三相異步電動機

當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時,，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場,。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的,，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）,。由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下,，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流,。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn),。
　　通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為：當(dāng)電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后,，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路）,，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力,，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn),，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同,。
　　三相異步電動機的故障分析和處理方法
　　三相異步電動機的故障分析和處理方法
　　繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱,、受侵蝕,、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害,電機過載,、欠電壓,、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地,、短路、開路,、接線錯誤?，F(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法,。
　　一,、繞組接地
　　指繞組與貼心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。
　　1,、故障現(xiàn)象
　　機殼帶電,、控制線路失控,、繞組短路發(fā)熱,致使電動機無法正常運行。
　　2,、產(chǎn)生原因
　　繞組受潮使絕緣電阻下降,；電動機長期過載運行；有害氣體腐蝕,；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣,；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機座,；定,、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰,；過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿,。
　　3.檢查方法
　　(1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點,。
　　(2)萬用表檢查法,。用萬用表低阻檔檢查,讀數(shù)很小,則為接地。
　　(3)兆歐表法,。根據(jù)不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數(shù)為零,則表示該項繞組接地,但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據(jù)經(jīng)驗判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時,可認(rèn)為其具有一定的電阻值,。
　　(4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點,。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸?。若燈不?但測試棒接地時也出現(xiàn)火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮?xí)r,說明電流時通時斷,則該處就是接地點,。
　　(5)電流穿燒法,。用一臺調(diào)壓變壓器,接上電源后,接地點很快發(fā)熱,絕緣物冒煙處即為接地點。應(yīng)特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘,；大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點剛冒煙時立即斷電,。
　　(6)分組淘汰法。對于接地點在鐵芯心里面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起,。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最后找出接地點,。
　　此外,還有高壓試驗法、磁針探索法,、工頻振動法等,此處不一一介紹,。
　　4.處理方法
　　(1)繞組受潮引起接地的應(yīng)先進行烘干,當(dāng)冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆后再烘干。
　　(2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理,涂漆,再烘干,。
　　(3)繞組接地點在槽內(nèi)時,應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件,。
　　最后應(yīng)用不同的兆歐表進行測量,滿足技術(shù)要求即可。
　　二,、繞組短路
　　由于電動機電流過大,、電源電壓變動過大,、單相運行、機械碰傷,、制造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路,、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路,。
　　1.故障現(xiàn)象
　　離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇,嚴(yán)重時電動機不能啟動,而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流,導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀,。
　　2.產(chǎn)生原因
　　電動機長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞,；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿,；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞；端部連接線絕緣損壞,；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿,；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機內(nèi)部和油污過多,。
　　3.檢查方法
　　(1)外部觀察法,。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱后留下深褐色,并有臭味,。
　　(2)探溫檢查法,。空載運行20分鐘(發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度,。
　　(3)通電實驗法,。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。
　　(4)電橋檢查,。測量個繞組直流電阻,一般相差不應(yīng)超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障,。
　　(5)短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會產(chǎn)生振動,。
　　(6)萬用表或兆歐表法,。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀數(shù)極小或為零,說明該二相繞組相間有短路。
　　(7)電壓降法,。把三繞組串聯(lián)后通入低壓安全交流電,測得讀數(shù)小的一組有短路故障,。
　　(8)電流法。電機空載運行,先測量三相電流,在調(diào)換兩相測量并對比,若不隨電源調(diào)換而改變,較大電流的一相繞組有短路,。
　　4.短路處理方法
　　(1)短路點在端部,。可用絕緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干,。
　　(2)短路在線槽內(nèi)。將其軟化后,找出短路點修復(fù),重新放入線槽后,再上漆烘干,。
　　(3)對短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時切斷全部短路線,將導(dǎo)通部分連接,形成閉合回路,供應(yīng)急使用,。
　　(4)繞組短路點匝數(shù)超過1/12時,要全部拆除重繞,。
　　三、繞組短路
　　由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑,焊接后又未清除干凈,就可能造成壺焊或松脫,；受機械應(yīng)力或碰撞時線圈短路,、短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀,在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時,另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線,、匝間短路,、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路,、轉(zhuǎn)子斷籠,。
　　1.故障現(xiàn)象
　　電動機不能啟動,三相電流不平衡,有異常噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。
　　2.產(chǎn)生原因
　　(1)在檢修和維護保養(yǎng)時碰斷或制造質(zhì)量問題,。
　　(2)繞組各元件,、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運行過熱脫焊。
　　(3)受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷,。
　　(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?BR>　　3.檢查方法
　　(1)觀察法,。斷點大多數(shù)發(fā)生在繞組端部,看有無碰折、接頭出有無脫焊,。
　　(2)萬用表法,。利用電阻檔,對“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點上,另一根依次接在三相繞組的首端,無窮大的一相為斷點；“△”型接法的短開連接后,分別測每組繞組,無窮大的則為斷路點,。
　　(3)試燈法,。方法同前,等不亮的一相為斷路。
　　(4)兆歐表法,。阻值趨向無窮大(即不為零值)的一相為斷路點,。
　　(5)電流表法。電機在運行時,用電流表測三相電流,若三相電流不平衡,、又無短路現(xiàn)象,則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障,。
　　(6)電橋法。當(dāng)電機某一相電阻比其他兩相電阻大時,說明該相繞組有部分?jǐn)嗦饭收希?BR>　　(7)電流平衡法,。對于“Y”型接法的,可將三相繞組并聯(lián)后,通入低電壓大電流的交流電,如果三相繞組中的電流相差大于10%時,電流小的一端為斷路,；對于“△”型接法的,先將定子繞組的一個接點拆開,再逐相通入低壓大電流,其中電流小的一相為斷路。
　　(8)斷籠偵察器檢查法,。檢查時,如果轉(zhuǎn)子斷籠,則毫伏表的讀數(shù)應(yīng)減小,。
　　4.斷路處理方法
　　(1)斷路在端部時,連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。
　　(2)繞組由于匝間,、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組,。
　　(3)對斷路點在槽內(nèi)的,屬少量斷點的做應(yīng)急處理,采用分組淘汰法找出斷點,并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。
　　(4)對籠形轉(zhuǎn)子斷籠的可采用焊接法,、冷接法或換條法修復(fù),。
　　四,、繞組接錯
　　繞組接錯造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡,、噪聲大等癥狀,嚴(yán)重時若不及時處理會燒壞繞組,。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯；極(相)組接反,；某相繞組接反,； 多路并聯(lián)繞組支路接錯；“△”,、“Y”接法錯誤,。
　　1、故障現(xiàn)象
　　電動機不能啟動,、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲,、燒斷保險絲等現(xiàn)象。
　　2,、產(chǎn)生原因
　　誤將“△”型接成“Y”型,；維修保養(yǎng)時三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動是抽頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯誤,；新電機在下線時,繞組連接錯誤,；舊電機出頭判斷不對。
　　3.檢修方法
　　(1)滾珠法,。 如滾珠沿定子內(nèi)圓周表面旋轉(zhuǎn)滾動,說明正確,否則繞組有接錯現(xiàn)象,。
　　(2)指南針法。如果繞組沒有接錯,則在一相繞組中,指南針經(jīng)過相鄰的極(相)組時,所指的極性應(yīng)相反,在三相繞組中相鄰的不同相的極(相)組也相反,；如極性方向不變時,說明有一極(相)組反接,；若指向不定,則相組內(nèi)有反接的線圈。
　　(3)萬用表電壓法,。按接線圖,如果兩次測量電壓表均無指示,或一次有讀數(shù),、一次沒有讀數(shù),說明繞組有接反處。
　　(4)常見的還有干電池法,、毫安表剩磁法,、電動機轉(zhuǎn)向法等。
　　4.處理方法
　　(1)一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應(yīng)進廠返修,。
　　(2)引出線錯誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接,。
　　(3)減壓啟動接錯的應(yīng)對照接線圖或原理圖,認(rèn)真校對重新接線。
　　(4)新電機下線或重接新繞組后接線錯誤的,應(yīng)送廠返修,。
　　(5)定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據(jù)這個特點查找故障并進行維修,。
　　(6)把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應(yīng)及時更正。　　

　?。ㄒ唬┒ㄗ樱o止部分）
　　1,、定子鐵心
　　作用：電機磁路的一部分,，并在其上放置定子繞組,。
　　構(gòu)造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽,，用以嵌放定子繞組。
　　定子鐵心槽型有以下幾種：
　　半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高,，但繞組嵌線和絕緣都較困難,。一般用于小型低壓電機中。
　　半開口型槽：可嵌放成型繞組,，一般用于大型,、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi),。
　　開口型槽：用以嵌放成型繞組,，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中,。
　　2,、定子繞組
　　作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電,，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,。
　　構(gòu)造：由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成,，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi),。
　　定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。
　?。?）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣,。
　　（2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣,。
　?。?）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。
　　電動機接線盒內(nèi)的接線：
　　電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板,，三相繞組的六個線頭排成上下兩排,，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）,、3（W1）,，下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2）,，.將三相繞組接成星形接法或三角形接法,。凡制造和維修時均應(yīng)按這個序號排列。
　　3,、機座
　　作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子,，并起防護、散熱等作用,。
　　構(gòu)造：機座通常為鑄鐵件,，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件,。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流,，以利于散熱,。
　　（二）轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）
　　1,、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心：
　　作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組,。
　　構(gòu)造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制,、疊壓而成,，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組,。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心,。一般小型異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大,、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上,。
　　2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組
　　作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流,，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn),。
　　構(gòu)造：分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。
　?。?）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成,。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠,，故稱籠型繞組,。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成,。
　?。?）繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似,，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形,，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上,，再通過電刷與外電路聯(lián)接。
　　特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,，故繞線式電動機的應(yīng)用不如鼠籠式電動機廣泛,。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起,、制動性能及調(diào)速性能,，故在要求一定范圍內(nèi)進行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車,、電梯、空氣壓縮機等上面采用,。
　?。ㄈ┤喈惒诫妱訖C的其它附件
　　1、端蓋：支撐作用,。
　　2,、軸承：連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。
　　3,、軸承端蓋：保護軸承,。
　　4、風(fēng)扇：冷卻電動機,。