電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告電機(jī)繞組的設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)學(xué)院（系）年級專業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 日期電機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn)任務(wù)書學(xué)院：自動(dòng)化工程學(xué)院學(xué)生 姓名專業(yè)班級實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：1、復(fù)習(xí)電動(dòng)機(jī)的基本知識，掌握電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，理解電動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)行原 理；2、掌握異步電動(dòng)機(jī)定子線圈的繞線方法；包括鏈?zhǔn)健⑼氖?、交叉式?、認(rèn)識各種嵌線工具；4、掌握線模的制作方法；5、重點(diǎn)掌握電動(dòng)機(jī)定子繞組的線圈嵌放以及連接；6、學(xué)會檢查所繞制的定子繞組是否合格。實(shí)訓(xùn)進(jìn)程：第1, 2天：復(fù)習(xí)電動(dòng)機(jī)基本常識，學(xué)習(xí)電動(dòng)機(jī)定子繞組的繞線方法;第3天：認(rèn)識和熟練使用各種嵌線工具，以及制作合適的線模；第4, 5天：將定子繞組繞成鏈?zhǔn)?，并檢查是否合格；第6,

2、 7天：將定子繞組繞成同心式；并檢查是否合格；第8, 9天：將定子繞組繞成交叉式；并檢查是否合格；第10天： 總結(jié)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告。指導(dǎo)教師:電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告電機(jī)繞組的設(shè)計(jì)與實(shí)訓(xùn) I一實(shí)訓(xùn)目的1二異步電機(jī)的基礎(chǔ)理論22.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)22.2 三相交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生 62.3 交流繞組的基本知識 7三電機(jī)繞組的嵌線103.1 繞線工具103.2 絕緣材料與制作槽楔133.3 鏈?zhǔn)嚼@組嵌線143.4 同心式繞組嵌線153.5 交叉式繞組嵌線16四實(shí)訓(xùn)總結(jié)及心得體會17iii電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告一實(shí)訓(xùn)目的1 .加深理解三相電動(dòng)機(jī)的工作原理2 .熟悉電動(dòng)機(jī)的嵌線工藝、裝配流程1電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告二異

3、步電機(jī)的基礎(chǔ)理論2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相 同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有 一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件，如下圖 示：封閉式三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖1軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4一接線盒；5一吊環(huán)；6一定子鐵心；7 轉(zhuǎn)子；8一定子繞組；9一機(jī)座；10后端蓋；11 一風(fēng)罩；12風(fēng)扇2.1.1 定子部分定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。三相電動(dòng)機(jī)的定子一般由外殼、定子鐵 心、定子繞組等部分組成。1 .外殼三相電動(dòng)機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。機(jī)座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型

4、，它的作用是保護(hù)和固定三相電動(dòng)機(jī)的定 子繞組。中、小型三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)座還有兩個(gè)端蓋支承著轉(zhuǎn)子，它是三相 電動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通常，機(jī)座的外表要求散熱性能好，所 以一般都鑄有散熱片。端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中 心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子 不能軸向移動(dòng)，另外起存放潤滑油和保護(hù)軸承的作用。接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，具作用是保護(hù)和固定繞組的引出線端子 吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機(jī)座的上端，用來起吊、搬抬三相 電動(dòng)機(jī)。2 .定子鐵心異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由0.35me 0

5、.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖所示。由于硅鋼片較薄而且片與 片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。(a)定子鐵心(b)定子沖片定子鐵心及沖片示意圖3 .定子繞組定子繞組是三相電動(dòng)機(jī)的電路部分，三相電動(dòng)機(jī)有三相繞組，通入三相 對稱電流時(shí)，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成， 且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。每個(gè)繞組即為一相，每個(gè)繞組在空間 相差120。電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動(dòng)機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動(dòng)機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕 緣扁銅線或扁鋁線繞制后

6、，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞 組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為 Ui, Vi, W ,末端分別標(biāo)為也，V2, V2 o這六個(gè)出線端在接線盒里的排列如下圖所示，可以接成星 形或三角形。(b)(a)星形連接定子繞組的連接(b)三角形連接2.1.2 轉(zhuǎn)子部分1 . 轉(zhuǎn)子鐵心是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同， 一方面作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。2 .轉(zhuǎn)子繞組異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與籠形異步電動(dòng)機(jī)。繞線形繞組與定子繞組一樣也是一個(gè)三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接 到轉(zhuǎn)軸上的三

7、個(gè)與轉(zhuǎn)軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這 就有可能在轉(zhuǎn)子電路中用接電阻或電動(dòng)勢以改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，見圖1一集電環(huán)；2電刷；3變阻器圖繞線形轉(zhuǎn)子與外加變阻器的連接籠形繞組在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條， 在銅條兩端各用一個(gè)銅環(huán)（稱 為端環(huán)）把導(dǎo)條連接起來，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖（a）所示。也可用鑄鋁的 方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子， 如圖（b）所示。100kW以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。（b）鑄鋁轉(zhuǎn)子（a）銅排轉(zhuǎn)子籠形轉(zhuǎn)子繞組3 .其他部分其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝 有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷

8、卻電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī) 的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為 0.2mm- 1.5mm氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波 磁場增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差。2.2 三相交流電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生三相異步電動(dòng)機(jī)要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。我們知道，但相電源相與 相之間的電壓在相位上是相差 120度的，三相異步電動(dòng)機(jī)定子中的三個(gè)繞 組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)， 定子繞組就會產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，其產(chǎn)生的過程如圖1所示。圖中分四個(gè)時(shí)刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)

9、生過程。電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間 旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn) 速為：n=60f/P式中f為電源頻率、P是磁場的磁極對數(shù)、n的單位是：每 分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式我們知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率 有關(guān)，為此，控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)對交流電動(dòng)機(jī)的無 級變速控制。觀察圖1還可發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。 相序A、B、C順時(shí)針排列，磁場順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任 意兩根對調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中, 則相序變

10、為：G B、A,則磁場必然逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可 很方便地改變?nèi)嚯妱?dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn) 速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n0因?yàn)榧僭O(shè)n=n1,則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒 有相對運(yùn)動(dòng)，就不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 速n1必然小于n。為此我們稱三相電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)2.3 交流繞組的基本知識2.3.1 交流繞組的基本概念繞組：按一定規(guī)律排列和連接的線圈的總稱。

11、2.3.2 交流繞組的一些基本術(shù)語1 .機(jī)械角度與電角度機(jī)械角度一一一圓周360度；電角度一一一對磁極占有的空間角度是 360度電角度關(guān)系： 電角度=p *機(jī)械角度（p為極對數(shù)）2 .極距T沿定子內(nèi)圓每個(gè)磁極所占有的距離飛=Z / 2p（定子槽數(shù)）3 .線圈與節(jié)距y1線圈：由一匝或多匝導(dǎo)線串聯(lián)而成，有兩個(gè)引出線，一個(gè)稱為首端， 一個(gè)稱為末端。節(jié)距y1：線圈兩個(gè)有效邊沿定子內(nèi)圓的距離整距（y1 = D、短距（y1 <乃、長距7 （y1 > D4 .槽距角：相鄰兩槽之間的電角度：=p*360 / Z5 .每極每相槽數(shù)q每相繞組在每一磁極下所占有的槽數(shù) q = Z / 2pm （整數(shù)槽和

12、分?jǐn)?shù)槽）6 .相帶和極相組（線圈組）相帶：每一極下，每相繞組所占有的電角度（qa）60度分相法極相組：每一極下屬于同一相的q個(gè)線圈相串聯(lián)。7 .槽電勢星形圖:假設(shè)氣隙磁密在圓周上按正弦規(guī)律分布，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一一定子各槽內(nèi)導(dǎo) 體的感應(yīng)電勢也將隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化。當(dāng)把電樞上各槽內(nèi)導(dǎo)體按正弦 規(guī)律變化的電勢分別用矢量表示時(shí)，這些矢量構(gòu)成一個(gè)輻射星形圖。各槽 內(nèi)導(dǎo)體感應(yīng)電勢在時(shí)間相位上互差 a電角度。例如：2P= 4, Z= 24的槽電勢星形圖為：一般說，當(dāng)P和Z有最大公約數(shù)t時(shí), 則有t個(gè)重合的槽電勢星形圖。2.3.3 構(gòu)成原則1 .要求磁勢和電勢的波形為正弦波形；2 .要求磁勢和電勢三相對稱，三相電

13、壓對稱；3 .電力系統(tǒng)都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)頻率，我國規(guī)定工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。在一定的導(dǎo)體數(shù)下，獲得較大的基波電勢和基波磁勢。2.3.4 定子繞組分類：1 .按相數(shù)：單相和三相；2 .按槽內(nèi)層數(shù)：單層、雙層3 .按繞組端接部分的形狀：單層有同心式、交叉式、鏈?zhǔn)剑浑p層有迭繞組、波繞組9電機(jī)實(shí)訓(xùn)報(bào)告17三電機(jī)繞組的嵌線3.1 繞線工具3.1.1 清槽片1 .作用清槽片是清除電機(jī)定子鐵心槽內(nèi)殘存絕緣物，銹斑等雜物的專用工具。2 .形狀清槽片可利用斷鋼鋸條在砂輪上磨成尖頭或鉤狀，尾部用塑料帶包扎作成 手柄，其形狀如圖3-1所示。3 .1.2 戈U線片（板）1 .作用劃線片是嵌放線圈時(shí)將導(dǎo)線劃進(jìn)鐵芯線槽內(nèi)，

14、以及理順已嵌入槽里的導(dǎo)線的專用工具。2 .形狀劃線片可利用層壓樹脂板或西餐刀用砂輪磨削制作，最好用鋸床鋒鋼鋸 條制成，其形狀如圖3-2所示，尺寸一般長約150200mm寬約1015mm 厚約3mm頭端略尖形，一側(cè)稍薄些，整體表面光滑，以免操作時(shí)損傷導(dǎo)線 的絕緣。3-1清槽片3-2劃線片3 .1.3 壓線塊（鐵）1 .作用壓線塊是把已嵌入線槽的導(dǎo)線壓緊并使其平整的專用工具。2 .形狀用不銹鋼或黃銅材料制成，裝上手柄，便于操作。形狀如圖3-3所示,尺寸取決于線槽的寬度，配備幾種不同規(guī)格，依線槽寬度供選擇使用。3 .1.4 壓線條1 .作用壓線條又稱捅條，是小型電機(jī)嵌線時(shí)必須使用的工具。壓線條捅入槽

15、口有兩個(gè)作用：其一是利用楔形平面將槽內(nèi)的部分導(dǎo)線壓實(shí) 或?qū)⒉蹆?nèi)所有導(dǎo)線壓實(shí)，壓部分導(dǎo)線是為了方便繼續(xù)嵌線，而壓所有導(dǎo)線 是為了便于插入槽楔，封鎖槽口；其二是配合劃線片對槽口絕緣進(jìn)行折合、 封口。最好根據(jù)槽形的大小制成不同尺寸的多件，壓線條整體要光滑，底 部要平整，以免操作時(shí)損傷導(dǎo)線的絕緣和槽絕緣。2 .形狀一般用不銹鋼棒或不銹鋼焊條制成，橫截面為半圓形，并將頭部鋰成楔 狀，便于插入槽口中，見圖3-4所示。3.1.5圖3-4 壓線條1 .作用刮線刀是用來刮去導(dǎo)線接頭上絕緣層的專用 工具。2 .形狀刮線刀的刀片可利用一般卷筆刀上的刀片，圖3-5 刮線刀每個(gè)刀片用螺釘緊固，或用強(qiáng)力膠粘牢。其形狀如圖

16、3-5所示。3.1.6 裁紙刀1 .作用J裁紙刀是用來推裁高出槽面的槽絕緣紙的專用工具。圖3-6 裁紙刀2 .形狀一般用斷鋼鋸條在砂輪上磨成，其形狀如圖3-6所示。圖3-7中型活絡(luò)式繞線模3.1.7 繞線模1 .作用繞線模是用來繞制電機(jī)繞組線圈的 專用工具。2 .形狀在使用中最重要的是線圈形狀和尺 寸的定型，因?yàn)槔@線模尺寸確定不合 適，繞制的線圈就不能嵌裝。線圈太 小，造成嵌線困難；線圈過大，不僅 浪費(fèi)導(dǎo)線， 且因線圈端部相應(yīng)過長給裝配電機(jī)端蓋帶來困難，甚至?xí)c端蓋緊靠而影 響對地絕緣。通常繞線模為購買物品，具形狀如圖 3-7所示，尺寸大小由被修理電機(jī)的 瓦數(shù)決定。3.1.8 千分尺1 .作用

17、千分尺有內(nèi)外徑之分，電機(jī)修理只使用外徑千分尺，外徑千分尺是用來測量導(dǎo)線線徑的。其分度值為 0.001mm2 .使用千分尺是一種精密量具，見圖3-8所示，使用時(shí)應(yīng)注意：(a)測量前，先把千分尺的兩個(gè)測量面擦干凈，然后轉(zhuǎn)動(dòng)測力一 裝置一棘輪，使兩個(gè)測量面輕輕地接觸，并且沒有間隙，先檢查兩測量面間的平行度是否良好，再檢查零位對準(zhǔn)與否。(b)把被測量物表面擦干凈，以免有臟物影響測量的精度。(c)測量時(shí)用左手準(zhǔn)確地握著千分尺的尺架(平端或垂直)，右手的兩指旋轉(zhuǎn) 刻度套管。當(dāng)兩個(gè)測量面將要接近被測量零件表面時(shí)，就不要直接旋轉(zhuǎn)刻 度套管，而只轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪，以得到固定的測量力。等到雖然轉(zhuǎn)動(dòng)棘輪而刻度 套管不再轉(zhuǎn)動(dòng)

18、時(shí)，并聽到棘輪發(fā)出“卡卡"聲，即可讀出要測量的數(shù)值。(d)在讀取測量數(shù)值時(shí)，當(dāng)心讀錯(cuò) 0.5mm即在固定套管上多讀或少讀半格 (O.5mm)。(e)為避免測量一次所得結(jié)果的誤差,可在第一次測量后松開棘輪,再重復(fù)測量幾次，取平均值即可。圖3-8用外徑千分尺測量導(dǎo)線線徑3.2 絕緣材料與制作槽楔絕緣材料是用來隔離帶電的或不同電位的導(dǎo)體，使電流按確定的路徑 流通。絕緣材料種類很多。在電機(jī)修理中，不同的部位需采用不同的絕緣 材料，所用的絕緣材料的絕緣等級必須與所修電機(jī)銘牌上的絕緣等級相符。1. 繞組用主絕緣材料表3-1電機(jī)繞組用主絕緣材料主要用途各絕緣材料名稱及絕緣等級E級(120C)B 級

19、(130 C)F 級(155C)槽絕緣相間絕緣層問絕緣直流電機(jī)繞組的匝(1)聚酯薄膜絕緣 紙復(fù)合箔(6520)(2)聚酯薄膜玻 璃漆布復(fù)合箔(6530)(1)聚酯薄膜玻璃 漆布復(fù)合箔(6530)(2)聚酯薄膜聚酯 纖維紙復(fù)合箔(DMD、DMDM(1)聚酯薄膜芳 香族聚酰胺纖維 紙復(fù)合箔(NMN (2)聚酯薄膜芳 香族聚碉胺纖維問絕緣(3)聚酯薄膜青 殼紙(2920)用于直流電機(jī)(3)二聚鼠胺醇酸 玻璃漆布(2432)(4)環(huán)氧玻璃粉云母帶( 5483)(5)醇酸玻璃柔軟 云母板(5131)紙復(fù)合箔(SMS2.電機(jī)繞組包繞用絕緣材料表3-2電機(jī)繞組包繞用絕緣材料主要用途各絕緣材料名稱及絕緣等級E級（120C）B級（130C）F 級（155C）包繞用絕 緣(1)油性玻璃漆布帶(2412)(1)青醇