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文档简介
唐山工业职业技术学院使用课时:6课时项目三交流电动机的使用保养及维修
电机概述电机的定义
电机是一种能实现机电能量转换的电磁装置,是电动机和发电机的统称。将电能转换为机械能的电机称为电动机;将机械能转换为电能的电机称为发电机。工作原理
电磁感应定律、电磁力定律及电流的磁效应。构造的一般原则
用适当的导磁和导电材料构成能互相进行电磁感应的电路和磁路,以产生电磁功率和电磁转矩,达到能量转换的目的。我们周围的电机举例:我们周围的电机举例:电动机的分类:电动机交流电动机直流电动机三相电动机单相电动机同步电动机异步电动机他励、并励电动机串励、复励电动机3.1三相交流电动机的认知与使用
三相交流异步电动机是机床运动的动力来源,其运行方式直接决定了机床的运行方式。三相交流异步电动机的控制方式很复杂,但均是由多基本控制方式组成一些典型控制方法,再由典型控制方式组成一台机床的综合控制方式。一、三相交流异步电动机的结构与铭牌
三相交流异步电动机模型实际三相交流异步电动机绕线式异步电动机三相交流异步电动机的结构
笼型异步电动机的结构图主要部件的拆分图。三相笼型感应电动机的外形图。三相交流异步电动机主要有定子和转子两大部分组成。1.定子部分三相交流异步电动机的定子是由机座、定子铁心和定子绕组三个部分组成的。(1)机座:主要起支撑保护作用。(2)定子铁心:是电动机磁路的一部分,装在机座里。为了降低定子铁心里的铁损耗,定子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成的,在硅钢片的两面还应途上绝缘漆,以减小涡流损耗。(3)定子绕组:三相对称绕组嵌放在定子铁心内圆的槽内,三相绕组在空间相差120°电角度,每相绕组的两端分别用A-X、B-Y、C-Z(实际中也用U1-U2、V1-V2、W1-W2)表示,根据需要结成星形Y或三角形△。三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构2.转子部分三相交流异步电动机的转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成的。(1)转子铁心:是电动机磁路的一部分,用来安放转子绕组,它用0.5mm厚的硅钢片叠压而成。铁心固定在转轴或转子支架上,整个转子的外表呈圆柱形。(2)转子绕组:分为笼型和绕线型两类。1)绕线转子绕组:也是一个三相绕组,三相引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上,通过电刷装置与外电路相联,通过外串电阻改善电机的起动,调速等性能。如下图所示。三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构2)笼型绕组:在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条,在铜条两端各用一个铜环(称为端环)把导条联结起来,称为铜排转子,如图所示。也可用铸铝的方法,把转子导条和端环、风扇叶片用铝液一次浇铸而成,称为铸铝转子,如图所示。100kW以下的异步电动机一般采用铸铝转子。笼型绕组结构简单,坚固,成本低。三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机的结构
定子和转子配合方式三相交流异步电动机的铭牌数据1、电机型号
磁极数(极对数p=2)例如:Y132M-4
用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座中心高(mm)三相异步电动机三相交流异步电动机的铭牌数据三相交流异步电动机的铭牌数据型号举例:(1)Y132S-4:Y--异步电动机;132--机座中心高度132mm
S--短铁心;4-极数。(2)Y112S-6:极数6极;短机座;规格代号:中心高112mm产品代号:异步电动机异步电动机产品名称代号产品名称异步电动机绕线式异步电动机防爆型异步电动机高起动转矩异步电动机新代号汉字意义老代号Y异异绕异爆异起YRYBYQJ、JOJR、JROJB、JBOJQ、JQO2.三相绕组接法接线盒定子三相绕组的联接方法。通常V1W2U1W1U2V2U2U1W2V1V2W1U1V1W1W2U2V2W2U2V2V1W1U1Y联结W1U1V1W2U2V2联结3.电压例如:380/220V、Y/是指线电压为380V时采用Y联结;线电压为220V时采用
联结。说明:一般规定,电动机的运行电压不能高于或低于额定值的5%。因为在电动机满载或接近满载情况下运行时,电压过高或过低都会使电动机的电流大于额定值,从而使电动机过热。电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压值。
三相异步电动机的额定电压有380V,3000V,
及6000V等多种。4.电流例如:Y/6.73/11.64A
表示星形联结下电机的线电流为6.73A;三角形联结下线电流为11.64A。两种接法下相电流均为6.73A。
5.功率与效率鼠笼电机
=72~93%电动机在额定运行时定子绕组的线电流值。额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率P2,它不等于从电源吸取的电功率P1。注意:实用中应选择容量合适的电机,防止出现“大马拉小车”的现象。6.功率因数PN
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。空载时功率因数很低,只有
0.2~0.3。额定负载时,功率因数最高。7.额定转速电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cosO如:n
N=1440转/分
sN=0.048.绝缘等级指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级,分为A、E、B、F、H五级,A级最低(105ºC),H级最高(180ºC)。1、功率的选择
功率选得过大不经济,功率选得过小电动机容易因过载而损坏。(1)对于连续运行的电动机,所选功率应等于或略大于生产机械的功率。(2)对于短时工作的电动机,允许在运行中有短暂的过载,故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。二、三相交流异步电动机的选择2、种类和型式的选择(1)种类的选择
一般应用场合应尽可能选用鼠笼式电动机。只有在需要调速、不能采用鼠笼式电动机的场合才选用绕线式电动机。(2)结构型式的选择
根据工作环境的条件选择不同的结构型式,如开启式、防护式、封闭式电动机。3、电压和转速的选择
根据电动机的类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。
Y系列鼠笼电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3000V和6000V。旋转磁场:旋转磁场就是一种极性和大小不变,且以一定转速旋转的磁场。从理论分析和实践证明,在对称三相绕组中流过对称三相交流电时会产生这种旋转磁场。所谓三相对称绕组就是三个外形、尺寸、匝数都完全相同、首端彼此互隔120º、对称地放置到定子槽内的三个独立的绕组,如图所示。•AYCBZ(•)电流出()电流入•X•AXBYCZ三、三相交流异步电动机的工作原理三、三相交流异步电动机的工作原理1)三相对称定子绕组通上对称三相交流电流产生旋转磁场;2)转子导体切割旋转磁场磁力线,产生感应电流;3)转子电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩。
三相交流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。
三相交流异步电动机的旋转磁场对称三相电流的函数式表示为:对称三相电流的波形表示为:
为便于考察对称三相电流产生的合成磁效应,我们通过几个特定瞬间,选择t=60°,t=120°,t=180°三个瞬间,并规定:电流为正时,从每相线圈的首端(A、B、C)流入,由线圈末端(X、Y、Z)流出;电流为负时,从每相线圈首端(A、B、C)流出,由线圈的末端(X、Y、Z)流入。用表示流出,用表示流入。•tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ
三相电流合成磁
场的分布情况合成磁场方向向下合成磁场旋转60°合成磁场旋转90°600o三相交流异步电动机的旋转磁场
由分析可知,当电流从t=0°变化到t=180°时,旋转磁场在空间相应地转过180°,相应地,电流变化一个周期,旋转磁场转过一周。AXYCBZ=0°twXBZAYCAXYCBZXBZAYCAAXZBCYAAXZBCY取决于三相电流的相序旋转磁场的旋转方向结论:任意调换两根电源进线,则旋转磁场反转。任意调换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0to旋转磁场的极对数P
当三相定子绕组按图示排列时,产生一对磁极的旋转磁场,即:otAXBYCZAXYCBZ
若定子每相绕组由两个线圈串联
,绕组的始端之间互差60°,将形成两对磁极的旋转磁场。C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'AXBYC极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的排列有关C'Y'ABCXYZA'X'B'Z'0旋转磁场的转速工频:
旋转磁场的转速取决于磁场的极对数p=1时0toAXYCBZAXYCBZAXYCBZp=2时0旋转磁场转速n0与极对数p的关系极对数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。可见:工作原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针
切割转子导体右手定则感应电动势E20旋转磁场感应电流I2旋转磁场左手定则电磁力FF电磁转矩TnF三相交流异步电动机的工作原理
三相交流异步电动机定子三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时,将在电机气隙空间产生旋转磁场,转子绕组的导体处于旋转磁场中,转子导体切割磁力线会产生感应电势,根据右手定则可以判断感应电势方向,又因为转子导体通过端环自成闭路,所以转子导体中会通过感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力,根据左手定则可以判断电磁力的方向。电磁力作用在转子上将产生电磁转矩,并驱动转子旋转。
异步电动机的工作原理示意图
旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。
由前面分析可知,电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致,但转子转速n不可能达到与旋转磁场的转速相等,即异步电动机如果:无转子电动势和转子电流
转子与旋转磁场间没有相对运动,磁通不切割转子导条无转矩因此,转子转速与旋转磁场转速间必须要有差别。异步名称的由来:
只有当转子转速n低于旋转磁场转速n0,即n<n0时,转子导体与旋转磁场之间才有相对运动,转子导体才会感应电动势和电流,产生电磁力和电磁转矩,使电机转子继续旋转。由此可见,n≠n0,且n<n0,异步电动机才能正常工作。异步电动机运行中:转子转速亦可由转差率求得转差率s
例1:一台三相异步电动机,其额定转速
n=975r/min,电源频率f1=50Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解:根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知:n0=1000r/min,即p=3额定转差率为三相交流异步电动机的三种运行状态n<n0电动机状态0<s<1n>n0发电机状态s<0n<0电磁制动状态s>1四、三相交流异步电动机的电路分析
三相交流异步电动机的电磁关系与变压器类似。变压器:变化eU1E1=4.44fN1
E2=4.44fN2E1、E2频率相同,都等于电源频率。异步电动机每相电路i1u1e1e
1e2e
2i2+-++++----f1f2
1、定子电路(1)旋转磁场的磁通异步电动机:旋转磁场切割导体e,
U1
E1=4.44
f1N1每极磁通旋转磁场与定子导体间的相对速度为n0,所以(2)定子感应电势的频率f1感应电势的频率与磁场和导体间的相对速度有关f1=电源频率f2、转子电路(1)转子感应电势频率f2∵定子导体与旋转磁场间的相对速度固定,而转子导体与旋转磁场间的相对速度随转子的转速不同而变化定子感应电势频率f1转子感应电势频率f2
转子感应电势频率f2旋转磁场切割定子导体和转子导体的速度不同(2)转子感应电动势E2E2=4.44f2N2=4.44sf1N2
当转速n=0(s=1)时,f2最高,且E2最大,有E20=4.44
f1N2转子静止时的感应电势即E2=
sE20
转子转动时的感应电势(3)转子感抗X2当转速n=0(s=1)时,f2最高,且X2最大,有X20=2
f1L2即X2=
sX20
(4)转子电流I2(5)转子电路的功率因数cos2转子绕组的感应电流转子绕组的感应电流转子电路的功率因数
结论:转子转动时,转子电路中的各量均与转差率
s有关,即与转速
n有关。I2cos2s1I2,O五、三相交流异步电动机转矩与机械特性1、转矩公式
转子中各载流导体在旋转磁场的作用下,受到电磁力所形成的转矩之总和。常数,与电机结构有关旋转磁场每极磁通转子电流转子电路的功率因数由此得电磁转矩公式由前面分析知:由公式可知电磁转矩公式(1)T与定子每相绕组电压成正比。U1T(2)当电源电压U1一定时,T是
s的函数。(3)R2
的大小对
T有影响。绕线式异步电动机可外接电阻来改变转子电阻R2
,从而改变转距。2、机械特性曲线OTS根据转矩公式得特性曲线:OT1电动机在额定负载时的转矩。(1)额定转矩TN三个重要转矩OT额定转矩(N•m)
如某普通机床的主轴电机(Y132M-4型)的额定功率为7.5kw,额定转速为1440r/min,则额定转矩为(2)最大转矩Tmax
转子轴上机械负载转矩T2不能大于Tmax
,否则将造成堵转(停车)。电机带动最大负载的能力。令:求得临界转差率OTTmax将sm代入转矩公式,可得当U1
一定时,Tmax为定值过载系数(能力)一般三相异步电动机的过载系数为工作时必须使T2
<Tmax
,否则电机将停转。电机严重过热而烧坏。(2)sm与R2有关,R2smn。绕线式电机改变转子附加电阻R´2可实现调速。(3)起动转矩Tst电动机起动时的转矩。起动时n=0时,s=1(2)Tst与R2有关,适当使
R2Tst。对绕线式电机改变转子附加电阻
R´2,可使Tst=Tmax
。Tst体现了电动机带载起动的能力。
若
Tst
>T2电机能起动,否则不能起动。OTTst起动能力三相交流异步电动机的机械特性TABn2TNTmTstDOCn1nN三相交流异步机械特性曲线如图所示
启动转矩Tst:
电动机加额定电压启动时对应的电磁转矩;
额定转矩TN
:为电动机带动额定负载时的电磁转矩;
最大转矩Tm:是电动机在运行中具有的最大转矩。转矩与功率的关系电动机载额定状态下运行
电动机负载运行中若带动负载转动的转矩为T2,轴上输出的机械功率为P2
,转子转速为n2电磁转矩与电源电压的关系
电磁转矩与电动机定子绕组上所加电压U的平方成正比U1U2U3六、三相交流绕组的基本要求和分类(5)绕组用铜量少,性能可靠,制造和检修要方便。
(一)对三相交流绕组的基本要求(1)每相绕组的阻抗要求相等,即每相绕组的匝数、形状都是相同的。(2)在一定的导体数下,有合理的最大绕组合成电动势和磁动势。(3)各相的相电动势和相磁动势波形力求接近正弦波,即要求尽量减少它们的高次谐波分量。(4)对基波而言,三相电动势和磁动势必须对称。(二)三相交流绕组的分类
按槽内元件边的层数,分为单层和双层绕组。单层绕组又可分为等元件、链式、交叉式和同心式绕组;双层绕组则分为双层叠绕组和波绕组。单层绕组与双层绕组比较,电气性能稍差,但槽利用率高,制造工时少,因此,小容量的电动机中(PN≤10kW),一般都采用单层绕组。(三)关于交流绕组的一些基本量1、极距
两个相邻磁极轴线之间沿定子铁心内表面的距离。若定子的槽数为Z,磁极对数为p,则极距:2、线圈节距一个线圈的两个有效边之间所跨的距离称为线圈的节距。3、电角度4、槽距角相邻两个槽之间的电角度:6、相带
每个极面下的导体平均分给各相,则每一相绕组在每个极面下所占的范围,用电角度表示称为相带。
每一个极面下每相所占的槽数为5、每极每相槽数如图示为:600相带。(四)三相单层绕组
单层绕组的每个槽内只放一个线圈边,电机的线圈总数等于定子槽数的一半。单层绕组分为链式、交叉式和同心式绕组。1、单层链式绕组
单层链式绕组由形状、几何尺寸和节距相同的线圈连接而成,整个外形如长链。
链式绕组的每个线圈节距相等并且制造方便;线圈端部连线较短并且省铜。主要用于q=2的4、6、8极小型三相异步电动机。2、单层交叉式绕组
单层交叉式绕组由线圈数和节距不相同的两种线圈组构成,同一组线圈的形状、几何尺寸和节距均相同,各线圈组的端部互相交叉。
交叉式绕组由两大一小线圈交叉布置。线圈端部连线较短,有利于节省材料,并且省铜。广泛用于q>1的且为奇数的小型三相异步电动机。3、单层同心式绕组
同心式绕组由几个几何尺寸和节距不等的线圈连成同心形状的线圈组构成。
同心式绕组端部连线较长,适用于q=4、6、8等偶数的2极小型三相异步电动机。优点不适宜于大中型电机元件少,结构简单,嵌线方便,槽内无层间绝缘广泛应用于10kW以下的异步电动机定子绕组单层绕组为整距绕组缺点电动势和磁动势波形较差铁损和噪声较大起动性能较差三相单层绕组的优缺点(五)三相双层绕组
双层绕组每个槽内放上、下两层线圈的有效边,线圈的每一个有效边放在某一槽的上层,另一个有效边则放置在相隔为y的另一槽的下层。双层绕组分双层叠绕组(如图2a=1)和双层波绕组(略)。
双层绕组的特点:1)线圈数等于槽数;2)线圈数组数等于极数,也等于最大并联支路数;3)每相绕组的电动势等于每条支路的电动势。优点可以选择最有利的节距,使电动势和磁动势波形更接近正弦波所有线圈的形状和尺寸相同,便于实现机械化端部排列整齐机械强度高可组成较多的并联支路缺点嵌线困难用铜量大
定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上,首端分别标为U1,V1,W1,末端分别标为U2,V2,W2。七、三相交流异步电动机绕组的测试
1、绕组绝缘电阻的测定
用兆欧表测定相与地、相与相间的绝缘电阻。1)额定电压500V以下的电动机,绝缘电阻不得低于0.5兆欧,对于新电机或绕组已更新的电机不得低于5兆欧。2)对于大型电机可用兆欧表测绝缘电阻R15和R60并算出吸收系数K,K应不小于1.32、直流电阻的测定
工程实际中常用电桥测定三相绕组冷态直流电阻,各相绕组直流电阻之差与平均值之比不得大于5%式中:3、定子绕组首尾的测定
1)绕组串联法
2)万用表法
三相交流异步电动机的单相运行UVW一相断线运行情况(缺相)(1)星形联接
若三相交流异步电动机为星形联接,一相断线后,另两相绕组串联成单一电路接入线电压。
(1)若原来静止,则无起动转矩,不能起动(起动瞬间n=0,相当于短路,时间一长电机烧坏);
(2)若在旋转中缺相,仍可旋转,但电机定子电流剧增,转速降低,损耗增加,很易过热,如不及时排除,将使电机绝缘因温升过高而损坏。三相交流异步电动机的单相运行(2)三角形联接。
缺相后,电机绕组有两相串联成单一电路与另外一相绕组并联而接入电源电压。
(1)当绕组参数完全对称时,两条电路的电流相位相同,但幅值不等,其合成磁势仍是单相脉动磁势,无起动转矩。
(2)当三相绕组不完全对称时,将使两条支路电流的相位不同,电机中形成正、反向幅值不相等的旋转磁场。虽然两个磁场幅值上的差异不大,但产生的起动转矩仍可使空载时的电机自行起动。UVWI’I’’三相交流异步电动机的单相运行由以上分析可知,三相交流异步电动机应该在二相以上电流中设有过电流保护。三相交流异步电动机单相运行的方法将三相电机中任意两相绕组反向串起来作为工作绕组,另一相串以适当电容作为起动绕组,接在单相电源上就成为一台分相电动机了。三相交流异步电动机单相运行的性能输出功率约等于三相额定功率的70%
运行性能较差
电磁调速异步(感应)电动机
电磁调速异步电动机也称为滑差电动机,从原理上看,它就是一台带有电磁滑差离合器的普通笼型异步电动机。
电磁滑差离合器由电枢和磁极两部分组成,他们之间无机械联系,各自能独立旋转。电枢由异步(感应)电动机带动旋转,称为主动部分。磁极由直流励磁,与生产机械联接,称为从动部分。单相异步电动机是利用单相交流电源供电的一种小容量交流电动机,功率约在8W~750W之间。单相异步电动机具有所需电源方便、结构简单,成本低廉,维修方便等特点,被广泛应用于如冰箱、电扇、洗衣机等家用电器及医疗器械中。但与同容量的三相异步电动机相比,单相异步电动机的体积较大、运行性能较差、效率较低。单相异步电动机有多种类型,目前应用较多的有电容分相式单相异步电动机和罩极式电动机。3.2单相交流电动机的认知与使用
单相异步电动机的定子中放置单相绕组,转子一般用鼠笼式。定子绕组中通入单相交流电后,形成脉动磁场,若不采取措施,将无法获得所需的起动转矩。定子定子绕组转子AA'NS一、单相异步电动机的工作原理
定子绕组产生的脉动磁场,可用正、反两个旋转磁场合成来等效。即
+
-=
+
-=mtO脉动磁场的分解④⑥⑧⑧③⑦⑦⑨⑨⑥⑤②①
+-①
+
-
②③④⑤-
+正反向旋转磁场的合成转矩特性合成转矩(正向)起动转矩为零(反向)正转转反....F鼠笼式转子导条及电流
当定子绕组产生的合成磁场增加时,根据右手螺旋定则和左手定则,可知转子导条左、右受力大小相等方向相反,所以没有起动转矩,即单相交流异步电动机不能自行起动。AA'
为了获得所需的起动转矩,单相异步电动机的定子进行了特殊设计。常用的单相异步电动机有电容分相式异步电动机和罩极式异步电动机。他们都采用鼠笼式转子,但定子结构不同。二、
电容分相式异步电动机
电容分相式异步电动机的定子中放置有两个绕组,一个是工作绕组A–A',另一个是起动绕组B–B',两个绕组在空间相隔90º。起动时,B–B'绕组经电容接电源,两个绕组的电流相位相差近90º,即可获得所需的旋转磁场。电容分相式异步电动机iAS••ABB'•••A~iB设两相电流为两相电流正弦波形如图所示。工作绕组iBiAO起动绕组ABB'A'ABB'A'ABB'A'两相旋转磁场450900iBiAOS•••ABB'•••iAiBA12~实现正反转的电路
改变电容C的串联位置,可使单相异步电动机反转。
将开关S合在位置1,电容C与B绕组串联,电流iB较iA超前近90;当将S切换到位置2,电容C与A绕组串联,电流iA
较iB
超前近90。这样就改变了旋转磁场的转向,从而实现电动机的反转。
电动机转子转动起来后,利用离心力将开关S断开(S是离心开关),使起动绕组B–B´断电。M~三、罩极式单相异步电动机~~i12定子绕组鼠笼式转子短路环极掌(极靴)
当电流i流过定子绕组时,产生了一部分磁通1,同时产生的另一部分磁通与短路环作用生成了磁通2。由于短路环中感应电流的阻碍作用,使得2在相位上滞后1,从而在电动机定子极掌上形成一个向短路环方向移动的磁场,使转子获得所需的起动转矩。
罩极式单相异步电动机的起动方法当工作绕组接入单相交流电源后,磁极内即产生一脉振磁场。脉振磁场的交变,使短路环产生感应电势和感应电流,根据楞次定律可知,环内将出现一个阻碍原来磁场变化的新磁场,从而使短路环内的合磁场变化总是在相位上落后于环外脉振磁场的变化。可以把环内、环外的磁场设想为两相有相位差的电流所形成,这样分相的结果,使气隙中出现椭圆形旋转磁场。罩极式单相异步电动机的特点
(1)结构简单、成本低、维护方便
(2)起动转矩不大,只适用于负载不大的场所
由于罩极式单相异步电动机起动转矩较小,转向不能改变,常用于电风扇、吹风机中;而电容分相式单相异步电动机的起动转矩大,转向可改变,故常用于洗衣机等电器中。
某种电风扇中的单相交流电动机的实物及其结构示意图如图所示。它主要由定子和转子组成。单相交流电动机的应用案例1:电风扇的电气控制线路
日常生活中的电风扇大多数是有档控制的,调节风扇档位的过程,就是改变风扇中单相电动机转速的过程,这在电机控制中称之为电动机的调速控制。它的控制电路如图所示。
电风扇的调速控制线路 案例2:洗衣机的电气控制线路
多数电风扇没有改变其转速方向,但同样是用单相电机拖动的洗衣机却是要经常改变电机的旋转方向。这就是电动机转动方向的控制。如图是一种最简单的洗衣机控制线路。
洗衣机电机的正反转控制线路
下图是一种双桶波轮式洗衣机的电气控制线路原理图。双桶洗衣机有两台电动机,一台是洗涤的洗涤电动机,另一台是用于脱水的脱水电动机,因此控制线路是同时控制两台电动机的起动和停止。
案例3:电冰箱的电气控制
下图为上菱牌BCD-216W型电冰箱的电气控制线路图,图中压缩机用单相交流电动机采用最常见的电容分相电动机。案例4:认识小型风扇上的罩极式单相电动机
罩极式单相交流电动机相对于上述的笼型电动机而言,结构简单,制造方便,噪声小,且允许短时过载运行。但起动转矩小,不能实现正反转,所以常用小型风扇上。3.3电动机的保养及维修一、三相异步交流电动机的保养(一)新购置电动机的检查:1、请确认试验记录的内容。2、有无损伤、生锈、污损、异物的侵入或附属品的脱落。3、有指定转动方向时的指定反向是否正确。4、确认主铭牌所记载的额定数及其他铭牌或另附说明书的内容是否完整一致。5、将电动机转轴用手转动,确认有无异常。6、如有特殊规范的需要,请确认现购产品与规范是否一致。(二)三相异步电动机的安装
1、电动机安装的基本要求(1)电动机所用的器材设备,必须适应使用环境的需要。如易爆危险场所,须采用防爆式品种;多尘场所要采用密封式产品等。(2)电动机必须安装在固定的底座上,各种器材的安装须牢固可靠。(3)电动机及其他器材的绝缘电阻必须在0.5兆欧以上。(4)电动机及其开关等设备的外壳上应钉有标明主要性能数据的铭牌。(5)线路导线的绝缘应良好,连接要正规,电源线的截面积必须满足载流量的需要,其最小截面积规定,铜芯线不得小于1平方毫米,铝芯线不得小于2.5平方毫米。电动机线路在室内水平敷设时,离地低于2米的导线,以及垂直敷设时,离地低于1.3米的导线,均应穿钢管或硬塑料管加以保护。
2、电动机的控制保护装置安装的基本要求(1)电动机对控制保护装置的要求电动机的控制保护装置的具体组成,应能满足实际需要,保证安全为原则,基本要求如下:①每台电动机必须装备一只能单独进行操作的控制开关和能单独进行短路和过载保护的保护装置。②使用的开关设备,要具有可靠地接通和切断电动机工作电流以及切断故障电流的能力,质量必须可靠,结构应完整,操作机构的功能健全。③开关和保护装置的每个单独元件上应标有电压和电流的额定值,以及能明显反映电路“通”和“断”的标志。
(2)电动机开关设备的选装要求①功率在0.5千瓦以下的电动机,允许用插头和插座作为电源通断的直接控制;如进行频繁操作的,则应在插座板上安装一道熔断器。②功率在3千瓦以下的电动机,允许采用HK型瓷底胶盖闸刀开关,开关规格必须大于电动机额定电流的2.5倍。必须在开关内安装熔体的部分用铜丝接通,然后在开关的后一级另安装一道熔断器,作为过载和短路保护。③功率在3千瓦以上的电动机,常用的开关有HH型刀开关、DZ型自动空气开关、接触器和HZ组合开关等。各类开关的选用在第一章介绍过或查阅有关电工手册。④功率较大(大于11KW)的电动机,启动电流较大,为不影响其他电气设备的正常运行和线路的安全,必须加装启动设备,进行降压启动,减小启动电流。常用的启动设备有星-三角启动器和自耦变压器启动器等。
(3)电动机短路保护用的熔断器和熔体的选配
一般中小型电动机比较普遍采用熔断器作为电动机的短路保护。选用原则如下:①熔断器的规格必须选得大于电动机额定电流的三倍。常用的熔断器品种有RClA型(瓷插式)和RL型(螺旋式)两种。RL型多用于控制箱中。②小容量的三相异步电动机一般适用的熔丝规格见表5-6。如果熔丝经常熔断,不可随意加粗,应检查熔断原因。
3、电动机的安装
(1)电动机的搬运小型电动机是由人力来搬运。可以用铁棒穿过电动机吊环,也可以用绳子拴在电动机的吊环或底座上,用杠棒搬运。不允许用绳子套在电动机的皮带盘或转轴上来抬电动机。大、中型电动机—般用起重机械搬运。(2)电动机的安装
①电动机的座墩一般中小型电动机大都安装在机械设备的固定底座上,无固定底座的,一定要安装在混凝土座墩上,座墩的形式有直接安装墩和槽轨安装墩。建造电动机座墩时,座墩高出地面一般不应低于150毫米,具体高度要按电动机的规格、传动方式和安装条件等决定。座墩的长和宽应按电动机底座尺寸决定,但四周要放出150毫米左的裕度,以保证埋设的地脚螺栓有足够的强度。槽轨安装墩是在直接安装墩的地脚螺栓上安装槽轨,然后再把电动机安装在槽轨上,这种结构便于在更换电动机时进行安装调整。为保证地脚螺栓埋设牢固,用来做地脚螺栓的六角头一端要做成人字形开口,埋入长度一般是螺栓直径的10倍左右,人字形开口长度约是埋入长度的一半左右。
②电动机与座墩的安装方法小型电动机可用人力抬到基础上,较大的电动机,用起重设备或滑轮来安装。为防止震动,安装时须在电动机与座墩间衬垫一层质地坚韧的木板或硬橡皮等防震物,四个紧固螺栓上均要套弹簧垫圈;拧紧螺母时要按对角线交错依次逐步拧紧,每个螺母要拧得一样紧。③导线的敷设操作开关到电动机之间的连接导线要穿管(管口要套上木圈)加以保护,机床设备上,一般都有固定在床身上的电线管,活动部分用软管连接。这段导线一般分成两段,一段从控制箱(板)到操作开关,另一段从控制箱(板)到电动机,通常在控制箱(板)内设有接线柱,供导线连接用。如果控制设备和电动机不是配套产品,这段导线的走线形式常用的有两种,一种是从地下埋管(用厚壁管)通过,另一种是用明管线路,沿建筑面敷设到电动机。
(3)电动机的校正
①电动机的水平校正一般用水平仪放在转轴上进行,并用0.5~5毫米厚的钢片垫在机座下,来调整电动机的水平。②皮带传动的校正使电动机的轴与被驱动机械的轴保持平行,两皮带轮宽度的中心线应在一条直线上。③联轴器传动的校正当电动机与被驱动的机械采用联轴器联接时,必须使两轴的中心线保持在一条直线上,否则电动机转动时将产生很大的震动,严重时损坏联轴器。由于电动机转子和被驱动机械转动部分的重力使轴产生一定的挠度,使联轴器的两端面不平行,所以在安装时必须使两端轴承装得稍高一些,以保证联轴器两端面平行。④齿轮传动的校正当电动机通过齿轮与被驱动的机械连接时,必须使两轴保持平行。可用塞尺测量两齿轮的齿间间隙,应使其间隙一致。同时用颜色印迹法来检查大小齿轮啮合是否良好,一般应使齿轮接触部分不小于齿宽的2/3。(4)电动机操作开关的安装
电动机的操作开关必须安装在操作时能监视到电动机的启动和被拖动机械的运转情况的位置上;各种机床的操作开关,必须装在最便于操作,又不易被人体或工件等触碰产生误动作的位置上;开关装在墙上时,宜装在电动机的右侧。如果开关需要装在远离电动机的地方,则必须在电动机附近,加装紧急时切断电源用的应急开关,同时还要加装开关合闸前的预示警告装置,以便处于电动机及被拖动机械周围的人得到警告。操作开关的安装位置,还应保证操作者操作时的安全。(5)控制开关的安装
①小型电动机不需作频繁操作的,或不需作换向和变速操作,一般只需一个开关。②需频繁操作的,或需进行换向和变速操作的则装两个开关(称两级控制),前一个开关作控制电源用,叫控制开关,常采用铁壳开关、自动空气开关和转换开关。后一个开关用来直接操作电动机的叫操作开关。如果采用启动器的,则启动器就是操作开关。③凡采用无明显分断点的开关,如电磁开关,必须装两个开关,在前一级装一个有明显分断点的开关,如刀开关、转换开关等作控制开关。凡容易产生误操作的开关,如手柄倒顺开关、按钮开关等,也必须在前一级加装控制开关,以防止开关误动作而造成事故。(6)熔断器的安装熔断器必须与开关装在同一块木台上,或同一个控制箱内。凡作为保护用的熔断器,必须装在控制开关的后级和操作开关(包括启动开关)的前级。用自动空气开关作控制并关时,而所采用操作开关又无保护装置,就应在自动空气开关的前一级装一道熔断器作双重保护,当热脱扣器或电磁脱扣器失灵时,可以由熔断器起保护作用,同时可兼作隔离开关,以便维修时切断电源。采用倒顺开关和电磁开关作操作开关,而前级用转换开关作控制开关时(一般机床常采用这种结构形式),必须在两级开关之间安装一道熔断器。每道熔断器在三相回路中应安装三个型号、规格相同的熔丝,分别串接在三根相线上。
(7)电压表和电流表的安装
有些大、中型或要求较高的电动机,为了监视电源电压和额定电流,在控制板上应同时装有电压表和电流表,电压表通常只用一只,通过换相开关进行换相测量,电压表的量程为450伏或500伏。要求较高的应装三个电流表,一般要求的,可只装一个电流表串接在第二相。电流表的规格必须可以通过电动机启动电流,宜选用大于额定电流2~3倍的量程。若电动机额定电流大于50安时,则需要使用电流互感器将大电流变成小电流,电流互感器的规格同样要大于电动机额定电流的2~3倍,配用电流互感器的电流表的规格,可选用5安的。(三)异步电动机的选用原则(1)电动机的选配必须适应各种不同机械设备和不同的工作环境的需要,根据机械设备对电动机的起动特性、机械特性的要求选择电动机种类。选用原则如下:①无特殊的变速、调速要求的一般机械设备,可选用机械特性较硬的鼠笼式异步电动机。②要求起动特性好、在不大的范围内平滑调速的设备,应选用绕线式异步电动机。③有特殊要求的设备,则选用特殊结构的电动机。例如小型卷扬机、升降设备及电动葫芦,可选用锥型转子制动电动机。④根据电动机的使用场合选择它的结构型式。在灰尘较少而无腐蚀性气体的场合,可选用一般的防护式电动机;而潮湿、灰尘多或含腐蚀性气体的场合应选用封闭式电动机;在有易爆气体的场合,则选用防爆式电动机。(2)电动机功率要严格按机械设备的实际需要选配,不可任意增加或减小容量。在具有同样功率的情况下,要选用电流小的电动机。(3)电动机的转速应根据机械设备的要求选配,可选择高速电动机或齿轮减速电动机,还可以选用多速电动机。(4)电动机工作电压的选定,应以不增加启动控制设备的投资为原则。(5)电动机温升的选择,应根据具体使用环境的实际要求。高温高湿和通风不良等环境,应选用具有较高温升的电动机,当然电动机允许温度越高,价格也越高。(四)电动机运行前的检查和试车
1、启动前的检查(1)测量绝缘电阻新安装的或停用三个月以上的电动机,用兆欧表测量电动机各相绕组之间及每相绕组与地(机壳)之间的绝缘电阻,对于绕线式转子电动机,还要测量转子绕组、滑环对机壳和滑环之间的绝缘电阻。通常对500V以下的电动机用500V的兆欧表测量,对500~3000V电动机用1000V兆欧表测量其绝缘电阻,对3000V以上的电动机用2500V兆欧表测量其绝缘电阻。(2)检查二次回路接线是否正确,二次回路接线检查可以在未接电动机情况下先模拟动作一次,确认各环节动作无误,包括信号灯显示正确。检查电动机引出线的连接是否正确,相序和旋转方向是否符合要求,接地或接零是否良好,导线截面积是否符合要求。(3)检查电动机内部有无杂物,用干燥、清洁的200-300kPa的压缩空气吹净内部(可使用吹风机等来吹),但不能碰坏绕组。(4)检查电动机铭牌所示电压、频率与所接电源电压、频率是否相符,电源电压是否稳定(通常允许电源电压波动范围为±5%),绕组接法是否与铭牌所示相同。如果是降压起动,还要检查起动设备的接线是否正确。(5)检查电动机紧固螺栓是否松动,轴承是否缺油,定子与转子的间隙是否合理,间隙处是否清洁和有无杂物。检查机组周围有无妨碍运行的杂物,电动机和所传动机械的基础是否牢固。(6)检查保护电器(断路器、熔断器、交流接触器、热继电器等)整定值是否合适。动、静触头接触是否良好。检查控制装置的容量是否合适,熔体是否完好,规格、容量是否符合要求和装接是否牢固。(7)电刷与换向器或滑环接触是否良好,电刷压力是否符合制造厂的规定。(8)检查启动设备是否完好,接线是否正确,规格是否符合电动机要求。用手扳动电动机转子和所传动机械的转轴(如水泵、风机等),检查转动是否灵活,有无卡涩、摩擦和扫膛现象。确认安装良好,转动无碍。(9)检查传动装置是否符合要求。传动带松紧是否适度,联轴器连接是否完好。(10)检查电动机的通风系统、冷却系统和润滑系统是否正常。观察是否有泄漏印痕,转动电动机转轴,看转动是否灵活,有无摩擦声或其它异声。拆下轴承盖,检查润滑油质、油量。一般润滑脂的填充量应不超过轴承盒容积的70%,也不得少于容积的50%。(11)检查电动机外壳的接地或接零保护是否可靠和符合要求。电动机经以上检查合格,便可进行试车。
2、电动机的空载试车空载试车的目的是检查电动机通电空转时的状态是否合格。空载试车的检查项目及要求如下:(1)运行时检查电动机的通风冷却和润滑情况。电动机的进风口和出风口应畅通无阻,通风良好,风扇与风扇罩无互相擦碰现象,轴承应转动均匀,润滑良好。(2)判断电动机运行音响是否正常。电动机运行音响应均匀、正常,不得有嗡嗡声、碰擦声等异常的声音。(3)测量空载电流。电动机空载试车过程中,应监视电源电压和电动机的空载电流。一般在电源配电柜上都装有电压表和电压换相开关,可以检测三相电压是否平衡。这样当电动机三相电流异常时,可以判断是不是电源引起的。电动机试车时,可以用电流表配用电流换相开关测定三相空载电流,检测时应注意两个问题,一是空载电流与额定电流的百分比,符合表5-8规定范围的为合格;二是三相电流的不平衡程度。如果电动机空载运行三相电流不平衡程度在5%左右即为合格,各相电流不平衡程度超过10%应视为故障。如果试车电源没有设电流表,也可以用钳形表来检测电动机的空载电流。
(4)测量电动机各部分温升。空载试车时,在电动机壳各部位用手贴住片刻,如果没有明显发烫的感觉,即认为正常。如需较准确地测定电动机的温度,可采用温度计法测定铁芯温度。具体方法是:卸下电动机的吊环,将酒精温度计插入吊环孔内用棉花塞好,可以测得铁芯的近似温度。各种绝缘等级的异步电动机各部位的温升限度见表5-9。(5)检查电动机的振动。空载试车时,电动机的振动不应超过表5-10的规定。(6)检查绕线式电动机电刷与滑环工作情况。绕线式电动机空载试车时,应经常检查电刷和滑环的接触情况,不允许有严重的火花,否则应调整电刷弹簧的压力或清理滑环,必要时进行修磨或更换。空载试车的时间一般为1小时左右,对重复短时工作制的电动机可适当减少空载运行时间。电动机经过空载试运行,各项检查都合格,即可带负荷试运行。
(五)电动机运行中的监视与维护电动机在运行时,要通过听、看、闻等及时监视电动机的运行状况,当电动机出现不正常现象时能及时切断电源,排除故障。具体项目如下:(1)听电动机在运行时发出的声音是否正常。电动机正常运行时,发出的声音应该是平稳、轻快、均匀、有节奏的。如果出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等异声时,应立即停机检查。如当电动机过负荷,则发出较大的嗡嗡声,当三相电流不平衡或缺相运行则嗡嗡声特别大等。(2)观察电动机有无振动。电动机若出现振动,会引起与之相连的负载部分不同心度增高,形成电动机负载增大,出现超负荷运行,就会烧毁电动机。因此,电动机在运行中,尤其是大功率电动机更要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动,接地装置是否可靠,发现问题及时解决。(3)闻电动机运行时的气味。电动机过热时,绕组的绝缘物分解,可以闻到特殊的绝缘漆的气味;如轴承缺油严重发热或润滑油填充过量使轴承发热,可以闻到润滑油挥发的气味,噪声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆,必须随时发现并查明原因而排除。(4)监视电动机运行中的温度。电动机运行时的允许温度范围由电动机所使用的绝缘材料的极限温度决定,各绝缘等级的三相异步电动机的最高允许运行温度见相关表格所示。电动机运行时不得超过表中所规定的温度。检查电动机的温度及电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化,尤其对无电压、电流指示及没有过载保护的电动机,对温升的监视更为重要。电动机轴承是否过热,缺油,若发现轴承附近的温升过高,就应立即停机检查。注意电动机在运行中是否发出焦臭味,如有,说明电动机温度过高,应立即停机检查原因。(5)注意电动机的清洁和通风。保持电动机的清洁,特别是接线端和绕组表面的清洁。不允许水滴、油污及杂物落到电动机上,更不能让杂物和水滴进入电动机内部。要定期检修电动机,清洁内部,更换润滑油等。电动机在运行中,进风口周围至少3米内不允许有尘土、水渍和其他杂物,以防止吸入电机内部,形成短路介质,或损坏导线绝缘层,造成匝间短路,电流增大,温度升高而烧毁电动机。所以,要保证电动机有足够的绝缘电阻,以及良好的通风冷却环境,才能使电动机在长时间运行中保持安全稳定的工作状态。(6)要定期测量电动机的绝缘电阻,特别是电动机受潮时,如发现绝缘电阻过低,要及时进行干燥处理。(7)对绕线式电动机,要经常注意电刷与滑环间的火花是否过大,如火花过大要及时停机检修。若火花是由于电刷弹簧压力不足、电刷碎裂或磨损过度引起,应进行调整、修磨或更换;若火花是由于滑环脏污引起,则应清理。(8)监视电动机运行时的电流。(9)对电动机启动控制设备的维护。
二、三相异步电动机的维修(一)电动机的拆卸1、拆除电动机的所有引线。一般电动机拆卸时,先拆卸电动机的引线,记录三相绕组是Y形接法还是△形接法。拆线前必须先切断三相电源线,即关断电源开关。拆线时,每拆下一个线头,应用绝缘带包好线头,用白布作好标记,以便接线时不会弄错。2、拆卸皮带轮或联轴器。在拆卸皮带轮(或连轴器)之前,最好在皮带轮(或连轴器)的轴头上作好记号,或者测量皮带轮(或连轴器)到端盖之间的距离,并记录下来,在装配时有依据。首先应将皮带轮(或连轴器)上的固定螺丝或销子松脱,再用专用工具抓手,把皮带轮(或连轴器)慢慢拉出。使用抓手时要顶正,抓手螺杆中心线要对准电动机轴的中心线,并注意抓手和皮带轮(或连轴器)的受力情况,不要将轮缘拉裂或把抓手扳裂。如遇拆不下来时,可以渗些煤油再拉,或用喷灯、乘热迅速下拉。不需清洗的轴承或有轴承套的电动机,有时可不拆卸皮带轮(或连轴器)。3、拆卸风扇或风罩。4、拆卸轴承盖和端盖。拆卸滑动轴承端盖前,应先将油放出。有滑环或换相器的,一定要举起或提起电刷。先卸负荷端,卸时将端盖螺丝拆下,用扁铲把端盖铲开,同时检查止口的配合松紧。在拆卸滚动轴承端盖时,必须在机壳和端盖上作记号,以免装配时弄错位置。卸时可先卸小盖,然后松下大螺丝,再卸大盖。一般小型电动机都只拆风扇一侧的端盖,将另一侧的轴承盖螺丝拆下,并将转子、端盖、轴承盖和风扇一起抽出。5、抽出转子。小型电动机的转子可用手取出,注意不要擦伤铁心和绕组。转子风扇若大于定子内孔时,应从有风扇一侧取出。有滑环或换相器的电动机,应从滑环或换相器一侧取出。(二)电动机的装配1、定子部分(1)绕制定子线圈根据原电动机线把周长数据制好绕线模。绕制线把时留出300mm做首端或尾端,绕制方向顺、逆均可,在绕制过程中绕向不能变化(三相的绕向相同)。绕制匝数依据原电动机匝数,一次绕出6个线把,最后尾端留出300mm长。(2)嵌线按照整理好的线把上的嵌线顺序和对应槽号逐个嵌线。(3)封槽口放绕组端部隔相绝缘端部整形端部接线(4)绕组的绝缘浸漆与烘干处理。电动机浸漆的目的是提高绕组的绝缘强度,使绕组更耐热、耐震动、耐潮、耐腐蚀。同时提高了绕组的耐热性和机械强度。2、安放转子3、加装端盖4、装风扇和风罩5、接好引线,接好线盒及铭牌(三)电机测试1、绝缘电阻的测量(相间绝缘绕组对地绝缘)测试电动机绕组与地绝缘电阻、绕组与绕组之间绝缘电阻,要用兆欧表测量,下面介绍兆欧表的使用方法。1)使用兆欧表要注意:①测量时必须切断电动机电源。②兆欧表上的两根测试导线要相互分开,不能拧在一起。测试连接线的绝缘要良好,外表清洁、干燥,否则会引起测量的误差。③测量前应该对兆欧表进行一次开路和短路试验以检查兆欧表是否完好。先将兆欧表上两根测试连接线分开,摇动手柄,表针就指在“∞”(无穷大)处,再将两根连接线接在一起,缓缓摇动兆欧表手柄,表针摆向“0”(零欧)处,证明兆欧表良好。④测量中若表针已经指零,就不要继续摇动手柄以免表内绕圈发热损坏。⑤兆欧表上的单位是兆欧(用字母MΩ表示)。当用兆欧表测量电阻时,把兆欧表上的两条测试连接线接在被测位置上,顺时针摇动兆欧表手柄,达到规定的转速(每分钟约120转),表针所指数值就是所测电阻值。2)用兆欧表测试绕组对机壳绝缘电阻(也称对地的绝缘电阻)。在接线板上把D4、D5、D6连接起来,使用三相绕组连接在一起,然后兆欧表上的一条测试连接线在接线板上任意一个接线螺丝上,另一条测试连接线接在电机外壳上。顺时针摇动兆欧表手柄,指针应大于5MΩ(500V),证明绕组对地电阻符合绝缘标准,如果表针指向小于1MΩ的数值上,证明电阻过低,不能投入运转。要检查电动机槽绝缘是否损坏或者是否受潮,再根据情况加以修理或烘干。3)用兆欧表测试绕组相与相之间的绝缘电阻在接线板上去掉连接D4,D5,D6的连线(铜排),兆欧表上的一条测试连接线与D1相连接,一条与D2相连接,顺时针均匀摇动兆欧表手柄,测出A相与B相绕组的绝缘电阻,相与相之间的绝缘电阻应大于5MΩ(500V),符合绝缘标准。如果小于1MΩ(500V),要分析原因,是否相间绝缘纸、层间绝缘纸损坏、电动机受潮,根据情况加以修理或烘干。用以上测试方法测试出A相与C相、B相与C相绝缘电阻,每相之间电阻都应大于5MΩ(500V)。2、绝缘耐压试验3、空载运转试验重点指导学生掌握三相异步电动机故障检查的方法,并学会应用。三相异步电动机应用广泛,但通过长期运行后,会发生各种故障,及时判断故障原因,进行相应处理,是防止故障扩大,保证设备正常运行的一项重要的工作。(四)三相异步电动机的故障检查1、定子绕组断路故障(1)断路故障多发生于电动机绕组的端部、各绕组元件的接线头或电动机引出线端等地方,因此首先要检查这些地方。如果发现断头或接头松脱时,应把导线连接并焊牢,包上新的绝缘材料,才可使用。如果是由于绕组匝间短路、接地等故障而造成的断路,一般需要更换绕组。对电动机断路可用兆欧表、万用表(放在低电阻档)或用验灯来检查。检查时,需每相分别测试,见图1用兆欧表或用验灯检查定子绕组断路
图1、(a)△形接法的检验(b)Y形接法的检验(2)中等容量电动机定子绕组大多采用多根导线并绕和多支路并联,如果其中有一支路断路时,可采用三相电流平衡法或电阻来检查。1)三相电流平衡法。对于Y形接法的电动机,将三相绕组并联,通入低压大电流(电流值≤额定值),如果三相电流值相差大于5%时,电流小的一相为支路断路相,见图2(a);对于△接法的电动机,需拆开接头,分别测量每相绕组的两端,如果三相电流相差大于5%时,电流小的一相为支路断路相,见图2(b)。
图2用三相电流平衡法检查电动机多支路绕组断路(a)Y形检查(b)△形检查2)直流电阻测量。将要测量的绕组串联一只直流电流表接到6~12V的直流电源上,再将一只直流电压表并联到绕组上,测出通过绕组的电流和绕组上的电压降,再算出电阻,或用电桥测量各绕组的直流电阻,测量三次取其平均值。测得的三相之间的直流电阻误差不大于±2%,且直流电阻与出厂测量值误差不大于±2%,即为合格。
2、定子绕组接地故障的检修绕组受潮、绝缘老化或线圈重绕后在嵌入定子铁心里的时候,如绝缘被擦伤或绝缘未垫好等,都会造成接地故障。检查接地故障可用兆欧表(摇表)或验灯按图逐相进行检查,如电阻为零或验灯发亮的一相,即为接地相,然后检查接地相绕组绝缘,如果破裂及焦痕的地方,即为接地点,一般都在绕组伸出铁心的槽口部位。如为擦伤,可用绝缘材料将绕组与铁心垫好,即可使用。如果接地发生在槽内,须更换绕组。3、绕组短路故障的检修电机绕组受潮、绕组绝缘损伤、老化,较长时间在过电压、欠电压、过载的情况下运行下或单相运行,都会使绕组短路。短路的情况有几种:绕组匝间短路;相邻绕组间短路;一个极相组绕组的两个端子间短路;相间短路等。常用的检查方法有:(1)观察法。电动机发生短路故障后,在故障处由于电流大,产生高热,使导线外面的绝缘老化焦脆,所以观察电动机绕组是否有烧焦痕迹,即可找出短路处。(2)利用兆欧表或万用表检查相间绝缘。如果两相间绝缘电阻为零,就说明该两相短路。详细分析三相异步电动机的典型故障,便于学生今后的应用。要求学生能够根据故障现象分析故障原因,进行针对性的分析检查。
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