【正文】 靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。拖動各種生產(chǎn)機械運轉(zhuǎn)，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從 19 世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機，一個多世紀以來，雖然電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了許多，在運行性能，經(jīng)濟指標(biāo)等方面也都有了很大的改進和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動機，控制電動機具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應(yīng)的特點，已成為電動機學(xué)科的一個獨立分支。由于電力拖動具有控制簡單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟，能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電力拖動。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術(shù)上難以實現(xiàn)這些要求，所以20 世紀以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動，而交流電力拖動則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。諸如交流電動機的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。三相異步電動機的結(jié)構(gòu)主要由兩個部分組成，一是固定不動的部分（簡稱定子），二是可以自由旋轉(zhuǎn)的部分（簡稱轉(zhuǎn)子）。鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組本身自成閉合回路，整個轉(zhuǎn)子形成一個堅實的整體，其結(jié)構(gòu)簡單牢固、運行可靠、價格便宜，應(yīng)用最為廣泛，小型異步電動機絕大部分屬于這類。三相異步電動機定子結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示。 轉(zhuǎn)子鐵芯：用 硅鋼片迭成，且片間絕緣。 機座是電動機的外殼和支架，它的作用是固定和保護定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機座具有足夠的機械強度和剛度，能承受運輸和運行過程中的各種作用力。，可分為直流電動機和交流電動機。異步電動機可分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。 。 5。三相異步電動機工作原理圖如圖 所示。時，V 相電流為正的最大值，因此 V 相電流從首端 V1流入，用⊕表示，從末端 V2流出，用⊙表示。和 360176。即電流變化一個周期，合成磁場旋轉(zhuǎn)一周。通過圖解法分析可知，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向也為 U→W→V。異步電動機的轉(zhuǎn)速不可能達到定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速，因為如果到達同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運動，隨之在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中不能感應(yīng)出電勢和電流，也就不能產(chǎn)生推動轉(zhuǎn)子的電磁力。要改變轉(zhuǎn)向，只要改變電流的相序即可，即任意對調(diào)電動機的兩根電源線，便可使電動機反轉(zhuǎn)。 A 級絕緣不得大于 75℃，E 級絕緣不得大于 80℃，B 級絕緣不得大于 85℃，F(xiàn) 級絕緣不得大于 90℃，超出上述范圍應(yīng)想辦法降溫，措施無效則降低電動機的出力。 電動機定子線圈用 500V 搖表測定，其阻值≥∩。，回路上不許有人工作。如：軋鋼電機，2022年我，2022年預(yù)計將超過4億噸，鋼鐵產(chǎn)量已超過英美。 左右。由于我國的對煤礦和水泥的需求量高，磨機電機在煤礦行業(yè)和水泥行業(yè)的應(yīng)用就很廣泛了。第三節(jié) 電動機的常見故障及維修一、通電后電動機不能轉(zhuǎn)動，但無異響，也無異味和冒煙1．故障原因①電源未通（至少兩相未通）②熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；③過流繼電器調(diào)得過?。?④控制設(shè)備接線錯誤。三、通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲l．故障原因①定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；②繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反；③電源回路接點松動，接觸電阻大；④電動機負載過大或轉(zhuǎn)子卡??；⑤電源電壓過低；⑥小型電動機裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬；10⑦軸承卡住。五、電動機空載電流不平衡，三相相差大1．故障原因①重繞時，定子三相繞組匝數(shù)不相等；②繞組首尾端接錯；11③電源電壓不平衡；④繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。七、電動機空載電流平衡,但數(shù)值大1．故障原因 ①修復(fù)時，定子繞組匝數(shù)減少過多； ②電源電壓過高； ③Y 接電動機誤接為 Δ； ④電機裝配中，轉(zhuǎn)子裝反，使定子鐵芯未對齊，有效長度減短； ⑤氣隙過大或不均勻； ⑥大修拆除舊繞組時，使用熱拆法不當(dāng)，使鐵芯燒損。九、運行中電動機振動較大1．故障原因 ①由于磨損軸承間隙過大； ②氣隙不均勻； ③轉(zhuǎn)子不平衡； ④轉(zhuǎn)軸彎曲； ⑤鐵芯變形或松動； ⑥聯(lián)軸器（皮帶輪）中心未校正； ⑦風(fēng)扇不平衡； ⑧機殼或基礎(chǔ)強度不夠； 13⑨電動機地腳螺絲松動； ⑩籠型轉(zhuǎn)子開焊斷路；繞線轉(zhuǎn)子斷路；加定子繞組故障。十一、電動機過熱甚至冒煙1．故障原因 ①電源電壓過高，使鐵芯發(fā)熱大大增加； ②電源電壓過低，電動機又帶額定負載運行，電流過大使繞組發(fā)熱； ③修理拆除繞組時，采用熱拆法不當(dāng)，燒傷鐵芯； ④定轉(zhuǎn)子鐵芯相擦； ⑤電動機過載或頻繁起動； ⑥籠型轉(zhuǎn)子斷條； ⑦電動機缺相，兩相運行； ⑧重繞后定于繞組浸漆不充分； ⑨環(huán)境溫度高電動機表面污垢多，或通風(fēng)道堵塞； ⑩電動機風(fēng)扇故障，通風(fēng)不良；定子繞組故障（相間、匝間短路；定子繞組內(nèi)部連接錯誤）。一個完善的PLC 系統(tǒng)除了能夠正常運行，滿足工業(yè)控制要求，還必須在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時進行故障診斷和故障處理。這種方法比較適用于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，各部分耦合少的情況。第二節(jié) PLC 原理介紹及設(shè)備總體結(jié)構(gòu)介紹一、PLC 發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 上世紀 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為 30~40%。 國控制類產(chǎn)品市場 PLC 的占有率已超過 50% , 而且保持著 10%～ 15% 的發(fā)展速度。(3) 目前, PLC 的功能增強、結(jié)構(gòu)優(yōu)化, IO 模塊趨向分散化、智能化,編程工具和編程語言更具標(biāo)準化和高級化。三、可編程序控制器 PLC的分類對 PLC 的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和 I/O 點數(shù)的多少等進行大致分類。整體式 PLC 由不同 I/O 點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成。整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。這種模塊式 PLC 的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 （3） 按 I/O 點數(shù)分類：根據(jù) PLC 的 I/O 點數(shù)的多少，可將 PLC 分為小型、中型和大型三類。I/O 模塊集成了PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。模擬量：按信號類型分，有電流型（420mA,020mA）、電壓型（010V,05V,1010V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit 等。電源輸入類型有：交流電源（220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）20第三節(jié) 電動機的故障分析電機是機械設(shè)備的動力，在機械設(shè)備中占據(jù)重要的地位。（1）電機軸承故障：電機軸承檢測是電機檢測很重要的一部分，大部分的電機故障都是因為軸承出現(xiàn)故障而造成的。軸承故障一般通過簡易振動診斷可以判斷。繞組線圈導(dǎo)線的絕緣損壞，不相通的線匝間直接連通，形成低阻抗的環(huán)路，環(huán)內(nèi)產(chǎn)生大電流，導(dǎo)致周圍線圈絕緣加速老化，嚴重時燒毀電機。按下報警響應(yīng)按鈕后，報警燈常亮，警鈴?fù)Ｖ箞缶??？刂频幕疽蟀ㄐ谐炭刂啤r間控制、速度控制、電流電壓控制（信號來自各種傳感器）等。包括手動（手動點動，回原點），自動（單步運行、單周期運行、自動運行）以及必要的保護與報警、連鎖與互鎖、現(xiàn)場顯示、故障診斷等。修復(fù)后電機自動啟動，按下報警復(fù)位按鈕監(jiān)控開始，持續(xù)監(jiān)測。圖 相線間短路情況的檢測22第五節(jié) 硬件設(shè)計一、確定系統(tǒng)中的 I/O設(shè)備（1）根據(jù)系統(tǒng)控制要求，確定輸入設(shè)備。（3） 根據(jù)用戶的 I/O 設(shè)備數(shù)量，確定 PLC 的 I/O 點數(shù)。PLC 的輸入輸出點數(shù)和種類應(yīng)該根據(jù)被控對象所需控制的模擬量、開關(guān)量等輸入輸出設(shè)備情況（包括模擬量、開關(guān)量等輸入信號和需控制的輸入設(shè)備數(shù)目和類型）來確定，一般一個輸入輸出元件要占用一個輸入輸出點。輸入量 輸出量電機開關(guān) 報警鈴報警響應(yīng)按鈕 報警燈報警復(fù)位按鈕 電機啟動繼電器23正確選擇 PLC 的型號對于保證系統(tǒng)的技術(shù)性、經(jīng)濟性、可靠性、可擴展性至關(guān)重要。FX2N16MR001 為繼電器輸出單元，輸入點數(shù)為 8 點，輸出點數(shù)為 8 點，擴展模塊可用點數(shù)為 24～32 點。圖 系統(tǒng)主模塊外部接線圖四、系統(tǒng)特殊單元的選型及接線設(shè)計本設(shè)計需要用到模擬量輸入模塊。在選用時一定要注意與現(xiàn)場過程檢測信號范圍相對應(yīng)。FX2N4AD 的技術(shù)指標(biāo)如表 所示。從基本單元來的電源經(jīng) DC/AC轉(zhuǎn)換器隔離。25圖 模擬量輸入模塊接線圖五、系統(tǒng)電源設(shè)計PLC 控制系統(tǒng)的電源除交流電源以外，還包括給光電傳感器和直流電機供電的直流電源。圖 程序運行流程圖二、建立系統(tǒng) PLC的 I/O地址的分配I/O 地址分配如表 所示。系統(tǒng)總程序梯形圖見附錄一所示。再置 X001 為ON，Y001 常亮、Y002 閉合。在實際使用中，應(yīng)按照電動機的容量、型式、控制方式和配電設(shè)備等不同來選擇相適應(yīng)的保護裝置及起動設(shè)備。因此，使用中往往與起動器串聯(lián)在主回路中一起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流的考核，而其他電器只承載通常運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)的電動機過載電流分斷的考核，至于保護功能，由配套的保護裝置來完成。這種控制有程控或非程控；近控或遠控；慢速起動或快速起動等多種方式。一、電流檢測型保護裝置 (1)熱繼電器利用負載電流流過經(jīng)校準的電阻元件，使雙金屬熱元件加熱后產(chǎn)生彎曲，從而使繼電器的觸點在電動機繞組燒壞以前動作。例如從 ABB 公司引進的 T 系列雙金屬片式熱過載繼31電器；從西門子引進的 3UA3UA6 系列雙金屬片式熱過載繼電器；JR20 型、JR36型熱過載繼電器，其中 Jn36 型為二次開發(fā)產(chǎn)品，可取代淘汰產(chǎn)品 JRl6 型。例如從 ABB 公司引進的 M611 型電動機保護用斷路器，國產(chǎn) DWl5低壓萬能斷路器(200—630A)、S 系列塑殼斷路器(100、200、400 入)。主要有三種：過載保護，過載保護十?dāng)嘞啾Ｗo，過載保護十?dāng)嘞啾Ｗo+反相保護。 ③電流整定范圍廣。 (4)固態(tài)繼電器它是一種從完成繼電器功能的簡單電子式裝置發(fā)展到具有各種功能的微處理器裝置。還可用發(fā)光二極管或數(shù)字顯示故障類別和原因，也可以對外向計算機輸出數(shù)據(jù)。(6)軟起動器軟起動器的主電路采用晶閘管，控制其分斷或接通的保護裝置一般做成故障檢測模塊，用來完成對電動機起動前后的異常故障檢測，如斷相、過熱、短路、漏電和不平衡負載等故障，并發(fā)出相應(yīng)的動作指令。產(chǎn)品如 JW2 溫度繼電器。產(chǎn)品如 sPB、DRB 型熱保護器。產(chǎn)品如JW9 系列船用電子溫度繼電器。電動機過載保護裝置的特性只有躲開電動機起動電流的特性，才能確保其正常運轉(zhuǎn)；但其動作時間又不能太長，