电动机与变压器培训二

电动机的分类三相交流异步电动机的结构、工作原理三相异步电动机的额定参数三相异步电动机铭片参数及其含意三相异步电动机维护及检修三相异步电动机常见故障及处理电动机的分类电动机的分类直流电动机交流电动机电动机绕线电动机笼电动机同步电动机异步电动机交流电动机单相交流电动机三相交流电动机交流变频电动机

三相交流异步电动机的结构、工作原理三相异步电动机的基本结构下面是它主要部件的拆分图三相异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是不动的部分，转子是旋转部分，在定子和转子之间有一定的气隙。1.定子定子由定子铁心、绕组以及机座组成。定子铁心是磁路的一部分，它由0.5mm的硅钢片叠压而成，片与片之间是绝缘的，以减少涡流损耗。定子铁心的硅钢片的内圆冲有定子槽，槽中安放线圈，如图所示。硅钢片铁心在叠压后成为一个整体，固定于机座上。定子绕组是电动机的电路部分。三相电动机的定子绕组分为三个部分对称地分布在定子铁心上，称为三相绕组，分别用AX、BY、CZ表示，其中，A、B、C称为首端，而X、Y、Z称为末端。三相绕组接入三相交流电源，三相绕组中的电流定子铁心中产生旋转磁场。

机座主要用于固定与支撑定子铁心。中小型异步电动机一般采用铸铁机座。根据不同的冷却方式采用不同的机座型式。2.转子转子铁心也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成。转子铁心装在转轴上。硅钢片冲片如图所示。转子由铁心与绕组组成。线绕式和鼠笼式两种电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流，即产生电磁转矩。鼠笼式异步电动机转子绕组是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成，如图所示。线绕式异步电动机转子绕组是由线圈绕组放入转子铁心槽内，并分为三相对称绕组，与定子产生的磁极数相同。线绕式转子通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，三相异步电动机的工作原理

1．定子旋转磁场假设每相绕组只有一个线匝，分别嵌放在定子内圆周的6个凹槽之中。现将三相绕组的末端X、Y、Z相连，首端A、B、C接三相交流电源。且三相绕组分别叫做A、B、C相绕组。如图所示。假定定子绕组中电流的正方向规定为从首端流向末端，且A相绕组的电流作为参考正弦量，即iA的初相位为零，则三相绕组A、B、C的电流（相序为A—B—C）的瞬时值为：如图所示是这些电流随时间变化的曲线。

iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；

iC为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从C端流到Z端。

按右手螺旋法则确定三相电流产生的合成磁场，如图（a）箭头所示。

iA=0

iB为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Y端流到B端；

iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。此时的合成磁场如图（b）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了

/3。

iC=0

iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；

iA为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从A端流到X端。此时的合成磁场如图（c）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了2/3。

iB=0

iC为负，电流实际方向与正方向相反，即电流从Z端流到C端；

iB为正，电流实际方向与正方向一致，即电流从B端流到Y端。此时的合成磁场如图（d）所示，合成磁场已从t=0瞬间所在位置顺时针方向旋转了。按以上分析可以说明：当三相电流随时间不断变化时，合成磁场也在不断旋转，故称旋转磁场。2．旋转磁场的旋转方向

A相绕组内的电流超前B相绕组内的电流2/3，而B相绕组内的电流又超前C相绕组内的电流2/3，当三相交流电的A→B→C，旋转磁场的旋转方向为从A→B→C，即向顺时针方向旋转。如果将定子绕组接至电源的三根导线中的任意两根线对调，例如，将B，C两根线对调，使B相与C相绕组中电流的相位对调，此时A相绕组内的电流超前C相绕组内的电流2/3，而C相绕组内的电流又超前B相绕组内的电流2/3，用上述同样的分析方法可知，此时旋转磁场的旋转方向将变为A→C→B，即向逆时针方向旋转，如图所示，即与未对调前的旋转方向相反。由此可见，要改变旋转磁场的旋转方向，只要把定子绕组接到电源的三根导线中的任意两根对调即可。3．工作原理

三相异步电动机的工作原理是基于定子旋转磁场和转子电流的相互作用。

假设定子只有一对磁极，转子只有一匝绕组。在旋转磁场的作用下，转子导体切割磁力线（其方向与旋转磁场的旋转方向相反），因而在导体内产生感应电动势e从而产生感应电流i。根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁力F（其方向用左手定则决定），这力在转子的轴上形成电磁转矩，且转矩作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩的作用，按旋转磁场的旋转方向旋转起来。转子的旋转速度称为电动机的转速，用n表示。4.转差率

S由工作原理可知：转子的转速n（电动机的转速）恒比旋转磁场的旋转速度n0（同步速度）要小。因为如果两种速度相等时，转子和旋转磁场没有相对运动，转子导体不切割磁力线，因此，不能产生电磁转矩，转子将不能继续旋转。因此，转子与旋转磁场之间的转速差是保证转子转速的主要因素，也是异步电动机的由来。定义：转速差(n0-n)与同步转速n0的比值称为异步电动机的转差率，用表示S，即转差率S是分析异步电动机运行特性的主要参数。三相异步电动机额定参数三相异步电动机的额定参数

一、三相异步电动机定子绕组的接法

1．两种接法定子绕组的首端和末端通常都接在电动机接线盒的接线柱上，一般按图所示的方法排列。

按照我国电工专业标准规定：定子绕组出线端的首端为D1、D2、D3，末端为D4、D5、D6。三相电动机的定子绕组有星形（Y型）和三角形（△形）两种不同的接法，如图所示。2．线电压与相电压

线电压：两相绕组首端之间的电压，用U1表示；

相电压：每相绕组首、尾之间的电压，用U相表示。对于星形接法：对于三角形接法：3．线电流与相电流线电流：电网的供电电流，用I1表示；相电流：每相绕组的电流，用I相表示。对于星形接法：对于三角形接法：4.电动机的输入功率二、额定参数

电动机在制造工厂所拟定的情况下工作时，称为电动机的额定运行，通常用额定值来表示其运行条件，这些数据大部分都标明在电动机的铭牌上。

1.额定功率PN：在额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率。输出功率的一般表达式为：其中：—效率

P1—输入功率P2—输出功率输出功率和输出转矩的关系为：

I2为转子电流

2.额定电压UN：额定运行情况下，定子绕组端应加的线电压值。

如标有两种电压值（例如220/380V），这表明定子绕组采用/Y连接时应加的线电压值。

3.额定频率f

：在额定运行情况下，定子外加电压的频率（Hz）。

即：三角形接法时，定子绕组应接~220V的电源电压；星形接法时，定子绕组应接~380的电源电压。如标有两种电流值（例如10.35/5.9A），则对应于定子绕组为/Y连接的线电流值。

4.额定电流IN

：在额定频率、额定电压和轴上输出额定功率时，定子的线电流值。即：三角形接法时，定子电流为10.35A；星形接法时，定子电流为5.9A。

5.额定转速nN

：在额定频率、额定电压和电动机轴上输出额定功率时，电动机的转速。与额定转速相对应的转差率称为额定转差率SN。三相异步电动机铭片参数及其含意

型

号

Y132M-4功

率

7.5kW频

率

50Hz电

压

380V电

流

15.4A接

法

△转

速

1440r/min绝缘等级

E工作方式

连续温

升

80℃防护等级

IP44重

量

55Kg

年

月编号

´´电机厂铭牌上标注有该电动机的主要性能和技术数据

型号：

为不同用途和不同工作环境的需要，电机制造厂把电动机制成各种系列，每个系列的不同电动机用不同的型号表示。如Y315S-6：Y---三相异步电动机；315机座中心高mm；机座长度代号：

S--短铁心，M--中铁心，L--长铁心；6--磁极数。

接法指电动机三相定子绕组的联接方式。

一般鼠笼式电动机的接线盒中有六根引出线，标有U1、V1、W1、U2、V2、W2，其中：U1、V1、W1是每一相绕组的始端U2、V2、W2是每一相绕组的末端

三相异步电动机的联接方法有两种：星形（Y）联接和三角形（△

）联接。通常三相异步电动机功率在4kW以下者接成星形；在4kW（不含）以上者，接成三角形。接法

额定电流：铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的最大线电流允许值。额定电压：

铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%额定功率与效率：

铭牌上所标的功率值是指电动机在规定的环境温度下，在额定运行时电极轴上输出的机械功率值。输出功率与输入功率不等，其差值等于电动机本身的损耗功率，包括铜损、铁损及机械损耗等。功率因数因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个j角，cosj就是电动机的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为0.7~0.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有0.2~0.3。选择电动机时应注意其容量，防止“大马拉小车”，并力求缩短空载时间。

绝缘等级：是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。

转速：

电动机额定运行时的转子转速，单位为转/分。功率因数:因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个j角，cosj就是电动机的功率因数。三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为0.7~0.9，而在轻载和空载时更低，空载时只有0.2~0.3。选择电动机时应注意其容量，防止“大马拉小车”，并力求缩短空载时间。绝缘等级环境温度40℃时的容许温升极限允许温度A65℃105℃E80℃120℃B90℃130℃F105℃155℃H140℃180℃防护等级:

指电动机外壳防护的型式。

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。

三相异步电动机的运行电动机启动前的检查

1）检查相关工作已结束，人员已撒离。

2）测试绝缘电阻符合要求，高压电动机每千伏1兆欧以上，低压电机0.5

兆欧以上。3）检查接线是否正确，机壳是否接地良好。

4）电动机所带设备盘车无卡涩。

5）冷却风道畅通，冷却用水阀已开足，水压力正常。6）检查接地刀闸已分开，开关已推到工作位置。

7）采用润滑油泵为轴承供润滑油的电机应检查油泵是否已开启，油温与油压是否已达到规定值。

8）检查电动机保护装置已投入。

电动机启动后的检查1）检查电动机的旋转方向是否正确。

2）在起动加速过程中，电动机有无振动和异常声响。

3）起动电流是否正常，电压降大小是否影响周围电气设备正常工作。

4）起动时间是否正常。

5）负载电流是否正常，三相电压电流是否平衡。

6）起动装置是否正常。

7）冷却系统和控制系统动作是否正常。8）采用润滑油泵为轴承供润滑油的电机油压正常，回油量充足。电动机运行中的检查1）电动机轴承的振动与声音是否正常。

2）电动机轴承温升无异常，不超标。

3）电动机本体温度是否正常，无局部过热。

4）电动机运转时的电磁声均匀。5）三相电流平衡，输入功率是否正常。

6）大型绕线式电动机轴接地碳刷与大轴接触良好，滑环与碳刷间无明显火花，碳刷无明显跳动。

7）大型绕线式电动机非轴申端轴承座与电动机底座间绝缘良好。

8）采用润滑油泵为轴承供润滑油的电机油压正常，回油量充足。在线电动机的润滑1、按规定的时间间隔、按规定的型号对电机添加润滑油。2、加油的油量：在轴承中添加黄油量为其空间的三分之二，有在线加油孔的电机，从加油嘴加至放油孔有新油出来为止。加液态润滑油的轴承，按油位线加油。3、更换不同型号的润滑油时，必须先将旧油清洗干净。电动机在线维护项目1、及时清理电动机本体上的积灰，保持电动机清洁。2、检查、紧固电动机底脚螺丝。3、检查定子绕组及转子绕组的对地绝缘和相间绝缘电阻，必要时进行烘烤。4、检查接线盒内的接线有无松动并紧固。5、检查电动机风叶无损坏，清理积灰。6、定期给轴承加油。7、清理滑环及碳刷部位的积灰，更换磨短的碳刷。8、大型绕线式电动机非轴申端轴承座与电动机底座间绝缘层周围清理检查。三相异步电动机常见故障及处理电动机接入电源后熔丝被烧断或自动空气开关跳过闸故障原因：1）电动机缺相运动

2）定、转子绕组接地或短路

3）电动机负载过大或被机械部分卡住

4）熔丝截面积过小

5）电源至电动机之间连接线短路处理方法：1）检查电源线、电动机引出线、熔断器、开关各触头，找出断出线或假接故障后，进行修复。2）采用仪表检查，进行修理处理。

3）将负载调至额定，排除被拖动机构的故障。

4）如果熔丝不起保护作用，可按下式选择熔丝额定电流=起动电流/2-3

5）检查短路点后、进行修复。电动机通电后，电机不起动，并嗡嗡响

故障原因：1）定子绕组断路

2）绕组引出线始末端接错或绕组内部接反

3）电动机负载过大或被卡住

4）三相电源未能全部接通

5）电源电压过低

6）小型电动机的润滑脂过硬，变质或轴承装配过紧。处理方法：1）查明断路点，进行修复。

2）检查绕组始末端（可用冲击直流检查极性）、判断绕组始末端是否正确。

3）对负载进行调整，并排除机械故障。

4）更换熔断的保险丝、紧固松动的接线螺丝；用万用表检查电源线一相断线或虚接故障，进行修复。

5）三角形接线误接成星行接线时应改正；电源电压过低时，应与供电部门联系解决配线电压降太大时，应改用粗电缆线。

6）更换合格的润滑脂，检查轴承装配尺寸就，并使之合理。电动机外壳带电

故障原因：1）电源线与接地线搞错

2）电动机绕组受潮、绝缘严重老化

3）引出线与接线盒接地

4）线圈端部接触盖接地处理方法：1）纠正接线错误

2）电动机进行干燥处理；老化的绝缘应更新或绕组重绕

3）包扎或更新引出线绝缘，修理接线盒

4）拆下断盖，检查绕组接地点；将接地点绝缘加强，端盖内壁垫以绝缘点电动机起动困难、加额定负载后，电动机的转速比额定转速低

故障原因：1）电源电压过低

2）电动机绕组三角形接线误接成星行接线

3）定子绕组有局部线圈接错或接反

4）绕组重饶时，匝数过多处理方法：1）用电压表检查电动机输入端电压。确认电源电压过低后进行调整

2）改为三联单角形接线

3）检查出故障线圈进行正确接线

4）按正确的匝数重绕。绝缘电阻低

故障原因：1）绕组受潮或被水淋湿

2）绕组绝缘粘满粉尘、油垢

3）电动机接线板损坏，引出线绝缘老化破裂

4）绕组绝缘老化处理方法：1）进行加热烘干处理

2）清洗绕组油污，并经干燥、浸渍处理

3）重包引线绝缘，更换或修理出线盒及接线板

4）经鉴定可重绕线圈、如能继续使用时，要经清洗，干燥绝缘处理。电动机振动

故障原因：1）轴承磨损，轴承间隙不合要求

2）气隙不均匀

3）机壳强度不够

4）铁芯变椭圆或局部突出

5）转子不平衡

6）基础强度不够，安装不平，重心不稳

7）风扇片不平衡

8）定子绕组故障（短路、断路、接地、接错）

9）转轴弯曲

10）铁芯松动

11）联轴器或皮带轮安装不符合要求

12）齿轮接合松动

13）电动机地脚螺栓松动处理方法：1）更换轴承

2）调整气隙，使符合规定

3）找出薄弱点，加固并增加机械强度

4）车或磨铁芯内、外圆

5）紧固各部螺丝，清扫加固定后进行校动平衡工作

6）加固基础，将电动机地脚找回家，重新找正，使重心平稳

7）校正几何尺寸，找平衡

8）采用仪表检查，并处理好故障

9）矫直转轴

10）紧固铁芯和压紧冲片

11）重新找正，必要时重新安装

12）检查齿轮接合，进行修理，并使起符合要求

13）紧固电动机地脚螺栓，或更换不合格的地脚螺栓电动机空载运行时电流不平衡，相差很大

故障原因：1）三相绕组匝数分配不均匀

2）绕组首末接错

3）电源电压不平衡

4）绕组有故障（匝间短路、线圈组接反）

5）绕组接头有局部虚接或断线处处理方法：1）重绕并改正

2）查明首末端，并改正

3）测量三相电压，查出不平衡原因并消除

4）解体检查绕组故障，并消除

5）测直流电阻电阴或通大电流查找发热点轴承发热超过规定值

故障原因：1）润滑油（脂）过多或过少

2）油质不好，含有杂质

3）轴承与轴颈配合过松或过紧

4）轴承与端盖轴承配合过松或过紧

5）油封太紧

6）轴承内盖偏心与轴承相擦

7）电动机两侧端盖或轴承盖没有装平

8）轴承有故障、磨损、轴承内含有杂物

9）电动机与传动机构连接偏心，或传动皮带拉力过大

10）轴承型号选小，过载，滚动体承载过重

11）轴承间隙过大或过小处理方法：1）拆下轴承盖，调整油量，要求油脂填充轴承室容积的1/2-2/3

2）更换新油