1.1.1电流:电荷的定向移动叫做电流,用I表示。电流分直流电流和交流电流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流电流。电流的大小和方向随时间变化的叫做交流电流。电流的单位是安(A)。
1.1.2电压:电荷从高电位到低电位的电位差叫电压。电压是形成电流的原因。电压的单位是伏(V)。
1.1.3电阻:电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。电阻用R表示,单位是欧(Ω)。导体的电阻由导体的材料、横截面积和长度决定。 (1)电阻的串联:将电气设备按首尾顺序相连的连接方式即串联。串联电路中的总电阻等于各串联电阻之和;通过各串联元件的电流完全相同。
(2)电阻的并联:把电气设备的首端和首端、尾端和尾端相互连接在一起的连接方式即并联。并联电路中,各元件两端的电压都等于外加的电源电压;电路的总电流等于各支路电路电流的矢量和,总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。 (3)电阻的混联:在电路中既有电阻的串联,又有电阻的并联,叫做电阻的混联。混联电阻的计算步骤;①首先把电路进行等效变换。把电路整理、简化成容易看清串、并联关系的电路;②先计算各串联和并联电阻的等效电阻值,再计算电路总的等效电阻值;③由总等效电阻值计算电路的总电流;④根据电阻串联的分压关系和电阻并联的分流关系,逐步推算各部分的电压和电流。
1.1.4欧姆定律:导体中的电流I和导体两端的电压U成正比,和导体的电阻R成反比,即 I=U/R ,这个规律叫做欧姆定律。
1.1.5电容:凡被绝缘物分开的两个导体的组合都叫电容。电容是衡量导体储存电荷能力的物理量,用字母C表示,单位是法拉,用F表示。电容器在电路中有“通交流、隔直流”的特性。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.1.6电感:电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。电感用L表示,单位是亨(H)。
1.1.7电源:把其他形式的能转换成电能的装臵叫做电源。
1.1.8电路:电流流过的路叫做电路。由电源、连接导线、开关电器、负载及其他辅助设备组成。电路处处连通叫做通路。只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通,使这部分的电压变成零,叫做短路。
1.1.9负载:把电能转换成其他形式的能的装臵叫做负载。 1.1.10复杂直流电路
运用电阻串、并联的计算方法不能将含有两个有源支路造成的多回路简化成一个简单电路,这种电路称复杂电路。 1.1.10.1支路、节点和回路
(1)支路:由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路。 (2)节点:三条或三条以上支路会聚的点。 (3)回路:任意闭合的电路。 1.1.10.2基尔霍夫定律 (1)基尔霍夫电流定律
电路中任意一个节点上,流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和,亦即在任一电路的节点上,电流的代数和永远等于零。
(2)在一个闭合回路中,从一点出发绕回路一周回到该点时,各段电压的代数和等于零。
1.1.11正弦交流电的基本概念
强度和方向都随时间作周期性变化的电流叫做交流电。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.1.11.1正弦交流电的三要素:
(1)有效值;交流电的有效值是根据电流的热效应规定的。让交流电和直流电通过同样阻值的电阻,如果它们在同一时间内产生的热量相等,就把这一直流电的数值叫做交流电的有效值。
(2)频率(或周期);交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做频率,用f表示,单位是赫兹(Hz)。交流电完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期,用T表示,
单位是秒(s)。交流电频率f是周期T的倒数,即 (3)初相;线圈平面跟中性面的夹角¢在t=0时的相叫做初相。 1.1.11.2正弦交流电路 (1)基本概念
① 阻抗:具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗用Z表示,单位是欧。知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C,那么串联电路的阻抗
② 感抗:交流电通过线圈,线圈的电感对交流电有阻碍作用,这个阻碍叫做感抗。感抗和电感、频率成正比。感抗用XL表示,单位是欧。 知道了交流电的频率f和线圈的电感L,就可以用下式把感抗计算出来。 XL=3πfL ③ 容抗:电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。容抗和电容、频率成反比。容抗用XC表示,单位是欧 XC=1/(2πfC)
知道了交流电的频率f和电容C,就可以用上式把容抗计算出来。 (2)交流电路的功率
① 有功功率:也叫平均功率,是瞬时功率在一个周期内的平均值,用P表示,单位为瓦、千瓦。 P = U I cos¢
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DLP培训资料 电气基础知识 ② 无功功率:电容与电源之间能量转换的最大值,用Q表示,单位是乏、千乏。 Q = U I sin¢
③ 视在功率:总电压有效值和电流有效值的乘积,用符号S表示,单位伏安、千伏安。 S = U I
(3)功率因数;电路的有功功率与视在功率的比值叫功率因数,其大小表示电源功率被利用的程度。cos¢ = P / S 1.1.12 三相正弦交流电路
由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统,叫三相交流电。 1.1.12.2三相电源的连接
将发电机三相绕组的末端X、Y、Z联接在一点,始端A、B、C分别与负载相联,这种联接方法叫做星形联接。三个末端的联接点称为中点或零点,用字母“N”表示,从零点引出的线叫零线。从三个始端引出的线叫相线。
由三根相线和一根零线组成的输电方式称为三相四线制,通常在低压配电系统中采用。
每相绕组始端与末端之间的电压叫相电压,任意两相始端之间的电压叫线电压。即当绕组星形联接时,各线电压的有效值是各相电压有效值的1.1.12.2三相负载联接 (1)负载的星形联接
三相负载作星形联接时,各相负载的相电压等于电源的相电压。流过每相负载的电流叫相电流,其方向与相电压方向一致;流过每根相线的电流叫线电流,其方向规定为电源流向负载。在星形联接中,相电流等于线电流。 三相四线制中,中性线不准安装熔丝和开关。
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倍。
DLP培训资料 电气基础知识 (2)负载的三角形联接
将三相负载分别接在三相电源的两根相线之间的接法,称为三相负载的三角形联接。在该电路中,各相负载所承受的电压均为对称的电源线电压;线电流等于相电流的
倍。
1.1.12.3三相电路的功率
三相对称负载不论作星形或三角形联接,总有功功率;
P =
U线I线cos¢相
在相同的线电压下,负载作三角形联接的有功功率是星形联接的有功功率的三倍。
1.2常用低压电器设备
1.2.1低压断路器
低压断路器也称为自动空气开关,可用来接通和分断负载电路,也可用来控制不频繁起动的电动机。它功能相当于闸刀开关、过电流继电器、失压继电器、热继电器及漏电保护器等电器部分或全部的功能总和,是低压配电网中一种重要的保护电器。 低压断路器具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等)、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点,所以目前被广泛应用。 1.2.3热保护继电器
热继电器主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。 热继电器主要由热元件、双金属片和触点组成。热元件由发热电阻丝做成。双金属片由两种热膨胀系数不同的金属辗压而成,当双金属片受热时,会出现弯曲变形。使用时,把热元件串接于电动机的主电路中,而常闭触点串接于电动机的控制电路中。热继电器动作电流可借助旋转凸轮调节,一般热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1~1.15倍。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.2.4继电器
继电器是一种能根据输入的电信号而自动动作的电器,用来打开或关闭一定数量互相独立的电路,在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。当它所反应的物理量达到一定数值它就能够动作,这种动作特性称为继电特性。继电器按使用类型可分为电压继电器、电流继电器、时间继电器、温度继电器、压力继电器等多种类型。
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点吸合;当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位臵,使动触点与原来的静触点吸合,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。 1.2.5熔断器
熔断器是一种简单而有效的保护电器。在电路中主要起短路保护作用。主要由熔体和安装熔体的绝缘管(绝缘座)组成。使用时,熔体串接于被保护的电路中,当电路发生短路故障时,熔体被瞬时熔断而分断电路,起到保护作用。
1.3常用电工测量仪表
1.3.1万用表
万用表又叫多用表,是一种多功能、多量程的测量仪表,一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测量交流电流、电容量、电感量、温度及半导体的一些参数。万用表按指示类型可分为机械指针式万用表和数字万用表。 1.3.1.1机械指针式万用表 a.机械指针式万用表的结构:
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DLP培训资料 电气基础知识 由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。
(1) 表头:它是一只高灵敏度的磁电式直流电流表,万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值,这个值越小,表头的灵敏度愈高。测电压时的内阻越大,其性能就越好。表头上有指示电阻、交直流电压和交直流电流值的刻度线。
(2) 测量线路:测量线路是用来把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流的电路,它由电阻、半导体元件及电池组成。它能将各种不同的被测量(如电流、电压、电阻等)、不同的量程,经过一系列的处理(如整流、分流、分压等)统一变成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
(3) 转换开关:其作用是用来选择各种不同的测量线路,以满足不同种类和不同量程的测量要求。转换开关一般有两个,分别标有不同的档位和量程。 b.机械指针式万用表的使用
(1)熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用; (2)进行机械调零;
(3)根据被测量的种类及大小,选择转换开关的挡位及量程,找出对应的刻度线; (4)选择表笔插孔的位臵;
(5)测量电压:测量电压(或电流)时要选择好量程。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时,应先选择最高量程挡,然后逐渐减小到合适的量程。测直流电压时,红表笔应接正极,黑表笔应接负极。若表笔接反,表头指针会反方向偏转,容易撞弯指针;
(6)测电流:测量直流电流时,其量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路,然后按照电流从“+”到“-”的方向,将万用表串联到被测电路中,即电流从红表笔流入,从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联,会造成短路烧毁
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DLP培训资料 电气基础知识 仪表;
(7)测电阻:a选择合适的倍率挡。一般情况下,应使指针指在刻度尺的1/3~2/3间以增加读数的准确度;b测量电阻之前,应将2个表笔短接,调节调零旋钮,使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位,以保证测量准确;c 读数:表头的读数乘以倍率,就是所测电阻的电阻值。
(8)注意事项:(a)在测电流、电压时,不能带电换量程;(b)选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程;(c)不能带电测量电阻;(d)万用表用完后,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。 1.3.1.2数字万用表
与模拟式仪表相比,数字式万用表灵敏度高,准确度高,显示清晰,过载能力强,便于携带,使用更简单。 1)数字万用表的使用
(1)使用前,应认真阅读有关的使用说明书,熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用;(2)打开电源开关;(3)交直流电压的测量:根据需要将量程开关拨至DCV(直流)或ACV(交流)的合适量程,红表笔插入V/Ω孔,黑表笔插入COM孔,并将表笔与被测线路并联,即可显示读数;(4)交直流电流的测量:将量程开关拨至DCA(直流)或ACA(交流)的合适量程,红表笔插入mA孔(<200mA时)或10A孔(>200mA时),黑表笔插入COM孔,并将万用表串联在被测电路中即可。测量直流量时,数字万用表能自动显示极性;(5)电阻的测量:将量程开关拨至Ω的合适量程,红表笔插入V/Ω孔,黑表笔插入COM孔,两只表笔分别接触电阻的两端,读数即可显示。测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时,必须注意表笔的极性。
2)数字万用表的使用注意事项
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DLP培训资料 电气基础知识 (1)测量电压时,应将数字万用表与被测电路并联。测电流时应与被测电路串联,测直流量时不必考虑正、负极性;
(2)禁止在测量高电压(220V以上)或大电流(0.5A以上)时换量程,以防止产生电弧,烧毁开关触点;
(3)当显示“BATT”或“LOW BAT” 时,表示电池电压低于工作电压; (4)测量完毕,应关闭电源开关。 1.3.2兆欧表
兆欧表又叫摇表,用来测量被测设备的绝缘电阻和高值电阻的仪表,它由一个手摇发电机、表头和三个接线柱(即L:线路端、E:接地端、G:屏蔽端)组成。额定电压在500V以下的设备,应选用500V或1000V的摇表;额定电压在500V以上的设备,要选用1000V~2500V的摇表。 1.3.2.1摇表的使用
(1)校表:测量前应将摇表进行一次开路和短路试验,检查摇表是否良好; (2)被测设备与线路断开,对于大电容设备还要进行放电; (3)选用电压等级符合的摇表;
(4)测量绝缘电阻时,一般只用“L”和“E”端,但在测量电缆对地的绝缘电阻时,就要使用“G”端,并将“G”端接屏蔽层。线路接好后,可按顺时针方向转动摇把,摇动的速度应由慢而快,当转速达到每分钟120转左右时(ZC-25型),保持匀速转动,1分钟后读数,并且要边摇边读数,不能停下来读数;
(5)拆线放电:读数完毕拆线后,将被测设备放电。放电方法是将被测设备与“地”短接一下即可。
1.3.2.2摇表使用注意事项:
(1)禁止在雷电时或高压设备附近测绝缘电阻,只能在设备不带电,也没有感应电
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DLP培训资料 电气基础知识 的情况下测量;(2)摇测过程中,被测设备上不能有人工作;(3)摇表线不能绞在一起,要分开;(4)摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前,严禁用手触及。拆线时,也不要触及引线的金属部分;(5)测量结束时,对于大电容设备要放电。 1.3.3钳形表
钳形表是一种用于测量正在运行的电气线路的电流大小的仪表,可在不断电的情况下测量线路的电流。是由一只电流互感器、钳形扳手和一只整流式磁电系有反作用力仪表所组成。根据显示方式分为指针式钳形表和数字式钳形表。 1.3.3.1数字式钳形表的使用
(1)打开电源开关,选择合适的量程,先选大,后选小量程或看铭牌值估算; (2)测量时,应使被测导线处在钳口的中央,并使钳口闭合紧密,以减少测量误差,表头显示的数值即是线路的工作电流;
(3)测量完毕,要将转换开关放在“OFF”位臵,并关闭电源开关。 1.3.3.2数字式钳形表使用注意事项
(1)被测线路的电压要低于钳表的额定电压。
(2)测高压线路的电流时,要戴绝缘手套,穿绝缘鞋,站在绝缘垫上。 (3)钳口要闭合紧密不能带电换量程 1.3.4直流电桥
直流电桥是一种用来测量电阻或与电阻有一定函数关系的量的比较仪器。它是通过被测量与标准量进行比较而获得测量结果的。它的灵敏度和准确度都很高。按线路类型可分为单电桥、双电桥和单双电桥。 1.4.1.2电路图:
电路图又分为一次电路图和二次电路图。
(1)一次电路图;用电气图形符号和文字符号表示主电路中电气设备相互联结顺序
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DLP培训资料 电气基础知识 的图形。(2)二次回路图;用电气图形符号和文字符号表示二次回路中电气设备相互联结顺序的图形。 1.4.2.1电气图的作用:
1.4.2.2简图是电气图的主要表达方式:
是用图形符号、带注释的围框或简化外形表示系统或设备中各组成部分之间相互关系及其连接关系的一种图,其特点如下;
(1)各组成部分或元器件用电气图形符号表示,而不具体表示其外形及结构等特征; (2)在相应的图形符号旁标注文字符号、数字编号;
(3)按功能和电流流向表示各装臵、设备及元器件四相互位臵和联结顺序; (4)没有投影关系,不标注尺寸。 1.4.4二次接线图
二次设备及其相互间的连接电路称为二次接线或二次回路。常见的二次接线图有原理接线图、展开接线图、安装接线图三种形式。 1.4.4.1原理接线图
原理接线图是用来表示二次回路各元件的电气联系及工作原理的电气回路图。主要有以下特点:
(1)二次接线和一次接线的相关部分画在一起,且电气元件以整体的形式表示(线圈与触点画在一起),能表明各二次设备的构成、数量及电气连接情况,图形直观形象,便于设计构思和记忆。
(2)接线图中的全部仪表、继电器等设备以整体的形式来表示。
(3)接线图将交流电压、电流回路和直流电源之间的联系综合的表达在一起。
其缺点是不能表明元件的内部接线、端子标号及导线连接方法等,因此不能作为施工图纸。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.4.5.1识图的基本要求: (1)结合电工基础知识识图;
(2)结合电器元件的结构和工作原理识图; (3)结合电气图的绘制特点识图; (4)结合典型线路识图。 1.4.5.2识图基本步骤
(1)首先看图样说明;包括首页的图样目录、技术说明、设计材料明细表和设计、施工说明书等,由此对工程项目的设计内容及总体要求大致有所了解;
(2)看电气原理图;先分清主、副电路。再按先看主电路,后看副电路的顺序读图; (3)看安装接线图;同样按先看主电路,后看副电路的顺序读图; (4)看展开接线图;识读展开接线图应结合电气原理图进行;
(5)看平面、剖面布臵图;要先了解土建、管道等相关图样,然后看电气设备的位臵,并弄清楚各电气设备之间的相互联结关系。 1.4.6.1电气图用图形符号
电气图中的图用图形符号是电气图的主体和基本单元,正确地、熟练地理解、绘制和识别各种电气图形符号是电气制图与读图的基本要求。图形符号通常由一般符号、符号要素、限定符号和方框图等组成。 常用电气图用图形符号如下表:
常用电气图用图形符号
图形符号
说 明
图形符号
说 明
1、基 本 符 号
直流
注:电压可标注在符号右边,系统类型标注在左边
2、控制、保护装臵
多极开关一般符号 单线表示
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DLP培训资料 电气基础知识 交流: 频率或频率范围
以及电压的数值应标注在符号的右边,系统类型应标注在符号的左边
交直流 正极、负极
接地一般符号 注:如表示接地的状况或作用
不够明显,可补充说明 故障
端子 可拆卸端子
先断后合的转换触点
避雷器
动合(常开)触点 注:本符号也可以用作开关的一般符号 动断(常闭)触点
多极开关一般符号 多线表示
导线的连接
中间断开的双向触点
导线跨越而不连接
电阻器一般符号
电容器一般符号
电感器、线圈、绕组、扼
流圈
原电池或蓄电池
图形符号
注:长线代表阳极。短线代表
阴极,为了强调短线可画粗些
手动开关的一般符号
按钮开关(不闭锁)
位臵开关,动合触点
限制开关,动合触点 位臵开关,动断触点 限制开关,动断触点 接触器(在非动作位臵触点断开)
图形符号
说 明
说 明
接触器(在非动作位臵触点闭合)
2、控制、保护装臵
当操作器件被吸合
形式1 形式2
时延时闭合的动合触点
交流电动机
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DLP培训资料 电气基础知识 当操作器件被释放
形式1 形式2
时延时断开的动合触点
当操作器件被释放
形式1 形式2
时延时闭合的动断触点
当操作器件被吸合时延
形式1 形式2
时断开的动断触点
双绕组变压器 电压互感器
三绕组变压器
电流互感器
断路器
隔离开关
负荷开关(负荷隔离开关)
操作器件一般符号
热继电器的驱动器件
电抗器,扼流圈
自耦变压器
4、仪表、信号器件
电压表
电流表
热继电器触点
电度表(瓦特小时计)
熔断器一般符号
功率因数表
导线、导线组、电线、
熔断器式隔离开关
图形符号
说 明
不需要示出电缆芯数的
电缆终端头 中性线 保护线
保护和中性共用线
图形符号
电缆、电路、传输通路一般符号
说 明 单极开关 暗装 密闭(防水) 防爆 双极开关
5、照明灯具
灯一般符号
信号灯一般符号
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DLP培训资料 电气基础知识 6、配电箱、屏、控制台
端子板(示出带线端标记
的端子板)
屏、台、箱、柜一般符号 动力动力--照明配电箱
注:需要时符号内可标示电流种类符号
7、插座、开关、日用电器
8、门电路
“与”元件,一般符号当且仅当全部输入均处于“l”状态时,输
出才处于其“1”状态 “或”元件,一般符号 当且仅当一个或一个以上的输入处于其“1”
状态时。输出才能处于“l”状态 异或元件
若两个输入中的一个且只有一个处于其
“1”状态时,输出才处于“1”状态 非门
反相器 当且仅当输入处于其外部“1”状态,
连接盒或接线盒 按钮一般符号
注:若图面位臵有限,又
不会引起混淆,小圆允许涂黑
R_S触发器 R_S锁存器
输出才处于其外部“0”状态 电动阀 双极开关 暗装
密闭(防水) 防爆
1.1.4.2文字符号
文字符号是电气图中的电气设备、装臵、元器件的种类字符代码和功能字符代码,用以区别各元器件、部件、组件等的名称、功能、状态、特征、相互关系、安装位臵等。文字符
单相插座 暗装
带接地插孔的三相插座
带接地插孔的三相插座
暗装
带保护接点插座 带接地插孔的单相插座 暗装
开关一般符号
号分基本文字符号和辅助文字符号。 (1)基本文字符号
基本文字符号用来表示设备、装臵、元器件的各称,分单字母符号和双字母符号。
常用基本文字符号
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DLP培训资料 电气基础知识 类 别 电容器 二进制单元、延迟器件、存储器件 保护器件 发电机、电源 信号器件 继电器、接触器 电感器、电抗器 电动机 电力电路的开关 电阻器 开关、选择器 变压器 电真空器件 半导体器件 传输通道 波导、天线 符号 举 例 C D 数字集成电路和器件、磁芯储存器、寄存器 F 熔断器、过电压放电器件、避雷器 G 旋转发电机、旋转变频机、电池 H 光指示器、声指示器 K L 感应线圈、线路陷波器、电抗器 M Q 断路器、隔离开关 R 可变电阻器、电位器、变阻器、分流器、热敏电阻 S 控制开关、按钮、限制开关、选择开关、选择器、 T 电压互感器、电流互感器 V 电子管、气体放电管、晶体管、晶闸管、二极管 W 导线、电缆、母线、波导、偶极天线、抛物面天线 端子、插头、插座 X 插头和插座、端子板、焊接端子片、连接片、电缆封端和接头 (2)辅助文字符号
辅助文字符号通常是用表示设备、装臵、元器件以及线路的功能、状态和特征。
常用辅助文字符号
名 称 电流 交流 自动 辅助 异步 黑 蓝 控制 直流 接地 绿 高 输入 低 文字符号 A AC AUT AUX ASY BL BW C DC E GN H IN L 英文名称 Current Alternating current Automatic Auxiliary Asynchronism Black Blue Control Direct current Earthing Green High Input Low 名 称 闭合 输出 压力 保护接地 右 红 复位 运转 信号 起动 停止 温度 时间 速度 文字符号 0N OUT P PE R RD RST RUN S ST STP T T V 英文名称 Close,on 0utput Pressure Protective earthing Right Red Reset Run Signal Start Stop Temperature Time Velocity 亚太森博培训中心编制 16
DLP培训资料 电气基础知识 名 称 手动 中性线 断开 文字符号 MAN N 0FF 英文名称 Manual Neutral 0pen,off 名 称 电压 白 黄 文字符号 V WH YE 英文名称 Voltage White Yellow
1.5.1电气事故
按照构成事故的基本要素,电气事故可分为触电、雷击、静电危险及危害、电磁辐射危害及危险和电路故障及电路事故。 1.5.1.1触电事故:
电流形式的能量失去控制造成的事故。
当人体接触带电导体或接近高压带电体时,电流通过人体与大地或其它导体构成回路,就会造成人体各种器官组织不同程度的损伤,这种现象叫“触电”。触电分单相触电、两相触电及跨步电压触电。
电流直接流过人体将造成电击;电流转化为其他形式的能量作用于人体将造成电弧烧伤等电伤。电流通过人体内部,对人体伤害的严重程度与通过人体电流的大小、持续时间、途径、种类及人体的状况等多种因素有关,电流从左手到前胸是最危险的途径。 1.5.1.2雷击:
是自然界中相对静止的正、负电荷形式的能量造成的事故。雷电放电具有电流大、电压高、冲击性强等特点雷击可能引起火灾和爆炸,可能使人遭到严重电击,可能毁坏设备和设施造成大规模停电。 1.5.1.3静电事故:
是工艺过程中及人体活动中产生的相对静止的正、负电荷形式的能量所造成的事故。两种紧密接触材料的突然分离过程是静电产生的基本方式。静电的最大危险是
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DLP培训资料 电气基础知识 引起爆炸和火灾,静电还会给人以电击和妨碍生产。 1.5.1.4电磁辐射事故:
是电磁波形式的能量造成的事故。电磁辐射可能危害人的健康。电磁波对人体的伤害具有滞后性和积累性的特点,并可通过遗传影响到后代。 1.5.1.5电路故障:
由电能传递、分配、转换失去控制或电气元件损坏造成,包括接地、漏电、短路、断线、过载、元件损坏等都属于电路故障。电路事故可能导致人身伤亡、设备毁坏、火灾、爆炸、停电等多种危险。 1.5.2产生电气事故的原因:
(1) 绝缘损坏; (2) 工作系统不合理; (3) 电流保护器不合理; (4) 接地不合理; (5) 粗心大意,造成误操作; (6) 严重过载; (7) 漏电; (8) 接触不良;
(9) 接插件没有保护; (10) 电路中,元件参数不对; (11) 维护及测试不良; (12)违反操作规程等。 1.5.3电气安全技术措施
预防触电事故的主要技术措施,有采用安全电压,保证电气设备的绝缘性能,采取屏护,保证安全距离,合理选用电气装臵,装设漏电保护装臵和保护接地、接零等。
1.5.3.1采用安全电压
安全电压是为防止触电事故而采用的由特定电源供电的电压系列。国家标准规定;安全电压额定值的等级为42伏、36伏、24伏、12伏、6伏。当电气设备采用了超过24伏电压时,必须采取防止人接触带电体的防护措施。
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DLP培训资料 电气基础知识 凡手提照明灯、危险环境的局部照明灯,危险环境中使用的携带式电动工具,如果没有特殊安全结构或安全措施,应采用36伏安全电压,金属容器内所使用的手提照明灯,应采用12伏电压。 1.5.3.2保证电气设备的绝缘性能
所谓绝缘,是用绝缘物将带电导体封闭起来,使之不能被人身触及导体,从而保证安全。为防止绝缘因老化、击穿、损伤等原因遭到破坏,电气设备外壳偶然带电引起的触电事故,必须使电气设备的绝缘程度保持在规定范围内。 1.5.3.3采取屏护
屏护是指采用遮栏、围栏、护罩、护盖、箱盒等把带电体同外界隔绝开来,以减少人员直接触电的可能性。屏护装臵的装设应符号相关的规定,并悬挂明显的警示标志。
1.5.3.4保证安全距离
电气安全距离是指人体、物体等接近电体不会发生危险的距离。为了防止人体触电和接近带电体,防止火灾、过电压放电和各种短路事故,在带电体与地面之间、带电体与带电体之间、带电体与人体之间、带电体与其它设施和设备之间,均应保证安全距离。
1.5.3.6装设漏电保护装臵
漏电电流动作保护器(漏电保护器),是一种在设备及线路漏电时,保证人身和设备安全的装臵。其作用主要是防止由于漏电引起的人身触电,其次是防止由于漏电引起设备火灾,以及监视、切除电源一相接地故障。
对于有金属外壳的Ⅰ类手持电动工具,应视其工作场所危险性的大小,安装动作电流10~30mA的快速型漏电保护装臵。 1.5.3.7预防静电:
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DLP培训资料 电气基础知识 预防静电的措施有接地;增湿;不使用或安装产生静电的设备;作业人员穿防静电鞋。
1.5.3.8保护接地与接零
电气设备裸露的导电部分接保护导体(保护接地、保护接零等)是防止间接接触电击最根本的措施。
(1)保护接地;把用电设备的金属外壳经接地线、接地体与大地连接起来的做法就称为接地保护(IT系统,“I”表示配电网不接地或经高阻抗接地,“T”表示电气设备金属外壳接地)。漏电设备的对地电压主要决定于接地电阻的大小。
接地保护适用于各种不接地配电网,电机、变压器、电器、携带式或移动式用电
设备的底座和外壳;电气设备的传动装臵;互感器的二次线圈;配电柜、控制台、保护屏的金属架和外壳;交直流电力电缆接线盒、终端盒的金属外壳及电缆的金属护层和穿线钢管都应采用接地保护。接地保护的实质是当设备金属外壳意外带电时,将其
对地电压限制在安全范围内,以消除或减小电击的危险。在低压380V不接地电网中,
设备保护接地电阻应≤4欧。
(2)保护接零:把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密地连接起来的方式称为保护接零。
保护接零适用于低压中性点直接接地的三相四线配电系统,当某相带电部分与设备外壳碰连时,通过设备外壳形成相线对零线的单相短路(即碰壳短路),短路电流能促使线路上的保护装臵(如熔断RD)迅速动作,从而把故障部分断开,消除触电危险。
保护接零系统(TN系统,字母“T”和“N”分别表示电网中性点直接接地和电气设备金属外壳接零)有三种类型;
a .TN-C系统:“C”表示整个系统中性线与保护线是合一的(即保护中性线PEN),用
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DLP培训资料 电气基础知识 于无爆炸危险和安全条件较好的场所。
b .TN-S系统:“S”表示整个系统中性线“N”与“PE”是分开的(即五线制),主要用于爆炸危险性较大或安全要求较高的场所。
c .TN-C-S系统:中性线和保护线先合(PEN)后分(N+PE),厂区设有变电所,低压进线的车间可采用该系统。
保护接零系统中性点接地电阻不大于4Ω,当变压器容量不大于100kVA时,可按
不大于10Ω考虑;单相回路中性线截面与相线相同;三相回路一般按相线截面50%选择。
为增加保护接零系统保护可靠性,将零线的一处或多处通过接地装臵与大地再次连接,即重复接地。车间内部宜采用环路式重复接地,零线与接地装臵至少有两点连接。
(3)等电位联结:把保护导体与用于其他目的的不带电导体之间(包括IT系统和TT系统重各用电设备金属外壳)联结起来,将可能的接触电压和跨步电压限制在安全范围内。 1.5.5触电急救常识
触电急救的基本原则:“迅速、就地、正确、坚持、严禁”的“十字急救方针”。 1.5.5.1脱离电源
发现有人触电后,应迅速断开供电开关或用不导电物体如干燥的木棍等物使伤员尽快脱离电源。急救者切勿直接接触触电伤员,防止自身触电。 1.5.5.2现场急救
当伤员脱离电源后,应根据触电者的具体情况,迅速对症救治;
(1)轻症:即神志清醒,呼吸心跳均自主者,让伤员就地平卧,严密观察,暂时不要站立或走动,防止继发休克或心衰。
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DLP培训资料 电气基础知识 (2)呼吸停止,心搏存在者,就地平卧解松衣扣,通畅气道,立即口对口人工呼吸,亦可针刺人中、十宣、涌泉等穴。
(3)心搏停止,呼吸存在者,应立即作胸外心脏按压。
(4)呼吸心跳均停止者,则应在人工呼吸的同时施行胸外心脏按压,以建立呼吸和循环,恢复全身器官的氧供应。现场抢救最好能两人分别施行口对口人工呼吸及胸外心脏按压,以1:5的比例进行,即人工呼吸1次,心脏按压5次。如现场抢救仅有1人,用15:2的比例进行胸外心脏按压和人工呼吸,即先作胸外心脏按压15次,再口对口人工呼吸2次,如此交替进行,抢救一定要坚持到底。
(5)现场抢救中,让受害者的身体保持稳定,以便呼吸通畅,不要随意移动伤员,若确需移动时,抢救中断时间不应超过30秒。移动伤员或将其送医院,除应使伤员平躺在担架上并在背部垫以平硬阔木板外,应继续抢救,不能中止。 1.5.5.3 烧伤处理及其注意事项 (1) 烧伤处理
对因电击造成的严重烧伤,用没有药物的干净的无菌布或者类似的材料,将烧伤部位盖上。如果可能,再绑上绷带。 (2) 严禁事项
① 不要让衣服使受伤肿大部位受到压迫; ② 不要往伤口上涂任何药物; ③ 不要接触受伤部位;
④ 不要把附在受伤部位的东西取下;
⑤ 不要马上服药,可吸吮少量的凉水帮助受伤者补充失去的水分。 1.5.6电气安全操作规程
1.5.6.1一切电气设备未经证实完全无电时,均应视为有电,禁止接触。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.5.6.2禁止攀登、触摸正在运行的电气设备。搬动运行中的设备必须先切断电源后方可工作。
1.5.6.3电气检修必须执行电气工作监护制度。检修高压设备和正在运行的电气设备还必须执行电气检修工作票制度。
1.5.6.4一般情况下,不准在电气设备、供电线路上工作。线路停电后,应在电源开关处上锁,挂“禁止合闸,有人工作”警示牌,工作未结束或未经许可,不准任何人随意拿掉指示牌或送电。
1.5.6.5特殊情况必须带电检修时,需经车间或公司有关领导批准,并采取可靠安全措施,监护人员和作业人员应由有带电实践作业的人员担任。
1.5.6.6在全部或部分停电设备上工作,必须完成停电、验电、装设接地线、悬挂指示牌和装设遮拦等安全技术措施。
1.5.6.7对有两个以上供电电源的线路、设备进行检修时,必须采取可靠措施,防止误送电。
1.5.6.8检修设备或电路时,要注意运行中的仪表、继电器用的电流互感器二次侧不得开路,电压互感器二次侧不得短路。
1.5.6.9工作人员在进行工作或检修时,与带电设备的距离不得小于规定的数值,否则工作地点的导电部分必须停电。
1.5.6.10在带电设备附近动火,火焰距带电部位10KV以下距离不小于1.5米,10KV以上距离不小于3米。
1.5.6.11检修中使用的梯子必须坚固可靠并有防滑、防倒措施,登梯作业时,必须有一人扶梯,登梯人员不得超过两人。
1.5.6.12检修工作完成,拆除接地线后,应认为线路、设备带电,严禁任何人再接触设备,并按工作终结办理汇报手续。
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DLP培训资料 电气基础知识 1.5.6.13检修完毕后应按规定进行下列工作: (1)清扫工作现场,检查有无遗漏工具、材料等; (2)拆去接地线,拆去数量应与安装数量相同; (3)拆去临时遮拦及标示牌; (4)检查设备、线路绝缘; (5)恢复常设遮拦及警示牌。
1.5.6.14一切事故抢修工作无论如何紧急,必须严格遵守本制度。事故发生后,为查明原因和未得到妥善处理,不准恢复正常工作。 1.5.6.15未经实验合格的设备不准投入运行。 1.5.6.16严禁非电工人员从事电工作业。
2.电动机
2.1三相异步电动机的结构与工作原理
2.1.1三相异步电动机的结构
三相异步电动机的结构主要由定子和转子两个基本部分组成。定子与转子之间有一个很小的间隙称为空气隙。鼠笼式异步电动机的结构如图1--1所示
图1—1 鼠笼式异步电动机的结构
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DLP培训资料 电气基础知识 1一端盖,2一定子;3--机座;4--风罩;5一接线盒;6—-端线;7—风扇;
8—转子;9--轴承;10—轴
2.1.1.1定子
定子由机座、定子铁心和定子绕组等部分组成。
机座由铸铁或铸钢铸成,用来支承定子铁心和固定整个电机,在机座两端.还有用螺栓固定在机座上的端盖,用来固定转轴。
定子铁心是电动机磁路的一部分,通常用0.5mm的硅钢片叠成圆筒,在硅钢片两面涂以绝缘漆作为片间绝缘。在定子铁心内圆沿轴向均匀地分布着许多形状相同的槽,如图1—2所示,用来嵌放定子绕组。
定子绕组是定子的电路部分,异步电动机的定子绕组一般采用高强度漆包圆铜线绕成线圈,它可经槽口分散地嵌入线槽内。线圈之间按一定规律连接成三组对称的定子绕组,称为三相定子绕组。工作时接三相交流电源。三相绕组的六个首末端分别引到机座接线盒内的接线柱上,每相绕组的首末端用符号U1、U2,V1、V2,W1、W2标记。定子绕组根据电源电压和电动机铭牌上标明的额定电压可以连接成星形(Y)和三角形(Δ)。图1—3是定子绕组的星形连接和三角形连接图及接线盒中接线柱的连接图。
图1-2 定子和转子铁芯 图1-3 定子绕组的星形连接和三角形连接 1-定子铁芯;2-转子铁芯
2.1.1.2转子
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DLP培训资料 电气基础知识 转子是产生感应电流二受力转动、并输出机械转距的部分。它由转轴、转子铁心、转子绕组和风扇组成。
转轴用来固定转子铁心和传递功率。
转子铁心是磁路的一部分,也是用0.5mm相互绝缘的硅钢片叠压成圆柱体,并紧固在转轴上。在转子铁心外表面有均匀分布的槽,用来放臵转子绕组。鼠笼式转子一般采用斜槽,以便削弱电磁噪声和改善启动性能。
转子绕组按结构不同分为鼠笼式和绕线式两种,鼠笼式绕组是由嵌放在转子铁心槽内的导电条(铜条或铸铝)和两端的导电端环组成。若去掉铁心,转子绕组外形就像一个鼠笼,故称鼠笼式转子,如图1—4(a)所示。
图1—4鼠笼式转子
(a)铜的鼠笼式转子 (b)铸铝的鼠笼式转
2.1.2.3异步电动机转动原理
异步电动机的转动原理就是从电源取得电能给定子绕组,建立旋转磁场,在旋转磁场的作用下,通过电磁感应把电能传递给转子,转子绕组中感应出电动势和电流,转子电流同旋转磁场相互作用产生电磁转矩,使电动机旋转起来。
异步电动机能转动起来必须具备两个条件:其一,空气隙中建立旋转磁场;其二,转子导体中产生感应电流。如要满足以上两个条件,三相定子绕组必须对称排列并通以三相对称交流电流;转子绕组必须构成闭和电路。 1)旋转磁场的产生
图1—5为三相异步电动机定子绕组的示意图。设定子铁心有六个槽,三相定子
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DLP培训资料 电气基础知识 绕组对称分布在这六个槽内。即三相绕组的首端U1、V1、W1或末端U2、V2、W2在空间彼此相隔。若将U2、V2、W2接于一点(Y形接法),U1、V1、W1分别接三相对称电源,便会有三相对称交变电流通入相应的定子绕组,其波形如图1—6所示,其中T1为电流的周期。随着三相对称电流周期性的变化,在定子铁心所包围的空间便形成了周期变化的旋转磁场。
图1-5三相定子绕组的简单模型和接线图 图1-6 三相电流的波形
按上述条件所产生的旋转磁场只有两个磁极,如将绕组每相用两个线圈串联,绕组的始端之间相差600空间角,则产生的旋转磁场具有两对磁极,即p=2。同理,如果要产生三对磁极(即p=3的旋转磁场),则每相绕组必须用空间均匀分布的三个线圈串联,绕组的始端之间相差400的空间角。 2)旋转磁场的转速和转向
根据以上分析,可以看出旋转磁场的转速与磁极对数、定子电流的频率有关,在磁极对数p=1时,电流变化一周,旋转磁场在空间正好转一周; p对磁极的旋转磁场,在电流变f1周/秒时,旋转磁场在空间的转速为转/秒,转速一般以转/分(r/min)为单位来表示,所以旋转磁场转速的一般表达式为:
(1—1)
式中 n1——旋转磁场的转速,其单位为r/min (转/分) f1——定子电流的频率;
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DLP培训资料 电气基础知识 p——旋转磁场的磁极对数。
当电源的频率一定时,旋转磁场的转速与磁极对数成反比,由式(1--1)可得转速对应于不同磁极对数P的旋转磁场转速n1(转/分)。
旋转磁场由超前相电流所在的相绕组轴线转向滞后相电流所在的相绕组轴线。就是说旋转磁场的旋转方向与定子三相绕组的电流相序有关,改变电流相序,则旋转磁场改变方向。
异步电动机转子的转速必须始终小于旋转磁场的转速。如果转子转速与旋转磁场的转速相等,转子导体将不被旋转磁场切割,转子导体中便不会产生感应电动势和电流,也就不会产生电磁转矩使其转动。因此异步电动机的转速不可能等于同步转速。 同步转速与转子转速之差称为转速差,转速差与同步转速之比称为转差率,转差率用s表示,即
或
2.2三相异步电动机的电磁转矩与机械特性
2.2.1电磁转矩
三相异步电动机的电磁转矩是指电动机的转子绕组中各个载流导体在旋转磁场
作用下受到的电磁力对转轴所形成的转矩之总和,它是由磁场的每极磁通φ与转子电流相互作用而产生的。因此,电磁转矩的大小与转子电流和每极磁通φ成正比。此外,转子电路中还存在着电感抗,因而转子电流在相位上将滞后于转子电动势.即
,而且在不同运行状态时
是变化的。考虑到电磁转矩对外作机械
与旋转磁场的磁通相互
功,即输出有功功率.所以只有转子电流的有功分量
作用才产生电磁转矩。 异步电动机电磁转矩的表达式为
(1--2)
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DLP培训资料 电气基础知识 式中是与电动机结构有关的转矩常数,是旋转磁场的每极磁通,的单位是韦伯;I2是转子电流的有效值,单位是安培;
是转子电路的功率因数;是电磁
转矩,单位为牛顿〃米(N〃m)。三相异步电动机电磁转矩还有下面的关系式: 式中阻;
(1--3)
是常数; 是电源电压; s是电动机的转差率;
和
是转子每相绕组的电
是转子静止时每相绕组的感抗。 基本是常数,要是电源电压和频率
不变,异步电动机的电磁转距就会随着它的转差率的变化而变化。
由式(1--3)可以看出,电磁转矩与外加电源电压U的平方成正比。当电源电压变动时,对电动机的转矩及运行将产生很大的影响,因此要求电动机正常运行时的电源电压允许偏移值为额定电压的15%,在使用中必须引起注意。 2.2.2机械特性
在一定的电源电压和转子电阻
下,电动机电磁转矩与转差率的关系
曲线叫做异步电动机的转矩特性曲线。 2.2.2.1额定转距异步电动机在额定状态轴输出的电磁转矩称为额定转矩,用
表
工作时转示。可用下
的转矩特性曲线
式计算: 异步电动机
上式中,为异步电动机的输出功率,单位为千瓦(KW);nN为异步电动机的转速,单位为转/分(r/min),T为异步电动机的输出转矩,单位为牛顿〃米(N〃m)。
由上式可见,输出功率相同的电动机极数多的转速低,转距大;极数少的转速高,转距小。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.2.2.2最大转矩
在机械特性曲线上的TMAX是电动机输出电磁转矩的最大值,称为最大转矩。如果负载转矩T2大于最大转矩TMAX,则电动机将会发生停转(闷车)现象,电动机的电流立即升到额定电流的6倍~7倍,电动机将严重过热以致烧毁。
但是,只要电动机运行在机械特性曲线的稳定工作区(ab)段,负载转矩虽然短时间超过额定转矩但未超过最大转矩而过载运行是允许的。因此,最大转矩反映了电动机过载能力的极限,通常用最大转矩与额定电磁转矩的比值来表示电动机的过载系数或过载能力,用表示.即
一般异步电动机的2.2.2.3启动转矩 电动机在刚启动
或 。
时所产生的电磁转矩称为启动转矩,用表示。启
动转矩与电源电压U的平方成正比.
异步电动机的启动转矩与额定转矩的比值称为启动能力,我们用字母 表示.即
来
一般电动机启动能力
=1.0~2.2。
2.3三相异步电动机的绕组
2.3.1交流绕组的基本知识
2.3.1.1从设计制造和运行性能方面对交流绕组的要求:
(1)三相绕组对称;(2)力求获得最大的电动势和磁动势;(3)绕组的电动势和
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DLP培训资料 电气基础知识 磁动势的波形力求接近正弦;(4)节省用铜量;(5)绕组的绝缘和机械强度可靠,散热条件好;(6)工艺简单、便于制造、安装和检修。 2.3.1.2交流绕组的基本概念
(1)极距τ:两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的槽数为Z,磁极对数为p,则极距:
(2)线圈的节距:一个线圈的两个有效边之间所跨的槽数称为线圈的节距。y <τ的绕组为短距线圈; y =τ的绕组为整距线圈; (3)每极每相槽数q:每一个极面下每相所占的槽数为 q2.3.2三相单层绕组
Z2pZ2pm单层绕组的每个槽内只放一个线圈边,电机的线圈总数等于定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。
2.3.2.1单层链式绕组
单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成,整个外形如长链。链式绕组的每个线圈节距相等并且制造方便;线圈端部连线较短并且省铜。主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机。其结构如上图: 2.3.2.2交叉式绕组
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DLP培训资料 电气基础知识 单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成,同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同,各线圈组的端部互相交叉。交叉式绕组由两大一小线圈交叉布臵。线圈端部连线较短,有利于节省材料,并且省铜。广泛用于q>1的且为奇数的小型三相异步电动机。其结构如下图: 2.3.2.3同心式绕组
同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构成。同心式绕组端部连线较长,适用于q=4、6、8等偶数的2极小型三相异步电动机。其结构如下图:
2.3.3三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边,线圈的每一个有效边放在某一槽的上层,另一个有效边则放臵在相隔为y 的另一槽的下层。 2.3.3.1双层绕组的特点:
(1)线圈数等于槽数;(2)线圈数组数等于极数,也等于最大并联支路数;(3)双层绕组的节距可以改变,可以选择合适的节距来改善电动势或磁动势的波形,技术性能优于单层绕组。一般稍大容量的电机均采用双层绕组。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.3.3.2双层叠形绕组结构:
2.4三相异步电动机的起动
当异步电动机刚起动时,由于电动机转速为零,此时旋转磁场与转子绕组之间的相对切割速率最大,故转子电路中感应电动势和转子电流都最大。转子电流的增大引起定子电流增大,并使电动机严重发热对于中小型鼠笼式电动机来说,定子电流可达其额定电流的5倍~7倍。
由于电动机的起动过程非常短暂(小型电动机只有1s~3s),同时电动机一经起动,转速迅速升高,电流便很快减小,所以只要电动机不是频繁起动.起动电流虽然很大,但不致引起电动机过热而损坏,然而这样大的起动电流在短时间内会造成较大的线路电压降落,引起电网电压的降低,影响接在同一电网上的其它用电设备的正常工作。
异步电动机在刚起动时,虽然电流很大,但因转子电路的功率因数
很低(因
刚起动时转子电路的感抗较大),所以起动转矩并不大,如果起动转矩太小,则电动机的起动时间长,就不允许满载下起动。
异步电动机起动的主要问题是起动电流大,起动转距小。为限制电动机起动电流,并得到适当的起动转距,对不同容量的电动机采用不同的起动方法。普通鼠笼式电动机的起动方法有两种:直接起动和降压起动。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.4.1直接起动
直接起动是中小型鼠笼式异步电动机首选的起动方法。这种起动方法就是直接给电动机定子绕组加上额定电压,这种方法简单而可靠,方便经济且起动快;但由于直接起动时的起动电流较大,因而只有在电源容量允许的条件下才可以采用直接起动法。 一般规定如下:
(1)不经常起动的鼠笼式电动机允许直接起动的最大功率为不大于变压器额定容量的30%;经常起动时,其功率应为不大干变压器额定容量的20%。 (2)允许直接起动的鼠笼式电动机最大容量应以起动时在电网上引起的电压降不超过5%为原则。
下图是电动机单向直接起动控制线路的电气原理图,这是一种最常用、最简单的控制线路,能实现对电动机的起动、停止的自动控制、远距离控制、频繁操作等。
单向运行电气控制线路图
在上图中,主电路由断路器Q1、接触器KM的常开主触点,热继电器FR的热元件和电动机M组成。控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM线圈和常开辅助触点、热继电器FR的常闭触头构成。 控制线路工作原理为:
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DLP培训资料 电气基础知识 (1)起动电动机:合上断路器开关Q1,按起动按钮SB2,按触 器KM的吸引线圈得电,主触点闭合,将电动机M接入电源,电动机开始起动。同时,与SB2并联的KM的常开辅助触点闭合,即使松手断开SB2,吸引线圈KM通过其辅助触点可以继续保持通电,维持吸合状态。由于KM的自锁作用,当松开SB2后,电动机M仍能继续起动,最后达到稳定运转。
(2)停止电动机:按停止按钮SB1,接触器KM的线圈失电,其主触点和辅助触点均断开,电动机脱离电源,停止运转。这时,即使松开停止按钮,由于自锁触点断开,接触器KM线圈不会再通电,电动机不会自行起动。只有再次按下起动按钮SB2时,电动机方能再次起动运转。 (3)线路保护环节 a.短路保护
短路时通过断路器切开主电路。 b.过载保护
通过热继电器FR实现。由于热继电器的热惯性比较大,即使热元件上流过几倍额定电流的电流,热继电器也不会立即动作。因此在电动机起动时间不太长的情况下,热继电器经得起电动机起动电流的冲击而不会动作。只有在电动机长期过载下FR才动作,并断开控制电路,使电动机停止运转,实现过载保护。 c.欠压和失压保护
当电动机正在运行时,如果电源电压由于某种原因消失,那么在电源电压恢复时,电动机就将自行起动,这就可能造成生产设备的损坏,甚至造成人身事故。对电网来说,同时有许多电动机及其他用电设备自行起动也会引起不允许的过电流及瞬间网络电压下降。为了防止电压恢复时电动机自行起动的保护叫失压保护或零压保护。
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DLP培训资料 电气基础知识 当电动机正常运转时,电源电压过分地降低将引起一些电器释放,造成控制线路不正常工作,可能产生事故;电源电压过分地降低也会引起电动机转速下降甚至停转。因此需要在电源电压降到一定允许值以下时将电源切断,这就是欠电压保护。 欠压和失压保护是通过接触器KM的自锁触点来实现的。在电动机正常运行中,由于某种原因使电网电压消失或降低,当电压低于接触器线圈的释放电压时,接触器释放,切断电动机电源,电动机停转。如果电源电压恢复正常,由于自锁解除,电动机不会自行起动,避免了意外事故发生。只有再次按下SB2后,电动机才能起动。
控制线路具备了欠压和失压的保护能力以后,有如下三个方面优点:①防止电压严重下降时电动机在重负载情况下的低压运行;②避免电动机同时起动而造成电压的严重下降;③防止电源电压恢复时,电动机突然起动运转,造成设备和人身事故。
2.4.2降压起动
在不允许直接起动的场合,为限制起动电流,起动时用降低电压的方法来减小起动电流,当起动过程结束后,再加上全电压运行,这种起动方法称为降压起动。显然,由于异步电动机的电磁转矩与电源电压的平方成正比,降压起动必然使起动转矩显著降低。因此,这种起动方法只能用于电动机空载或轻载下起动,常用的降压起动方法有两种。
2.4.2.1星形一三角形(Y—Δ)换接起动法
如果电动机在正常工作时,其定子绕组是连接成三角形的,则在起动时可将定子绕组连成星形,待电动机转速接近额定值时再换成三角形接法而进入正常运行,这种方法简称为星——三角起动。这样,在起动时定子绕组接成Y形,加在定子绕组上的相电压降低为正常工作时线电压的
倍,将使相电流、线电流、转矩都有
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DLP培训资料 电气基础知识 相应的降低。因此该种控制线路只适用于轻载或空载起动的场合。定子绕组接成Y—△降压起动的自动控制线路如下图所示:
工作原理:按下起动按钮SB2,接触器KM1线圈得电,电动机M接入电源。同时,时间继电器KT及接触器KM2线圈得电。接触器KM2线圈得电,其常开主触点闭合,电动机M定子绕组在星形连接下运行。KM2的常闭辅助触点断开,保证了接触器KM3不得电。
时间继电器KT的常开触点延时闭合;常闭触点延时继开,切断KM2线圈电源,其主触点断开而常闭辅助触点闭合。
接触器KM3线圈得电,其主触点闭合,使电动机M由星形起动切换为三角形运行。
停车:按SB1 辅助电路断电,各接触器释放,电动机断电停车。
线路在KM2与KM3之间设有辅助触点联锁,防止它们同时动作造成短路;此外,线路转入三角接运行后,KM3的常闭触点分断,切除时间继电器KT、接触器KM2,避免KT、KM2线圈长时间运行而空耗电能,并延长其寿命。 2.4.2.2串自耦变压器降压起动控制线路 (1)线路设计思想
在自耦变压器降压起动的控制线路中,限制电动机起动电流是依靠自耦变压器的降压作用来实现的。自耦变压器的初级和电源相接,自耦变压器的次级与电动机
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DLP培训资料 电气基础知识 相联。自耦变压器的次级一般有3个抽头,可得到3种数值不等的电压。使用时,可根据起动电流和起动转矩的要求灵活选择。电动机起动时,定子绕组得到的电压是自耦变压器的二次电压,一旦起动完毕,自耦变压器便被切除,电动机直接接至电源,进入全电压运行。定子绕组串自耦变压器降压起动的控制线路如下图:
线路工作原理: 闭合断路器Q1。
起动:按下按钮SB2,KM1和时间继电器KT同时得电,KM1常开主触点闭合,电动机经星形连接的自耦变压器接至电源降压起动。
时间继电器KT经一定时间到达延时值,其常开延时触点闭合,中间继电器KA得电并自锁,KA的常闭触点断开,使接触器KM1线圈失电,KM1主触点断开,将自耦变压器从电网切除,KM1常开辅助触点断开,KT线圈失电,KM1常闭触点恢复闭合,使接触器KM2线圈得电,KM2的主触点闭合,将电动机直接接入电源,使之在全电压下正常运行。
停止:按下按钮SB1,KM2线圈失电,电动机停止转动。
在自耦变压器降压起动过程中,起动电流与起动转矩的比值按变比平方倍降低。
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DLP培训资料 电气基础知识 在获得同样起动转矩的情况下,采用自耦变压器降压起动对电网电流冲击小,功率损耗小。这种起动方法常用于容量较大、正常运行为角形接法的电动机。其缺点是自耦变压器价格较贵,不允许频繁操作。 2.4.3正、反向控制
产过程中,生产机 械的运动部件往往要求能进行正反两动,这就要求拖动电机能作正反向旋机原理可知,将接至电机的三相电源任意两相对调,即可改变电机的旋转以可逆运行控制线路实质上是由两个
反向的运转。由电进线中的方向,所方向相反
的单向运行控制线路构成。但为了避免误动作引起电源相间短路,往往在这两个相反方向的单向运行线路中加设必要的机械及电气互锁。右图是三相异步电动机可逆控制线路原理图;
控制原理;该控制线路在电动机运行时,无需按SB1停止按钮,直接用SB2、SB3按钮就可实现对电动机的正反向控制。停机状态下,合上断路器开关Q ,按下SB2按钮,接触器KM1线圈通电,主触点闭合,电动机得电正向运转。在KM1主触点闭合同时,其常开辅助触点闭合形成闭锁回路,保持给KM1线圈供电;其常闭辅助触点断开,切断KM2控制回路,防止KM2线圈误吸合。当电动机需要反转时,直接按下SB3按钮,首先SB3常闭接点断开KM1控制回路,KM1线圈失电,其主触点断开,电动机失电停止运行,其辅助触点恢复至原始状态;SB3常开接点接通KM2控制回路,KM2线圈得电,主触点闭合,电动机得电反向运行。KM2常开辅助触点闭合形成闭锁回路,其常闭辅助触点断开,切断KM1控制回路,防止KM1线圈误吸合。
停机时,直接按下SB1按钮即可。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.4.4纸板车间电动机典型控制线路图 2.4.4.1 30KW电动机控制原理图
2.4.4.2浆板22KW电机控制原理图:
2.5三相异步电动机的选择
2.5.1三相异步电动机的铭牌
制造厂按国标而规定的电动机在正常工作条件下的运行状态称为异步电动机的
额定运行状态,表示电动机额定运行情况的各种数据如电压、电流、功率、转速等,称为电动机的额定值,额定值一般标记在电动机的铭牌或产品说明书中。现以M2QA 180L4A型电动机的铭牌为例进行说明,其铭所示;
2.5.1.1型号 M2QA 180 L 4 A
M2QA--型号标记 180--机座号
L--机座长度 2--极数 A--铁芯长度 2.5.1.2额定功率与效率
铭牌上所标的功率是指电动机在额定状态下运行时轴上输出的机械功率,是电动机的额定功率P2N,单位以千瓦(kW)计。输出功率与输入功率不等,它比电动机从电网吸取的输入功率要小,其差值就是电动机本身的损耗功率,包括铁损、铜损和机械损耗等。
效率是指电动机在额定状态下运行时,输出功率与输入功率的比值。即
牌如右图
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DLP培训资料 电气基础知识 三相异步电动机的额定功率可用下式计算:
(kW)
式中P2N——电动机的额定功率(kw); UN——电动机的额定线电压(v); IN——电动机的额定线电流(A);
——电动机在额定状态运行时,定子电路的功率因数 ——电动机在额定状态运行时的效率。 2.5.1.3电压与接法
电动机在额定运行情况下的线电压为电动机的额定电压,铭牌上标明的“电压”就是指加在定子绕组上的额定电压(UN)值。制浆车间安装使用的ABB系列中小型异步电动机,额定功率在4kW及以上的,其额定电压为660V/400V,均为三角形接法。额定电压为660/400V, Y/Δ接法,这个符号的含义是当电源线电压为660V时,电动机的定子绕组应接成星形(Y),而当电源线电压为400V时,定子绕组应接成三角形(Δ)。
一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%,当电压高于额定值时,会引起励磁电流的增大,造成铁心过热。当电压低于额定值时,将引起转速下降,定子、转子电流增加,在低于额定电压下较长时间运行时,由于转矩与电压的平方成正比,在负载转矩不减小的情况下,可能造成严重过载。 2.5.1.4电流
电动机在额定运行情况下的定子绕组的线电流为电动机的额定电流(IN),在运行中应特别注意电动机的实际电流,不允许长时间超过额定电流值。 2.5.1.5转速
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DLP培训资料 电气基础知识 电动机在额定运行情况下的转速称为电动机的额定转速(nN),铭牌上所标的转速就是指的额定转速。 2.5.1.6温升及绝缘等级
温升是指电动机在长期运行时所允许的最高温度与周围环境的温度之差。电动机的允许温升与电动机所采用的绝缘材料的耐热性能有关,常用绝缘材料的等级和最高允许温度如下表所示:
绝缘等级 绝缘材料最高允许温度 电机的允许温升 A 105˚C 60˚C E 120˚C 75˚C B 13˚C 0 80˚C F 155˚C 100˚C H 180˚C 125˚C
2.5.1.7功率因数
铭牌上给定的功率因数指电动机在额定运行情况下的额定功率因数
。电
动机的功率因数随电动机所带负载的大小而变动的。一般电动机在额定负载运行时的功率因数为0.7~0.9,空载时只有0.2~0.3。
由于异步电动机的功率因数比较低,应力求避免在轻载或空载的情况下长期运行。对较大容量的电动机应采取并联电容器等措施来提高线路的功率因数。 2.5.2三相异步电动机的选择 2.5.2.1功率的选择
电动机的功率(容量),必须根据生产机械所需要的功率来确定。电动机的功率选得过大,设备费用必然增加,不经济。选择得过小,长期在过载状态下运行,可能使电动机很快烧毁。选择电动机的容量需根据电动机的运行情况,采用不同的选择方式。
当电动机在恒定负载下连续运行时,其电动机的额定功率等于或稍大生于产机械所需要的功率即可。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.5.2.2类型的选择
首先是种类的选择。没有特殊要求,一般采用鼠笼式三相交流异步电动机。其次是外形结构的选择。主要是根据安装方式:选立式或卧式等;根据工作环境:选防护式、封闭式和防爆式等。防护式电动机的外壳有防止水滴、铁屑等杂物进入电机内部的防护装臵,但不防尘。封闭式的内部与外界隔离,能防止潮气和尘土侵入。防爆式电动机的接线盒和外壳全是封闭的,适用于有爆炸性气体的场所。制浆车间安装使用的ABB异步电动机防护等级都是IP55(防尘、防溅水)。 2.5.2.3电压和转速的选择
电动机的额定电压应根据其功率的大小和使用地点的电源电压及电源容量来决定,一般200kW以下的,选适合380V/220V供电网的低电压电动机;200kW以上的大功率异步电动机才考虑6KV或10KV的高压电动机。
三相异步电动机的额定转速是根据生产机械的要求决定的。功率相同的电动机转速愈高,则极对数愈少,体积愈小,但高速电动机的转矩小,启动电流大。选择时应使电动机的转速尽可能与生产机械的转速相一致或接近,以简化传动装臵。 2.6电动机的使用与维护
为保证电动机连续安全可靠的使用,必须接线及时的检查和维护,查出隐患防止故障扩大。 2.6.1电动机的检查
2.6.1.1电动机运行时的常规检查
任何噪声和振动的突然增大或过大,都要立即停机并迅速检查。连续运行期间应定期检查轴承温度,至少每天一次。
(1)电动机应经常保持清洁,防止油、水等污物进入电动机内部;
(2)电动机应保持良好的通风,进出风口必须保持畅通无阻,风罩的网眼应经常清
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DLP培训资料 电气基础知识 理,防止堵塞;
(3)电动机运行过程中,应经常监控,如有异常,要立即检查停机检查,待排除故障后方可继续运行. 2.6.1.2电动机的停机检查
当发生下列情况时必须立即停机检查: (1)电动机剧烈振动; (2)电动机拖动设备损坏; (3)电动机轴承发热严重; (4)电动机转速突然下降; (5)电动机发生窜轴冲击; (6)电动机或者起动装臵冒烟起火; (7)电动机发生扫膛或外壳温度迅速上升; (8)发生人员意外事故。 2.6.1.3电动机定期检查
根据电机的使用条件,应定期对电动机进行检查:
(1)检查电动机的紧固螺栓有无松动或锈蚀等影响固定性能; (2)检查电气连接是否牢固,有无锈蚀等现象影响接触性能; (3)检查电动机接地是否牢固,有无锈蚀等现象影响接地性能; (4)检查联轴器固定牢固并且对中正确; (5)检查电动机轴承,如果磨损应立即更换; (6)检查电动机油漆,防止过度锈蚀。 2.6.2电动机的维护
电动机应每天进行巡视检查并做好检查记录,对运行异常的电动机要根据电动
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DLP培训资料 电气基础知识 机表现出的运行特征分析电动机损坏的程度,对损坏程度较严重的电机要及时申请停机处理,防止故障进一步扩大。 2.6.2.1检查项目和内容 (1)电动机的运行声音正常; (2)电动机的振动值符合规定要求;
(3)在额定电压下运行,三相电流均衡,运行电流不超过额定值; (4)绕组、轴承等各部温升不超过允许值; (5)电动机接地良好;
(6)电动机外壳无损伤,各部位螺栓齐全、紧固良好; (7)检查电动机表面整洁,铭牌清晰,电动机周围无杂物;
(8)检查电动机冷却系统良好,风扇运转正常无杂音,进风口无堵塞。 2.6.2.2电动机轴承巡检的注意事项:
状态监测是预防保养中重要的一环,检查运行中电动机轴承的状况,早期检测出轴承的缺陷,避免由于轴承损坏所造成的非计划性设备停机。电动机的运行人员或维护人员必须对轴承的“故障信号”保持高度的警觉,例如噪音、温度与振动。“倾听”、“触摸”和“观察”是判断电动机轴承故障的三种重要方法。 (1)顷听:利用听觉来识别不规则的运转是一种很普通的方法。例如借助电子式听诊器、机械听针来察觉某一零件的不正常噪音通常是有经验工作人员使用的方法。轴承若是处于良好的运转状况会发出低的呜呜声,若是发出尖锐的嘶嘶音、吱吱音以及其它不规则的声音,通常表示轴承处于不良的运转状况。严重的轴承损坏会产生不规则并且巨大的噪音。
轴承损坏固然可由听力来查觉,但是通常此时已经到了轴承必须更换的阶段,所以较好的方法例就是使用诸如电子式状况监测仪器,预先诊断轴承的运转情况。
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DLP培训资料 电气基础知识 (2)触摸:高温经常表示轴承已处于异常状态。高温也有害于轴承内的润滑剂。引起轴承高温的原因有:润滑不足或过分润滑、润滑剂内含有杂质、负载过大、轴承损坏、间隙不足及油封产生的高摩擦等等。如果是在运转条件不变的情况下,任何的温度改变可能表示已发生故障。 轴承温度的测量可借助于测温仪。
(3)观察:观察轴承的油封应完好无破损,以保证轴承室内不会进入灰尘或潮气。同时,从排油孔检视润滑剂的颜色,如果已变色或变黑,通常表示润滑剂已变质或含有杂质,应马上进行更换。 2.6.3电动机的润滑
1)电动机的正确润滑将直接影响轴承的寿命,并将影响到电动机的使用寿命。正确和定期给电动机轴承补充润滑油就非常重要。
2)电动机轴承的润滑油要根据电动机的技术要求选择适合轴承运行的油脂类型,不同类型的油脂禁止混用。
3)电动机轴承的油脂要根据电动机的运行周期及实际运行情况及时进行补充或更换。
4)电动机轴承的加油量应符合规定的要求,过多或过少的油量都会造成轴承的损伤。一般油脂量占到轴承室的1/3~1/2为合适。
5)加入或补充到轴承内的润滑油应清洁,随油脂进入轴承内的灰尘或杂质都会造成轴承的损伤并影响轴承的使用寿命。 2.6.4异步电动机的拆装 2.6.4.1异步电动机的拆卸
拆卸电动机之前,必须拆除电动机与外部电气连接的连线,并做好相位标记。 (1)拆卸步骤:a 、带轮或联轴器; b 、前轴承外盖; c 、前端盖; d 、风罩 e 、
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DLP培训资料 电气基础知识 风扇; f 、后轴承外盖; g 、后端盖; h 、抽出转子; i 、前轴承; j 、前轴承内盖; k 、后轴承; l 、后轴承内盖。
(2)皮带轮或联轴器的拆卸:拆卸前,先在皮带轮或联轴器的轴伸端作好定位标记,用专用位具将皮带轮或联轴器慢慢位出。拉时要注意皮带轮或联轴器受力情况务必使合力沿轴线方向,拉具项端不得损坏转子轴端中心孔。
(3)拆卸端盖,抽转子:拆卸前,先在机壳与端盖的接缝处作好标记以便复位。均匀拆除轴承盖及端盖螺栓拿下轴承盖,再用两个螺栓旋于端盖上两个项丝孔中,两螺栓均匀用力向里转(较大端盖要用吊绳将端盖先挂上)将端盖拿下。无顶丝孔时,可用铜棒对称敲打,卸下端盖,但要避免过重敲击,以免损坏端盖。对于小型电动机抽出转子是靠人工进行的,为防手滑或用力不均碰伤绕组,应用纸板或机布垫在绕组端部进行。
(4)轴承的拆卸、清洗:拆卸轴承应选用适宜的专用拉具。拉力应着力于轴承内圈,不能拉外圈,拉具顶端不得损坏转子轴端中心孔(可加些润滑油脂)。在轴承拆卸前,应将轴承用清洗剂洗干净,检查它是否损坏,有无必要更换。 2.6.4.2异步电动机的装配
装配异步电动机的步骤与拆卸相反。装配前用压缩空气吹净电动机内部灰尘,检查各部零件的完整性及定子内污物、锈斑是否清除,止口有无损伤,装配时应将各部件按标记复位,并检查轴承盖配合是否合适; 轴承装配可采用热套法和冷装配法。
拆装注意事项:
(1)拆移电机后,电机底座垫片要按原位摆放固定好,以免增加钳工对中的工作量; (2)拆、装转子时,一定要按规定程序操作,不得损伤绕组,拆前、装后均应测试绕组绝缘及绕组通路;
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DLP培训资料 电气基础知识 (3)拆、装时不能用手锤直接敲击零件,应垫铜、铝棒或硬木,对称敲; (4)装端盖前应用粗铜丝,从轴承装配孔伸入钩住内轴承盖,以便于装配外轴承盖; (5)用热套法装轴承时,只要温度超过 100 度,应停止加热,安装轴承时,要防止烫伤,同时工作现场应放臵 1211 灭火器。用冷装配法安装轴承时,应均匀的使轴承内圈受力,严禁敲打轴承的外圈,以免损坏轴承; (6)工作完成后,接线现场要打扫干净。
2.7三相异步电动机常见故障及维修方法
三相异步电动机经过长期运行后,会发生各种故障,及时判断故障原因,进行相应处理,是防止故障扩大,保证设备正常运行的一项重要的工作。 2.7.1电动机常见故障与排除方法
序号
常见故障
故障原因分析
故障排除方法
①电源未通(至少两相未通);
①检查电源回路开关,接线端子处是通电后电动机不能②断路器解除故障; 否虚接;
1
转动,但无异响,③过流继电器调得过小; ②检查断路器开关闭合情况;
也无异味和冒烟
④控制设备接线错误。 ③调节继电器整定值与电动机配合; ④改正接线。
①缺一相电源;
①检查电源电压及供电回路各开关触②定子绕组相间短路; 点闭合情况;
通电后电动机不③定子绕组接地; ②查出短路点,予以修复; 2
转,然后断路器跳
④定子绕组接线错误; ③消除接地;
闸
⑤断路器整定值过小;
④查出误接,予以更正;
⑤调整断路器整定值与电动机额定电流相适合。
①定、转子绕组有断路(一相断①查明断点予以修复;
线)或电源一相失电;
②检查绕组极性;判断绕组首末端是②绕组引出线始末端接错; 否正确;
③电源回路接点松动,接触电阻③紧固松动的接线螺丝,用万用表判3
通电后电动机不转
有嗡嗡声
大;
断各接头是否假接,予以修复; ④电动机负载过大或转子卡住;④减载或查出并消除机械故障,⑤检⑤电源电压过低;
查供电电源及电机绕组接法; ⑥小型电动机装配太紧; ⑥重新装配使之灵活; ⑦轴承卡住。
⑦修复轴承。
①转子与定子绝缘纸或槽楔相①修剪绝缘,削低槽楔; 4
电动机运行时响声不正常,有异响
擦;
②更换轴承或清洗轴承; ②轴承磨损或油内有砂粒等异
③检修定、转子铁芯;
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DLP培训资料 电气基础知识 物; ③定转子铁芯松动; ④轴承缺油;
⑤风道填塞或风扇擦风罩, ⑥定、转子铁芯相擦;
⑦电源电压过高或不平衡; ⑧定子绕组错接或短路。
①由于磨损,轴承间隙过大; ②气隙不均匀; ③转子不平衡; ④转轴弯曲;
⑤铁芯变形或松动;
⑥联轴器(皮带轮)中心未校正;⑦风扇不平衡;
⑧机壳或基础强度不够; ⑨电动机地脚螺丝松动; ⑩笼型转子开焊断路。 ①滑脂过多或过少; ②油质不好含有杂质;
③轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧);
④轴承内孔偏心,与轴相擦; ⑤电动机端盖或轴承盖未装平;⑥电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧;
⑦轴承间隙过大或过小; ⑧电动机轴弯曲。
①电源电压过高,使铁芯发热大大增加;
②电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热;
③电动机缺相,两相运行; ④定转子铁芯相擦;
⑤电动机过载或频繁起动; ⑥笼型转子断条;
⑦环境温度高,电动机表面污垢多散热不良;
⑧电动机风扇故障,通风不良;⑨定子绕组故障(相间、匝间短路;)。
④加油; ⑤清理风道;检查风扇;
⑥排除定、转子铁芯相擦故障;⑦检查并调整电源电压; ⑧消除定子绕组故障。
5
运行中电动机振动
较大
6 轴承过热
7
电动机过热甚至冒
烟
①检修轴承,必要时更换; ②调整气隙,使之均匀; ③校正转子动平衡; ④校直转轴; ⑤校正重叠铁芯,
⑥重新校正,使之符合规定;
⑦检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状;
⑧进行加固; ⑨紧固地脚螺丝;
⑩修复转子绕组;修复定子绕组。 ①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3);
②更换清洁的润滑滑脂;
③过松可用粘结剂修复,过紧应车、磨轴颈或端盖内孔,使之适合; ④修理轴承盖,消除擦点; ⑤重新装配;
⑥重新校正,或调整皮带张力;⑦更换新轴承;
⑧校正电机轴或更换转子。
①降低电源电压(如调整供电变压器分接头);
②提高电源电压或换粗供电导线; ③检查电源及供电回路各开关触点; ④消除擦点(调整气隙或挫、车转子); ⑤减载或按规定次数控制起动;⑥检查并消除转子绕组故障;
⑦清洗电动机,改善环境温度,采用降温措施;
⑧检查并修复风扇,必要时更换; ⑨检修定子绕组,消除故障。
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DLP培训资料 电气基础知识 2.7.2电动机振动故障分析
引起设备振动故障最常见的四大故障有:不平衡、不对中、机械松动和轴承故障。
(1)质量不平衡:所谓不平衡即是质量和几何中心线不重合所导致的一种故障状态。当转子旋转时,其\"重心\"产生一个离心力作用在轴承上,该力的大小随着转子的旋转而稳定的变化。另外,如果齿轮、轴承或转子的旋转中心偏离几何中心线就会出现偏心。
(2)不对中:不对中的现象较为普遍,且非常重要,因为它而增加的旋转力会对轴承和密封件施加异常的应力。不对中的类型有:平行不对中、角度不对中、平行和角度不对中。
典型的不对中主要由以下原因引起:原部件的不精确装配;安装后原部件间的相对位臵发生移动;因为管道系统的压力而造成的扭曲变形;由于扭矩而引起的柔性支撑扭曲变形;温度变化引起的机器变形;耦合面与轴线不垂直;由于地基柔性太大,在旋紧固定螺栓时机器发生移动等。
(3)机械松动:由于松动会产生明显的机械振动并导致设备损坏。在实际中存在着两种类型的松动;因轴承磨损引起的旋转性松动及机器与地基之间的松动产生的非旋转性松动。
(4)轴承故障:包括缺油、疲劳剥落、磨损、塑性变形、锈蚀、胶合和保持架损坏等。
2.8 YKK系列高压三相异步电动机
2.8.1概述
YKK系列高压三相异步电动机是引进德国西门子高压电动机制造技术研制的新一代电机产品。 本系列产品采用新技术、新材料、新工艺,制造精良,具有高效、
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DLP培训资料 电气基础知识 节能、噪声低、振动小、重量轻、性能可靠、安装维修方便等优点。 2.8.2型号意义
2.8.3结构说明
该系列电动机采用国际流行的箱式结构,机座、端盖等部件用钢板焊成,重量轻、刚度好、卸下顶盖或冷却器,可观察或接触电机内部,安装和维修方便。 电动机定子绕组采用F级绝缘材料,运用VPI真空压力浸漆技术,采用磁性槽楔,端部有可靠的固定及绑扎措施,绝缘性能优良可靠,机械强度高,防潮能力强,电机运行安全可靠。鼠笼铸铝转子设一圆柱形轴伸,轴承采用滚动轴承,设有不停机注、排油装臵,可实现电机连续运转工况下,定期加注润滑脂来维护、保养电机。接线盒为密封结构,进线孔朝下方,盒内外均有单独的接地端子,防护等级为IP54。 2.8.4电动机起动
2.8.4.1电动机直接全压起动的危害:
电动机直接全压起动时,5~7倍的起动电流会在线路上产生较大的压降,使电网电压波动很大,影响并联在电网上的其它设备的正常运行;直接全压起动时的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力,会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂,引起电机故障; 2.8.4.2电动机起动注意事项:
6KV三相异步电动机在正常情况下,为延长电动机的寿命,起动次数在冷态下最多连续起动两次,每次间隔5min。热态下最多起动一次,如果发生第一次未起动起来时,可间隔5min起动第二次,若电动机未起动成功,应查找原因并在相隔25min
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DLP培训资料 电气基础知识 再起动第三次,如仍未起动起来,不得再起动,一定要查明原因,消除故障,方能起动。
2.8.5电动机使用中的检查 2.8.5.1电动机的清理:
电动机应保持外壳及周边环境的整洁,并防止水或异物落入电动机内部; 2.8.5.2端盖轴承的检查:
(1)端盖轴承不允许漏油;(2)必须注意轴承的运转情况,发现不正常声响时,应及时停机检查;(3)应根据电动机的影响情况,及时的更换或补充轴承润滑油脂;(4)轴承的内外圈在正常情况下应是紧固不允许松动的,如发现轴承外圈在端盖轴承室内转动或轴承内圈在转轴上转动时,应及时检修;(5)检查密封圈如有磨损、烧坏、老化 、变质等现象,必须进行更换,以保证轴承的密封良好。 2.8.5.3温度测量:
(1)6KV三相异步电动机定子绕组都装有测温装臵,电动机运行中应经常检查绕组的运行温度,如绕组温度突然升高或超过允许温度,应及时停机检查;(2)电动机运行中应经常测量轴承的温度,其温度应不超过规定值,否则应停机检修。 2.8.5.4出线盒:
(1)定期检查出线盒的密封情况,发现有密封圈因老化、变质而失去密封作用时,应及时进行更换;(2)经常检查电源电缆入口处的固定和密封应保持良好;(3)定期检查电源电缆接头与接线柱接触应保持良好,无烧伤现象。 2.8.5.5接地: 经常检查电动机的接地应保持良好。 2.8.5.6电动机的故障和维修
电动机在运行过程中会产生各种故障,发现故障应及时采取措施进行消除,否则这些故障会产生事故。电动机运行中的常见故障及处理见下表:
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DLP培训资料 电气基础知识 序号
故障现象
故障产生原因
1、润滑油脂不足和过多;
1
轴承发热、响声异常
3、轴承磨损或烧伤; 4、轴承内外圈松动。 1、润滑脂过多;
2
轴承漏油
2、密封圈变质、损坏。
故障处理方法
1、补充或清除过多润滑脂; 3、更换轴承;
4;紧固止动螺钉或螺母,当转轴、端盖磨损时,应修理或更换。 1、清除过多油脂; 2、更换密封圈; 3、消除轴承发热故障。
1、电动机与被拖动机械的对中不好; 1、校正电动机与被拖动机械的轴线; 2、联轴器安装不当,配合不良;
3
电动机振动
3、轴承损坏; 4、鼠笼转子断条; 5、被拖动机械工作不良; 6、安装基础硬度不够。 1、接线错误; 2、线路断路; 3、电源电压太低;
4
电动机起动不正常
4、负载转距或静转距太大; 5、起动设备故障; 6、电动机绕组或转子故障。 1、电动机电压过高或过低; 2、超负荷运行;
5
电动机发热
3、线圈匝间短路; 4、冷却系统故障。 1、电源电压过高;
2、电动机超负荷运行,线圈温度超
6
绕组绝缘损坏
过运行温升; 3、机械碰伤;
4、周围空气有腐蚀性气体; 5、周围环境湿度超过规定值。
2、校正联轴器的配合; 3、更换轴承; 4、维修或更换转子; 5、维修被拖动机械; 6、加强基础硬度。 1、按接线图检查接线; 2、查出线路断点,接通线路; 3、提高电源电压至规定值; 4、降低负载转距;
5、按起动设备的说明书排除起动设备故障;
6、排除电动机绕组或转子故障。 1、调整电源电压至规定值; 2、降低负荷,若实际负荷超过电动机额定功率,应更换电动机; 3、更换或修理线圈;
4、检查风扇运行情况清理通风管道。 1、调整电源电压至规定值; 2、线圈绝缘损坏时,应更换线圈;若只是局部损坏或碰伤,将损坏处重新包扎绝缘,涂漆烘干即可; 3、加强电动机周边通风,改善运行环境。
2、润滑脂变质或含有杂质、水分等; 2、清洗轴承,更换合格润滑脂;
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