《電工知識及用電安全》項目三主要電氣設(shè)備安全項目導(dǎo)入：用電動機來拖動工作機械運動的這種方式稱為電力拖動。它通常由電動機、控制電器、保護電器及生產(chǎn)機械的傳動裝置組成。由于各行業(yè)的生產(chǎn)機械動作各異，對電動機的要求也各異，但不管怎樣復(fù)雜，其電力拖動部分均由一些基本控制線路組成。電氣設(shè)備的安全使用是一個非常重要的課題，涉及的內(nèi)容很廣泛。本項目主要的目的和任務(wù)是使學(xué)生獲得有關(guān)三相異步電動機的工作原理、低壓電器動作原理、電機連續(xù)控制和安全使用與維護方面的相關(guān)知識與技能。認識三相異步電動機認識低壓電器目錄CONTENT12認識三相異步電動機任務(wù)一學(xué)習(xí)目標●了解三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、銘牌參數(shù)?！窭斫馊喈惒诫妱訖C工作原理?！裾莆针妱訖C選用與維護安全?！袷煜る姍C構(gòu)造、銘牌?！裰离姍C安全技術(shù)措施。任務(wù)描述通過學(xué)習(xí)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)磁場、三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理，認識電動機的銘牌數(shù)據(jù)，知道電機安全技術(shù)措施。本任務(wù)通過三相交流異步電動機的星形與三角形接線的操作訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握三相交流異步電動機的工作原理及相關(guān)知識，獲得正確使用三相交流異步電動機的技能。電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的動力設(shè)備。一般電動機可分為直流電動機和交流電動機兩大類。認識三相異步電動機一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)三相交流異步電動機由兩個基本部分組成:定子和轉(zhuǎn)子。1.定子定子是電動機的固定部分,定子由定子鐵芯、定子繞組和機座等組成。(1)機座由鑄鐵或鋼板焊成。機座有兩個作用:一是作為電機磁路系統(tǒng)中的一部分;二是用來固定定子繞組及端蓋,起保護和散熱作用。(2)定子鐵芯是電動機的磁路部分。整個鐵芯被固定在鑄鐵機座內(nèi),由0.5mm厚的硅銅片沖疊而成,每片之間互相絕緣,目的減少減小鐵損(渦流和磁滯損耗)。定子鐵芯內(nèi)圓開有許多小槽用來嵌放定子繞組。(3)定子繞組是電動機的電路部分。三相定子繞組在空間互差120°電角度。鑲嵌在定子槽內(nèi),10kW以下交流電機一般鑲嵌單層繞組,大容量電機采用雙層。三相繞組有六個引出線,可以接成Y連接和△連接。2.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電動機的旋轉(zhuǎn)部分,由轉(zhuǎn)子鐵芯,轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等組成。(1)轉(zhuǎn)子鐵芯磁路的一部分。由0.5mm厚的硅鋼片疊成。鐵芯外圓沖有許多均勻的槽用于嵌放轉(zhuǎn)子繞組。(2)轉(zhuǎn)子繞組分籠型和繞線型兩種?；\型轉(zhuǎn)子繞組:由銅條或鑄鋁構(gòu)成。去掉轉(zhuǎn)子鐵芯,外形像籠子,為了節(jié)省銅材料,小型異步電機多采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組。繞線式轉(zhuǎn)子繞組:繞線轉(zhuǎn)子的鐵芯與籠型相同,不同的是在轉(zhuǎn)子的鐵芯槽內(nèi)嵌置對稱三相繞組并作星形連接。三個繞組的末端相連,各相繞組首端通過滑環(huán)和電刷引到相應(yīng)的接線盒內(nèi),可以和外部的變阻器相接,串入電阻后可改變電動機的機械特性。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。二、三相異步電動機的工作原理(一)原理分析重點利用電磁感應(yīng)定律、左手定則、右手定則、分析電機工作原理。e=B×Lv電動生磁:導(dǎo)線中流過的電流,就會產(chǎn)生的磁場。磁動生電:導(dǎo)體運動切割磁力線,感應(yīng)出電動勢(右手定則)。電磁生力:通電導(dǎo)體在磁場里,會受到力的作用,受力方向與電流方向和磁感線方向有關(guān)(左手定則):f=B×Li(二)三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場當在三相異步電動機三相對稱定子繞組U1U2、V1V2、W1W2中通入三相對稱交流電流iu、iv、iw,它們將產(chǎn)生各自的交變磁場,三個交變磁場將合成一個兩極旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子便會旋轉(zhuǎn)起來,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的先決條件是在定子和轉(zhuǎn)子之間的氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。為了研究方便,規(guī)定:各繞組電流參考方向為從首端U1、V1、W1流入,從末端U2、V2、W2流出。(三)工作原理當三相異步電機接入三相交流電源時,三相定子繞組流過三相對稱電流產(chǎn)生的三相磁動勢(定子旋轉(zhuǎn)磁動勢)并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。該旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對切割運動,根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)電磁力定律,載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中受到電磁力作用,形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),當電動機軸上帶機械負載時,便向外輸出機械能。電機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,從而叫為異步電機。(四)結(jié)論旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)p與定子繞組的空間排列有關(guān)。通過適當?shù)陌才?可以制成兩對、三對或更多對磁極的旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速(又稱同步轉(zhuǎn)速)為: n1=60f/p(r/min)式中:n1———旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速,又稱同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)每分(r/min);

f———三相交流電源的頻率,Hz;

p———旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)。不同磁極對數(shù)旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速磁極對數(shù)(p)12345旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速n1（r·min-1）300015001000750600對旋轉(zhuǎn)磁場形成過程分析還可知,旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向與通入電動機定子繞組的電流相序有關(guān)。若要使旋轉(zhuǎn)磁場反轉(zhuǎn),只需把三根電源線中的任意兩根對調(diào),旋轉(zhuǎn)磁場與原來旋轉(zhuǎn)方向相反。電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2總是以低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1,即n2<n1。異步電動機的同步轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n2之差,轉(zhuǎn)速差(n1-n2)與n1之比稱為異步電動機的轉(zhuǎn)差率,用s表示：s=n1-n2/n1

x100%或n2=（1-s）n1轉(zhuǎn)差率是異步電動機的一個重要參數(shù)。電動機在起動瞬間,n=0,s=1轉(zhuǎn)差率最大;空載運行時,n接近于同步轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)差率s最小。一般情況下,異步電動機額定轉(zhuǎn)差率SN=0.02~0.06。三、三相異步電動機的銘牌參數(shù)電動機和其他電氣設(shè)備一樣,會在其銘牌上表明各種參數(shù)和運行條件。這對于正確使用電動機是有指導(dǎo)意義的。能夠正確理解銘牌上參數(shù)的意義,是熟練技術(shù)人員必須具備的素質(zhì)之一。三相異步電動機的銘牌。認識低壓電器任務(wù)二學(xué)習(xí)目標●低壓開關(guān)與熔斷器識別使用?！窠佑|器與繼電器的識別和使用?！裾J識各種低壓電器設(shè)備?！裾_連接電動機連續(xù)控制電路。任務(wù)描述

本任務(wù)要求學(xué)生熟悉刀開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器、熱繼電器等低壓電器的結(jié)構(gòu)和功能;并能夠識讀控制電路圖，合理布置、正確連接電動機連續(xù)控制電路。認識低壓電器一、低壓電器的基本知識1.低壓電器低壓電器通常是指工作在交流電壓1200V及以下,直流電壓1500V及以下電路中,起接通、切斷、保護、控制或調(diào)節(jié)作用的電氣設(shè)備。2.低壓電器的分類(1)按低壓電器動作方式分類手動控制電器:這類電器是由工作人員手動的,如刀開關(guān)、按鈕等。自動控制電器:這類電器是按照指令、信號或某個物理量的變化而自動動作的,如繼電器、接觸器、行程開關(guān)等。

(2)按低壓電器用途分類低壓控制電器:這類電器主要用于電氣控制系統(tǒng),如接觸器、繼電器等。低壓配電電器:這類電器主要在低壓配電系統(tǒng)中,對系統(tǒng)進行控制和保護,如刀開關(guān)、熔斷器、熱繼電器等。(3)按低壓電器的執(zhí)行機理分類有觸點電器:有觸點電器具有動觸點和靜觸點,利用觸點的接觸和分離來實現(xiàn)電路的通斷,如繼電器、接觸器等。無觸點電器:無觸點電器沒有觸點,主要利用晶體管的開關(guān)效應(yīng)及導(dǎo)通或截止來實現(xiàn)電路的通斷,如接近開關(guān)。二、常用的低壓電器1.閘刀開關(guān)閘刀開關(guān)是結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用最廣泛的一種手動低壓電器。閘刀開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點是以刀片與刀座分別為動、靜觸點。按刀片數(shù)量的不同,閘刀開關(guān)可分為單刀、雙刀和三刀三種。閘刀開關(guān)的主要作用是隔離電源,以便對負載設(shè)備進行維修、更換熔體、對不工作的設(shè)備切斷電源;閘刀開關(guān)還可以作小容量異步電動機的非頻繁啟動控制開關(guān),一般限定電動機的容量不能大于7.5kW。因閘刀開關(guān)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用維護方便等優(yōu)點,故應(yīng)用很廣。常用于照明線路的控制開關(guān)。2.熔斷器熔斷器是一種簡單、方便的短路保護電器。為了防止電動機在運行過程中可能出現(xiàn)的短路故障,因此需要在電動機的電路中安裝熔斷器。當過大的短路電流流過易熔合金制成的熔體時,熔體迅速熔斷,達到保護電路及電氣設(shè)備的目的。熔斷器由熔體和外殼組成,常見的熔斷器的結(jié)構(gòu)。3.按鈕按鈕開關(guān)簡稱按鈕,它是一種最簡單的手動電器。按鈕與接觸器的吸引線圈相配合,可以遠距離控制電機。按鈕的結(jié)構(gòu)如圖3-10所示,按鈕由動觸片、靜觸片、按鈕帽和彈簧組成。在未按下按鈕帽時,上面的一對靜觸片被動的接通而處于閉合狀態(tài),稱為動斷(常閉)觸點;下面的一對靜觸片未被動觸片接通而處于斷開狀態(tài),稱為動合(常開)觸點。用手按下按鈕帽時,動觸點下移,于是動斷觸點先斷開,下面的動合觸點后閉合,松開按鈕帽時,在復(fù)位彈簧作用下,動觸點自動復(fù)位,使得動合觸點先斷開,動斷觸點后閉合。這種按鈕稱為復(fù)合按鈕。使用時可根據(jù)需要只選動合觸點或動斷觸點,或兩者同時選用。

4.交流接觸器交流接觸器是利用電磁吸力工作的自動控制電器。它主要用來接通和斷開電動機或其他設(shè)備的主電路,它可以頻繁地動作,每小時可以開閉幾百次。5.熱繼電器在控制電路中,應(yīng)該有必要的保護措施。除了短路保護外,還需要考慮電動機的過載保護問題。熔斷器通常只能作短路保護,不能用作過載保護。目前常用的過載保護電器是熱繼電器。它利用電流的熱效應(yīng)而動作,用來保護電動機,以免電動機因過載而損壞。(三)電動機電氣控制圖看圖和看懂圖是電工的一項基本技能,也是進行電氣設(shè)備安裝、維護和檢修的前提條件。電氣控制系統(tǒng)圖一般有三種:電氣原理圖、電器位置圖和電氣安裝接線圖。1.電氣原理圖電氣原理圖目的是便于閱讀和分析控制線路,應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、層次分明清晰的原則,采用電器元件展開形式繪制。它包括所有電器元件的導(dǎo)電部件和接線端子,但并不按照電器元件的實際布置位置來繪制,也不反映電器元件的實際大小。2.電氣位置圖電氣位置圖詳細繪制出了電氣設(shè)備零部件的安裝位置,主要用于安裝接線的檢修。圖中各電器代號應(yīng)與有關(guān)電路圖和電器清單上所有元器件代號相同。3.電氣安裝接線圖電氣接線圖,是根據(jù)電氣設(shè)備和電器元件的實際位置和安裝情況繪制的,只用來表示電氣設(shè)備和電器元件的位置、配線方式和接線方式,而不明顯表示電氣動作原理,主要用于安裝接線、線路的檢查維修和故障處理。任務(wù)實施連接電機連續(xù)控制電路連接電動機控制電路,