《光伏電子產(chǎn)品設(shè)計與實踐》課件-第5章 三相異步電動機

第5章

三相異步電動機

理論知識點（1）電動機的種類和用途。（2）三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、銘牌與選用。（3）三相異步電動機定子繞組首末端判別。技能點（1）三相異步電動機的安裝及試運行。（2）繞線式三相異步電動機軟啟動器的安裝與試運行。（3）三相異步電動機的拆裝。（4）三相異步電動機定子繞組重繞。（5）三相異步電動機常見故障的維護與檢修。5.1電動機的種類和用途1.電動機的種類

常見分類：直流電動機、交流電動機和控制電機(微型電機)。

直流電動機按勵磁方法不同，可分為他勵、并勵，串勵和復勵四種。

交流電動機可分為三相異步電動機和單相異步電動機。三相異步電動機按轉(zhuǎn)子繞組形式不同，可分為繞線式和鼠籠式兩種。

單相異步電動機可分為電容起動電動機、電容式電動機、罩極式電動機三個類型。

控制電機的種類很多，如伺服電機、測速發(fā)電機、步進電機、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機等。2.電動機的用途

直流電動機：將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能。廣泛應(yīng)用于軋鋼機、高爐卷揚機、電力機車、金屬切削等工作負載變化較大、要求頻繁地起動、改變方向、平滑地調(diào)速的生產(chǎn)機械上。

三相籠型異步電動機：結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、工作可靠、價格低廉、維護方便。但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動性能差。適用于通風機、運輸機、傳送帶及小型機床。

繞線型電動機：起動性能好、可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。但功率大，價格較貴，維護亦較不方便。適用于起重機、卷揚機、鍛壓機及重型機床。

一般應(yīng)用場合應(yīng)盡可能選用鼠籠式電動機。只有在需要調(diào)速、不能采用鼠籠式電動機的場合才選用繞線式電動機。

單相異步電動機：一般為1.1kW以下，廣泛應(yīng)用于日常生活、醫(yī)療器械、工業(yè)各個領(lǐng)域?？刂齐姍C：在自動控制系統(tǒng)中大量使用，具有特殊功能。5.2三相異步電動機的結(jié)構(gòu)、銘牌與選用5.2.1三相異步電動機的結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，還包括機殼和端蓋等。如果是封閉式電動機，則還有起冷卻作用的風扇及保護風扇的端罩。

圖5-1三相異步電動機結(jié)構(gòu)示意圖1.定子由定子鐵心、定子繞組、機座和端蓋等組成。

圖5-2三相異步電動機的定子

圖5-3三相定子繞組的接法2.轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風扇等組成。（1）繞線式轉(zhuǎn)子

圖5-4繞線式轉(zhuǎn)子（2）鼠籠式轉(zhuǎn)子

圖5-5鼠籠式轉(zhuǎn)子5.2.2三相異步電動機的銘牌

表5-1三相異步電動機的銘牌

表5-2電動機的絕緣等級5.2.3三相異步電動機的選用1．功率的選擇（1）對于連續(xù)運行的電動機，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機械的功率。（2）對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機械的功率。2．種類和型式的選擇（1）種類的選擇（2）結(jié)構(gòu)型式的選擇3．電壓的選擇主要依據(jù)電動機運行場所供電網(wǎng)的電壓等級，同時還應(yīng)兼顧電動機的類型和功率。4.轉(zhuǎn)速的選擇額定轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機械的要求選定。5．13

三相異步動機的安裝及試運行

5.3.1三相異步電動機的安裝

1.安裝前的檢查

2.

基礎(chǔ)灌制3.電動機的安裝

4.電動機的校正

⑴

皮帶傳動的校正

⑵

聯(lián)軸器傳動的校正(3)齒輪傳動的校正

圖5-6皮帶傳動的校正方法

圖5-7用鋼皮尺校正聯(lián)軸器

5.3.2電動機的接線與試運行

1.電動機的接線三相異步電動機定子繞組的連接方法有△型連接法和Y型連接法兩種，如圖5-8所示。

圖5-8三相異步電動機的定子繞組的連接方法

2．

電動機的試運行

電動機接上電源進線和接地線后，即可通電試運行。一般先合閘2～3次，每次2～3秒鐘,看電動機能否起動，有無異常叫聲或氣味，如果正常，然后空載運行30分鐘。如無過熱及其他異常，安裝便告結(jié)束。

5.3.3繞線式三相異步電動機軟起動器的安裝與試運行繞線式三相異步電動機常用于要求起動轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機械上，如卷揚機、鍛壓機、起重機及轉(zhuǎn)爐等。優(yōu)點：主要是可以通過集電環(huán)和電刷，在轉(zhuǎn)子回路中串入外加電阻，從而實現(xiàn)平穩(wěn)的起動或改變外加電阻在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速?！败浧饎印狈绞骄哂衅饎与娏餍。饎愚D(zhuǎn)矩大，起動功率因素高，使用壽命長等特點。1.軟起動器的技術(shù)參數(shù)2.軟起動器的安裝與調(diào)整3.試運行、維護及注意事項5.4

三相異步電動機的拆裝

5.4.1三相異步電動機的拆卸工具拆裝電動機時，常用工具有：拉鉤、油盤、活板手、榔頭、螺絲刀、紫銅棒、鋼套筒和毛刷等。圖5-9拆裝電動機的常用工具

5.4.2三相異步電動機的拆卸

拆卸前應(yīng)在電動機接線頭、端蓋等處作好標記和記錄，以便裝配后使電動機能恢復到原狀態(tài)。不正確的拆卸，很可能損壞零件或繞組，甚至擴大故障，增加修理的難度。圖5-10用拉具拆卸皮帶輪

圖5-11用拉具拆卸軸承1.三相異步電動機的拆卸順序(1)切斷電源，拆下電動機與電源的連接線，并將電源連接線線頭作好絕緣處理。(2)脫開帶輪或聯(lián)軸器與負載的聯(lián)接，松開地腳螺栓和接地螺栓。(3)拆卸帶輪或聯(lián)軸器。(4)拆卸風罩風扇。(5)拆卸軸承蓋和端蓋。(6)抽出或吊出轉(zhuǎn)子。2.主要零部件的拆卸方法①聯(lián)軸器或皮帶輪的拆卸②拆卸風罩和風扇③軸承蓋和端蓋的拆卸④拆卸軸承的幾種方法5.4.3三相異步電動機的裝配

修理后的裝配順序，大致與拆卸時相反。裝配時要注意拆卸時的一些標記，盡量按原記號復位。裝配的順序如下：1.滾動軸承的安裝2.后端蓋的安裝3.轉(zhuǎn)子的安裝4.前端蓋的安裝5.安裝風扇和皮帶輪.

5.4.4裝配后的檢驗

1．一般檢查檢查所有緊固件是否擰緊；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活，軸伸端有無徑向偏擺。2．測量絕緣電阻測量電動機定子繞組每相之間的絕緣電阻和繞組對機殼的絕緣電阻，其絕緣電阻值不能小于0.5MΩ。3．測量電流經(jīng)上述檢查合格后，根據(jù)名牌規(guī)定的電流電壓，正確接通電源，安裝好接地線，用鉗形電流表分別測量三相電流，檢查電流是否在規(guī)定電流的范圍（空載電流約為額定電流的1/3）之內(nèi)；三相電流是否平衡。4．通電觀察上述檢查合格后可通電觀察，用轉(zhuǎn)速表測量轉(zhuǎn)速是否均勻并符合規(guī)定要求；檢查機殼是否過熱；軸承有無異常聲音。

5.5三相異步電動機定子繞組首末端判別

1.萬用表測定法

圖5-12

用萬用表區(qū)分繞組首未端的方法

2.干電池判別法具體操作步驟如下：

（1）任選一繞組作為初級，假定其首、尾端。

（2）選一繞組作次級，將萬用表調(diào)至mA檔與此繞組兩端相連。

（3）再將干電池通過開關(guān)S及限流電阻R接初級繞組的首尾端（正極接尾端，負極接首端），當S閉合瞬間，觀察萬用表指針的偏轉(zhuǎn)情況。

（4）萬用表指針正偏時，說明感應(yīng)電流從萬用表正極流入、負極流出。次級繞組的首、尾端如圖5-13所示。若萬用表指針反偏，則其首、尾端與圖中的標示相反。

（5）用同樣方法再判別其他繞組的首、尾端。圖5-13用干電池區(qū)分繞組首未端的方法3.36V低壓交流電判別法

（1）任選一繞組接上36V的交流電壓。

（2）將另外兩繞組和燈泡相串聯(lián)，并觀察燈泡發(fā)亮情況。

（3）若燈泡發(fā)亮，說明總的電動勢不為零，兩串聯(lián)繞組的首、尾端順序相連，如圖5-14(a)示；若燈泡不亮，說明總的電動勢為零，兩串連繞組不是首、尾端連接，如圖5-14(b)示。(4）在檢驗出的繞組首、尾端上做好記號，再用同樣方法檢驗出另一繞組的首、尾端。

圖5-14用36V低壓交流電區(qū)分繞組首未端的方法4.極相組接錯的檢查方法將定子繞組三個首端（頭）連接，三個末端（尾）也相互連接，再將低壓直流電源（一般用蓄電池）通入定子三相繞組，用指南針沿著定子鐵心內(nèi)圓移動。如果指南針經(jīng)過各極相組時方向交替變化，表示接線正確；如經(jīng)過相鄰的極相組時，指針方向不變，表示極相組接錯。如果指針的方向變化不明顯，則應(yīng)提高電源電壓后，重新檢查。5.6三相異步電動機定子繞組重繞

5.6.1三相異步電動機繞組分類1．單層鏈式繞組2．單層交叉鏈式繞組3．雙層菱形繞組4．同心式繞組

圖5-15繞組分類5.6.2三相異步電動機繞組的接線與引線1.繞組的接線

圖5－16

繞組的連接

36槽6極單層鏈式繞組布線接線圖（1）繞線參數(shù)（2）繞組特點與應(yīng)用（3）嵌線方法

圖5-1736槽6極單層鏈式繞組接線圖2.繞組出引線

三相繞組出引線的方法

圖5－18

三相繞組出引線的方法

5.6.3

三相異步電動機定子繞組重繞

1.記錄原始數(shù)據(jù)2.拆除舊繞組3.制作繞線模

圖5－19

繞組的拆除方法

4.繞線

繞線用工具

圖5－20

繞線用工具

5.裁放槽絕緣

圖5－21絕緣的裁放6.下線

下線用工具

圖5－22

下線用工具

定子與線圈的擺放法

圖5－23

定子與線圈的擺放法圖5-24線圈整形

下線方法

圖5－25

下線方法圖5-26劃線方法7.端部整形；8.墊端部相間絕緣

圖5-27封槽口

圖5－28

端部整形

9.焊接端部線頭和引出線

圖5－29

端部接線與絕緣結(jié)構(gòu)

線頭連接

導線連接與絕緣套管

圖5-30焊接線頭需用工具

圖5－31

導線連接與絕緣套管

10.端部綁扎

圖5－32

端部綁扎方法

5.7三相異步電動機的維護與檢修

5.7.1三相異步電動機的日常維護

1.交流異步電動機的起動前檢查（1）新安裝或長期停用的電動機。在使用前應(yīng)檢查電動機的定、轉(zhuǎn)子繞組各相之間和繞組對地的絕緣電阻。（2）檢查軸承是否有潤滑油。（3）檢查電動機和啟動設(shè)備的接線是否正確、設(shè)備的接觸部位是否接觸良好、接地裝置是否完整和良好，電動機銘牌所標的電壓、頻率應(yīng)與電源的電壓、頻率相符合。（4）對繞線轉(zhuǎn)子電動機，應(yīng)檢查集電環(huán)上的電刷和電刷的提升機構(gòu)是否處于正常工作狀態(tài)，電刷壓力為0.015～0.025MPa。

2．日常運行中的維護（1）電動機應(yīng)定期檢查和清掃，外殼不得堆積灰塵，進風口和出風口必須保持暢通無阻。（2）經(jīng)常檢查軸承發(fā)熱，漏油情況，定期更換潤滑油。（3）監(jiān)視電源電壓、頻率的變化和電壓的不平衡度。（4）監(jiān)視電動機的負載電流。（5）注意電動機的振動、噪聲和氣味。（6）電動機在正常運行時的溫升不應(yīng)超過容許的限度，運行時應(yīng)經(jīng)常注意監(jiān)視各部分的溫升情況。5.7.2三相異步電動機的定期維護

1．運行中的巡視2．定期維護三相異步電動機的定期檢修內(nèi)容有：外觀檢查；通電試運轉(zhuǎn)和拆卸裝洗油等。至于定期檢修的周期要根據(jù)電動機的平均每天的運行時間、工作環(huán)境和使用年數(shù)而具體確定，一般每年要檢修一次，如果工作環(huán)境惡劣、使用頻繁，也可半年檢修一次。（1）電動機的外觀檢查（2）通電試運轉(zhuǎn)（3）電動機的洗油5.7.3三相異步電動機的常見故障及修理方法

1.故障檢查方法電動機常見的故障可以歸納為機械故障：如負載過大，軸承損壞，轉(zhuǎn)子掃堂（轉(zhuǎn)子外圓與定子內(nèi)壁磨擦）等；電氣故障：如繞組斷路或短路等。三相異步電動機的故障現(xiàn)象比較復雜，同一故障可能出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，而同一現(xiàn)象又可能由不同的原因引起。在分析故障時要透過現(xiàn)象抓住本質(zhì)，用理論知識和實踐經(jīng)驗相結(jié)合，才能及時準確地查出故障原因。一般的檢查順序是先外部后內(nèi)部、先機械后電氣、先控制部分后機組部分。采用“問、看、聞、摸”的辦法。

2．三相異步電動機常見故障處理方法

步驟如下：（1）用兆歐表分別測繞組相間絕緣電阻、對地絕緣電阻。（2）如果絕緣電阻符合要求，用電橋分別測量三相繞組的直流電阻是否平衡。（3）前兩項符合要求即可通電，用鉗形電流表分別測量三相電流，檢查其三相電流是否平衡而且是否符合規(guī)定要求。常見故障和處理方法如表5-13所示。技能訓練５—１三相異步電動機的拆裝

一、訓練目的１.掌握中、小型三相異步電動機的拆卸方法；２.學會三相異步電動機的安裝方法。二、工具器材

拉鉤、油盤、活扳手、榔頭、螺絲刀、紫銅棒、鋼套筒、毛刷、萬用表、兆歐表、電流表、電壓表。

三相異步電動機的拆裝三、訓練步驟及內(nèi)容1．按三相異步電動機的拆卸順序拆卸中、小型三相異步電動機。2．給電動機轉(zhuǎn)子軸承洗油，給滾動軸承上潤滑脂。3．按三相異步電動機裝配順序進行裝配。4．三相異步電動機裝配后進行檢驗：（1）機械性檢查。（2）測量絕緣電阻R，并把測量數(shù)據(jù)填入表5-14中。（3）測量電動機的空載電流I0；測量各相的線電流IA、IB、IC，并把測量數(shù)據(jù)填入表5-14中。（4）通電觀察電動機的運轉(zhuǎn)情況。（5）詳細記錄上述檢查的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。

技能訓練５—２

三相異步電動機運行監(jiān)視

一、訓練目的１．

學會電動機運行中的監(jiān)視內(nèi)容；２．

掌握電動機運行中的監(jiān)視方法。二、工具器材溫度計，鉗形電流表、長柄螺絲刀、萬用表。三、訓練步驟與內(nèi)容１．觀查電動機的溫度。用手觸及外殼，看電動機是否燙手過熱，如發(fā)現(xiàn)過熱，可用水在電機外殼上滴幾滴，如水急劇汽化說明電動機顯著過熱，也可用溫度計測量。如發(fā)現(xiàn)電動機溫度過高，要立即停止運行。

三相異步電動機運行監(jiān)視２．用鉗形表測量電動機的電流，對較大的電動機還要經(jīng)常觀察運行中電流是否三相平衡或超過允許值。如果三相嚴重不平衡或超過電動機的額定電流，應(yīng)立即停機檢修，分析原因，如是負載引起應(yīng)通知有關(guān)人員處理，若是電動機本身原因引起的應(yīng)及時處理。３．觀察運行中的電動機電壓是否正常。電動機電源電壓過高、過低或嚴重不平衡，都應(yīng)停機檢查原因。４．注意電動機有無振動，響聲是否正常，電動機是否有焦味，如有異常也應(yīng)停機檢修。