电机与变压器样章

1、项目四 三相异步电动机的拆装与检修项目概述三相异步电动机（又称三相感应电动机）是现代工农业生产中应用最广泛的一种动力机械。在工业方面，常用作各种机床、鼓风机、空压机、起重运输设备和各种动力机械的拖动设备；在农业方面，则用作排灌、脱粒、粉碎及农副产品加工的动力机械。本项目的主要内容是通过完成三相异步电动机的拆装与检修，培养学生拆装三相异步电动机的工作过程经验，并从中学习了三相异步电动机的结构、原理和机械特性等相关理论知识。知识目标1会识别三相异步电动机的结构；2能叙述三相异步电动机的工作原理；3能叙述三相异步电动机的启动、调速与制动方法；4能绘制三相异步电动机的机械特性；5能识读三相异步电动机的

2、铭牌参数；6能描述三相异步电动机的机械特性；7能识读、绘制三相异步电动机的绕组展开图。技能目标1能规范拆卸三相异步电动机；2能规范装配三相异步电动机；3能正确控制三相异步电动机的启动及正反转运行；4会判定三相异步电动机定子绕组的首尾端；5会测量三相异步电动机定子绕组的直流电阻值；6. 能根据故障现象，正确判断和分析三相异步电动机的故障原因，并对故障进行处理。规范标准1.小功率电动机的安全要求(GB12350-2000)。2.YS系列三相异步电动机技术条件（JB/T1009-2007）。3.旋转电机定额和性能（GB755-2000）。4. 电机功率等级（GB4826-1984）。5.三相异步电动

3、机经济运行（GB12497-1995）。6. 三异异步电动机负载率现场测试方法（GB8916-1988）。任务1 三相异步电动机的拆装任务目标1会识别三相异步电动机的结构；2能叙述三相异步电动机的工作原理；3能规范拆卸三相异步电动机；4能规范装配三相异步电动机；5能为使用者提出正确使用、维护、保养三相异步电动机的要求与建议。任务描述三相异步电动机（图4-1）的工厂电气设备中的应用相当广泛，对三相异步电动机进行保养和故障检修时，可能需要对电动机进行拆装，拆装电机是维修电机的基本功，拆装质量的好坏直接影响着维修的质量，不规范的拆装可能造成二次故障，给故障检修带来困难。因此，为了保证电动机的维修质量

4、，必须掌握三相异步电动机的拆卸与组装方法、步骤与技巧。 图4-1 三相异步电动机本学习任务是学习拆卸与装配一台三相异步电动机，任务描述如下：一台三相异步电动机在运行时发热严重，并且伴有噪音，经维修师傅检查确定需对电动机做进一步的检修，请按照 GB12350-2000小功率电动机的安全要求技术规范标准，正确地完成电动机的拆卸与装配工作。通过拆装三相异步电动机，从中学习了三相异步电动机的结构、旋转磁场和工作原理等相关的理论知识；通过完成三相异步电动机的接线及通电试车检测，学习了三相异步电动机的接线方法。实现了理论与实践、学习与工作的一体化学习。4.1.1相关知识 ：三相异步电动机的分类、结构与工作

5、原理1. 三相异步电动机的分类在生产上主要用的是交流电动机，特别是三相异步电动机，因为它具有结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。三相异步电动一般为系列产品，其系列、品种、规格繁多，因而分类也较繁多。 （1）三相异步电动机的转子结构形式分类 三相异步电动机可分为鼠笼式电动机和绕线式电动机。 （2）按三相异步电动机的防护型式分类三相异步电动机可分为开启式（IP11）三相异步电动机、防护式三相异步电动机（IP22及IP23）、封闭式三相异步电动机（IP44）、防爆式三相异步电动机。 （

6、3）按三相异步电动机的通风冷却方式分类三相异步电动机可分为自冷式三相异步电动机、自扇冷式三相异步电动机、他扇冷式三相异步电动机、管道通风式三相异步电动机。 （4）按三相异步电动机的安装结构形式分类三相异步电动机可分为卧式三相异步电动机、立式三相异步电动机、带底脚三相异步电动机、带凸缘三相异步电动机。 （5）按三相异步电动机的绝缘等级分类三相异步电动机可分为E级、B级、F级、H级三相异步电动机。 （6）按工作定额分类三相异步电动机可分为连续三相异步电动机、断续三相异步电动机、间歇三相异步电动机。2.三相异步电动机的结构三相异步电动机由两个基本部分组成：定子和转子，在定子和转子之间存在气隙。三相异

7、步电动机的结构如图4-1-2所示。图4-2 三相异步电动机的结构（1）定子（静止部分） 定子在空间上静止不动，用来切割磁力线产生旋转磁场，主要由定子铁心、定子绕组、机座、端盖等部分组成，如表4-1所示。表4-1子组成及零部件作用部件材料作用图示定子铁心 定子铁心一般由0.350.5毫mm厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用来嵌放定子绕组电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组a)定子铁心b)定子冲片图定子绕组由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内是电动机的电路部分，通入三相

8、交流电，产生旋转磁场机座机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用（2）转子（旋转部分） 转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心和转子绕组组成，如表4-2所示。表4-2转子组成及零部件作用部件材料作用图示转子铁心所用材料与定子铁心一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心作为电机磁路的一部分

9、以及在铁心槽内放置转子绕组a) 转子铁心b)转子铁心冲片转子绕组鼠笼式转子绕组转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜环焊接而成。切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。鼠笼式转子绕组鼠笼式转子绕线式转子绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。1.切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。2.在转子回路中串接电阻以改善电

10、机运行性能。为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙。中小型电动机的空气隙约在0.21.5mm之间。气隙的大小对异步电动机的运行有很大影响。气隙越小，则磁路中磁阻越小，定子与转子之间的相互感应作用就越好，可以降低电机的励磁电流，提高电机的功率因数。但是气隙过小，会对电机的组装带来困难，对定、转子的同心度要求也会很高，并导致运行不可靠。（3）附件附件包括端盖、轴承、轴承端盖、风扇罩及风扇、接线盒、吊环等，如表4-3所示。表4-3附件组成及零部件作用部件材料作用图示端盖铸铁或铸钢浇铸成型支撑转子轴、防护作用轴承采用铸钢浇铸而成，轴承内注有润滑油连接转动部分与不动部分，支撑转轴

11、转动轴承端盖铸铁或铸钢浇铸成型固定转子和保护轴承风扇罩铸铁制造而成安装在风扇的外端用来保护风扇风扇采用塑料制造而成风扇安装在转轴上，用于冷却电动机接线盒采用铸铁浇铸而成用来保护和固定绕组的引出线端子 吊环采用铸钢制造安装在机座的上端，用来起吊、手动电动机3.三相异步电动机的旋转磁场和工作原理（1）旋转磁场形成在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置互差120º电角度的三相绕组，分别接入三相对称交流电，则在定子与转子间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，我们称之为旋转磁场。三相异步电动机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W，各相绕组在空间上互差120°电

12、角度，如图4-3 a)所示，向这三相绕组通入对称的三相交流电，如图4-3b）和图4-3c）所示，图4-3d）是以两极电动机为例说明电流在不同时刻时，磁场在空间的位置，从而形成旋转磁场的过程。图4-3 旋转磁场的形成（2）工作原理三相异步电动机的工作原理就是电生磁、磁生电从而产生电磁力推动转子转动的过程。1）电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生圆形旋转磁场。2）磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。3）产生电磁力：转子载流体在磁场的作用下受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转，将电能转化为机械能。（3）旋转磁场的方向与转速由图4-3可以看出，三相交流电按U-V-W相序变化，则产

13、生的旋转磁场在空间上以顺时针方向旋转。若任意对调电动机两相绕组的电流相序，如：U-W-V相序，则产生的旋转磁场以逆时针方向旋转。由此可知，旋转磁场的旋转方向取决于通入绕组中的三相交流电源的相序，只要任意对调电动机的相序，则可改变旋转磁场的方向。以上是以两极为例，如果想要获得四极旋转磁场，则应把线圈的数目增加一倍，其绕组分布图4-4a)b)所示。并按上述方法分析得出，合成磁场在空间的示意图c)。图4-4 四极旋转磁场由此得出：旋转磁场的速度不仅与电流的频率有关，还与磁极对数有关。图4-3d）中，当三相交流电变化一周后（即每相经过360°电角度），其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。故在两

14、极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度。即n1=60f1=3000转/分旋转磁场的速度等于三相交流电变化速度的一半，即n1=（60/2）f1=1500转/分。故当磁极对数增加一倍，则旋转磁场的速度减少一半。得出旋转磁场的转速为：n1=60f1/P · n1：表示旋转磁场的转速，单位转/分；· f1：表示三相交流电源的频率，单位赫兹；· P：表示磁极对数；· 60：表示一分钟的60秒旋转磁场的转速n1又称为同步转速。我国三相交流频率规定50Hz（每秒50次交变），因此两极旋转速度是3000转/分，四极的为1500转/分，六极为1000转/分等。（

15、4）三相异步电动机的转差率电动机旋转磁场转速n1与转子实际转速n之差（n1-n）称为旋转差，转速差与同步转速之比的百分比叫做转差率，用符号S表示。转差率计算公式为：S=（n1-n）/n1×100%当0<n<n1时,即0<s<1时,电机为电动运行状态(电能机械能)当 n>n1时,即 0>s时,电机为发电运行状态(机械能电能)当 n<0时,即 s >0 时,电机为电磁制动运行状态(机械能和电能热能) 转差率是异步电动机的一个重要参数，习惯上用转差率的大小来说明电动机的运行速度。电动机空载时转差率很小，即转子的转速接近同步转速。随着负载的增加

16、，转差率也增大。就是说，转子的转差速随负载而变。三相异步电动机的额定负载运行时，其转差率很小，约为2%6%。4.安全规范（1）穿戴好安全防护用具。进入实训场必须着装工作服及绝缘鞋，严禁穿凉鞋、背心、短裤和裙装。（2）工作前检查所用工具是否安全可靠，绝缘是否良好。（3）在线路、设备上工作时要切断电源，并挂上警告牌，确认无电后方可工作。（4）设备拆卸前要做好标记，设备安装及检修后，必须检测绝缘电阻和对地装置，使之符合安全标准。（5）工作过程拆除的零部件要摆放工整，及时清理工作现场。（6）经老师检查同意方可通电；未经同意，不得合闸通电。4.1.2任务实施：三相异步电动机的拆装与检修1.小型三相异步电

17、动机的拆卸（1）拆装前的准备三相异步电动机拆装前的准备工作有以下几点：1）应先切断电源，拆除电动机与三相电源线的连接，做好电源线的相序标记与绝缘处理；2）拆卸电动机与机座、皮带轮、联轴器的连接时，先做好相应定位标记，保证电动机与主体设备安全分离；3）松动端盖螺钉必须按对角线上下左右依次旋动；4）检查工具是否齐全，学习各种工具及仪表的使用方法，如铁锤、紫铜棒、拉具、扳手，兆欧表、万用表等工具的正确使用方法。5）学习三相异步电动机的基本结构，掌握电气、钳工设备安全操作规程，学习防火防爆安全知识，确保人身设备的安全。（2）三相异步电动机的拆卸步骤 （微视频）三相异步电动机的拆卸步骤如表4-4所示，其

18、拆卸视频扫二维码可见。表4-4 三相异步电动机拆卸步骤拆卸 步骤图示方法说明材料工具工作过程知识及经验1拆卸皮带轮（或联轴器）1在皮带轮（或联轴器）的轴身端做好定位标记；2将三爪拉马的丝杆尖端对准电动机轴中心，挂住皮带轮（或联轴器），使其受力均匀，慢慢拉出。三爪拉马1拉出时要注意皮带轮（或联轴器）受力均匀，沿轴线方向慢慢拉出，不得损坏转子轴端中心孔。2对于配合面生锈的皮带轮（或联轴器），在电机轴的缝隙中加一些煤油，使之渗透润滑。2拆风罩松下风罩四周的三颗螺栓，用力将风罩往外拔。螺丝刀归类摆放螺栓和风罩3拆风扇1取下转子轴端风扇上的定位销子或螺钉；2用木锤均匀轻敲风扇四周将风扇往外转动取下。木锤

19、、尖嘴钳用木锤均匀轻敲风扇四周4拆前后端盖螺钉1拆卸后端盖的三个螺钉；2拆卸前端盖的三个螺钉。梅花、开口、 螺丝刀1端盖与外壳的接缝处做好标记，前后端盖的标记不相同；2分类零部件，摆放整齐5拆前端盖抽出转子1使用木锤敲打轴身端，使前端盖连同转子向外移动；2当前端盖与机座脱开时，抽出转子木锤慢慢移出，注意不要碰伤绕组和铁心，可用纸板垫在绕组端部进行保护。6卸后端盖1用木条从后端伸入，顶在后端盖的内侧敲打；2取下后端盖。木条 木锤不能用铁条代替木条，以免损伤铁心和端盖。7取前端盖木锤均匀敲打前端盖四周，即可取下前端盖。木锤注意使前端盖四周均匀受力。8拆轴承用拉马丝杆顶点对准转子心，均匀扳动拉马的丝

20、杆。拉马拉力应着力于轴承内圈，不能拉外圈，拉马顶端不能损坏转子轴端中心（可加些润滑油脂）。2.小型三相异步电动机的装配（1）装配前的检查1）清除电动机内部异物和端盖止口上的污垢及油漆，清扫定子和转子内外表面的尘垢。2）检测绕组对地绝缘电阻。将兆欧表的“L”端与电动机绕组端相连，“E”端与电动机外壳相连，以120r/min的速度匀速转动兆欧表手柄，边摇边读数，对地绝缘不低于0.5M。3）检测绕组相间绝缘电阻。将兆欧表的“L”端与电动机的U相绕组端相连，“E”端分别与电动机的V、W相相连，以120r/min的速度匀速转动兆欧表手柄，边摇边读数，相间绝缘电阻值不低于0.5M。（2）三相异步电动机的装

21、配步骤 （微视频）三相异步电动机的装配步骤如表4-5所示，其装配视频扫二维码可见。表4-5 三相异步电动机装配步骤装配 步骤图示方法说明材料工具工作过程知识及经验1装轴承前端盖1用紫铜棒将轴承压入轴颈；2用木锤均匀敲打前端盖四周。木锤 紫铜棒注意轴承内圈要受力均匀2装转子1将转子慢慢移入定子中；2推入。注意不要碰伤定子绕组3装前端盖1用木锤均匀轻敲前端盖四周；2用螺栓固定前端盖木锤 开口要对准前端盖标记安装4装后端盖1用木锤均匀轻敲后端盖四周；2用螺栓固定后端盖。木锤 开口要对准后端盖标记安装5 装风扇风罩1使用木锤敲打风扇；2安装风扇固定销子和风罩。木锤螺丝刀 不要用力过猛6装皮带轮（或联轴

22、器）1安装皮带轮（或联轴器）的固定销子；2用木锤均匀敲打。木锤检测安装质量：用手转动转轴，转子应灵活、均匀、无卡塞、摩擦现象，否则应重装。3.三相异步电动机的接线及通电试车检测步骤三相异步电动机的接线及通电试车检测步骤如表46所示 表4-6 三相异步电动机的接线及通电试车检测操作 步骤图示方法说明材料工具1拆开 接线盒打开三相异步电动机接线盒外盖电动机螺丝刀2定子绕组接线端子三相异步电机有三组六个头，U1-V1- W1为首端， U2 -V2- W2为尾端。三相异步电动机有星形（Y）和三角形（）两种连接方法。3定子绕组三角形连接接：把W2与U1，U2与V1，V2与W1相接，再把U1，V1，W1分别接三相电源L1，L2，L3。连接用的铜片4定子绕组星形连接 Y接：把三相绕组的尾端W2-U2-V2短连在一起，再把U1，V1，W1分别接三相电源L1，L2，L3。连接用的铜片5 接入电源线 将准备好的电源线剥开，接入接线盒。电源线6做好接地保护 将电动机的外壳接在电源线的地线上。接地线7盖上接线盒外盖上好累丝，坚固接线盒。线盒外盖8通电试车检测1将电动机的接上电源，按下启动按钮；2观摩倾听有无噪音；3用钳形电流表检测空载电流（2极电动机空载电流一般为额定电流的20%30