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    交流電動機起動控制柜的故障排除

    摘要:三相交流電動機的基本原理:三相交流電動機因其廣泛的使用和接受而被稱為工業動力。它們之所以受歡迎是因為它們的成本低,尺寸緊湊,需要的維護較少,可承受惡劣的工業環境等。...

    三相交流電動機的基本原理:三相交流電動機因其廣泛的使用和接受而被稱為“工業動力”。它們之所以受歡迎是因為它們的成本低,尺寸緊湊,需要的維護較少,可承受惡劣的工業環境等。三相交流電動機是一類電動機,通過在定子上分布的繞組產生的旋轉磁場的作用,將輸入端子提供的三相電力轉換為旋轉軸上的機械動力。
    三相交流電動機大致分為:
    1.感應電動機
    顧名思義,轉子上沒有施加電壓。電壓被施加到定子繞組,并且當電流在定子繞組中流動時,通過變壓器作用在轉子中感應出電流。產生的轉子磁場將與定子磁場相互作用,從而導致轉矩施加到轉子上。
    2.同步電動機
    顧名思義,轉子速度與定子磁場保持同步。電機以相同的速度運行。
     
    與感應電動機不同,同步電動機不是自啟動的。它們必須達到同步速度。一旦它們被鎖定,則轉子將連續旋轉。
    3.繞線轉子感應電動機。簡要介紹每個電動機的操作。
    該電動機具有一個“線繞轉子”,三根導線從該轉子引到滑環上??梢愿淖冝D子電阻。通過滑環在轉子回路中引入不同的電阻可以做到這一點?,F在,速度和啟動扭矩將可變。
    三相感應電動機的原理和操作
     
    三相感應電動機具有三個線圈,彼此相距120電角度,形成定子繞組。
     
    轉子是鼠籠型(實心轉子),具有銅導體,銅導體的一端通過圓形連接板短接。鼠籠式感應電動機在定子繞組上施加電壓時,電流流過定子繞組,從而產生旋轉磁場。該旋轉磁場的速度取決于定子的極數以及提供給定子的電源頻率。
     
    旋轉磁場通過變壓器的作用在轉子中感應電動勢。由于轉子是一組封閉的導體,因此電流在轉子中流動。由于定子電流而產生的旋轉場與轉子電流起反作用,從而在轉子導體上產生力并產生轉矩。
     
    該電動機被稱為感應電動機,因為它以變壓器作用或感應的原理工作。
     
    三相感應電動機的特點:
     
    -不需要外部啟動機構。
     
    -它們具有各種馬力額定值。
     
    -速度本質上是恒定的。
     
    -通過反轉電動機的任意兩條電源線,可以輕松更改旋轉方向。
     
    -電動機的運行速度比同步速度低一個“滑差”。
     
    -為了減少負載,功率因數會變差。
     
    -提供多速鼠籠式電動機,可通過改變外部連接來改變定子極數。
    感應電動機的速度-轉矩特性
    感應電動機的速度-轉矩特性和轉矩-滑差特性是確定電動機性能的重要參數。三相感應電動機的典型轉速-轉矩特性和轉矩-滑差特性如圖4.2所示。
     
    可以看出,當電動機從零速啟動時,啟動轉矩低于滿負載轉矩,電動機可以在空載到空載的情況下啟動。
     
    在轉子轉速僅比同步轉速低5%的點上可以達到正常的滿負荷轉矩。從這一點開始,由于定子和轉子之間沒有相對運動或打滑,因此轉矩降至零值。
     
    為了獲得高起動轉矩,轉子由高電阻導體制成,或者在轉子電路中插入外部電阻。
     
    在滑環式感應電動機的情況下,可以通過在轉子電路中插入外部電阻來改變特性曲線的性質。
     
    感應電動機啟動
     
    啟動感應電動機時的主要目標是:
    -處理高啟動電流
     
    -獲得高啟動轉矩。
     
    如前所述,轉子電阻決定了啟動轉矩。通常,該轉子電阻較小,啟動轉矩較小,但運行條件良好。因此,鼠籠式電動機只能在低啟動負載下運行。
     
    如果通過某種方式增加了轉子電阻,則可以改變產生最大轉矩的轉差率和速度。為此,可以在轉子電路中引入外部電阻,這在滑環或繞線轉子型電動機的情況下可以實現。
     
    當向固定轉子通電時,過量電流將開始流動。
     
    發生這種情況的原因是,定子繞組和轉子繞組之間存在變壓器作用,并且轉子導體短路。這導致大電流流過轉子。
     
    如果為了減小該較大的啟動電流而減小了施加的啟動電壓,那么它也會影響啟動轉矩。
     
    為了使一切變得正常,通常使用以下啟動方法:
    -DOL啟動
     
    -自動變壓器啟動
     
    -星三角開始。
     
    感應電動機的損耗和效率
    以下是感應電動機的損耗:
    -定子和轉子中的鐵損
     
    -定子和轉子的銅損
     
    -摩擦和風阻損失。
     
    鐵芯損耗是由于主磁通和漏磁通引起的。由于假定電壓為常數,因此鐵損也可以近似為常數。直流電可以測量定子電阻。導體中的磁滯和渦流損耗會增加電阻,有效電阻取為直流電阻的1.2倍。通過從總測量損耗或轉子I 2 R損耗中減去定子銅損耗來計算轉子銅損耗。摩擦和風阻損失可以假定為恒定,而與負載無關。
     
    效率=轉子輸出/定子輸入輸出=輸入-損耗
     
    三相同步電動機的原理和運行
    三相同步電動機被認為是具有大尺寸和高額定值的恒速電動機。顧名思義,它以相同的速度從空載運行到滿載。正如我們在感應電動機中看到的那樣,存在打滑現象。但是,此處的電動機以與旋轉磁場相同的速度運行。
     
    同步電動機的結構類似于交流發電機的結構。定子繞組連接到三相電源,轉子具有直流勵磁繞組。
     
    當三相電壓提供給定子繞組時,這會產生旋轉磁場。轉子上產生的轉矩的方向將使轉子磁場與定子磁場對準。在固定式轉子中,扭矩首先沿一個方向,然后根據定子的旋轉磁場和轉子的磁場的相對位置反轉方向。由于轉子的慣性,它將不會向任何方向移動。這就是為什么同步電動機不能自啟動的原因。
     
    現在,如果使其以一定的速度運行,然后逐漸將極性相反的定子和轉子磁極彼此鎖定,從而使轉子與定子的旋轉磁場同步運行。因此,轉子將以同步速度運行。
     
    為此,首先使同步電動機像普通感應電動機那樣運轉,然后使之像同步電動機一樣運轉。
     
    為此,轉子具有兩個繞組,一個是交流繞組,就像鼠籠式繞組或繞線轉子型,第二個是直流繞組。定子繞組類似于感應電動機。
     
    三相同步電動機與感應電動機的不同之處在于,轉子被纏繞并通過滑環連接到直流電源。
     
    一旦轉子的速度達到同步速度的90–95%,該電動機就作為普通感應電動機(鼠籠/轉子繞線)啟動。然后將直流電源施加到轉子的直流繞組。反過來,這會在轉子中產生北極和南極。
     
    如果勵磁保持恒定,則在同步電動機運行期間,負載會增加,這會導致電動機電流和功率因數發生變化。
     
    三相同步電動機的特性如下:
    -恒速電機
     
    -可用于校正三相系統的功率因數
     
    -不是自啟動的
     
    -通常用于需要恒定速度且不經常啟動和停止的負載應用中。
     
    同步電動機的損耗和效率以下是同步電動機的損耗類型:
     
    -固定損耗包括鐵心損耗,摩擦和風阻損耗以及電刷摩擦損耗。這些損耗可以通過空載測試獲得。
     
    -電樞繞組中的I 2 R損耗和導體中的雜散損耗。
     
    -勵磁電路損耗,包括現場銅損耗,變阻器損耗和電刷接觸損耗。
     
    三相繞線轉子電動機的原理和操作除鼠籠式電動機外,繞線轉子感應電動機還具有一系列置于轉子中的線圈。它們通過滑環連接到外部可變電阻器。
    然后將三相轉子連接帶到滑環上?,F在可以通過通過設置的滑環在轉子電路中引入不同的電阻來改變轉子電阻。速度和啟動扭矩會有所不同。定子繞組類似于感應電動機,其中的單個三相繞組在電氣上相隔120°。
     
    它用作普通感應電動機,并為定子繞組提供三相電源。唯一的區別是速度根據轉子電阻而變化。
     
    以低啟動電流獲得高啟動轉矩。如果未引入任何阻力,則電動機將全速運行。隨著轉子電路中電阻的增加,速度將降低。對于正常運行,滑環會短路。
     
    繞轉子電動機啟動
     
    對于高啟動轉矩,電動機會通過電路中的轉子電路啟動器電阻來啟動。
     
    隨著電動機的速度提高,轉子電阻逐漸減小。這將改變同步速度,并使轉矩曲線從繞線轉子電機到感應電機曲線最大化。最后,轉子或滑環將短路。
     
    對于某些電動機,轉子電阻會分步引入。
     
    僅交換兩個電源電壓引線就可以改變電動機的方向。
     
    以下是三相繞線轉子電動機的特征:
    -以低啟動電流實現高啟動轉矩
     
    -通常用于需要負載啟動的應用中
     
    -正在自我啟動
     
    -在最大程度上可以進行速度調節
     
    -與圖中的轉子電阻一起使用時,速度變化很大。
     
    繞線轉子電動機的高啟動轉矩以及通過改變電阻來控制速度的能力,使得這種形式的電動機廣泛用于起重應用中,例如起重機和起重機。同樣,相對較低的啟動電流和高扭矩使其成為弱電系統上的大容量驅動器以及回轉窯和鼓風機等高慣性負載的普遍選擇。

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