机电专业教学案例分析

1、机电专业教学案例分析电动机保护教学在机电专业教学中有十分重要的作用，是教学的难点。如何理论联系实际，深入浅出地向学生介绍抽象的内 容，使学生真正听懂，已经成为很多职业学校教师多年来研究的 课题。本文结合课堂实际教学案例， 分析了解电动机运行过程中 的常见故障及其工作原理，以期提高学生在实际操作中处理保护 故障的能力。一、运用启发式教学法，使学生了解学习电动机保护的意义 首先，启发学生思考以下几个问题：电动机运行时，如果绕组温度过高，则会对电动机产生什么影响？交流电动机运行时，如果有一相电源断相，则会对电动机产生什么影响？如果直流并励电动机的励磁回路断路，则会对电动机产生什么影响？通过 提问，学

2、生了解了在上述各种情况下如果不能及时采取有效保护 措施让电动机继续运行下去， 则会对电动机产生的不良影响： 减 少电机使用寿命，甚至损坏电机。因此对电动机的保护是电动机 运行时必不可少的环节，对电动机采取有效的保护措施是一个很 重要的问题。二、运用讲授法介绍电动机运行过程中的常见故障及原因电动机运行过程中的常见故障有： 长期过载和过热保护；缺 相保护；过电流保护；短路保护；零电压保护；零激磁保护；热保护等。本文重点介绍导致电机过载过热的因素，如负载过大， 电动机超过额定输出， 电机绕组因电流增加而过热， 特别是在堵 转时，电机会在短时间内被烧毁；电网电压过低，会引起电机绕 组中电流增大， 三相

3、电压不对称，甚至一相电源中断；启动和 停止的操作过于频繁、环境温度太高等。三、运用图片演示法介绍电动机运行过程中的工作原理（一）运用图片演示热保护的方法及具体电路的原理 图1 热继电器的热保护线路图 1 是用热继电器作热保护的线路。热继电器 FR 的发热元 件串联在电动机的主电路中，它的常闭触头与接触器KM的线圈相串联。电机过载时，流经 FR发热元件的电流增大，经过一段 时间，热继电器动作，它的常闭触头断开 KM的线圈电路，KM释 放，电机停转。正常情况下，发热元件中通过额定电流值，热继 电器不会动作，以保证电动机正常工作。如生产中不允许中途停车（停车会造成损失），则用热继电 器发出警报。热继

4、电器的报警线路见图 2。图2 热继电器的报警线路对于容量较大的电动机， 可以采用电流互感器， 热继电器的 发热元件接在电流互感器的二次回路中。 电机过载时流经电流互 感器的电流增大， 它的二次回路电流也按一定比例增加， 这样热 继电器可用小规格的产品。原理图如图 3：图3 有电流互感器的热继电器的热保护线路（二）用温度继电器作热保护的工作原理温度继电器可以直接反映电动机的温度变化， 它的测量元件 埋在电动机发热部位（定子槽内及定子绕组的端部）。只要电动 机绕组的温升超过允许值， 温度继电器就立即动作， 使电动机脱 离电源。 我国生产的温度继电器有两种： 双金属片式温度继电器 和热敏电阻式温度继

5、电器。 对过电流保护的要求是， 当电动机产 生过电流故障时， 过电流继电器要立即动作， 但在电动机起动或 反接制动时，过电流继电器要保证电动机正常工作。（三）过电流继电器作过电流保护线路 电路见图 4。图4 过电流继电器作过电流保护线路原理分析：过电流继电器 KA的线圈串联在直流电机 M的电 枢电路中，常闭触头与主接触器 KM的线圈串联。电机正常运转 时，KA不会动作。严重过载时，主电路中的电流超过KA的电流值，KA的常闭触头断开，KM释放并切断电机电源。（四）鼠笼式电动机的堵转保护 鼠笼式电动机处于堵转状态时， 它的电流等于起动电流， 时 间过长电动机就会烧毁， 所以必须及时切断电源， 但不

6、能用瞬时 动作的过电流保护， 应与延时继电器配合。 电流继电器的吸引电 流小于电机的启动电流， 大于正常运转的最大负载电流， 释放电 流大于正常运转的最大负载电流。 时间继电器的延时值要大于电 动机的启动时间。过电流继电器的返回系数不能太低。图5 鼠笼式电动机的堵转保护（五）短路保护短路保护的作用就是在短路电流刚出现时， 就立即切断电路 电源，使电路和电器设备免受短路电流的损害。 熔断器和空气开 关是最重要的保护电器。熔断器作短路保护：线路简单，断开电 流的任务由熔断器自己承担，但熔体容易老化，动作不准确，有 时一相熔断，造成交流电机缺相运行，熔体熔断后需更换，手续 麻烦。保护线路如下：图 6

7、 线路工作原理短路时， 断开短路电流的任务由接触器的主触头来完成， 因 此只有当接触器的分断电流大于线路的短路电流时， 才能用过电 流继电器作短路保护。 三相电动机由于种种原因缺相时， 如果没 有保护装置，则缺相的后果是十分严重的。例如，小型电机启动 时缺相，如果没有负荷就会不均匀地慢转，同时发热，若不及时 停车，不用多长时间就会烧毁。 如果带上负荷启动， 就转不起来， 同样也会烧毁。 小型电动机最容易缺相， 因为有的启动装置简陋， 接触不好，或使用普通保险丝，有一根熔断造成。大一点的电动 机缺相启动，就会嗡嗡直叫，就得赶快停车。用接触器启动和热 继电器保护，在缺相时，热继电器可以在过流时切断接触器。四、布置课后作业 分析缺相保护工作原理，分组讨