以应用为导向培养学生实践能力

易定秋 赵小林

摘要：以三相异步电机为例，掌握电机、交流接触器的工作原理，熟悉线圈，常开，常闭辅助触点的作用，掌握电机正反转接线图。

关键词：三相异步电机;交流接触器;正反转接线图

没有课程改革前，在讲授《机电传动控制》这门课时，讲解电机和交流接触器的内容时，理论课程和实践课分开讲述，学生听起来很抽象，教学效果一般，课程改革后，将实践性很强的理论课和实践课融合在一起，将电机和交流接触器等机电产品搬到实验讲台，一边讲解理论知识一边实践，将实践和理论有机结合起来，老师和学生一起拆装电机和接触器，懂理论会操作，培养了学生的动手实践能力。

一、电机基础知识

电机的主要部件，它主要由定子和转子两大部分组成：定子三相绕组的接线。三相电动机定子绕组的六个出线端点接到电动机的接线盒中，以便和电源相连。接线盒中端点的接线布置如图1所示。其中图（a）是三相定子绕组接成星形，图（b）是三相定子绕组接成三角形。

三相电动机的定子绕组接成星形还是接成三角形，应根据电动机要求的额定电压（工作电压或相电压）和电源电压来确定，目前电动机的铭牌上给出了两种情况：

（1）额定电压380V，Δ形接法，表示这种电动机定子绕组要求的额定电压是380V，该电动机的三相定子绕组只能接成三角形，接法如图3-4（b）所示。

（2）额定电压380/220V，Y/Δ形接法，表示这种电动机定子绕组要求的额定电压（工作电压）是220V，当电源的线电压是220V时，三相定子绕组接成Δ形，当电源的线电压是380V时，三相定子绕组接成Y形。

拆装方法：

（一）拆装前的准备工作

（1）了解被拆装电机的铭牌数据、使用情况、接线原理和现状，做好必要的现场记录。

（2）准备好必要的拆装工具：各种扳手类、旋具类、拉出器、锒头、锉和毛刷等。

（3）必要的检测仪表：多用表、摇表、单相和三相调压器。

（二）交流电机的拆装顺序

（1）松开风叶罩固定镙钉，拆下风叶罩和风叶。

（2）在电机两端的端盖与机座处做必要的标记，以便装配时能恢复到出厂时的现状。

（3）拆下电机轴伸端的轴承盖（风叶端的轴承盖保留不动）。

（4）用内六角扳手依次逆时针方向旋松端盖与机座的紧固镙钉。

（5）用锒头垫木板（或铜棒）从电机轴伸端轻轻敲打转轴，使轴伸端的轴承脱离轴承座、风叶端的端盖脱离机座止口。

（6）操作中必须注意：转子不能与定子线圈相擦破坏绝缘漆，造成定子线圈短路。

（7）对转子铁心、转轴和轴承进行必要的清理，观察、分析定子线圈的接线规律，对照实物画出电机定子绕组的接线图。

（8）用摇表分别测量三相绕组对机座的绝缘电阻值大于等于3兆欧。

（9）按拆开电机的相反工作顺序进行电机装配，电机装配完成后，再用摇表测三相绕组对机壳的电阻值是否符合要求。

（10）对完成拆装后的电机进行通电试验。若电机能运行正常，无噪音、温升正常，拆装工作圆满结束。若电机通电后不能正常起动，或虽能起动、但电磁噪音大、温升快，则必须分析原因，排除故障，经指导老师验收合格后，才能结束拆装工作。

（11）本方法以三相交流电动机为依据，对单相电机、直流电机、同步电机的拆装顺序，可参照进行。

二、交流接触器工作原理

交流接触器工作时，它的线圈通电产生电磁力，电路中三个主触点被吸下，电路通电，各种辅助触点按要求接通电源。

接触器在机床电器原理图中常按各部件作用分别画到各条控制支路中，接触器各部件图形符号如图3所示。

（一）拆装前的准备工作

（1）了解交流接触器的内部结构结构和工作原理，掌握交流接触器拆、装方法和故障检修，熟悉交流接触器的校验和调整过程。

（2）各种量具和工具器材准备：螺钉旋具、尖嘴钳、剥线钳等;交流电压表（500V）、交流电流表（5A），MF500型多用表、调压器、摇表和CJ1030型接触器等。

（二）交流接触器拆装顺序（以CJ30型交流接触器为例）

（1）松开灭弧罩紧固螺钉，取下灭弧罩。

（2）拉紧主触头定位弹簧夹，将主触头侧转45°，取下主触头及主触头压力弹簧片。

（3）松开辅助常开静触头接线螺钉，取出常开静触头。

（4）松开接触器底部盖板螺钉，慢慢放松盖板后依次取出：靜止铁心及缓冲绝缘纸片、静止铁心支架和缓冲弹簧。

（5）拉出线圈接线端的弹簧夹片，取出线圈。

（6）取出反作用弹簧、衔铁和支架。

（7）从支架上取出动铁心定位销、动铁心和缓冲绝缘纸片。

（8）装配：按拆卸的逆顺序进装配。

（9）自检：用多用表欧姆档检查接触器线圈及各静合触头是否接触良好;用摇表测量各触头间及主触头对地电阻是否满足要求;用手压按主触头检查运动部分是否灵活。

（三）交流接触器通电试验和调校

1.测触点电阻

用万能表的电阻档，测量常闭触点与动点电阻，其阻值应为0;而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点，那个是常开触点。

2.测线圈电阻

可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在着开路现象。

经自检合格后的交流触器，可进行如下的通电试验和触头接触压力调校，其目的是为了测取线圈的实际吸合电压值和释放电压值。试验线路如图4所示。

（1）按图示电路接线。

（2）选择好电流表、电压表量程，单相调压输出置于零位。

（3）同时合上QS1和QS2，缓慢增加调压器的输出电压，直到接触器铁心吸合为止（听到继电器吸合声时），记录此时的电压值即为接触器的吸合电压值，該电压应小于或等于线圈额定电压的85%UN。且采用电流钳形表检测电流，记下该吸合电流。为求准确，可以试多几次而求平均值。

（4）保持接触器的吸合电压值，分合开关QS2，做两次以上冲击合闸试验，以校验铁心吸合动作的可靠性。

（5）缓慢减少调压器的输出电压，直到接触器铁心分离为止（当听到继电器再次发生释放声音时），记录此时的电压值即为接触器的释放电压值，该电压应大于线圈额定电压的50%UN;且采用电流钳形表检测电流，记下该释放电流。如果释放电压太小（小于1/10的吸合电压），则不能正常使用了，这样会对电路的稳定性造成威胁，工作不可靠。

（6）将调压的输出电压调至接触器线圈的额定电压，观察铁心有无振动和噪音，并从EL指示灯的明暗判断主触头的接触好坏情况。

（7）触头压力的测量与调整。用纸条凭经验判断各触头的接触压力是否合适，取一厚约0.1mm比触头稍宽的纸条夹在闭合的待测触头间，然后用手拉动纸条，若触头压力合适，稍用力纸条即可拉出;若纸条很容易被拉出，说明触头压不够;若纸条被拉断，说明触头压力太大。适当调整触头弹簧或更换弹簧，直至符合压力要求。

学生通过拆装电机和交流接触器，学会实际操作，2个同学一组在一天时间内完成：设计一电气连锁保护的线路，以防止正向按钮与反向按钮同时按下使得两个接触器同时接通，导致短路事故，实现电机正反转控制。通过拆装实习，要达到以下目的。

理论

实践

电机拆装

基本内容

1.电机内部结构及工作原理。

2.定子绕组嵌线理论。

1.电机绕组拆卸、绕组绕制及电机装配过程。

2.电机绕组端子确定、绝缘电阻测试、空载运行电流测试等方法。电机绕组头、尾端子的确定。

3.万用表、摇表、钳形电流表的使用。

基本要求

掌握电机的基本结构及嵌线理论

1.独立完成各部件的拆装，掌握它们相互间的装配关系及调整方法。

2.能正确绘制电机绕组。

3.掌握电机正确的装配过程。并能在规定时间内完成会用仪表对电机的绕组端子进行判别、会测试绕组电阻、绝缘电阻、空载电流等参数。

提高要求

电机常见故障检测方法

1.掌握新工艺的使用。

2.掌握故障测试方法。

三、总结

通过理论与实践同时讲授，拆装电机和交流接触器，培养了学生的实践能力，学生掌握了：电机的工作原理;电机的正反转原理;电机的三角形接法和星形接法;掌握了交流接触的作用如欠压保护，失压保护，缺相（只能保护二相）等，学会电机启停和正反转接线;教学效果很好。

参考文献：

[1]邓星钟.机电传动控制（第四版）[M].武汉：华中科技大学出版社，2007.

[2]廖兆荣.机床电气自动控制[M].北京：化学工业出版社，2003.

作者简介：易定秋（1966），湖南新宁人，研究员级高级工程师，研究方向：从事机电一体化教学与科研。