交流电动机起动控制柜的故障排除

摘要:三相交流电动机的基本原理:三相交流电动机因其广泛的使用和接受而被称为工业动力。它们之所以受欢迎是因为它们的成本低,尺寸紧凑,需要的维护较少,可承受恶劣的工业环境等。...

三相交流电动机的基本原理:三相交流电动机因其广泛的使用和接受而被称为“工业动力”。它们之所以受欢迎是因为它们的成本低,尺寸紧凑,需要的维护较少,可承受恶劣的工业环境等。三相交流电动机是一类电动机,通过在定子上分布的绕组产生的旋转磁场的作用,将输入端子提供的三相电力转换为旋转轴上的机械动力。
三相交流电动机大致分为:
1.感应电动机
顾名思义,转子上没有施加电压。电压被施加到定子绕组,并且当电流在定子绕组中流动时,通过变压器作用在转子中感应出电流。产生的转子磁场将与定子磁场相互作用,从而导致转矩施加到转子上。
2.同步电动机
顾名思义,转子速度与定子磁场保持同步。电机以相同的速度运行。
 
与感应电动机不同,同步电动机不是自启动的。它们必须达到同步速度。一旦它们被锁定,则转子将连续旋转。
3.绕线转子感应电动机。简要介绍每个电动机的操作。
该电动机具有一个“线绕转子”,三根导线从该转子引到滑环上。可以改变转子电阻。通过滑环在转子回路中引入不同的电阻可以做到这一点。现在,速度和启动扭矩将可变。
三相感应电动机的原理和操作
 
三相感应电动机具有三个线圈,彼此相距120电角度,形成定子绕组。
 
转子是鼠笼型(实心转子),具有铜导体,铜导体的一端通过圆形连接板短接。鼠笼式感应电动机在定子绕组上施加电压时,电流流过定子绕组,从而产生旋转磁场。该旋转磁场的速度取决于定子的极数以及提供给定子的电源频率。
 
旋转磁场通过变压器的作用在转子中感应电动势。由于转子是一组封闭的导体,因此电流在转子中流动。由于定子电流而产生的旋转场与转子电流起反作用,从而在转子导体上产生力并产生转矩。
 
该电动机被称为感应电动机,因为它以变压器作用或感应的原理工作。
 
三相感应电动机的特点:
 
-不需要外部启动机构。
 
-它们具有各种马力额定值。
 
-速度本质上是恒定的。
 
-通过反转电动机的任意两条电源线,可以轻松更改旋转方向。
 
-电动机的运行速度比同步速度低一个“滑差”。
 
-为了减少负载,功率因数会变差。
 
-提供多速鼠笼式电动机,可通过改变外部连接来改变定子极数。
感应电动机的速度-转矩特性
感应电动机的速度-转矩特性和转矩-滑差特性是确定电动机性能的重要参数。三相感应电动机的典型转速-转矩特性和转矩-滑差特性如图4.2所示。
 
可以看出,当电动机从零速启动时,启动转矩低于满负载转矩,电动机可以在空载到空载的情况下启动。
 
在转子转速仅比同步转速低5%的点上可以达到正常的满负荷转矩。从这一点开始,由于定子和转子之间没有相对运动或打滑,因此转矩降至零值。
 
为了获得高起动转矩,转子由高电阻导体制成,或者在转子电路中插入外部电阻。
 
在滑环式感应电动机的情况下,可以通过在转子电路中插入外部电阻来改变特性曲线的性质。
 
感应电动机启动
 
启动感应电动机时的主要目标是:
-处理高启动电流
 
-获得高启动转矩。
 
如前所述,转子电阻决定了启动转矩。通常,该转子电阻较小,启动转矩较小,但运行条件良好。因此,鼠笼式电动机只能在低启动负载下运行。
 
如果通过某种方式增加了转子电阻,则可以改变产生最大转矩的转差率和速度。为此,可以在转子电路中引入外部电阻,这在滑环或绕线转子型电动机的情况下可以实现。
 
当向固定转子通电时,过量电流将开始流动。
 
发生这种情况的原因是,定子绕组和转子绕组之间存在变压器作用,并且转子导体短路。这导致大电流流过转子。
 
如果为了减小该较大的启动电流而减小了施加的启动电压,那么它也会影响启动转矩。
 
为了使一切变得正常,通常使用以下启动方法:
-DOL启动
 
-自动变压器启动
 
-星三角开始。
 
感应电动机的损耗和效率
以下是感应电动机的损耗:
-定子和转子中的铁损
 
-定子和转子的铜损
 
-摩擦和风阻损失。
 
铁芯损耗是由于主磁通和漏磁通引起的。由于假定电压为常数,因此铁损也可以近似为常数。直流电可以测量定子电阻。导体中的磁滞和涡流损耗会增加电阻,有效电阻取为直流电阻的1.2倍。通过从总测量损耗或转子I 2 R损耗中减去定子铜损耗来计算转子铜损耗。摩擦和风阻损失可以假定为恒定,而与负载无关。
 
效率=转子输出/定子输入输出=输入-损耗
 
三相同步电动机的原理和运行
三相同步电动机被认为是具有大尺寸和高额定值的恒速电动机。顾名思义,它以相同的速度从空载运行到满载。正如我们在感应电动机中看到的那样,存在打滑现象。但是,此处的电动机以与旋转磁场相同的速度运行。
 
同步电动机的结构类似于交流发电机的结构。定子绕组连接到三相电源,转子具有直流励磁绕组。
 
当三相电压提供给定子绕组时,这会产生旋转磁场。转子上产生的转矩的方向将使转子磁场与定子磁场对准。在固定式转子中,扭矩首先沿一个方向,然后根据定子的旋转磁场和转子的磁场的相对位置反转方向。由于转子的惯性,它将不会向任何方向移动。这就是为什么同步电动机不能自启动的原因。
 
现在,如果使其以一定的速度运行,然后逐渐将极性相反的定子和转子磁极彼此锁定,从而使转子与定子的旋转磁场同步运行。因此,转子将以同步速度运行。
 
为此,首先使同步电动机像普通感应电动机那样运转,然后使之像同步电动机一样运转。
 
为此,转子具有两个绕组,一个是交流绕组,就像鼠笼式绕组或绕线转子型,第二个是直流绕组。定子绕组类似于感应电动机。
 
三相同步电动机与感应电动机的不同之处在于,转子被缠绕并通过滑环连接到直流电源。
 
一旦转子的速度达到同步速度的90–95%,该电动机就作为普通感应电动机(鼠笼/转子绕线)启动。然后将直流电源施加到转子的直流绕组。反过来,这会在转子中产生北极和南极。
 
如果励磁保持恒定,则在同步电动机运行期间,负载会增加,这会导致电动机电流和功率因数发生变化。
 
三相同步电动机的特性如下:
-恒速电机
 
-可用于校正三相系统的功率因数
 
-不是自启动的
 
-通常用于需要恒定速度且不经常启动和停止的负载应用中。
 
同步电动机的损耗和效率以下是同步电动机的损耗类型:
 
-固定损耗包括铁心损耗,摩擦和风阻损耗以及电刷摩擦损耗。这些损耗可以通过空载测试获得。
 
-电枢绕组中的I 2 R损耗和导体中的杂散损耗。
 
-励磁电路损耗,包括现场铜损耗,变阻器损耗和电刷接触损耗。
 
三相绕线转子电动机的原理和操作除鼠笼式电动机外,绕线转子感应电动机还具有一系列置于转子中的线圈。它们通过滑环连接到外部可变电阻器。
然后将三相转子连接带到滑环上。现在可以通过通过设置的滑环在转子电路中引入不同的电阻来改变转子电阻。速度和启动扭矩会有所不同。定子绕组类似于感应电动机,其中的单个三相绕组在电气上相隔120°。
 
它用作普通感应电动机,并为定子绕组提供三相电源。唯一的区别是速度根据转子电阻而变化。
 
以低启动电流获得高启动转矩。如果未引入任何阻力,则电动机将全速运行。随着转子电路中电阻的增加,速度将降低。对于正常运行,滑环会短路。
 
绕转子电动机启动
 
对于高启动转矩,电动机会通过电路中的转子电路启动器电阻来启动。
 
随着电动机的速度提高,转子电阻逐渐减小。这将改变同步速度,并使转矩曲线从绕线转子电机到感应电机曲线最大化。最后,转子或滑环将短路。
 
对于某些电动机,转子电阻会分步引入。
 
仅交换两个电源电压引线就可以改变电动机的方向。
 
以下是三相绕线转子电动机的特征:
-以低启动电流实现高启动转矩
 
-通常用于需要负载启动的应用中
 
-正在自我启动
 
-在最大程度上可以进行速度调节
 
-与图中的转子电阻一起使用时,速度变化很大。
 
绕线转子电动机的高启动转矩以及通过改变电阻来控制速度的能力,使得这种形式的电动机广泛用于起重应用中,例如起重机和起重机。同样,相对较低的启动电流和高扭矩使其成为弱电系统上的大容量驱动器以及回转窑和鼓风机等高惯性负载的普遍选择。

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