jī)的機(jī)械支架。換向極：兩個(gè)相鄰磁極間的小磁極叫做換向極，其作用是用來產(chǎn)生附加磁場，用以減弱換向片與電刷之間的火花，避免燒蝕。 (2)轉(zhuǎn)子 a轉(zhuǎn)子鐵芯。轉(zhuǎn)子鐵芯有兩個(gè)作用，一是用來安放轉(zhuǎn)子繞組，二

9、是作為電動機(jī)磁路的一部分。b轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組的主要作用是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并通過電流，使電動機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換。c換向器。在轉(zhuǎn)子軸的一端裝有換向器，換向器由許多銅片組成，片與片之間用云母絕緣。6.1.3.4 直流電動機(jī)的勵(lì)磁方式 (1)直流他勵(lì)電動機(jī) 在這種電動機(jī)中，勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組沒有電的聯(lián)系，勵(lì)磁電流是由另外的直流電源(如蓄電池組)供給的。(2)直流并勵(lì)電動機(jī) 在這種電動機(jī)中，勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，并勵(lì)繞組兩端電壓就是轉(zhuǎn)子繞組兩端電壓，其值較高，但勵(lì)磁繞組用細(xì)導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)繞得很多，因此具有較大的電阻，使通過它的勵(lì)磁電流較小。(3)直流串勵(lì)電動機(jī) 在這種電動機(jī)中，勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞阻串

10、聯(lián)，為使勵(lì)磁繞組不引起大的損耗和電壓降，勵(lì)磁繞組的電阻越小越好，所以串勵(lì)繞組通常用較粗的導(dǎo)線繞成，其匝數(shù)也較少。(4)直流復(fù)勵(lì)電動機(jī) 在這種電動機(jī)中有兩個(gè)勵(lì)磁繞組，一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，稱為并勵(lì)繞另一個(gè)與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)，稱為串勵(lì)繞組。電動機(jī)中的磁通由這兩個(gè)繞組內(nèi)的勵(lì)磁電流共同產(chǎn)生。6.1.4 三相電動機(jī)接線盒內(nèi)的接線方法 三相電動機(jī)的三相定子繞組每相繞組都有兩個(gè)引出線頭。 一頭叫做首端 ，另一頭叫末端。規(guī)定第一相繞組首端用D1表示，末端用D 4表示；第二相繞組首端用D2表示，末端用D5表示；第三相繞組首末端分別用D3和D6來表示。這六個(gè)引出線頭 引入接線盒的接線柱上，接線柱相應(yīng)地標(biāo)出D1D6的標(biāo)記

11、，見圖(1)。三相定子繞組 的六根端頭可將三相定子繞組接成星形或三角形，星形接法是將三相繞組的末端并聯(lián)起來， 即將D4、D5、D6三個(gè)接線柱用銅片連結(jié)在一起，而將三相繞組首端分別接入三相交流 電源，即將D1、D2、D3分別接入A、B、C相電源，如圖(2)所示。而三角形接法則是 將第一相繞組的首端D 1與第三相繞組的末端D6相連接，再接入一相電源；第二相繞組的 首端D2與第一相繞組的末端D4相連接，再接入第二相電源；第三相繞組的首端D3與第 二相繞組的末端D5相連接，再接入第三相電源。即在接線板上將接線柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分別用銅片連接起來，再分別接入三相電源，如圖(3)所示。一

12、臺電 動機(jī)是接成星形還是接成三角形，應(yīng)視廠家規(guī)定而進(jìn)行，可以從電動機(jī)銘牌上查到。三相定子繞組的首末端是生產(chǎn)廠家事先設(shè)定好的，絕不可任意顛倒，但可將三相繞組的首末端一起顛倒，例如將三相繞組的末端D4、D5、D6倒過來作為首端，而將D1、D2、D3作為末端，但絕不可單獨(dú)將一相繞組的首末端顛倒，否則將產(chǎn)生接線錯(cuò)誤。如果接線盒中發(fā)生接線錯(cuò)誤，或者繞組首末端弄錯(cuò)，輕則電動機(jī)不能正常起動，長時(shí)間通電造成啟動電流過大，電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，影響壽命，重則燒毀電動機(jī)繞組，或造成電源短路。一般電動機(jī)每相繞組都有兩個(gè)引出線頭o頭叫做首瑞，而另一頭叫做末端,第一相繞組的首端用D1表示，末端用D4表示；第二相繞組的首端和末

13、端分別用D2和D5表示；第三相繞組的首端和末端分別用D3和D6表示。 這六個(gè)引出線頭引入接線盒的接線柱上,接線方法如圖所示：6.2 電動機(jī)的運(yùn)行方式 6.2.1 電動機(jī)可在額定冷卻空氣溫度下按銘牌出力長期運(yùn)行。 6.2.2 電動機(jī)線圈和鐵芯的最高監(jiān)視溫度，應(yīng)根據(jù)制造廠銘牌規(guī)定運(yùn)行，任何運(yùn)行方式下均不應(yīng)超出此溫度，無銘牌者可按下表16規(guī)定運(yùn)行(環(huán)境溫度按35計(jì)算)：表16：電動機(jī)各部分允許溫度和溫升部位絕 緣 等 級測量方法A級E級B級F級H級tttttttttt定子繞組100651158012085140105165130電阻法轉(zhuǎn)子繞組100651158012085140105165130電阻

14、法定子鐵芯100651158012085140105165130溫度計(jì)法滾動軸承t = 100 t = 65溫度計(jì)法滑動軸承t = 80 t = 45溫度計(jì)法備 注：1 運(yùn)行中實(shí)際控制溫度，高壓電動機(jī)指鐵芯表皮溫度，低壓電動機(jī)指外殼溫度 2 因測量方法及測量部位不同，所以最高允許溫度和實(shí)際控制溫度有區(qū)別。 6.2.3 電動機(jī)一般可以在額定電壓的-5%至+10%范圍內(nèi)運(yùn)行，其額定出力不變。6kV電機(jī)電壓范圍是5.7KV至6.6kV；380電機(jī)電壓范圍是361V至417V，不包括直流電動機(jī)。 6.2.4 電動機(jī)在額定出力運(yùn)行時(shí)，相間電壓的不平衡率不得超過5%，三相電流最大與最小相電流之差不得超過額

15、定值的10%，且任一相電流不得超過額定值。6.2.5 電動機(jī)運(yùn)行時(shí)，在每個(gè)軸承測得的振動不應(yīng)超過表2中所規(guī)定的數(shù)值：表2 電動機(jī)各部振動允許值 額定轉(zhuǎn)速(r/min)300015001000750以下振動值(雙倍振幅)(mm)0.050.0850.100.12電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的軸向串動值，滑動軸承不超過2mm4mm，滾動軸承不超過0.05mm。6.3 電動機(jī)的操作6.3.1 絕緣電阻有關(guān)規(guī)定6.3.1.1 6kV電動機(jī)應(yīng)使用1000V2500V搖表測量絕緣電阻，測絕緣前停電，用驗(yàn)電器在開關(guān)下口分別三相驗(yàn)電確無電壓，再測絕緣。測三相相間絕緣值為零，證明電動機(jī)線圈無斷路。測相對地絕緣，在常溫下1030

16、，其值不低于6M。注意測絕緣時(shí)戴線手套，防止人身感電，測完絕緣后要對地放電。備注：搖表，又叫兆歐表，是用來測量被測設(shè)備的絕緣電阻和高值電阻的儀表，它由一個(gè)手搖發(fā)電機(jī)、表頭和三個(gè)接線柱(即l：線路端、e：接地端、g：屏蔽端)組成。手動搖表每分鐘120轉(zhuǎn)。其輸出電壓為直流。由于手動轉(zhuǎn)數(shù)不規(guī)則，產(chǎn)生脈動現(xiàn)象。電動兆歐表電壓是穩(wěn)定的直流。手動兆歐表一般電壓為500伏、1000伏、2500伏，電動兆歐表有500伏、1000伏、2500伏、5000伏、10000伏的。也有010000伏電壓連續(xù)可調(diào)輸出的。讀出的數(shù)據(jù)是：兆歐或(M或G)。6.3.1.2 380V及以下低壓交、直流電動機(jī)和繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)使

17、用500V 搖表測量絕緣電阻，測絕緣前停電，用驗(yàn)電筆在接觸器下口分別三相驗(yàn)電確無電壓，再測絕緣。測三相相間絕緣值為零，證明電動機(jī)線圈無斷路。測相對地絕緣其值不小于0.5M。注意測絕緣時(shí)戴線手套，防止人身感電，測完絕緣后要對地放電。6.3.1.3 容量為500KW以上的高壓電動機(jī)(引送風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵)，應(yīng)測量吸收比R60"/R15"1.3(吸收比搖測60s絕緣電阻值與15s時(shí)的絕緣電阻值之比稱為吸收比。測量吸收比的目的是發(fā)現(xiàn)絕緣受潮。吸收比除反映絕緣受潮情況外，還能反映整體和局部缺陷。變壓器、大型電動機(jī)大修后在進(jìn)行的電氣試驗(yàn)項(xiàng)目之一就是測量繞組的絕緣

18、電阻和吸收比)， 所測電阻值與前次同樣溫度下比較應(yīng)不低于前次值1/2，否則查找原因，匯報(bào)值長和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。電動機(jī)絕緣不合格，不得送電啟動。6.3.1.4 電動機(jī)停用不超過兩周，且未經(jīng)檢修者，則在環(huán)境干燥地面無積水的情況下，送電和啟動前可不測絕緣，但發(fā)現(xiàn)電動機(jī)被淋水、進(jìn)汽受潮或有懷疑時(shí)，則送電或啟動前必須測定絕緣電阻。6.3.1.5 大修后的大型電機(jī)軸承墊絕緣用1000V搖表測量，其值不低于0.5M。在軸承上找接觸性良好的一點(diǎn)，再找一點(diǎn)接地。測軸承對地絕緣。6.3.1.6 備用電動機(jī)每兩周測定一次絕緣，對周圍環(huán)境濕度大的電動機(jī)，應(yīng)縮短測定周期，并加強(qiáng)定期試轉(zhuǎn)(時(shí)間不小于2小時(shí))。6.3.1.7 測

19、變頻調(diào)速器電機(jī)(給煤機(jī)、低加疏水泵等)絕緣電阻時(shí)，應(yīng)將操作箱內(nèi)的電機(jī)電源刀閘拉開，在刀閘下口測電機(jī)絕緣(詳見380V電機(jī)測絕緣規(guī)定)。測電源電纜絕緣時(shí)應(yīng)拉開變頻器操作箱內(nèi)的三聯(lián)空氣開關(guān)后，再測電纜絕緣(詳見電纜測絕緣規(guī)定)，嚴(yán)禁對變頻器外加電壓。6.4 電動機(jī)的啟動 6.4.1 機(jī)械值班人員在沒有得到電氣值班人員送電完畢的通知之前，嚴(yán)禁進(jìn)行啟動操作。必須得到電氣值班員的明確通知，不可以信號變化來判斷是否送完電。6.4.2 廠用電動機(jī)的停送電聯(lián)系，由所屬設(shè)備崗位負(fù)責(zé)人(運(yùn)行班長)進(jìn)行，并在操作票上簽名。6.4.3 電動機(jī)的啟動、停止由所在單位值班人員進(jìn)行，高壓電動機(jī)、調(diào)速油泵、直流油泵啟動必須事

20、先通知電氣值班員，各單位機(jī)械值班員應(yīng)將電動機(jī)停送電 、啟動停止時(shí)間和原因詳細(xì)記錄。 6.4.4 鼠籠式轉(zhuǎn)子電動機(jī)在正常冷狀態(tài)下(鐵芯溫度50以下)允許啟動二次，每次間隔時(shí)間不得少于5分鐘，在熱狀態(tài)下允許啟動一次，只有在處理事故時(shí)及啟動時(shí)間不超過2秒3秒的電動機(jī)，可多啟動一次。做動平衡試驗(yàn)，起動的間隔時(shí)間為： 500KW以上電動機(jī)不應(yīng)低于2小時(shí)。200KW以下電動機(jī)不應(yīng)低于0.5小時(shí)。200KW500KW電動機(jī)不應(yīng)低于1小時(shí)。6.4.5 對遠(yuǎn)方操作的電動機(jī)由負(fù)責(zé)電動機(jī)所帶機(jī)械的運(yùn)行人員進(jìn)行外部檢查后，通知遠(yuǎn)方操作人并停留在電動機(jī)旁，直到轉(zhuǎn)速升到額定正常運(yùn)行為止。6.4.6 啟動電動機(jī)時(shí)，機(jī)械單位

21、運(yùn)行人員應(yīng)監(jiān)視電流表。起動結(jié)束后應(yīng)檢查電動機(jī)的電流表指示是否超過額定值，發(fā)生疑問時(shí)應(yīng)對電動機(jī)本體進(jìn)行復(fù)查，并通知電氣值班員。啟動電動機(jī)檢查項(xiàng)目：6.4.6.1 電流正常，紅燈應(yīng)亮，在DCS顯示電動轉(zhuǎn)動符號變紅色。6.4.6.2 到就地檢查電動無異音、無焦味，轉(zhuǎn)速正常。6.4.6.3 振動及串動不超過規(guī)定值。6.4.6.4 軸承潤滑油應(yīng)正常，溫度無明顯升高。6.4.6.5 直流及繞線式電動機(jī)，整流子滑環(huán)電刷無冒火，無大的跳動及發(fā)熱現(xiàn)象。6.4.7 正常情況下電動機(jī)不允許帶負(fù)荷啟動。 6.4.8 繞線式電動機(jī)的啟動。6.4.8.1 短路手柄在“啟動”(斷開)位置。 6.4.8.2 合上電動機(jī)電源開

22、關(guān)，電動機(jī)電流表指針擺到最大后返回正常值。6.4.8.3 當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值后，將短路手柄從“啟動”位置扳到“運(yùn)轉(zhuǎn)”位置。 6.4.9 三相異步電動機(jī)的起動 6.4.9.1 直接起動 電動機(jī)開始工作時(shí)，轉(zhuǎn)子總是從靜止?fàn)顟B(tài)開始轉(zhuǎn)動起來，這種從靜止到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的加速過程叫做起動。由于起動瞬間電動機(jī)轉(zhuǎn)速為0，轉(zhuǎn)差率S=1，也就是說旋轉(zhuǎn)磁場和靜止轉(zhuǎn)子間的相對速度很大，因此轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電動勢很大，轉(zhuǎn)子電流也就很大，定子電流隨著轉(zhuǎn)子電流的增大而增大。起動時(shí)的定子電流稱為起動電流。電動機(jī)在額定電壓下起動稱為直接起動。直接起動的電流約為額定電流的57倍。起動電流大對電動機(jī)本身沒有太大影響，且隨著電動機(jī)轉(zhuǎn)速的迅

23、速升高，電流很快減小。 第一，過大的起動電流將會使供電線路產(chǎn)生較大的電壓降，造成電網(wǎng)電壓顯著下降，從而影響在同一電網(wǎng)上的其他用電設(shè)備的正常工作。第二，對于正在起動的電動機(jī)本身，也會因電壓下降過大，起動轉(zhuǎn)矩減少，延長起動時(shí)間，甚至不能起動。因此，在供電變壓器容量較大，電動機(jī)容量較小的前提下，三相異步電動機(jī)才可以直接起動。一般地說，額定功率在7.5kW以下的小容量異步電動機(jī)可直接起動，否則異步電動機(jī)起動時(shí)應(yīng)采用適當(dāng)?shù)钠饎臃椒ā?1)直接起動控制線路所用電器 a組合開關(guān)。小容量異步電動機(jī)的起動和停止、正反轉(zhuǎn)控制常用組合開關(guān)，組合開頭也常用作電源引入開關(guān)。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸就可以將三個(gè)觸頭(彼此相差一定角度)同

24、時(shí)接通或斷開。 三相交流電同時(shí)接通或同時(shí)斷開。沒有組合開關(guān)，這個(gè)要求就很難滿足。b按鈕。原來就接通的觸頭稱為常閉觸頭；原來斷開的觸頭稱為常開觸頭。原來就接通的觸頭稱為常閉觸頭；原來斷開的觸頭稱為常開觸頭。c交流接觸器。交流接觸器常用來接通或斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路。 接觸器主要由電磁鐵和觸頭兩部分組成。當(dāng)線圈通電時(shí)，吸引山字形動鐵芯(上鐵芯)而使常開觸頭閉合。 d中間繼電器。e熱繼電器。熱繼電器主要用來保護(hù)電動機(jī)，使之避免因長時(shí)間過載而損壞。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)工作的。1.熱元件 2. 雙金屬片 3. 扣板 4.彈簧 5.常閉節(jié)點(diǎn) 6. 復(fù)位按鈕f熔斷器。熔斷器是一種簡便有效的短路保

25、護(hù)電器。熔斷器中的熔片或熔絲用電阻率較高的易熔合金制成。線路在正常工作情況下，熔斷器不應(yīng)熔斷。一旦發(fā)生短路或嚴(yán)重過載，熔斷器立即熔斷。圖316 熔斷器 (a)臂式熔斷器 (b)插式熔斷器 (c)螺旋式熔斷器 由于存在熱慣性，當(dāng)發(fā)生短路事故時(shí)，熱繼電器不能立即斷開，因此它不能用作短路保護(hù)。正是由于熱繼電器的熱慣性，才使得它在電動機(jī)起動或短時(shí)過載時(shí)不會動作，從而避免了電動機(jī)的不必要的停車。在單臺電動機(jī)的起動電路中，為了防止電動機(jī)起動時(shí)較大的電流燒斷熔絲，熔絲不能按電動機(jī)的額定電流來選擇，而應(yīng)按下式計(jì)算：(3-10)如果電動機(jī)起動頻繁，則為(3-11)如果幾臺電動機(jī)合用一個(gè)熔斷器，則熔絲額定電流按下

26、式計(jì)算：(3-12)(2)直接起動控制線路 中、小容量三相異步電動機(jī)的直接起動控制線路，其中用了組合開關(guān)QC、交流接觸器KM、按鈕SB、熱繼電器KR及熔斷器FU等幾種電器。先將組合開關(guān)QC閉合，為電動機(jī)起動作好準(zhǔn)備。當(dāng)按下起動按鈕SB1時(shí)，交流接觸器KM的線圈通電，動鐵芯被吸合，使三個(gè)主觸頭閉合，電動機(jī)M起動。當(dāng)松開SB1時(shí)，它本應(yīng)在彈簧作用下恢復(fù)其斷開位置，但由于與起動按鈕并聯(lián)的輔助觸頭和主觸頭同時(shí)閉合，因此接觸器線圈的電路仍然接通而使接觸器觸頭保持在閉合位置。這個(gè)輔助觸頭稱為自鎖觸頭。如將停止按鈕SB2按下，則將線圈的電路切斷，動鐵芯和觸頭恢復(fù)到斷開的位置。上述控制電路可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)作用、

27、過載保護(hù)作用和零電壓保護(hù)等多重保護(hù)。熔斷器FU起短路保護(hù)作用。一旦發(fā)生短路事故，熔絲立即熔斷，電動機(jī)立即停車。熱繼電器KR起過載保護(hù)作用。過載時(shí)，它的熱元件發(fā)熱，常閉觸頭斷開，使接觸器線圈斷電，主觸頭斷開，電動機(jī)也就停下來。為了可靠地保護(hù)電動機(jī)，應(yīng)至少用兩個(gè)熱元件，分別串接在任意兩相中。這樣不僅在電動機(jī)過載時(shí)起保護(hù)作用，而且當(dāng)任意一相的熔絲熔斷后作單相運(yùn)行時(shí)，仍有一個(gè)或兩個(gè)熱元件中通有電流而使電動機(jī)得到保護(hù)。零電壓保護(hù)就是當(dāng)電源暫時(shí)停電時(shí)，電動機(jī)即自動從電源切除。因?yàn)檫@時(shí)接觸器線圈中的電流消失，動鐵芯釋放而使主觸頭斷開。當(dāng)電源電壓恢復(fù)后，若不重新按起動按鈕，則電動機(jī)不能自行起動，因?yàn)樽枣i觸頭已

28、經(jīng)斷開。如果不是采用繼電接觸器控制，而是直接用刀開關(guān)或組合開關(guān)進(jìn)行手動控制，那么停電時(shí)未及時(shí)拉開開關(guān)，當(dāng)電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動機(jī)即自行起動而可能造成事故。以上的控制電路分為主電路和控制電路兩部分。主電路是：三相電源 - QC - FU - KM(主觸頭)- KR(熱元件)- M 控制電路是：必須學(xué)會由直接啟動的控制線路圖繪制相應(yīng)的原理圖。在繪制原理圖時(shí)需要注意：將控制線路和主電路分開。各種電器使用統(tǒng)一的符號。同一電器的各個(gè)部件是分散的，但使用同一文字符號表示。 所有電器的觸頭均以起始位置表示。所謂起始位置即在沒有通電或沒有發(fā)生機(jī)械動作時(shí)的位置，如對于按鈕是在未按下時(shí)的位置。在起始情況下，如果觸頭

29、是斷開的，則稱為常開觸頭或動合觸頭(因?yàn)橐粍泳秃?；如果觸頭是閉合的，則稱為常閉觸頭或動斷觸頭(因?yàn)橐粍泳蛿?。如果將圖3-18中的自鎖觸頭KM去除，那么就可對電動機(jī)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動。就是按下起動按鈕SB1，電動機(jī)就轉(zhuǎn)動，一松手就停止。6.4.9.2 鼠籠式異步電動機(jī)的降壓起動當(dāng)鼠籠式異步電動機(jī)容量較大，而電源容量不夠大時(shí)，為了限制起動電流，避免電網(wǎng)電壓顯著下降，一般采用降壓起動。降壓起動是利用起動設(shè)備，在起動時(shí)降低加在定子繞組上的電壓；待起動過程結(jié)束，再給定子繞組加上全電壓(正常工作的額定電壓)。由于電磁轉(zhuǎn)矩正比于定子繞組電壓的平方，所以電動機(jī)在起動時(shí)，起動轉(zhuǎn)矩也大大降低了。因此，降壓起動只適合于空

30、載或輕載起動，負(fù)載不大的情況。選擇起動方法時(shí)，要同時(shí)校核起動電流和起動轉(zhuǎn)矩是否滿足要求。下面討論降壓起動方式中經(jīng)常采用的兩種方式，即星形-三角形(Y-)起動和自耦變壓器降壓起動。(1)星形-三角形(Y-)起動。如果電動機(jī)在工作時(shí)其定子繞組是聯(lián)接成三角形的，那么在起動時(shí)可把它聯(lián)成星形，等到轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)再換接成三角形，這就是Y-起動。如圖：下圖表示定子繞組的兩種聯(lián)接法，Z為起動時(shí)每相的等效阻抗。I1Y、I1分別為星形、三角形接法的相電流。U1為線電壓。當(dāng)定子繞組接成星形，即降壓起動時(shí)，相電流與線電流電等，每相繞相電壓等于線電壓1/，因此，當(dāng)定子繞組聯(lián)成三角形，即進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線電流等于相電流

31、的倍，線電壓與相電壓相等，因此，由此可知：即Y-降壓起動時(shí)，起動時(shí)的線電流為正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的線電流的1/3。另外，起動時(shí)定子每相繞組上的電壓降到正常運(yùn)轉(zhuǎn)電壓的1/。由于轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，所以起動轉(zhuǎn)矩也減小到正常運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩的1/3?？梢姡@種起動方法只適用于空載或輕載情況下起動。 在Y-起動過程中，Y聯(lián)接需要持續(xù)一定時(shí)間才能換接成聯(lián)接，這就得用時(shí)間繼電器來控制。在交流電路中，常采用的空氣式時(shí)間繼電器，它是利用空氣阻尼作用來實(shí)現(xiàn)動作延時(shí)的。延時(shí)時(shí)間即為自電磁鐵吸引線圈通電時(shí)刻起至微動開關(guān)動作時(shí)為止的這段時(shí)間。通過調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)進(jìn)氣孔的大小就可調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間，如圖：上圖所示的時(shí)間繼電器為通電延時(shí)。時(shí)間繼電器也可以做也斷電延時(shí)。實(shí)際上只要把鐵芯倒裝就可以把通電延時(shí)變成斷電延時(shí)時(shí)間斷電器。a時(shí)間繼電器功能：用來反映時(shí)間間隔的自動控制電器。分類：從工作原理上可分為：電磁式，空氣阻尼式，電子式和鐘擺式。從控制方式上分為：通電延時(shí)和斷電延時(shí)