《光伏電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與實(shí)踐》課件-第5章 三相異步電動(dòng)機(jī)

第5章

三相異步電動(dòng)機(jī)

理論知識(shí)點(diǎn)（1）電動(dòng)機(jī)的種類和用途。（2）三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、銘牌與選用。（3）三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首末端判別。技能點(diǎn)（1）三相異步電動(dòng)機(jī)的安裝及試運(yùn)行。（2）繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器的安裝與試運(yùn)行。（3）三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝。（4）三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組重繞。（5）三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的維護(hù)與檢修。5.1電動(dòng)機(jī)的種類和用途1.電動(dòng)機(jī)的種類

常見(jiàn)分類：直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)和控制電機(jī)(微型電機(jī))。

直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方法不同，可分為他勵(lì)、并勵(lì)，串勵(lì)和復(fù)勵(lì)四種。

交流電動(dòng)機(jī)可分為三相異步電動(dòng)機(jī)和單相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)可分為電容起動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電容式電動(dòng)機(jī)、罩極式電動(dòng)機(jī)三個(gè)類型。

控制電機(jī)的種類很多，如伺服電機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、自整角機(jī)等。2.電動(dòng)機(jī)的用途

直流電動(dòng)機(jī)：將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。廣泛應(yīng)用于軋鋼機(jī)、高爐卷?yè)P(yáng)機(jī)、電力機(jī)車、金屬切削等工作負(fù)載變化較大、要求頻繁地起動(dòng)、改變方向、平滑地調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械上。

三相籠型異步電動(dòng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便。但調(diào)速困難，功率因數(shù)較低，起動(dòng)性能差。適用于通風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、傳送帶及小型機(jī)床。

繞線型電動(dòng)機(jī)：起動(dòng)性能好、可在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速。但功率大，價(jià)格較貴，維護(hù)亦較不方便。適用于起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍛壓機(jī)及重型機(jī)床。

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

單相異步電動(dòng)機(jī)：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(gè)領(lǐng)域。控制電機(jī)：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中大量使用，具有特殊功能。5.2三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、銘牌與選用5.2.1三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成，還包括機(jī)殼和端蓋等。如果是封閉式電動(dòng)機(jī)，則還有起冷卻作用的風(fēng)扇及保護(hù)風(fēng)扇的端罩。

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

圖5-2三相異步電動(dòng)機(jī)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(fēng)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(dòng)機(jī)的銘牌

表5-1三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

表5-2電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)5.2.3三相異步電動(dòng)機(jī)的選用1．功率的選擇（1）對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，所選功率應(yīng)等于或略大于生產(chǎn)機(jī)械的功率。（2）對(duì)于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)，允許在運(yùn)行中有短暫的過(guò)載，故所選功率可等于或略小于生產(chǎn)機(jī)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(dòng)機(jī)運(yùn)行場(chǎng)所供電網(wǎng)的電壓等級(jí)，同時(shí)還應(yīng)兼顧電動(dòng)機(jī)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(jī)械的要求選定。5．13

三相異步動(dòng)機(jī)的安裝及試運(yùn)行

5.3.1三相異步電動(dòng)機(jī)的安裝

1.安裝前的檢查

2.

基礎(chǔ)灌制3.電動(dòng)機(jī)的安裝

4.電動(dòng)機(jī)的校正

⑴

皮帶傳動(dòng)的校正

⑵

聯(lián)軸器傳動(dòng)的校正(3)齒輪傳動(dòng)的校正

圖5-6皮帶傳動(dòng)的校正方法

圖5-7用鋼皮尺校正聯(lián)軸器

5.3.2電動(dòng)機(jī)的接線與試運(yùn)行

1.電動(dòng)機(jī)的接線三相異步電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的定子繞組的連接方法

2．

電動(dòng)機(jī)的試運(yùn)行

電動(dòng)機(jī)接上電源進(jìn)線和接地線后，即可通電試運(yùn)行。一般先合閘2～3次，每次2～3秒鐘,看電動(dòng)機(jī)能否起動(dòng)，有無(wú)異常叫聲或氣味，如果正常，然后空載運(yùn)行30分鐘。如無(wú)過(guò)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(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器的安裝與試運(yùn)行繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)常用于要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大的生產(chǎn)機(jī)械上，如卷?yè)P(yáng)機(jī)、鍛壓機(jī)、起重機(jī)及轉(zhuǎn)爐等。優(yōu)點(diǎn)：主要是可以通過(guò)集電環(huán)和電刷，在轉(zhuǎn)子回路中串入外加電阻，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的起動(dòng)或改變外加電阻在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速?！败浧饎?dòng)”方式具有起動(dòng)電流小，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)功率因素高，使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。1.軟起動(dòng)器的技術(shù)參數(shù)2.軟起動(dòng)器的安裝與調(diào)整3.試運(yùn)行、維護(hù)及注意事項(xiàng)5.4

三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝

5.4.1三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸工具拆裝電動(dòng)機(jī)時(shí)，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(dòng)機(jī)的常用工具

5.4.2三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸

拆卸前應(yīng)在電動(dòng)機(jī)接線頭、端蓋等處作好標(biāo)記和記錄，以便裝配后使電動(dòng)機(jī)能恢復(fù)到原狀態(tài)。不正確的拆卸，很可能損壞零件或繞組，甚至擴(kuò)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(dòng)機(jī)的拆卸順序(1)切斷電源，拆下電動(dòng)機(jī)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(kāi)帶輪或聯(lián)軸器與負(fù)載的聯(lián)接，松開(kāi)地腳螺栓和接地螺栓。(3)拆卸帶輪或聯(lián)軸器。(4)拆卸風(fēng)罩風(fēng)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(fēng)罩和風(fēng)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(dòng)機(jī)的裝配

修理后的裝配順序，大致與拆卸時(shí)相反。裝配時(shí)要注意拆卸時(shí)的一些標(biāo)記，盡量按原記號(hào)復(fù)位。裝配的順序如下：1.滾動(dòng)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(fēng)扇和皮帶輪.

5.4.4裝配后的檢驗(yàn)

1．一般檢查檢查所有緊固件是否擰緊；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，軸伸端有無(wú)徑向偏擺。2．測(cè)量絕緣電阻測(cè)量電動(dòng)機(jī)定子繞組每相之間的絕緣電阻和繞組對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻，其絕緣電阻值不能小于0.5MΩ。3．測(cè)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(cè)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(cè)量轉(zhuǎn)速是否均勻并符合規(guī)定要求；檢查機(jī)殼是否過(guò)熱；軸承有無(wú)異常聲音。

5.5三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組首末端判別

1.萬(wàn)用表測(cè)定法

圖5-12

用萬(wàn)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(jí)，假定其首、尾端。

（2）選一繞組作次級(jí)，將萬(wàn)用表調(diào)至mA檔與此繞組兩端相連。

（3）再將干電池通過(guò)開(kāi)關(guān)S及限流電阻R接初級(jí)繞組的首尾端（正極接尾端，負(fù)極接首端），當(dāng)S閉合瞬間，觀察萬(wàn)用表指針的偏轉(zhuǎn)情況。

（4）萬(wàn)用表指針正偏時(shí)，說(shuō)明感應(yīng)電流從萬(wàn)用表正極流入、負(fù)極流出。次級(jí)繞組的首、尾端如圖5-13所示。若萬(wàn)用表指針?lè)雌瑒t其首、尾端與圖中的標(biāo)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(shuō)明總的電動(dòng)勢(shì)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(shuō)明總的電動(dòng)勢(shì)為零，兩串連繞組不是首、尾端連接，如圖5-14(b)示。(4）在檢驗(yàn)出的繞組首、尾端上做好記號(hào)，再用同樣方法檢驗(yàn)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(cuò)的檢查方法將定子繞組三個(gè)首端（頭）連接，三個(gè)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(dòng)。如果指南針經(jīng)過(guò)各極相組時(shí)方向交替變化，表示接線正確；如經(jīng)過(guò)相鄰的極相組時(shí)，指針?lè)较虿蛔?，表示極相組接錯(cuò)。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(dòng)機(jī)定子繞組重繞

5.6.1三相異步電動(dòng)機(jī)繞組分類1．單層鏈?zhǔn)嚼@組2．單層交叉鏈?zhǔn)嚼@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(dòng)機(jī)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?zhǔn)嚼@組布線接線圖（1）繞線參數(shù)（2）繞組特點(diǎn)與應(yīng)用（3）嵌線方法

圖5-1736槽6極單層鏈?zhǔn)嚼@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(dòng)機(jī)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(dǎo)線連接與絕緣套管

圖5-30焊接線頭需用工具

圖5－31

導(dǎo)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(dòng)機(jī)的維護(hù)與檢修

5.7.1三相異步電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)

1.交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)前檢查（1）新安裝或長(zhǎng)期停用的電動(dòng)機(jī)。在使用前應(yīng)檢查電動(dòng)機(jī)的定、轉(zhuǎn)子繞組各相之間和繞組對(duì)地的絕緣電阻。（2）檢查軸承是否有潤(rùn)滑油。（3）檢查電動(dòng)機(jī)和啟動(dòng)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(dòng)機(jī)銘牌所標(biāo)的電壓、頻率應(yīng)與電源的電壓、頻率相符合。（4）對(duì)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查集電環(huán)上的電刷和電刷的提升機(jī)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(yùn)行中的維護(hù)（1）電動(dòng)機(jī)應(yīng)定期檢查和清掃，外殼不得堆積灰塵，進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口必須保持暢通無(wú)阻。（2）經(jīng)常檢查軸承發(fā)熱，漏油情況，定期更換潤(rùn)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(dòng)機(jī)的負(fù)載電流。（5）注意電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲和氣味。（6）電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)的溫升不應(yīng)超過(guò)容許的限度，運(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)的定期維護(hù)

1．運(yùn)行中的巡視2．定期維護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)的定期檢修內(nèi)容有：外觀檢查；通電試運(yùn)轉(zhuǎn)和拆卸裝洗油等。至于定期檢修的周期要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的平均每天的運(yùn)行時(shí)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(dòng)機(jī)的外觀檢查（2）通電試運(yùn)轉(zhuǎn)（3）電動(dòng)機(jī)的洗油5.7.3三相異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障及修理方法

1.故障檢查方法電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障可以歸納為機(jī)械故障：如負(fù)載過(guò)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(dòng)機(jī)的故障現(xiàn)象比較復(fù)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(shí)要透過(guò)現(xiàn)象抓住本質(zhì)，用理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，才能及時(shí)準(zhǔn)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(jī)械后電氣、先控制部分后機(jī)組部分。采用“問(wèn)、看、聞、摸”的辦法。

2．三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障處理方法

步驟如下：（1）用兆歐表分別測(cè)繞組相間絕緣電阻、對(duì)地絕緣電阻。（2）如果絕緣電阻符合要求，用電橋分別測(cè)量三相繞組的直流電阻是否平衡。（3）前兩項(xiàng)符合要求即可通電，用鉗形電流表分別測(cè)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(jiàn)故障和處理方法如表5-13所示。技能訓(xùn)練５—１三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝

一、訓(xùn)練目的１.掌握中、小型三相異步電動(dòng)機(jī)的拆卸方法；２.學(xué)會(huì)三相異步電動(dòng)機(jī)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(wàn)用表、兆歐表、電流表、電壓表。

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

技能訓(xùn)練５—２

三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)視

一、訓(xùn)練目的１．

學(xué)會(huì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視內(nèi)容；２．

掌握電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視方法。二、工具器材溫度計(jì)，鉗形電流表、長(zhǎng)柄螺絲刀、萬(wàn)用表。三、訓(xùn)練步驟與內(nèi)容１．觀查電動(dòng)機(jī)的溫度。用手觸及外殼，看電動(dòng)機(jī)是否燙手過(guò)熱，如發(fā)現(xiàn)過(guò)熱，可用水在電機(jī)外殼上滴幾滴，如水急劇汽化說(shuō)明電動(dòng)機(jī)顯著過(guò)熱，也可用溫度計(jì)測(cè)量。如發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，要立即停止運(yùn)行。

三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)視２．用鉗形表測(cè)量電動(dòng)機(jī)的電流，對(duì)較大的電動(dòng)機(jī)還要經(jīng)常觀察運(yùn)行中電流是否三相平衡或超過(guò)允許值。如果三相嚴(yán)重不平衡或超過(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流，應(yīng)立即停機(jī)檢修，分析原因，如是負(fù)載引起應(yīng)通知有關(guān)人員處理，若是電動(dòng)機(jī)本身原因引起的應(yīng)及時(shí)處理。３．觀察運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)電壓是否正常。電動(dòng)機(jī)電源電壓過(guò)高、過(guò)低或嚴(yán)重不平衡，都應(yīng)停機(jī)檢查原因。４．注意電動(dòng)機(jī)有無(wú)振動(dòng)，響聲是否正常，電動(dòng)機(jī)是否有焦味，如有異常也應(yīng)停機(jī)檢修。