維修電工中級-第二章2

維修電工(中級)王兆晶主編第二章

電氣設(shè)備的使用與維護

掌握三相異步電動機的維修技術(shù)；熟悉直流電動機的使用與維護技術(shù)；了解測速發(fā)電機的使用與維護技術(shù)；掌握伺服電動機的使用與維護技術(shù)；掌握步進電動機的使用與維護技術(shù)；掌握交磁電機擴大機的使用與維護技術(shù)。第二章電氣設(shè)備的使用與維護目錄第一節(jié)三相異步電動機一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二、三相異步電動機的使用與維護三、三相異步電動機定子繞組的重繞第二節(jié)直流電動機一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、直流電動機的使用與維護第二章電氣設(shè)備的使用與維護第二節(jié)三相異步電動機1.三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（1）定子一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖3-1三相籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)1）籠型轉(zhuǎn)子（2）轉(zhuǎn)子2）繞線轉(zhuǎn)子圖3-2三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（2）轉(zhuǎn)子《電工與電子應(yīng)用技術(shù)(電工學(xué)Ⅱ)》普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材下一頁上一頁章目錄節(jié)首頁工作原理磁鐵實驗結(jié)論介于磁場內(nèi)的銅質(zhì)籠型繞組跟隨磁場而旋轉(zhuǎn)。啟示三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理與上述實驗結(jié)論相似。關(guān)鍵點三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)磁場是如何產(chǎn)生的？實驗舉例銅質(zhì)籠型繞組定子和轉(zhuǎn)子硅鋼沖片三相對稱繞組AX，BY，CZ鼠籠轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)三相異步電動機的工作原理三相交流電定子三相繞組N-S主磁場以n0順時針旋轉(zhuǎn)順時針TM產(chǎn)生條件：n0和n相對運動轉(zhuǎn)差率n0－同步轉(zhuǎn)速n－轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速S=(n0-n)/n0式中：同步轉(zhuǎn)速:n=60f/p《電工與電子應(yīng)用技術(shù)(電工學(xué)Ⅱ)》普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材下一頁上一頁章目錄節(jié)首頁三相交流異步電動機三相異步電動機的轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流。帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用形成電磁轉(zhuǎn)矩T，電磁轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動原理轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)差率三相異步電動機的定子電路和轉(zhuǎn)子電路一、定子電路分析

三相異步電動機的電磁關(guān)系同變壓器類似，定子繞組相當(dāng)于變壓器的原繞組，轉(zhuǎn)子繞組（一般是短接的）相當(dāng)于副繞組。

定子繞組接上三相電源電壓（相電壓為u1）時，則有三相電流通過（相電流為i1），定子三相電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，其磁力線通過定子和轉(zhuǎn)子鐵心而閉合，這磁場不僅在轉(zhuǎn)子每相繞組中要感應(yīng)出電動勢e2，而且在定子每相繞組中也要感應(yīng)出電動勢e1轉(zhuǎn)動原理1、電生磁：三相對稱繞組通往三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。2、磁生電：旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感應(yīng)電動勢和電流。3、電磁力：轉(zhuǎn)子載流（有功分量電流）體在磁場作用下受電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為機械能。U2U1W2V1W1V2n1.線圈跟著磁場轉(zhuǎn)→兩者轉(zhuǎn)動方向一致

結(jié)論：2.線圈比磁場轉(zhuǎn)得慢異步ei實驗表明：

磁場對電流作用力的方向跟電流方向和磁場方向有關(guān)系。SNNSNSIIIFFF磁場對通電線圈的作用NIFFS通電線圈在磁場中會發(fā)生轉(zhuǎn)動NFFS但是當(dāng)線圈的平面與磁場垂直時，就會停止轉(zhuǎn)動……改變電流方向NSFF

如果在線圈靠慣性越過平衡位置的瞬間，立刻改變其中的電流方向……線圈就會繼續(xù)轉(zhuǎn)動下去能夠完成這一任務(wù)的裝置叫做換向器彼此絕緣的兩個半圓環(huán)一對與電源連接的電刷

當(dāng)線圈剛越過平衡位置時,換向器自動改變電流的方向使線圈能持續(xù)地轉(zhuǎn)動下去換向器的作用電動機的工作原理電動機的接觸器直接起?？刂品绞絼赢嬔菔?/p>

第一節(jié)三相異步電動機二、三相異步電動機的使用與維護1.定子繞組的展開圖（1）定子繞組參數(shù)1）極距2）繞組的節(jié)距（跨度）3）每極每相的槽數(shù)4）槽距角5）極相組6）繞組的接線電動機的極相組數(shù)=極數(shù)(2P)×相數(shù)注：Z1-定子槽數(shù)P-磁極對數(shù)y-繞組節(jié)距（線圈兩邊所跨的槽數(shù)）m-電機相數(shù)第一節(jié)三相異步電動機（2）三相繞組的分類1）單層鏈?zhǔn)嚼@組

例1有一臺極數(shù)2p=4、槽數(shù)Z=24三相單層鏈?zhǔn)嚼@組的電機，說明原理及繪出展開圖。圖2-14三相單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖

例2一臺Z=36、2p=4交流電動機，繪制出展開圖。2）單層交叉式繞組圖2-15三相單層交叉式繞組展開圖1）單層鏈?zhǔn)嚼@組

(1)算;極距、每極每相槽數(shù)、槽距角

=24／4=6

=24／(2×2×3)=2

=2×3600／24=30（2）分相;編號1～24見表2-1（3）將屬于U相的2～7，8～13，14～19，21～1連成4個節(jié)距相等線圈。按頭----頭，尾----尾相連構(gòu)成U相繞組。見圖2-14三相單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖相帶U1W2V1U2W1V2槽號1，23,45,67,89,1011,1213,1415,1617,1819,2021,2223,24

(1)算;極距、每極每相槽數(shù)、槽距角

=36／4=9

=36／(2×2×3)=3

=2×3600／36=20（2）分相;編號1～36見表2-2（3）將屬于U相的2～10，3～11，20～28，21～29，19～12連成4個節(jié)距相等線圈。按頭----頭，尾----尾相連構(gòu)成U相繞組。見圖2-15三相單層鏈?zhǔn)嚼@組展開圖相帶U1W2V1U2W1V2槽號1，2，34，5，67，8，910，11，1213，14，1516，17，1819，20，21,22，23，2425，26，2728，29，3031，32，3334，35，361）單層交叉式繞組第一節(jié)三相異步電動機3）單層同心式繞組4）三相雙層疊繞組

例3繪制Z=24、p=1的三相交流電動機展開圖。圖2-16三相單層同心式繞組展開圖圖2-17三相雙層疊繞組展開圖

例4繪制2p=4、Z=36、y=8三相交流電動機的展開圖。圖2-18三相4極圓形接線圖U相的畫法2.繞組圓形接線參考圖第一節(jié)三相異步電動機3.三相異步電動機繞組的故障分析及檢查（1）繞組接地P461）故障原因2）故障檢查圖2-19用拖燈檢查繞組碰殼圖2-20拆開星點圖2-21拆開各相接頭畫法:1)定子圓周分成2P×3=4×3=12段圓弧

2）排列U1、W2、V1、U2、W1、V2極相組編號3）三相繞組首尾端相差1200電角度。4）U1、V1、W1正方向，U2、V2、W2為反方向第一節(jié)三相異步電動機（2）斷路檢查測試棒接至各相繞組兩端，燈泡都應(yīng)發(fā)亮。（3）短路檢查短路偵測器在某處電流突然增大，有短路線圈圖3-11短路偵察器檢查斷路故障（4）反接檢查1）線圈的反接檢查2）電動機的首尾端接錯圖3-12極相組接線正確時指南針的指向圖3-13測量三相繞組首尾端的直流法口訣三相電動機繞組，首尾直流法判斷。萬用表撥毫安擋，直流電源干電池。一相繞組接儀表，另相繞組觸電池。通電瞬間表針轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)正極都是首。若不反轉(zhuǎn)換接線，余相繞組同法判說明三相電動機定子繞組首、尾端的判別是維修電動機時經(jīng)常遇到的問題，通常采用直流法(電池—毫安表法)判別。先用萬用表的歐姆擋找出三個繞組的兩個引出線端頭，然后將任一相繞組引出線頭接到萬用表的毫安擋，再把另一相繞組兩個引出線頭觸及直流電源——電池（3伏左右）兩電極。令其短暫通電，由于電磁感應(yīng)，儀表指針將會瞬間轉(zhuǎn)動。當(dāng)表針反向轉(zhuǎn)動時，則接萬用表正(紅)表筆的U1和觸及電池正極的V1是繞組的同名端，叫首(或尾)端；當(dāng)表針正轉(zhuǎn)而不反轉(zhuǎn)時，應(yīng)將電池(或萬用表)的正負(fù)接線對換一下，就會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，由此再來判斷首和尾。剩余的一相繞組首和尾也用同樣的方法來判別。第一節(jié)三相異步電動機三、三相異步電動機定子繞組的重繞1.查明損壞原因，記錄原始數(shù)據(jù)（1）鐵心長度及槽形尺寸（2）繞組數(shù)據(jù)2.繞組的拆除1）電流加熱法

2）用烘箱、煤球爐、煤氣、乙炔、噴燈等加熱

3）溶劑溶解法

4）冷拆法3.準(zhǔn)備絕緣材料1）按材料的形態(tài)分2）按材料的化學(xué)成分分3）按材料的耐熱高低分第一節(jié)三相異步電動機4.繞制線圈（1）繞制線圈的導(dǎo)電材料(漆包銅線、漆包鋁線）（2）繞線模的簡易計算與制作1）雙層迭繞式繞組線模的計算圖2-25(3-14)繞組線模尺寸

a）雙層迭繞式繞組b）單層同心式或鏈?zhǔn)嚼@組①線模寬度A公式P51頁線模直線部分長度端部長度①線模寬度：

式中K為校正系數(shù)，對2極電動機K取1.4～2.0左右，功率大著取大值，對4、6、8、10極電動機不必校正（取K=0）。②線模直線部分長度：L=鐵芯長度+l式中l(wèi)為放長系數(shù)（毫米），可從下列數(shù)據(jù)中選?。ㄗⅲ汗β蚀笾〈笾担┓砰L系數(shù)L選取見下表：③端部長度：式中M為端部系數(shù)，可從下列數(shù)據(jù)中選取

極數(shù)246810功率較大電動機40～5035～4030～40功率較小電動機25～3525～3025極數(shù)246810端部系數(shù)1.30～1.581.56～1.661.60～1.70注：功率大者可取偏小值，如考慮嵌線方便，可以取偏小值，但以繞組端部不碰端蓋為準(zhǔn)。

第一節(jié)三相異步電動機2）單層同心式或鏈?zhǔn)嚼@組線模的計算①線模寬度②線模直線部分長度③端部圓弧半徑

例5某異步電動機定子鐵心內(nèi)徑110mm，鐵心長105mm，定子槽數(shù)36槽，槽深19.6mm，采取單層交叉式繞組，線圈組中有兩個線圈的節(jié)距1～9，一個線圈的節(jié)距是1～8，試決定線模尺寸。第一節(jié)三相異步電動機3）活絡(luò)繞線模制作方法圖3-15活絡(luò)繞線?？傃b圖（3）線圈的繞制1）導(dǎo)線必須排列整齊2）線圈匝數(shù)必須準(zhǔn)確3）導(dǎo)線直徑必須符合要求4）繞線時，必須保護導(dǎo)線的絕緣不受損壞。5.嵌線與接線第一節(jié)三相異步電動機（1）嵌入第一節(jié)距線圈的下層邊圖3-18嵌線方法a)捏扁線圈邊b）將線圈拉入槽內(nèi)c）吊起線圈另一條邊圖2-8壓線板捏扁將右手移到下層邊與左手配合，盡量將下層直線邊靠轉(zhuǎn)角處捏扁，然后左手不動，右手指邊捏邊向下搓，使下層邊梳理成扁平的刀狀，見圖3-18a(2-29)所示。如扁平度不夠可多搓捏幾次。右手將搓捏扁后的線圈有效邊后端傾斜靠向鐵心端面槽口，左手從定子另一端伸入接住線圈，如圖2-29所示。雙手把有效邊靠左段盡量壓入槽口內(nèi)，然后左手慢慢向左拉動，右手既要防止槽口導(dǎo)線滑出，又要梳理后邊的導(dǎo)線，邊推邊壓，雙手來回扯動，使導(dǎo)線有效邊全部嵌入槽內(nèi)。如果尚有未嵌入的導(dǎo)線有效邊部分，可用劃線片將該部分逐根劃入槽內(nèi)。導(dǎo)線嵌入后，用劃線片將槽內(nèi)導(dǎo)線從槽的一端連續(xù)劃到另一端，一定要劃出頭。圖2-29第一節(jié)三相異步電動機（2）嵌入上層邊圖3-19槽絕緣、層間絕緣及槽楔的構(gòu)成（3）嵌入最后一個節(jié)距線圈圖3-20把繞組端部敲成喇叭口（6）嵌線質(zhì)量檢查外表檢查直流電阻測定耐壓試驗（5）端部接線（4）端部整形及綁扎第一節(jié)三相異步電動機6.浸漆與烘干（1）浸漆與烘干的步驟1）預(yù)烘2）浸漆3）烘干（2）烘干方法1）循環(huán)熱風(fēng)干燥室2）燈泡干燥法3）煤爐（或電爐）干燥法4）電流干燥法(自耦變壓器）圖3-21烘干方法a)循環(huán)熱風(fēng)干操b)用煤爐干燥圖3-22電流干燥法a)各相繞組串聯(lián)加熱b）、c）按先后順序加熱第一節(jié)三相異步電動機7.三相異步電動機性能測試p61（1）繞組冷態(tài)直流電阻的測定1）測試目的2）測試方法（萬用表）（2）絕緣電阻試驗1）測試目的2）測試方法（萬用表）兆歐表3）注意事項①應(yīng)選用與被測電動機電壓相應(yīng)的等級②應(yīng)使絕緣電阻表達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速120r/min③判斷是否受潮，還要作出絕緣吸收試驗。圖3-23絕緣耐壓試驗電路第一節(jié)三相異步電動機（3）絕緣耐壓試驗1）測試目的2）測試方法①繞組對地和繞組間的耐壓試驗②匝間耐壓試驗3）注意事項①進行耐壓試驗時，必須注意安全。②在試驗一相繞組時，其他繞組在電氣上都應(yīng)與接地機殼連接。③試驗開始時的電壓，應(yīng)不超過試驗電壓1/3。④試驗電壓由半值升高到全值的時間，不應(yīng)小于10s。第一節(jié)三相異步電動機（4）空載試驗1）試驗?zāi)康?）空載試驗方法測量空載電流，線圈匝數(shù)正確3）注意事項圖3-24空載試驗接線圖在電動機起動時，應(yīng)將電流表、功率表短接。在試驗繞線轉(zhuǎn)子異步電動機時，應(yīng)將起動變阻器全部短接。對于多速電動機，其空載試驗應(yīng)在各個額定轉(zhuǎn)速下進行。監(jiān)測三相交流電壓是否平衡。第一節(jié)三相異步電動機（5）超速試驗1）測試目的：各零部件剛度、強度。2）測試方法：表2-13持續(xù)時間1（min)分鐘。①各類型電機應(yīng)能承受標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的轉(zhuǎn)速。②超速試驗前，應(yīng)仔細(xì)檢查電機的裝配質(zhì)量。（6）升溫試驗1）測試目的2）測試方法①溫度計法：表明與內(nèi)部溫度相差10度。②電阻法;第二節(jié)直流電動機一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.基本結(jié)構(gòu)圖3-25小型直流電動機結(jié)構(gòu)1）定子2）轉(zhuǎn)子圖3-26小型直流電動機的剖面圖二、直流電動機工作原理

把電刷A、B接到直流電源上，電刷A接正極，電刷B接負(fù)極。此時電樞線圈中將電流流過。

直流電動機是將電能轉(zhuǎn)變成機械能的旋轉(zhuǎn)機械。

在磁場作用下，N極性下導(dǎo)體ab受力方向從右向左，S極下導(dǎo)體cd受力方向從左向右。該電磁力形成逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩大于阻轉(zhuǎn)矩時，電機轉(zhuǎn)子逆時針方向旋轉(zhuǎn)。直流樞繞組基本知識直流電機的電樞繞組簡介元件：構(gòu)成繞組的線圈稱為繞組元件，分單匝和多匝兩種。元件的首末端：每一個元件均引出兩根線與換向片相連，其中一根稱為首端，另一根稱為末端。極距：相鄰兩個主磁極軸線沿電樞表面之間的距離。第一節(jié)距：一個元件的兩個有效邊在電樞表面跨過的距離。第二節(jié)距：連至同一換向片上的兩個元件中第一個元件的下層邊與第二個元件的上層邊間的距離。第二節(jié)直流電動機2.工作原理3.電樞繞組的主要參數(shù)1）繞組原件（圖3-27）2）實槽與虛槽（圖3-28）3）極距4）繞組的第一節(jié)距y15）繞組的第二節(jié)距y26）合成節(jié)距y7）換向節(jié)距yk圖3-27繞組原件圖3-28虛槽結(jié)構(gòu)示意圖圖3-29繞組節(jié)距示意圖a）單疊繞組b）單波繞組單疊繞組：

y=y1-y2單波繞組：

y=y1+y2第一節(jié)三相異步電動機二、三相異步電動機的使用與維護1.定子繞組的展開圖（1）定子繞組參數(shù)1）極距2）繞組的節(jié)距（跨度）3）每極每相的槽數(shù)4）槽距角5）極相組6）繞組的接線電動機的極相組數(shù)=極數(shù)(2P)×相數(shù)注：Z1-定子槽數(shù)P-磁極對數(shù)y-繞組節(jié)距（線圈兩邊所跨的槽數(shù)）圖3-30單疊繞組展開圖第二節(jié)直流電動機4.單疊繞組的展開圖（1）特點（2）計算節(jié)距（3）繪制單疊繞組的展開圖1）畫16根等長的等距的平行實線和虛線

2）1號元件的繪制

3）將1號元件首端連在1號換向片上

4）依次畫出2～16號元件

5）畫磁極（圖3-30）

6）畫電刷及并聯(lián)支路數(shù)（圖3-31）圖3-31單疊繞組并聯(lián)之路第二節(jié)直流電動機5.繪制單波繞組展開圖

例6一臺直流電機，Z=S=K=15，2p=4，u=1接成單波繞組，其特點是y=yK=，負(fù)號為左行繞組。解具體繪制步驟如下：K+1－p（1）計算節(jié)距（2）繪制展開圖1）繪出元件的連接順序第二節(jié)直流電動機3）電刷的位置和并聯(lián)支路數(shù)p752）繪制展開圖p75圖2-43單波繞組展開圖a）展開圖b）元件連接順序圖2-44單波繞組并聯(lián)支路第二節(jié)直流電動機6.直流電動機的勵磁方式圖3-34直流電動機各種勵磁方式接線圖a)他勵電動機b)并勵電動機c)積復(fù)勵電動機d)差勵電動機e)串勵電動機（1）他勵直流電動機（2）并勵直流電動機（3）串勵直流電動機（4）積復(fù)勵直流電動機（5）差復(fù)勵直流電動機第二節(jié)直流電動機二、直流電動機的使用與維護1.電樞繞組的故障與修理（1）電樞繞組的短路與斷路故障1）故障檢查:接換向器兩端。2）故障處理（2）電樞繞組接地1）故障拖燈檢查法2）故障處理圖3-35檢查電樞繞組的短（低）路與斷（高）路故障圖3-36用拖燈檢查（火花、響聲）電樞繞組的接地點圖3-39云母溝的正確刻法圖3-37換向器的結(jié)構(gòu)a）換向片（清理焊錫等雜物）b）換向器（打磨）2.直流電機換向器的修理第二節(jié)直流電動機（1）換向器的作用（把交變電動勢變直流電動勢）（2）直流電機換向器故障與修理1）換向片短路（清理焊錫等雜物）2）電刷位置偏離中性線的處理（毫伏表測電壓，讀數(shù)小中性位置）3）換向器表面處理（