【導(dǎo)讀】作電動機(jī)運(yùn)行的三相異步電機(jī)。三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運(yùn)動而產(chǎn)生電動勢和電流,并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)能量變換。
三相交流電動機(jī)正反轉(zhuǎn)互鎖電路的分析
作電動機(jī)運(yùn)行的三相異步電機(jī)。三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運(yùn)動而產(chǎn)生電動勢和電流,并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,實(shí)現(xiàn)能量變換。
與單相異步電動機(jī)相比,三相異步電動機(jī)運(yùn)行性能好,并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同,三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種?;\式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價格便宜,得到了廣泛的應(yīng)用,其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動性能和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)向三相定子繞組中通入對稱的三相交流電時,就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的,故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢(感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接,在感應(yīng)電動勢的作用下,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用(力的方向用左手定則判定)。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。
通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為:當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組(各相差120度電角度),通入三相對稱交流電后,將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組,從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路),載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力,從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn),并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。
為了防止電動機(jī)在正轉(zhuǎn)(反轉(zhuǎn))狀態(tài)時啟動反轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn))。造成主電路短路的情況發(fā)生。在聯(lián)接控制電路時要進(jìn)行硬件互鎖?;ユi電路分為三種,一是按鈕互鎖、二是接觸器互鎖,三是按鈕接觸器復(fù)合互鎖。下面分別對三種電路進(jìn)行分析。
1.按鈕互鎖電路
在電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中通常用的按鈕開關(guān)有兩對觸點(diǎn)。一對常閉觸點(diǎn)、一對常開觸點(diǎn)。按鈕互鎖就是將正轉(zhuǎn)啟動按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)到反轉(zhuǎn)啟動控制電路中。將反轉(zhuǎn)啟動按鈕的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)到正轉(zhuǎn)啟動控制電路中。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是,有效的避免了正反轉(zhuǎn)啟動按鈕同時按下而造成的短路發(fā)生。缺點(diǎn)是在進(jìn)行正反轉(zhuǎn)狀態(tài)切換時,要先按下停止按鈕才能再按另外的一個啟動按鈕。盡管是這樣操作,如果某一個接觸器的主觸頭發(fā)生了粘連,在切換另一種狀態(tài)時也會發(fā)生短路的情況??刂圃韴D如下:
2.接觸器互鎖電路
接觸器互鎖就是有效的利用接觸器的常閉輔助觸點(diǎn),防止因接觸器主觸頭粘連而發(fā)生短路事故。假設(shè)某一個接觸器的主觸頭因?yàn)殡娀〉臒齻l(fā)生了粘連。在按下停止按鈕后,該接觸器的輔助常閉觸點(diǎn)不會復(fù)位。因此,另一種狀態(tài)的接觸器就不會吸合。在選擇啟動按鈕開關(guān)時,只需要有一對常開觸點(diǎn)的按鈕開關(guān)就可以使用。這種控制電路在早期也有一定的應(yīng)用??刂圃韴D如下:
3.復(fù)合互鎖控制電路
由于生產(chǎn)勞動的經(jīng)驗(yàn)不斷的豐富,一種安全可靠的控制電路就應(yīng)運(yùn)而生。那就是按鈕和接觸器復(fù)合互鎖電路。它集前面兩種控制電路的優(yōu)點(diǎn)于一身。完全有效地保障了操作人員和設(shè)備的安全。下面兩張圖為正反轉(zhuǎn)模擬運(yùn)行時控制回路電流的走向。以及接觸器和電機(jī)運(yùn)行的方向。
4.電動機(jī)正轉(zhuǎn)啟動控制流程
當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時,電流通過保險FU2→熱繼電器常閉觸點(diǎn)95,96→停止按鈕SB1常閉觸點(diǎn)11、12→正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2常開觸點(diǎn)13、14→反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3常閉觸點(diǎn)11、12→反轉(zhuǎn)接觸器KM2常閉輔助觸點(diǎn)11、12→正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈A1、A2→零線形成回路。正轉(zhuǎn)接觸器KM1吸合。電動機(jī)正轉(zhuǎn)。與此同時,正轉(zhuǎn)接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)也吸合形成自鎖。KM1的常閉輔助觸點(diǎn)11、12斷開形成互鎖。松開正轉(zhuǎn)啟動按鈕后,控制回路的電流則通過KM1的常開輔助觸點(diǎn)13、14形成回路。電動機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)行。
5.電動機(jī)正轉(zhuǎn)切換反轉(zhuǎn)控制流程
電動機(jī)在正轉(zhuǎn)運(yùn)行的時候按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3時,反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3的常閉觸點(diǎn)11、12首先斷開,切斷了正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈的供電回路。使正轉(zhuǎn)接觸器KM1線圈失電。從而KM1的主觸頭和常閉輔助觸點(diǎn)11、12復(fù)位。電流通過保險FU2→熱繼電器常閉觸點(diǎn)95,96→停止按鈕SB1常閉觸點(diǎn)11、12→反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB3常開觸點(diǎn)13、14→正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2常閉觸點(diǎn)11、12→正轉(zhuǎn)接觸器KM1常閉輔助觸點(diǎn)11、12→反轉(zhuǎn)接觸器KM2線圈A1、A2→零線形成回路。反轉(zhuǎn)接觸器KM2吸合。電動機(jī)反轉(zhuǎn)。與此同時,反轉(zhuǎn)接觸器KM2的常開輔助觸點(diǎn)也吸合形成自鎖。松開反轉(zhuǎn)啟動按鈕后,控制回路的電流則通過KM2的常開輔助觸點(diǎn)13、14形成回路。電動機(jī)繼續(xù)反轉(zhuǎn)運(yùn)行。
控制線路容易發(fā)生的故障
在電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路中,容易發(fā)生的故障部位有正反轉(zhuǎn)啟動按鈕轉(zhuǎn)、正反轉(zhuǎn)接觸器的主觸頭、熱繼電器、電動機(jī)軸承等。為什么以上部位容易發(fā)生故障呢?由于啟動按鈕是需要經(jīng)常操作的部件,在操作的過程中力度掌握不好就很容易損壞按鈕開關(guān)。接觸器的主觸頭在吸合和斷開的時候很容易被電弧燒傷。啟動電流大也很容易使熱繼電器的雙金屬板發(fā)生疲勞而產(chǎn)生誤動作。電動機(jī)在正反轉(zhuǎn)的切換時會產(chǎn)生很大的扭矩而損傷軸承。
(來源:中電網(wǎng))
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