电动机的控制及保护

电动机的控制及保护电路设计

学院：机电信息学院

专业：电气工程及自动化

班级：

姓名：

指导教师：

时间：2013-7-8—2013-7-19

目录

一、绪论 (4)

二、概述 (5)

三、设计的主要内容 (6)

1、主电路图及控制电路图 (6)

2、电路中各原件的简介： (6)

（1）、刀开关 (6)

（2）、按钮 (7)

（3）、熔断器 (8)

（4）、热继电器 (8)

（5）、交流接触器 (9)

四、控制及保护电路工作原理 (10)

1、起动与停止控制 (10)

（1）起动过程 (10)

（2）停止过程 (10)

（3）短路保护 (11)

（4）过载保护 (11)

（5）欠压保护 (11)

2、正反转控制 (11)

（1）、简单的正反转控制 (11)

（2）、带电气互锁的正反转控制电路 (12)

（3）漏电保护回路工作原理 (13)

五、安装及调试 (15)

六、参考文献 (17)

七、课程设计小结及体会 (18)

一、绪论：

三相异步电动机应用非常广泛，无论是在工厂内、商业楼内甚至居民楼内都能见到他们的身影，假如没有三相异步电动机工厂将无法运转、商场将无法正常营业。通常所见的电动机在商场内主要应用形式供暖系统、空调器、排风风机、排烟风机、消防系统、供水系统。但在使用中电动机又会出现各种各样的问题，比如因负载超过电机的额定工作量、因散热条件问题及电机本身原因引起的温度过高、因机械原因或工作失误造成的缺相，为保证电动机的正常工作及工厂、商场的正常运营我们必须尽可能减少电动机出现故障。以下我们就对如何对三相异步电动机进行保护进行讨论

三相交流异步电动机的保护是个复杂的问题。在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。电动机的保护与控制关系

三相交流异步电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如电动机直接起动时，往往产生4-7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。

二、概述：

三相异步电动机工作原理：当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转子导体在旋转磁场作用下，相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流（电磁感应原理）。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动（电流的效应——电磁力）。由于转子内导体总是对称布置的，因而导体上产生的电磁力正好方向相反，从而形成电磁转矩，使转子转动起来。由于转子导体中的电流是定子旋转磁场感应产生的，因此也称感应电动机。又由于转子的转速始终低于定子旋转磁场的转速，所以又称为异步电动机

电动机维护的重要性：中小型异步电动机是现代生产和生活中普遍使用的机电产品之一，但其在使用、维护、保养过程中，常常出现这样或那样的故障，从而导致电机无法正常、可靠的运行或电机绕组烧坏，因此，电动机的维护、保养就显得十分重要。一般，我们用得较多的电动机多是笼型异步电动机，它具有结构简单、坚固耐用、工作性能可靠、维护方便、价格合理等优点，因此得以广泛使用。以常用的封闭式（Y系列IP54其中第一个数字为防尘代号, 第二个数字为防水代号,）三相异步电动机来说，它的维护、保养方面应注意的事项很多。正常使用中的三相异步电动机，首先应保持其清洁性、电机的整体性、完整性、坚固性、密封性。由于三相异步电动机安装使用地点的环境条件差异；水、油、灰尘及其它异电介质对电动正常使用有很大影响；水、油、灰尘、导电介质渗透到电机内部，严重时会破坏电机绕组的绝缘性能，使电机绕组绝缘性能降低。如没有及时发现和处理，有可能导致电机不能正常使用或使电机损坏，因此保持电机清洁、完整、坚固及密封性能是十分必要的。在正常使用的电动机其工作电流、电压、升温必须保持正常。交流三相异步电动机三相运行时电流电压不平衡，则电机温度偏高，电机绕组绝缘易老化，从而缩短电机使用寿命或电机绕组烧坏。还有，电机在使用、维护、保养过程中如出现诸如：装配不到位、不合理导致电动机振动的；传动连接不合理的；外力造成电机风叶、罩损坏，影响电机通风散热不良,电机轴承缺油或电机长时间超载、堵转、卡转；电机保养时出现轴承内、

外径配合过松；外力使转子轴变形；电机轴伸端键、槽装配不合理的；电机接线错误，接线端子处接触不良的；电机保护装置失灵、损坏或不合理的电路故障都是使三相交流异步电动不能正常使用的因素。所以，电工在维护、保养电机时要严格要求，以保证电机长时间正常运行具有十分重要的意义。

电动机是一种电能到机械能的能量转换设备，是动力设备中的主力军。由于三相异步电动机具有结构简单、价格低廉、机械特性较好、运行维护方便等优点。在日常生活和工业生产等国民经济中获得了非常广泛的应用。如家电、机械加工、冶金、煤炭、石油、化工及交通运输等离不开电机。我国电动总装机容量约占全部用电设备总容量的75%以上，而耗电量约占总发电量的70%以上。然而电动机的故障率也居各种电气设备之首。日本电气协会PM研究会对供电1000kw以上的652个工厂中的异步电动机、特殊电动机、变压器及其它等14种电气设备故障率进行了调查分析，结果表明故障率最高者为电动机，高达38.1%。在电动机实际使用过程中，恶劣的运行环境以及超技术条件运行，是导致电动机各类故障的主要原因。电机故障或损坏带来的直接和间接损失是相当巨大的。另外，由于电机的故障、损坏所造成的其它事故以及导致工厂停产所造成的间接损失则更为巨大。由此可见，在国民经济中，电动机不但是为数众多、应用面广的动力设备。而且又是最为薄弱的环节。做好电动机保护的设计对国民经济有着重要的意义。目前，电动机的用电量平均占世界各国总用电量的40%以上，占工业用电量的60%以上。一些国家和地区的用电量占工业用电总量的比例如表1所示。据美国、欧盟等统计，电动机用电量约占总电量的42%-50%，三相异步电动机的用电量站电动机总用电量的90%左右；37KW及以下电动机占电动机总装机数95%以上、占电动机总用电量的50%左右。

表1一些国家/组织电动机用电量占工业用电量比重