三相异步电动机论文范文第1篇
制动：就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。
制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。
机械制动：利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法有：电磁抱闸和电磁离合器制动。
电气制动：电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。三相交流异步电动机常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
一、反接制动 1.反接制动的方法
异步电动机反接制动有两种，一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动，这种方法不能准确停车。另一种是依靠改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法。
反接制动的优点是：制动力强，制动迅速。缺点是：制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，制动能量消耗大，不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大，不经常启动与制动的场合。
2.速度继电器(文字符号KS)
速度继电器是依靠速度大小使继电器动作与否的信号，配合接触器实现对电动机的反接制动，故速度继电器又称为反接制动继电器。
感应式速度继电器是靠电磁感应原理实现触头动作的。从结构上看，与交流电机类似，速度继电器主要由定子、转子和触头三部分组成。定子的结构与笼型异步电动机相似，是一个笼型空心圆环，有硅钢片冲压而成，并装有笼型绕组。转子是一个圆柱形永久磁铁。
速度继电器的结构原理图
速度继电器的符号
速度继电器的轴与电动机的轴相连接。转子固定在轴上，定子与轴同心。当电动机转动时，速度继电器的转子随之转动，绕组切割磁场产生感应电动势和电流，此电流和永久磁铁的磁场作用产生转矩，使定子向轴的转动方向偏摆，通过定子柄拨动触头，使常闭触头断开、常开触头闭合。当电动机转速下降到接近零时，转矩减小，定子柄在弹簧力的作用下恢复原位，触头也复原。
常用的感应式速度继电器有JY1和JFZ0系列。JY1系列能在3000r/min的转速下可靠工作。JFZ0型触头动作速度不受定子柄偏转快慢的影响，触头改用微动开关。一般情况下，速度继电器的触头在转速达到120r/min以上时能动作，当转速低于100r/min左右时触头复位。
3.反接制动的控制线路
单向启动反接制动控制线路
当电动机正常运转需制动时，将三相电源相序切换，然后在电动机转速接近零时将电源及时切掉。控制电路是采用速度继电器来判断电动机的零速点并及时切断三相电源的。速度继电器KS的转子与电动机的轴相连，当电动机正常运转时，速度继电器的常开触头闭合，当电动机停车转速接近零时，KS的常开触头断开，切断接触器的线圈电路。 反接制动控制线路工作原理分析：
(1)单向启动：
(2)反接制动：
(a)单向启动
(b)反接制动原理示意图1
(c)反接制动原理示意图2
单向启动反接制动控制线路原理示意图
(a)单向启动(b)反接制动原理示意图1(c)反接制动原理
示意图2
二、能耗制动
当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意二相中通入直流电，迫使电动机迅速停转的方法叫能耗制动。
1.能耗制动的方法
先断开电源开关，切断电动机的交流电源，这时转子仍沿原方向惯性运转;随后向电动机两相定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，这样作惯性运转的转子因切割磁力线而在转子绕组中产生感应电流，又因受到静止磁场的作用，产生电磁转矩，正好与电动机的转向相反，使电动机受制动迅速停转。由于这种制动方法是在定子绕组中通入直流电以消耗转子惯性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动。
能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗较小。缺点是需附加直流电源装置，设备费用较高，制动力较弱，在低速时制动力矩小。所以，能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场合。
2.能耗制动控制线路
对于10KW以上容量较大的电动机，多采用有变压器全波整流能耗制动控制线路。如图2-74所示为有变压器全波整流单向启动能耗制动控制线路，该线路利用时间继电器来进行自动控制。其中直流电源由单相桥式整流器VC供给，TC是整流变压器，电阻R是用来调节直流电流的，从而调节制动强度。
单向启动能耗制动控制线路
线路工作原理分析如下：
(1)单向启动运转：
(2)能耗制动停转：
三、回馈制动(又称发电制动、再生制动)
这种制动方法主要用在起重机械和多速异步电动机上。
当起重机在高处开始下放重物时，电动机转速n小于同步转速n1，这时电动机处于电动运行状态，但由于重力的作用，在重物的下放过程中，会使电动机的转速n大于同步转速n1，这时电动机处于发电运行状态，转子相对于旋转磁场切割磁力线的运动方向会发生改变，其转子电流和电磁转矩的方向都与电动运行时相反，电磁力矩变为制动力矩，从而限制了重物的下降速度，不致于重物下降得过快，保证了设备和人身安全。
对多速电动机变速时，如使电动机由二级变为四级时，定子旋转磁场的同步转速n1由3000转/分变为1500转/分，而转子由于惯性仍以原来的转速n(接近3000转/分)旋转，此时n>n1，电动机产生发电制动作用。
三相异步电动机论文范文第2篇
该电动机机座和端盖均由钢板制成，采用箱式结构，打开上罩，可观察电机内全部情况。所有不见均可拆装，方便了安装与维修。防护等级为IP23，冷却方式为IC01。
该电动机具有高效、节能、噪声低、振动小、性能可靠等优点，可做驱动各种不同机械之用：如通风机、压缩机、水泵、破碎机、切削机床及其它设备，并可供煤矿、机械工业、发电厂及各种工矿企业作原动机之用。该电动机的结构及安装型式为IMB3，定额为连续工作制(S1)，额定频率为50Hz。
二、型号含义
Y 4001 – 4：“Y”表示异步电动机;“4001-4”表示中心高400mm，1号铁心长，4极。
一：概述：
YKK系列高压三相异步电动机为封闭带空一空冷却器的笼型异步电动机。该电机是我公司根据市场需求而独立开发设计的低压大功率产品，其机座和端盖均由钢板制成，采用箱式结构，打开顶罩可观察电机内部情况，所有部件均可拆装，方便安装与维修。防护等级为IP44或IP54，冷却方法为IC611。
本电机具有高效、节能、噪音低、振动小、重量轻、性能可靠、安装维修方便等优点。可作驱动各种不同机械之用。如通风机、压缩机、水泵、破碎机、切削机床及其他设备，并可供煤矿、机械工业、发电厂及各种工矿企业原动力之用。
本系列电动机结构及安装形式为IMB3，定额是以连续工作制(S1)为基础的连续定额，电动机的额定频率为50HZ，额定电压为380V，其他电压等级或特殊要求，在订货时可与用户共同商定。
二、型号含义：
YKK:封闭带空——空冷却器笼型转子异步电动机
4501：机座中心高450MM，1号铁心长
三相异步电动机论文范文第3篇
1 电动机运行的基本情况及分析
大家知道, 当三相异步电动机的电源电压、频率一定时, 电动机的电磁转矩T与转差率S有关, 我们把电磁转矩近似为输出转矩 (忽略空载转矩) , 作为横坐标, 利用公式n=ns (1-S) , 把转速n代替转差率S作为纵坐标, 使电动机在其额定的工作条件下, 得出来的这一曲线就是电动机的固有机械特性曲线 (如图1) 。
从曲线上可以定性地分析出电动机的当前负载运行状况, 也就是从电动机的转速反映出电动机的负载情况。从图1看, nN点是电机的额定转速点, 如果运行朝n点方图3保护电机过载程序图向移动, 说明电动机轻载或空载, 电动机在安全运行段;如果运行朝n1点方向移动, 则说明电动机进入过载。n下降多少反映出过载的实际程度。如果将单位时间内电动机转数信号进行分析、比较, 就可得知电动机当前运行在什么状态下, 也就是说将电动机的运行情况处理成数字化了。经过数字化的处理, 判断故障的可靠性应该是很高的。
2 脉冲信号的接受处理
在电动机的转轴上涂上黑白相间的两色条纹, 当电动机转轴转动时, 黑色与白色交替出现, 所以光电元件间断地接收光的反射信号, 输出电脉冲。再经过放大整形电路, 输出整齐的方波信号, 由PLC的输入继电器接收。那么PLC就可以经过接收到的脉冲信号判断电动机是否出现了过载情况了。如图2所示。
3 三菱PLC保护电动机的安全运行
3.1 PLC内部某些功能的简介
在PLC内具有计数和计时功能, 而PLC的输入电路是采用光电耦合器隔离, 并且电路中还设有RC滤波器, 这是为防止由于输入点的颤振、输入线混入的噪声引起误动作而设计的。当外部输入从ON→OFF或OFF→ON变化时, PLC内部有约10ms的响应滞后。如果将电动机每转一圈作为一脉冲信号输入, 信号最短的周期是20ms (因为电动机最高转速是3000r/min) , 因此, 为了更准确的记录每一个脉冲, 我们采用高速计数器来进行处理, 并且它还独立于扫描周期, 选定计数器的线圈应以连续方式驱动以表示这个计数器及其有关输入连续有效。
3.2 据电动机参数来确定其运行的保护点
这里选择1台电动机为例来说明保护点的选择, 在手册中选定1台电动机型号为:Y315M-690k WnN=9 8 0, 过载能力λ=2.0。
根据以上这些参数可求出最大转矩的转差率Sm:
最大转矩转速n1:
n1=n-n×Sm=1000-1000×0.075=925。
如果将保护点选在n=940, 则每转所需时间t=63.7ms;每转10圈所需的时间t=637ms。根据PLC的特点, 选择单位时间为640ms, 定义电动机每转10圈与计时器计64个时间脉冲进行比较, 如果计时脉冲小于64个, 则电动机轻载;反之则电动机过载, 随即报警或停车。
3.3 PLC程序的设计
根据4.2的计算分析, 在设计程序时必须取电动机的转数n=11, 因为定义为每转10圈的时间, 取n=11正好从1号脉冲到11号脉冲之间为10转所需要的时间
(1) 元器件的处理。
用高速计数器C235对应的计数输入X0作为接收电动机转数的输入信号, 用X10作为计数器线圈的连续驱动。
计数器C235计输入转数:K=11。
计时器T200作时间累计:K=64。
(2) 电动机正常运行。
因保护点选在n=940, 当电动机进入正常运转后, 转速n必定大于940转, t/n<6 3.7 m s, 电动机每转1 1圈, 计数器C 2 3 5=0, 计时器T 2 0 0≠0。
(3) 电动机过载运行。
当电动机进入正常运行时, n≤940, t/n≥63.7ms。此时电动机每转11圈, C235≠0但T200=0;程序根据此条件发出停止电动机运行命令。
3.4 程序原理图
根据以上分析, 设计出PLC程序原理图 (见图3) 。
以下根据图3程序图分析其工作原理。第29行是对外驱动电动机起动、停车。当电动机起动后, 延时10s, 保护电路程序投入运行, 见34行。这是因为电动机起动时转速很慢。
当起动电动机Y0动作10s后 (电动机进入正常运行后) , T0动作, C235投入计数运行, 见3行。当电动机转数脉冲X0第一脉冲到来后, 使M0置位, 开通T200计时器, 在这段时间里, C235和T200进行计数和计时, 当C235计数11满, T200计时未满, 电动机正常, C235的常开点闭合, 促使PLS M10发出一个脉冲 (见38行) 使C235、M0、T200复位, 进入下一个周期。
当电动机转速n≤940, t/n≥63.7ms。此时电动机每转11圈, C235≠0, 但T200=0;C235在电动机转到11圈PLS M1有一个脉冲信号发出 (见21行) , 促使M2动作, 停止Y0输出 (见25～29行) , 这样就保护了电机的过载运行。
4 结语
用此种方案对电机实行监视、保护切实可靠, 在已使用PLC控制的现场尤为实用, 它可人为地任意选择多个保护点, 且动作迅速, 可在1s之内切断电源。利用这一技术, 还可以推广到机械转矩的控制, 当然投入实用还需进一步研究、探讨。
摘要：主要介绍了当电动机发生过载时, 如何利用可编程序控制器内部的元器件来保护电动机的安全运行。
关键词：过载,电动机,转差率,脉冲信号,定时器,计数器
参考文献
[1] 三菱公司.可编程控制器编程手册.
[2] 电机与变压器 (第3版) [M].中国劳动社会保障出版社.
三相异步电动机论文范文第4篇
一.由于直流电机存在换向器，使得高速、高压直流电机的制造变得极为困
难。这限制了直流电机的功率范围。
二.同时由于直流电机的转子是结构比较复杂，使得故障概率升高，同时惯
量相对较大。
三.长期使用需要定时更换炭刷，使维护工作量加大。
四.直流电机的换向器与电枢绕组的焊接点成为“事故高发点”。对环境恶
劣的场合常常需要使用钢质换向器及氩弧焊工艺，会大大增加成本。
五.当前的Z4系列直流电机体积大大缩小，对强迫通风的依赖性更强。在
没有强迫通风的情况下，即使空载也可能烧电机(因为励磁绕组可能永久通电)。
六.Z4系列直流电机的风机将冷空气直接吹进电机内部(普通交流异步电
机一般是吹散热筋)，所以直流电机的防护等级一般比较低。大多直流电机的风机会外加无纺布的过滤网。过滤网视环境情况需要定期清洗，也增加了维护的工作量。
七.直流电机的出风口百叶窗在喷漆时是用纸糊上的，以免油漆进入电机内
三相异步电动机论文范文第5篇
三相异步电动机是工农业生产中最常用的动力源,但是由于三相异步电动机运行环境千差万别,特别是在高温、高湿、多尘的工作条件下,更易出现堵转、短路、断相、长期过载导致绝缘受损等故障,若不及时排除,就会出现电动机拒动、绕组绝缘损坏、使用寿命缩短、线路保护装置跳闸,甚至烧毁电机等情况,从而影响正常生产和设备的安全运行。为了确保电动机安全、可靠运行,必须对各种易发故障建立完善保护。
一、故障分析
决定三相异步电动机使用寿命的因素很多,电气方面主要是绝缘老化引发的绕组损坏。导致绝缘老化的因素有潮湿、尘埃、腐蚀性气体、过电压、过电流以及热作用引起的损坏,其中热作用对绝缘老化损坏与电动机寿命关系重大。一般认为绝缘材料温度超过允许值8～100℃,其寿命减半,引起绕组出现过热现象的常见故障有:
(1)电网电压低、电动机起动时间长、长期过载或频繁起动。
(2)长期受腐蚀性气体、热、潮湿或机械作用。
(3)机械故障造成电动机转子堵转而引发定子绕组电流骤增。
(4)电网电压不平衡或波动太大、电动机缺相运行、绕组电流失衡增大。
以上几类常见故障,几乎都与电动机运行参数——电流强度有直接关系,电动机典型故障电流变化情况列表如下:
二、保护方法
我国传统的三相异步电动机保护是热继电器加熔断器,但是用热继电器保护过载和缺相有其局限性,灵敏度调高了,容易发生误动作,灵敏度调低了起不到保护作用。随着半导体模拟器件的兴起及普及,出现了一批性能比较可靠、功能多样化的电子式电动机保护器,对电动机的可靠运行提供了较可靠的保障,但这类产品仍有整定精度不高、采样精度不高的缺陷。利用对预埋在电动机绕组内的温度传感器(通常为热敏电阻)的特性进行检测,当出现各种故障导致绕组温升过高时,温度传感器的特性(如热敏电阻的电阻值)发生变化,并转换成开关量输出,经过放大驱动动作机构,从而有效地对电动机进行保护,但这种保护成本和安装技术都很高,普及率低。
为达到安全可靠的全面保护,只靠设计一种保护方法是不行的,必须全面分析各种故障引起的电流异常情况,采用智能保护器或多功能保护器来保护三相步电动机的安全运行,保护器的设计功能如下:
1.设置电流速断保护
用于电动机内部定子绕组以及进线所发生的相间短路故障或相间接地短路故障,短路电流很大时,迅速切断电源。
常见的电流速断保护是熔断器和低压断路器。熔断器的熔体串联在被保护的电路中,当电路正常工作时,熔断器不起作用,相当于一根导线,其上面的压降很小,可忽略不计。当电路短路时,很大的短路电流流过熔体,使熔体立即熔断,切断电动机电源,电动机停转,起到保护作用。同样,若电路中接入低压断路器,当再现短路时,低压断路器会立即动作,切断电源,使电动机停转。
2.设置定时限过流保护
作为电动机运行过程中短路保护的后备保护,以提高保护整定的灵活性。
3.设置反时的过负荷保护
防止电动机长时间过负荷运行而引起的电流过大,防止由于电流热效应的累积作用,使定子部分过热而引起的损坏。
4.设置负序电流保护
防止电动机的各类非接地性不对称故障。
5.设置起动时间过长保护
防止由于各种原因使得电动机不能成功起动时,大起动电流对绕组的损坏以及起动转矩对轴承的损坏。
(作者单位:河南省周口市技工学校)
三相异步电动机论文范文第6篇
一、一般原因
1.电机绕组的首末端不能颠倒,U1 V1 W1是同名端,U2 V2 W2是同名端,星形接法的星点必须是同名端,三相电源必须接入同名端。如果其中一相接反,电机出现一个反向磁场,这个磁场会抵消另外两个正向磁场的一部分,使磁场不能旋转而没有启动转矩。2.铁芯会进入磁饱和状态并迅速发热导致烧毁。还有5.5KW(380V)电机正常应该是三角接法,U1和V2连接、V1和W2连接、W1和U2连接,把三个连接点分别接到三相电源。
二、使用故障原因和应对策略
1.故障原因:一是由于电机密封不良以及环原因,使电机内部进水、腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,使绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。二是轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路,使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废。主要是:轴承装配不好,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在;轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净;轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁;由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁;由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁;由于不同型号油脂混用造成轴承损坏;轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等;备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。三是由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。四是长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。五是电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
2.相应对策:一是尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;检修时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。二是卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。三是电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。四是尽量避免电动机过载运行。保证电动机洁净并通风散热良好。避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。
五是尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
总之,无论是从事电气的工作人员或是管理人员,都要从实际出发,切实落实好设备的维护与维修,以保证生产的正常运行。■