《电气控制与PLC实训》课件第1章

第1章电动机、电器的拆装及检修

1.1小型三相鼠笼式异步电动机的拆卸及装配实训1.2小型三相鼠笼式异步电动机的测试及检修实训1.3电器的拆装、测试及检修实训

低压电器是电力拖动自动控制系统的基本组成元件，而电动机又是生产机械电力拖动自动控制系统重要的控制对象。因此，它们与控制系统的安全性、可靠性、经济性有着直接的关系。电气技术人员必须熟练掌握电动机及常用低压电器的拆装、测试及检修的方法。本章主要介绍电动机及常用低压电器的拆装、测试及检修的方法，并通过实训考核加以掌握。1.1小型三相鼠笼式异步电动机的拆卸及装配实训

1．实训目的实训目的如下：

(1)熟悉小型三相鼠笼式异步电动机的构造；

(2)掌握小型三相鼠笼式异步电动机的拆装方法。

2．相关知识

1)三相鼠笼式异步电动机的基本结构三相鼠笼式异步电动机的结构如图1.1所示，它具有两个基本部分：定子(静止部分)和转子(旋转部分)。图1.1三相鼠笼式异步电动机的结构

(1)定子。定子是由基座、定子铁芯和定子绕组等组成的。

(2)转子。转子的中心是一根用低碳钢制成的转轴。轴上装有铁芯及转子绕组，轴两端装有轴承、风扇等。

2)电动机拆卸的注意事项电动机拆卸时应注意以下事项：

(1)拆卸前应先在需拆卸的部件上做好标记，尤其是前后端盖的标记应予以区别，以避免装配时装错。

(2)皮带轮、联轴器、轴承等在拆卸时需使用拉具，如已生锈可使用煤油注入轴端间隙处，或使用YSM-1松锈润滑剂喷注，等数小时后再行拆卸，不能用铁锤猛力敲打，以免造成电动机转轴、轴承、皮带轮的损坏。

(3)前后端盖及轴承外盖拆卸时应把对称的所有螺钉均拧松，以免端盖受力不均而产生裂缝。如使用铁锤敲打必须在中间垫上木板，以免将转轴端敲损。

3．实训配置

(1)工具：活扳手、拉具、木锤、铁锤、一字形螺钉旋具和十字形螺钉旋具等。

(2)仪表：多用表、兆欧表。

(3)器材：小型三相鼠笼式异步电动机。

(4)其他：润滑脂、煤油、YSM-1松锈润滑剂和清洁干布等。

1)小型三相鼠笼式异步电动机拆卸步骤小型三相鼠笼式异步电动机拆卸步骤如下：

(1)拆卸皮带轮或联轴器。先在皮带轮与转轴之间注入少许煤油，然后用小铁锤沿皮带轮四周向转轴轴端方向轻轻敲打，松动后再用拉具将皮带轮装夹，如图1.2所示。拉具的脚爪应紧扣住皮带轮，拉具的螺纹杠顶点要顶正转轴的中心，且保持垂直，然后拧进螺纹杠，用力要均匀，慢慢地把皮带轮拆下。联轴器拆卸方法与皮带轮相同。

(2)拆卸风扇罩及风叶。用螺钉旋具将风扇罩与机座连接的螺钉旋出，取下风叶罩，再用木锤将定位螺钉或销子敲松后拆下风叶。如风叶为软塑料制成，可用沸水浇淋后，使风叶膨胀再拆卸，不可用铁锤硬敲以免断裂。图1.2皮带轮拆卸

(3)拆卸轴承盖及端盖。拆轴承盖时应先在轴承盖及端盖上用旋具划一道印痕做标记；拆端盖时应在端盖和基座上做好标记，前后端盖标记应能区别。做好标记后，先将轴承外盖螺钉拆下，取下轴承外盖，再将前后端盖螺钉拆下，用木锤敲打前轴端面，使转子连同后端盖全部从定子中间向后面脱出。在抽出转子的过程中要注意不能碰伤定子绕组。最后用木锤敲打后端盖，拆下后端盖时要防止落地碰碎。

(4)拆卸轴承。轴承的拆卸方法参照皮带轮的拆卸方法。使用拉具时，脚爪要扣住主轴承内圈，切忌扣在轴承外圈以免损坏轴承，拧进螺纹杠时要缓慢均匀地拆下轴承。

2)小型三相鼠笼式异步电动机装配步骤小型三相鼠笼式异步电动机装配步骤如下：

(1)装配前清洗零部件。将转子用汽油或煤油洗净，再用清洁干布擦干待装。定子铁芯表面也用清洁干布擦干净油污，并用皮老虎或其他工具吹净定子绕组上的灰尘及污垢。拆下的轴承用汽油或煤油去除油污并擦干，再检查有无锈蚀，内、外轴承圈是否有裂痕，用手转动内轴承圈应灵活无阻滞或过松现象，转动时应无异常噪声。如有异常必须及时更换同牌号的轴承，以免影响电动机正常运行。

(2)测量绕组。将电动机的三相绕组头尾并头拆开，用多用表测量三相绕组电阻值应相等。然后使用500V的兆欧表测量各绕组间和绕组对铁芯的绝缘电阻，其阻值应不低于0.5MΩ。

(3)装配轴承。先将轴承内盖装进转子，然后再将轴承装套到转子轴颈上，条件许可则使用压床将轴承压入轴上，也可使用冷套法或热套法安装。①冷套法。将轴承套到轴上，对准轴颈用一段内径大于轴颈直径、外径略小于轴承内圈外径的铜套，一端压在轴承内圈口上，用铁锤敲打铜套另一端，将轴承慢慢敲到轴上的安装位置。②热套法。将轴承放在变压器油中加热，时间为30min左右，温度为80℃～100℃。加热时将轴承放在网架上，不要与油箱箱底或箱壁接触，油面要淹没轴承，加热温度不可过高，时间不宜过长。热套时要迅速进行，仍可用铜套套住木锤轻轻敲入轴颈。装入轴颈后还需清洗轴承内残留的变压器油。

(4)装配后端盖。将后端盖用木锤轻轻敲入轴颈，使轴承装入端盖，要装平不能歪斜。在轴承内加入新的润滑脂，以装入1/3～1/2空腔容积为宜。轴承盖内润滑脂也应为容积的1/3～1/2，并用旋具将轴承盖装上。将后端盖连同转子装入机座时要按原来标记的位置定位安装。后端盖止口嵌入机座时用木锤轻轻敲平，再旋上螺钉，但不要旋紧。

(5)装配前端盖。将前轴承按后轴承的要求加入润滑脂，用安装后端盖的步骤装入前端盖。然后将后端盖止口嵌入机座，仍用木锤轻轻敲平，拧上螺钉，也不要拧紧。再用螺钉从轴承外盖安装孔伸入端盖内用手转动转子，使轴承内盖被螺钉拧上。在拧紧前、后端盖螺钉时，要用手转动转子旋转，应无阻滞或偏重现象，转子转动应灵活、均匀，方可拧紧螺钉。这一步骤是装配电动机的关键，要耐心细致进行，以免影响电动机的运行性能。

(6)装配皮带轮或联轴器。在转子轴端的键槽内装入新的键，键的前端要压低些，后端略高于平面。然后将皮带轮键槽对准转轴键槽，用木锤均匀地轻轻敲打皮带轮。当键进入键槽后再用力敲打，直到皮带轮进入原定位置。

(7)装配风叶及风叶罩。安装风叶要按照拆卸时的位置装进，否则将会碰擦端盖或风叶罩。最后安装风叶罩，将螺钉拧紧，转动转子应无异常现象。至此，电动机装配完成。1.2小型三相鼠笼式异步电动机的测试及检修实训

1.实训目的实训目的如下：

(1)了解电动机耐压试验及短路试验方法；

(2)掌握电动机绕组的直流电阻及绝缘电阻测量方法；

(3)掌握电动机常见故障的检修方法。

2．相关知识

1)耐压试验电动机保养修复后，要进行一系列的测量及试验才能投入运行。电动机绝缘性能的测量及试验尤为重要，它将影响电动机的使用寿命及人身安全。通过耐压试验可以检验电动机的绝缘值是否达到规定值。耐压试验是在绕组对机座及绕组各相间施加规定的50Hz交流电压，历时1min而无击穿现象为合格。耐压试验因施加的交流电压较高，故应在专用试验台上进行操作。耐压试验应在电动机绝缘电阻测量达到规定数值时才可进行。进行耐压试验时应将试验电源的一极接在电动机一相绕组线端，另一极接在电动机的机壳接地端上。试验一个绕组时，其他绕组都应与机座相连接。

2)短路试验短路试验主要是对电动机空载电流及启动电流作出测定的试验。在电动机转子堵转的情况下，用三相调压器从零开始逐渐调高电压，使电动机达到额定电流，这时调压器所示的电压即为短路电压。对于额定电压为380V的电动机，短路电压以70～95V为合格。短路电压太高，电动机的空载电流小，启动电流和启动转矩也小，性能表现为过载能力较差；短路电压太低，电动机的空载电流大，启动电流大，性能表现为效率低、损耗大、温度高、功率不足。以上两种试验，如无特殊要求，一般检修后的电动机可以不做，仅作为电动机产品出厂前的例行试验项目。

3.实训内容及步骤

1)电动机直流电阻测量步骤测量步骤如下：

(1)电动机直流电阻值用于判断电动机绕组是否断线或短路。电动机绕组阻值在10Ω以上可用多用表测量，在10Ω以下用电桥测量，一般原则是先用多用表测量。

(2)将多用表欧姆挡置于R × 1挡位，分别测量电动机三相绕组的头端和尾端，测量时转子应静止不动。分别将三次测量的电阻值予以记录，如测量出电阻在10Ω以下则改用电桥进行测量。

(3)用QJ23单臂电桥进行测量，具体步骤如下：①测试前先断开电桥(见图1.3)电源B和灵敏电流计G按钮，以切断电源、灵敏电流计与电路的连接，然后进行机械调零，使灵敏电流计指针位于机械零位。②将电动机绕组接入Rz两端钮，选取合理的比较臂(0.001挡位)。比较臂按多用表测出的欧姆数选取，要使四个读数盘均能充分利用，以保证测量精度。③先闭合电源按钮B，再按下灵敏电流计按钮G，调节比较臂的四个读数盘，直到灵敏电流计中指针在中心零位为止。然后先断开按钮G，再断开按钮B。④将调节盘上四位读数乘以0.001，即为所测电动机绕组的电阻值。⑤将电动机另两相绕组也作同样测量，比较三相绕组的电阻值，如有一相绕组的电阻值与其余两相电阻值相差较多，则可能该相绕组有局部短路现象。图1.3QJ23单臂电桥

2)电动机绝缘电阻测量步骤测量步骤如下：

(1)将550V兆欧表接地端与电动机机座上接地端相连，兆欧表另一端与电动机一相绕组头或尾相连，如图1.4所示(电动机三相绕组头与尾并头拆开)。

(2)将兆欧表摇柄以高于120r/min速度旋转，观察兆欧表上指针停留的读数。另两相绕组也作同样测量。

(3)电动机三相绕组间也应作绝缘测量。一般三相380V的电动机，绕组对机座、绕组各相间的绝缘电阻均大于0.5MΩ方可使用。图1.4兆欧表测量绝缘电阻

3)电动机绕组空载试验步骤试验步骤如下：

(1)将电动机按图1.5所示的空载试验接线图接线。

(2)将电动机接上三相试验电源，连续30min空载运行，注意电流表上空载电流的变化与三相空载电流是否平衡，空载电流与额定电流百分比是否超过范围。电动机空载电流与额定电流百分比如表1-1所示。

(3)空载试验时，应检查铁芯是否过热、轴承的温升是否超过规定，还应检查轴承运行时声音是否正常，电动机是否有杂声、振动。

(4)三相空载电流检修可用钳形电流表测量。三相空载电流不平衡应不超过5%。

(5)用两表法测三相有功功率，其接线图见图1.5。表1-1电动机空载电流与额定电流百分比(%)图1.5两表法测三相有功功率测量方法：功率表W1和W2分别接在线电压UUV、UWV和电流iU、iW回路上，它们的指示值分别是瞬时功率P1 = UUViU和P2 = UWViW在一个周期的平均值。两表指示值之和即为P1+P2，正好等于三相电流的有功功率。空载时，电动机不输出机械功率，此时的输入功率是电动机的空载损耗功率P0。两表法接线规则：两只功率表的电流在不同的两个相线上，并且将其发电机端(*)接到电源，使通过电流线圈的电流是三相电路的线电流；两只电压线圈的发电机端(*)接到各自电流线圈所在的相上，并且将另一端共同接到没有电流线圈的公共相上，使加在电压回路上的电压是三相电路的线电压。

4)电动机常见故障检修方法与步骤

(1)电动机接通电源后不能启动的检修方法与步骤如下：①查找定子绕组相间短路、接地的部位，对转子绕组断路部位进行修复；②查找定子绕组接线是否正确，如错误应予以纠正；③检查电动机负载，如过重应减轻负载；④检查轴承是否有损坏，如损坏应更换轴承。

(2)电动机启动后运转声音不正常、温度过热或冒烟的检修方法与步骤如下：①检查定子绕组是否局部短路或接地；②检查定子、转子是否相摩擦；③检查轴承内润滑脂是否干涸；④检查电动机内外风道，消除杂物及污垢，使风路畅通。1.3电器的拆装、测试及检修实训1.3.1交流接触器的拆装、测试及检修实训

1.实训目的

实训目的如下：

(1)熟悉交流接触器的结构；

(2)掌握交流接触器的拆装与测试方法；

(3)掌握交流接触器常见故障的检修方法。

2．相关知识

1)交流接触器的结构交流接触器主要由电磁系统、触头系统和灭弧装置等部分组成。图1.6是CJ10-20型交流接触器的外形及结构图。图1.6CJ10-20型交流接触器

(1)电磁系统。它包括线圈、动铁芯和静铁芯。

(2)触头系统。按照功能的不同，触头可分为主触头和辅助触头两种。主触头用于接通和断开主电路，它有三副动合触头；辅助触头用于闭合和断开控制电路，包括两副动合触头和两副动断触头。在一副触头中，与动铁芯同步动作的称为动触头，两边静止不动的称为静触头。

(3)灭弧装置。灭弧装置主要用来熄灭主触头在断开主电路时所产生的电弧，保护触头不受烧蚀及拉弧产生的短路影响。常采用电动力灭弧、纵缝灭弧、金属栅片灭弧、磁吹灭弧等集中方式灭弧。

2)交流接触器的用途交流接触器是一种利用电磁吸力和反作用弹簧力的配合动作，而使触头闭合和断开，导致交流电流闭合和断开的电器。它适用于远距离频繁操作和自动控制，主要控制对象是电动机。

3.实训内容及步骤

1)拆卸步骤接触器的部件除辅助触头不必拆卸外(如果动触头已熔焊也需拆卸)，其余所有部件均需拆卸。折卸步骤如下：

(1)灭弧罩的拆卸。CJ10-20型交流接触器的灭弧罩为陶瓷制品，易碎，拆卸时两边紧固螺钉要交替均匀地松开，以免单边断裂。

(2)主触头的拆卸。先将压在三片动触头上面的触头压力弹簧片拆下，再拆下动触头。用旋具旋下三对静触头的紧固螺钉，即可拆下静触头。

(3)辅助动合触头的拆卸。拆卸辅助动合触头的静触头时，用旋具旋下两边紧固导线螺钉与压板，再用钳子将静触头拔出。

(4)线圈及铁芯的拆卸。将接触器底部朝上，用旋具将后盖拆下，取出静铁芯、铁芯支架、缓冲弹簧，用钳子将线圈的线端拔出，取下线圈、反力弹簧。

(5)辅助动断触头的拆卸。将接触器翻转，用旋具将动断触头之静触头上的紧固导线螺钉拆下，再用钳子将静触头拔出(注意拔出时要避免动触头错位)。

2)装配步骤检查所有触头、铁芯及线圈等零件，用清洁干布去除油污；触头如有烧蚀应予以修复；应查看铁芯短路环完整情况；用多用表测量线圈支流电阻。检查完好再行装配。装配步骤如下：

(1)铁芯及线圈的装配。先将反力弹簧装进槽内，再将线圈装入动铁芯中，用钳子将线圈出线端插进接线片中，装上缓冲弹簧、铁芯支架及静铁芯，盖上后盖时应检查是否平整，再旋上螺钉紧固。

(2)主触头的装配。将三对主触头之静触头用螺钉紧固时，要嵌进槽内装平，不能错位；再将三片动触头装上，压上触头压力弹簧片，用手按下三副主触头检查，应无阻滞或触头不良情况；然后用旋具旋上接线螺钉。

(3)辅助触头的装配。先将两对辅助动合触头推进槽内(也要平整不能错位)，再旋上接线螺钉。装动断触头之静触头时要用手按下主触头，使辅助触头之动触片往下移位，再用钳子将静触头嵌进槽内，旋上接线螺钉。

(4)灭弧罩的装配。装灭弧罩时要将罩嵌进槽内放平整，然后再均匀地旋上两边的紧固螺钉。

3)测试步骤接触器经拆装后各触头应接触良好、释放迅速，并做到压力适当、动作灵活、无噪声。为此须经测试予以检验。测试步骤如下：

(1)接触器接入测试电路。按图1.7所示的测试图将接触器所有触头及线圈均接入电路，以三只白炽灯作Y形连接后作为负载。

(2)测试过程。闭合QS三相电源开关，EL1及EL3两相灯亮，表示两副辅助动断触头装配合格。按下SB2按钮，接触器线圈通电，三副主触头及两副辅助动合触头均闭合，两副辅助动断触头断开，三只白炽灯同时亮。两副动合触头串联后并接在SB2按钮两端作为接触器自锁回路，表示所有触头均已接入电路。按SB1按钮将接触器断开。

(3)机械性能检验。经多次按下SB2及SB1，使接触器做通断试验，须无噪声，三相白炽灯无闪烁现象，主触头无明显火花溅出，表示机械性能良好。图1.7接触器测试图

4)接触器常见故障检修方法与步骤

(1)接触器不释放或释放缓慢的检修方法与步骤如下：①检查触头是否已熔焊相连，如相连则应更换触头；②铁芯极面如有油污或尘埃粘着，应清理极面；③如反力弹簧损坏无反作用力，应更换反力弹簧。

(2)接触器吸不上或吸力不足的检修方法与步骤如下：①检查电源电压是否过低或与线圈额定电压不符，并根据情况调整电源电压；②检查接触器线圈是否断路或烧毁，如损坏应更换线圈；③检查接触器机械可动部分是否被卡住，如卡住应重新拆装，修理受损零件。

(3)接触器通电后电磁噪声大的检修方法与步骤如下：①铁芯极面生锈或有异物嵌入，应除锈或取出异物；②铁芯短路环断裂，应更换铁芯。1.3.2空气式时间继电器的拆装、测试及检修实训

1.实训目的实训目的如下：

(1)熟悉空气式时间继电器的结构；

(2)掌握空气式时间继电器的拆装与测试；

(3)掌握空气式时间继电器常见故障的检修方法。

2．相关知识

1) JS7-A系列空气式时间继电器的结构

JS7-A系列空气式时间继电器由电磁系统、触头、气室及传动机构等部分组成，图1.8是JS7-A型空气式时间继电器的结构图。图1.8JS7-A型空气式时间继电器

(1)电磁系统。电磁系统包括线圈、衔铁、铁芯、反力弹簧和弹簧片等。

(2)触头。触头由两副瞬时闭合与断开触头及两副延时闭合与断开触头组成。

(3)气室。气室内装有一块薄膜橡胶及活塞，活塞随气室上面的调节螺钉调节空气量的增减而移动，从而调节推杆移动速度，达到触头通断时间的延迟。

(4)传动机构。传动机构由推板、杠杆及宝塔弹簧等组成。

2) JS7-A系列空气式时间继电器的用途时间继电器在接收信号后，它的延时触头能延时动作，主要用在按时间顺序进行控制的电路中。

3.实训内容及步骤

1)拆卸步骤时间继电器的部件除气室及微动开关(瞬时及延时触头)不必拆卸外，其余所有部件均需拆卸。拆卸步骤如下：

(1)气室的拆卸。气室连同杠杆装配在底板上，气室本身是胶木装置密封不必拆卸，但在拆卸继电器时应从底板上松开紧固螺钉取下气室，以免拆卸过程中损坏。

(2)衔铁(动铁芯)的拆卸。取下弹簧，拔出安装在固定衔铁插销上的开口销，拔出插销，取下弹簧片，将衔铁连同推板架取出，注意推板架上有三粒滚珠不要失落。

(3)线圈的拆卸。从底板中拔出固定线圈的钢丝支架，从静铁芯中抽出线圈，将静铁芯从固定架上取出，用旋具将固定铁芯架的螺钉从底板旋下，拆下固定架。

2)装配步骤检查所有零件、铁芯及线圈，用清洁干布去除油污。铁芯短路环应完整无损，用多用表测量线圈直流电阻，检查完好后再行装配(气室未拆卸但也应检查，用旋具调节螺钉时，推杆应也能作快慢调节)。装配步骤如下：

(1)线圈与衔铁的装配。将线圈嵌进固定架静铁芯中，装上钢丝支架固定。将推板架插入固定架中装上衔铁，推板架上三粒滚珠用牛油粘在凹