情境2 三相异步电动机控制课件

1、学习情境二 三相异步电动机控制机电工程学院项目引入项目知识储备 任务1 小型三相异步电动机的拆装 任务2 三相异步电动机的起动及正反转控制 任务3 三相异步电动机的制动控制 任务4 三相异步电动机的变频调速控制项目实施项目引入1. 项目提出 请为我院电机实训室设计一小型电动葫芦，用于小吨位设备及物品的吊装。 要 求：能够实现起停、升降及调速控制。 现场条件：0.5KW三相异步电动机一台，配套减速箱、机械连接件、基础件、吊装金具及电气元件若干。项目引入 2. 项目介绍 电动葫芦作为吊装设备，广泛应用于工厂车间，在工程现场许多门式起重机及龙门吊均是电动葫芦的改型。 经调研，从事机电岗位工作的学生，

2、大都能接触到与电动葫芦相关的吊装设备。 通过本项目训练的能力目标： (1)能对三相异步电动机进行控制及维护； (2)能够按规范完成工作项目，查阅相关资料； (3)具备团队精神，具有良好的职业道德。项目引入3. 项目涉及的知识点： (1) 三相异步电动机的基本结构及铭牌知识； (2) 三相异步电动机的起动及正反转控制； (3) 三相异步电动机的制动控制； (4) 三相异步电动机的传统调速控制； (5) 三相异步电动机的变频调速控制。 项目知识储备任务1 小型三相异步电动机的拆装任务2 三相异步电动机的起动及正反转控制任务3 三相异步电动机的制动控制任务4 三相异步电动机的变频调速控制 任务描述知

3、识点任务实施123项目知识储备任务1任务1 小型三相异步电动机的拆装 1. 任务描述 本任务目的要通过教师的现场教学以及学生的自学和查找资料，完成小型三相异步电动机的拆装实训项目。项目知识储备任务1三相异步电动机部件分解图项目知识储备任务1 (1) 铭牌知识： 要正确使用电动机，必须要看懂铭牌，铭牌是了解电动机性能特征的标志。以下是Y132M-4型电动机铭牌。 三相异步电动机型号Y132M-4功率7.5KW频率50Hz电压380V电流15.4A接法转速1440r/min绝缘等级B工作方式连续年 月 编号电机厂1）型号为了适应不同用途和不同工作环境的需要，电动机制成不同的系列，每种系列用各种型号

4、表示。型号说明： Y 132 M - 4 三相异步电动机磁极数机座中心高机座长度代号（S-短机座；M-中机座；L-长机座）项目知识储备任务1异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO项目知识储备任务1 工作方式即电动机的运行方式。按负载持续时间的不同，国家标准把电动机分成三种工作方式： 连续工作制、 短时工作制和断续周期工作制。 10）其它参数规定 除了铭牌数据外，还可以根据有关产品目录或电工手册查出电动机的其它一些技术数据，如：功率因数及防护等级等。

5、9）工作方式项目知识储备任务1项目知识储备任务1 (2) 拆卸前准备： 切断电源，拆开电机与电源连接线，并做好与电源线相对应的标记，以免恢复时搞错相序，并把电源线的线头做绝缘处理。 备齐拆卸工具，特别是拉具、套筒等专用工具。 熟悉被拆电机的结构特点及拆装要领。 测量并记录联轴器或皮带轮与轴台间的距离。 标记电源线在接线盒中的相序、电机的出轴方向及引出线在机座上的出口方向。 1) 卸皮带轮或联轴器,拆电机尾部风扇罩；2) 卸下定位键或螺丝，并拆下风扇；3) 旋下前后端盖紧固螺钉，并拆下前轴承外盖；4) 用木板垫在转轴前端，将转子连同后端盖一起用锤子从止口中敲出；5) 抽出转子；6) 将木方伸进定

6、子铁心顶住前端盖，再用锤子敲击木方卸下前端盖，最后拆卸前后轴承及轴承内盖；项目知识储备任务1(3) 拆装过程：项目知识储备任务1 三相异步电动机拆装步骤图任务要求1、熟悉三相异步电动机结构2、掌握三相异步电动机拆装工艺组队1、分组查找资料，讨论制定工作步骤2、合理分工，方法得当实施小型三相异步电动机拆装，参照实训项目评价1、自评2、互评团队： 地点：格物楼数控实训室项目知识储备任务13. 任务实施任务描述知识点任务实施123项目知识储备任务2任务2 三相异步电动机的起动及正反转控制 1. 任务描述 本任务目的要通过教师的现场教学以及学生的自学和查找资料，完成小型三相异步电动机的正反转起动控制实

7、训项目。项目知识储备任务2 任务目标: 了解三相异步电动机起动及正反转时的工作状态； 熟悉三相异步电动机起动及正反转的常用方法； 掌握三相异步电动机起动及正反转控制系统图； 能按照规范对三相异步电动机进行起动及正反转控制。 重点: 三相异步电动机正反转控制原理图。 难点: 三相异步电动机正反转起动控制的元件选择及规范操作。2. 知识点 (1) 三相异步电动机的起动： 电动机转子从静止状态到稳定运行的过渡过程称为起动过程，简称起动。起动时，一方面要求电动机具有足够大的起动转矩；另一方面又要求起动电流不要太大，以免影响接在同一电网上的其它用电设备。此外，还要求起动设备简单、经济，便于操作和维护。

8、由于在工程中三相异步电动机以鼠笼式为主，这里仅以鼠笼式三相异步电动机为研究对象；其主要起动方式有：直接起动、减压起动、软起动。项目知识储备任务2 1) 直接起动： 起动时，通过一些直接起动设备，把全部电源电压直接加到电动机的定子绕组，显然，这时起动电流较大，可达额定电流的47倍。一般规定，异步电动机的功率低于7.5kW时允许直接起动。如果功率大于7.5kW，而电源总容量较大，能符合下式要求者，电动机也可允许直接起动。 如果不能满足要求，则必须采用减压起动或其它方式 。项目知识储备任务2直接启动参考原理图项目知识储备任务22)减压起动: 、Y-降压起动 这一线路的设计思想是起动时将电动机定子绕组

9、接成星形，加在电动机每相绕组上的电压为额定值的 ，从而减小了起动电流对电网的影响。待起动后按预先整定的时间换接成三角形接法，使电动机在额定电压下正常运转。星形-三角形降压启动参考线路如下图所示。项目知识储备任务2Y- 降压起动原理图项目知识储备任务2 、 串自耦变压器启动的控制线路 这种启动方法是通过自耦变压器把电压降低后再加到电动机定子绕组上，以达到减小启动电流的目的。自耦变压器项目知识储备任务2 (2)三相异步电动机正反转控制 若实现反转运动则可任意换接其中两相,其原理图如下：三相异步电动机正反转原理图项目知识储备任务2任务要求1、熟悉三相异步电动机正反转起动控制原理图;2、掌握三相异步电

10、动机正反转控制的规范接线与调试。组队1、分组查找资料，讨论制定工作步骤2、合理分工，方法得当实施三相异步电动机正反转控制，参照实训项目评价1、自评2、互评团队： 地点：格物楼数控实训室项目知识储备任务23. 任务实施任务描述知识点任务实施123项目知识储备任务3任务3 三相异步电动机的制动控制 1. 任务描述 本任务目的要通过教师的现场教学以及学生的自学和查找资料，完成三相异步电动机的制动控制实训项目。项目知识储备任务3 任务目标: 了解三相异步电动机起动及制动时的工作状态； 熟悉三相异步电动机制动的常用方法； 掌握三相异步电动机制动控制系统图； 能按照规范对三相异步电动机进行制动控制。 重点

11、: 三相异步电动机反接与能耗制动控制原理图。 难点: 三相异步电动机电磁制动系统元件选择及规范操作。2. 知识点 三相异步电动机的制动方法通常有机械制动与电磁制动两种。 机械制动常用制动器实现，制动器一般按电动机功率与制动时间从厂家生产样本中选取。 电磁制动主要有：反接、能耗、反馈制动三种方式。项目知识储备任务3(1) 制动器式抱闸制动:制动器带式输送机项目知识储备任务3 此种制动工作原理大都是：制动器之电动机无电时，其闸片抱紧电动机轴上的制动轮，从而起制动作用；带电时，其闸片张开。项目知识储备任务3(2)电磁制动： 1)反接制动: 停车时，将电动机接电源的意两相反接，使电动机由原来的旋转方向

12、反过来，以达制动的目的。 三相异步电动机反接制动原理图项目知识储备任务3 2)能耗制动: 停车时，断开交流电源，接至直流电源上，产生制动转矩。三相异步电动机能耗制动原理图项目知识储备任务3 3)发电反馈制动: 在外力的作用下，电动机转子的转速超过旋转磁场的同步转速，便会发电，产生制动转矩。这种情况出现在：起重机下放重物或电动机机车下坡时。 发电反馈原理图项目知识储备任务3任务要求1、熟悉三相异步电动机制动方式;2、掌握三相异步电动机电磁制动系统接线与调试。组队1、分组查找资料，讨论制定工作步骤2、合理分工，方法得当实施三相异步电动机反接制动，参照实训项目评价1、自评2、互评团队： 地点：格物楼

13、数控实训室项目知识储备任务33. 任务实施任务描述知识点任务实施123项目知识储备任务4任务4 三相异步电动机的变频调速控制 1. 任务描述 本任务目的要通过教师的现场教学以及学生的自学和查找资料，完成三相异步电动机的有级变频调速控制实训项目。项目知识储备任务4 任务目标: 了解三相异步电动机极数与转速的关系； 了解三相异步电动机传统调速方法； 会选用变频器调对三相异步电动机进行调速控制； 熟悉变频器的接线方式。 重点: 变频器接线方式。 难点: 变频器原理。 2. 知识点 三相异步电动机的转速公式 n=(1-s)60f1/p 由此公式知，要改变其转速，可改变电动机的转差率s，电源频率f1及电

14、动机极数p。 在科技日益发展的今天，变频调速以其特有的优势迅速崛起，已成为交流电动机调速的主流。项目知识储备任务4(1)变频器基础 变频器是将交流工频电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调速的电力电子变换装置。序号 优 点 1平滑软启动，降低启动冲击电流，减少变压器占有量，确保电机安全 2在机械允许的情况下可通过提高变频器的输出频率提高工作速度 3无级调速，调速精度大大提高 4电机正反向无需通过接触器切换 5非常方便接入通讯网络控制，实现生产自动化控制变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）项目知识储备任务4整流部分储能环节逆变部分M控制系统交流交流低压交直交通用变频器系统框图直流直流

15、交流项目知识储备任务4主回路接口控制回路接口模拟量输入模拟量输出通讯接口控制回路接口开关量输入开关量输出编码器接口(2)变频器的用户接口项目知识储备任务4变频器的构成主回路接口 工频电网输入380V 3PH/220V 3PH220V 1PH制动电阻直流电抗器三相交流电机项目知识储备任务4EMERSON 公司产品系列TD900少多低高调速、通讯操作简便宽电压范围元件化设计功能丰富高稳态性能适用面广行业专用动态性能好总线设计精确控制网络化应用高动态性能行业专用EV1000EV2000TD3000TD3100TD3300成本功能完整的功率段TD2100供水专用TD32000.4-315KW0.4-5

16、.5KW2.2-75KW门机EMERSON系列变频器项目知识储备任务41)键盘控制(3)变频器应用:特 点：运行命令由键盘上的RUN和STOP决定运行方向一般由变频器内部参数决定运行给定由键盘修改特定功能码完成方便快捷适用场合:在设备调试时广泛使用应用在简单且实时性不强的单机场合工频电源外部延长电缆项目知识储备任务42) 外部端子控制（单机）工频电源特点：运行命令由外部启停按钮决定，通过变 频器外部端子FWD/REV决定运行方向运行给定一般由外部模拟端子决定：PLC 模拟输出电位器常与外部逻辑电路或PLC共同控制变频器适用场合:应用在实时性较强独立系统使用范围最广 启动停止开关量端子模拟量端子项目知识储备任务43) 外部端子控制（多机）工频电源启动停止工频电源速度给定使用场合： 各类小型生产线或系统特点： 实时性好 调试维护方便 线路复杂，抗干扰 能力差 开关量端子模拟量端子开关量端子模拟量端子项目知识储备任务44) 通讯控制工频电源启动停止工频电源速度给定使用场合： 各类中大型生产线或系统特点：所有控制均通过通讯电缆线路相对简单，自动化 水平高，信息交换量大实时性好，抗干扰能力强为防止网络故障，特设独立急停功能投入大，调试维护困难通讯接口通讯接口