三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术研究

三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术研究一、本文概述《三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术研究》这篇文章旨在探讨三相异步电动机磁链观测器的设计与实现，以及电机参数的辨识技术。三相异步电动机作为工业领域中广泛应用的动力设备，其性能优化与控制精度的提升对于提高整体设备运行效率和降低能耗具有重要意义。磁链观测器作为电动机控制系统中的关键环节，能够实时监测电机内部的磁链状态，为控制策略提供准确的反馈信息。而电机参数的准确辨识则是优化控制策略、实现高效稳定运行的基础。本文首先介绍了三相异步电动机的基本工作原理和控制要求，分析了磁链观测器在电机控制中的重要性。随后，详细阐述了磁链观测器的设计原理和实现方法，包括传感器选择、信号处理算法、磁链计算等关键步骤。在此基础上，文章进一步探讨了电机参数辨识技术的原理和方法，包括基于模型的参数辨识、基于非模型的参数辨识等，并对各种方法的优缺点进行了对比分析。通过本文的研究，旨在为三相异步电动机的控制系统设计提供理论支持和实践指导，推动电机控制技术的发展和创新，为工业领域的自动化和智能化提供有力支撑。二、三相异步电动机的基本原理三相异步电动机，作为一种广泛应用的电力驱动设备，其基本原理主要基于电磁感应和机械运动转换。该电动机主要由定子（静止部分）和转子（旋转部分）两部分组成。定子通常由三组相互相位差120度的线圈构成，这三组线圈被称为三相，分别接入三相交流电源。转子则主要由导电线条或导电环构成，这些导电部分被称为鼠笼或绕线式转子。当三相交流电源供电于定子线圈时，会产生旋转磁场。由于旋转磁场的存在，会在转子导电部分中感应出电流。根据电磁感应的原理，感应电流会在旋转磁场的作用下产生力，使转子产生旋转。电动机的工作原理可以理解为，通过电磁感应在转子中产生电流，再通过电流与旋转磁场的相互作用产生旋转力矩，从而实现电动机的机械运动。异步电动机之所以被称为“异步”，是因为旋转磁场的转速（同步转速）与转子实际转速之间存在一个微小的差异。这个差异主要由转子导体的电流建立和消失需要一定的时间，以及转子导体的电阻和漏抗等因素引起。这种转速差异使得异步电动机在运行时，其转子转速总是略低于旋转磁场的转速。三相异步电动机的性能参数，如转速、转矩、效率等，都与其内部电磁关系密切相关。对电动机的磁链观测和参数辨识技术的研究，对于提高电动机的控制精度和性能，具有十分重要的意义。磁链观测技术主要是通过检测电动机运行过程中的磁场信息，实现对电动机内部磁链的观测。而参数辨识技术则通过对电动机在各种工况下的运行状态进行监测和分析，从而准确地辨识出电动机的各项参数，如电阻、电感、磁链等。这些技术为电动机的优化设计和运行控制提供了有力的支持。三相异步电动机的基本原理是基于电磁感应和机械运动转换，其性能参数和运行状态可以通过磁链观测和参数辨识技术进行有效监测和分析。这些技术的研究和应用，对于提高电动机的运行效率和性能，推动电力驱动技术的发展，具有重要的理论和实践意义。三、磁链观测器设计磁链观测器在三相异步电动机的控制中扮演着至关重要的角色，它能够实时地监测和计算电动机的磁链，为控制系统提供关键的反馈信息。磁链观测器的设计主要涉及到磁链模型的建立、观测算法的选择以及相应的数字实现等方面。磁链模型的建立是磁链观测器设计的第一步。在三相异步电动机中，磁链通常可以表示为定子磁链和转子磁链之和。考虑到电动机的非线性特性和参数变化，我们采用扩展卡尔曼滤波器（EKF）来建立磁链模型。EKF能够在线性化非线性系统的同时，对系统参数进行估计和修正，从而提高了磁链观测的精度和鲁棒性。观测算法的选择直接影响到磁链观测的准确性和实时性。考虑到三相异步电动机的复杂性和实时性要求，我们采用基于模型参考自适应（MRAS）的观测算法。该算法通过比较参考模型和实际模型的输出，生成误差信号，并利用该误差信号调整观测器的参数，从而实现磁链的准确观测。在数字实现方面，我们利用高性能的数字信号处理器（DSP）来实现磁链观测器的功能。DSP具有高速运算和实时处理的能力，能够满足磁链观测的实时性要求。我们采用适当的数字滤波技术，对观测到的磁链信号进行滤波处理，以消除噪声和干扰，提高磁链观测的准确性。磁链观测器的设计是三相异步电动机控制中的关键环节。通过合理的磁链模型建立、观测算法选择以及数字实现，我们可以得到一个准确、实时且鲁棒性强的磁链观测器，为三相异步电动机的控制提供有力的支持。四、参数辨识技术研究参数辨识技术在三相异步电动机的控制和运行过程中具有至关重要的作用。电动机的参数，如电阻、电感、磁链等，直接影响到电机的运行性能和稳定性。准确辨识这些参数对于实现电机的精确控制、优化运行效率以及故障预测具有重要意义。在三相异步电动机的参数辨识技术中，常见的方法包括开环测试法、闭环测试法以及基于模型的参数辨识法等。开环测试法主要通过在电机断电或特定运行状态下测量电机的响应来辨识参数，这种方法虽然简单易行，但精度相对较低。闭环测试法通过引入反馈控制，在电机运行过程中实时调整参数，以获得更精确的辨识结果，但这种方法对控制系统的要求较高。基于模型的参数辨识法是目前研究的热点之一。该方法首先建立电机的数学模型，然后通过实验数据对模型进行参数辨识，从而得到电机的精确参数。这种方法具有较高的辨识精度和较强的适用性，但建模过程较为复杂，且对实验数据的质量和数量要求较高。近年来，随着和机器学习技术的发展，基于智能算法的参数辨识技术也逐渐成为研究的热点。例如，利用神经网络、支持向量机、遗传算法等智能算法对电机参数进行辨识，可以在一定程度上提高辨识精度和效率。智能算法的应用也面临着一些挑战，如算法的收敛速度、泛化能力、对噪声数据的鲁棒性等。三相异步电动机的参数辨识技术研究是一个涉及多个领域的综合性问题。未来，随着新技术和新方法的不断发展，相信我们将能够实现更加准确、高效和智能的参数辨识，为三相异步电动机的优化运行和故障预测提供有力支持。五、磁链观测器与参数辨识技术的综合应用在三相异步电动机的控制与优化中，磁链观测器与参数辨识技术的综合应用具有重要意义。磁链观测器能够实时、准确地监测电动机内部的磁链状态，为控制系统提供关键信息；而参数辨识技术则通过对电动机运行数据的分析，精确获取其内部参数，为控制策略的优化提供数据支持。综合应用这两种技术，可以实现对电动机运行状态的全面掌握。磁链观测器提供的实时磁链信息，结合参数辨识技术得到的精确参数，使得控制系统能够更准确地预测电动机的行为，从而进行更为精细的控制。这不仅提高了电动机的运行效率，还增强了其稳定性和可靠性。磁链观测器与参数辨识技术的综合应用也为电动机的故障诊断和预测维护提供了有力工具。通过对磁链和参数的持续监测与分析，可以及时发现电动机的异常状态，预测其可能的故障，从而采取相应的维护措施，避免故障的发生或减小其影响。磁链观测器与参数辨识技术的综合应用，对于提高三相异步电动机的控制精度、运行效率以及维护水平具有重要意义。随着技术的不断进步和应用领域的拓展，这两种技术的综合应用将在电动机控制领域发挥更大的作用。六、结论与展望经过对三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术的研究与分析，本文得出了以下磁链观测器在三相异步电动机的控制系统中具有重要作用，它能够准确观测电机的磁链状态，为电机的优化控制和性能提升提供了重要依据。参数辨识技术是实现电机精确控制的关键，通过对电机参数的准确辨识，可以提高电机的运行效率和稳定性。在研究过程中，本文提出了几种有效的磁链观测器和参数辨识方法，并通过实验验证了它们的有效性和可靠性。仍存在一些问题和挑战需要进一步研究。例如，在磁链观测器的设计过程中，如何进一步提高观测精度和鲁棒性是一个重要的问题。参数辨识技术在复杂工况下的应用也需要进一步探索。展望未来，随着和机器学习等技术的发展，磁链观测器和参数辨识技术将有望实现更加智能化和自适应的控制。随着新型电机材料和结构的出现，磁链观测器和参数辨识技术也将面临新的挑战和机遇。未来的研究应更加注重理论与实践的结合，不断探索新的控制策略和方法，为三相异步电动机的优化控制和性能提升做出更大的贡献。参考资料：三相异步电动机是一种常见的电力拖动设备，广泛应用于工业生产、自动化控制等领域。磁链观测器是三相异步电动机控制系统的重要组成部分，用于实时观测电动机的磁链信息，为控制系统提供准确的反馈。在实际应用中，三相异步电动机的磁链观测面临着诸多问题和挑战，如参数不确定性、外部干扰等。本文旨在研究三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术，提高磁链观测的准确性和稳定性。三相异步电动机磁链观测器的主要作用是估算电动机的磁链向量。在实际应用中，磁链观测器的准确性直接影响到电动机的控制效果。由于三相异步电动机的参数不确定性、磁场分布复杂性和外部干扰等因素，磁链观测器的性能往往会受到影响。研究三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术具有重要意义。三相异步电动机磁链观测器的原理基于电动机的电压方程和磁场分布。通常情况下，电动机的磁场分布可以分为直轴和交轴两个分量，分别对应于电动机的直轴和交轴磁链。通过测量电动机的电压和电流，可以计算出直轴和交轴磁链的估计值。在计算过程中，需要考虑电动机的噪声和外部干扰。为了减小噪声和干扰的影响，需要对观测到的数据进行滤波和平滑处理。同时，需要通过对电动机的参数进行辨识，以便在控制过程中进行补偿。为了验证三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术的效果，需要进行实验测试。实验设计包括以下步骤：数据采集：通过电压传感器和电流传感器采集电动机的电压和电流信号。实验步骤：通过控制系统的给定信号，使电动机在不同负载和转速下运行，同时记录采集到的电压和电流数据。数据处理方法：采用滤波和平滑处理方法来减小噪声和干扰的影响；通过参数辨识算法，辨识电动机的参数。通过实验结果，我们可以观察到三相异步电动机磁链观测器在不同负载和转速下的表现。实验结果表明，采用本文所研究的磁链观测器与参数辨识技术，可以有效提高磁链观测的准确性和稳定性。在实验过程中，观测到的磁链向量与实际值相比，误差较小，且具有较强的抗干扰能力。在分析实验结果的基础上，我们可以得出以下本文所研究的三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术在控制三相异步电动机时具有实用价值。通过该技术，可以实现对电动机磁链信息的实时观测，提高控制系统的性能和稳定性。本文对三相异步电动机磁链观测器与参数辨识技术进行了深入研究，通过实验验证了该技术的有效性和实用性。实际应用中仍存在许多需要进一步研究和解决的问题。未来研究方向可以从以下几个方面展开：磁场分布模型优化：进一步研究三相异步电动机的磁场分布模型，建立更加精确的数学模型，提高磁链观测的准确性。参数辨识算法研究：针对电动机参数辨识问题，研究更加快速、准确的算法，以便在控制过程中进行实时参数补偿。抗干扰能力提升：研究更加有效的滤波和平滑处理方法，减小外部干扰对磁链观测的影响。随着工业自动化水平的不断提高，三相异步电动机作为重要的动力设备，其控制精度和效率越来越受到关注。矢量控制作为一种先进的电机控制方法，具有高动态性能、高精度和高鲁棒性等优点，因此得到了广泛的应用。本文将对三相异步电动机矢量控制的设计与实现进行探讨。矢量控制的基本思想是通过坐标变换，将三相异步电动机的交流电流分解成两个分量：一个分量是转矩电流分量，另一个分量是励磁电流分量。通过对这两个分量的独立控制，实现对异步电动机的解耦控制，从而提高控制的精度和动态性能。为了实现矢量控制，需要设计一个高性能的硬件平台。该平台应包括以下几个部分：主控制器、电流和电压传感器、PWM发生器、驱动电路和三相异步电动机等。主控制器是整个硬件系统的核心，负责实现矢量控制算法和控制逻辑。电流和电压传感器用于实时检测电动机的电流和电压。PWM发生器用于生成PWM信号，以控制驱动电路中的电力电子器件。驱动电路是连接控制器和电动机的桥梁，负责将控制器输出的PWM信号转换为合适的电压或电流，以驱动电动机。软件设计主要包括主控制器中的矢量控制算法和控制逻辑的实现。在软件设计过程中，需要采用高效的数据结构和算法，以提高控制精度和动态性能。为了便于调试和维护，应采用模块化设计方法，将整个软件系统划分为若干个独立的模块，每个模块具有明确的功能和接口。在实现矢量控制时，首先需要通过坐标变换将异步电动机的三相电流分解为转矩电流分量和励磁电流分量。常用的坐标变换方法有Clarke变换和Park变换。根据矢量控制算法计算出相应的控制量，包括转矩电流分量参考值和励磁电流分量参考值。将这些参考值与实际检测到的电流值进行比较，得到误差信号。通过调节误差信号，得到相应的PWM信号，以控制驱动电路中的电力电子器件。通过驱动电路将PWM信号转换为合适的电压或电流，以驱动三相异步电动机。本文对三相异步电动机矢量控制的设计与实现进行了探讨。通过采用矢量控制方法，可以实现异步电动机的高精度和高动态性能控制。在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的硬件和软件方案，并注意解决一些关键问题，如坐标变换的准确性、电流和电压检测的实时性、PWM控制的稳定性等。随着技术的不断发展，矢量控制在三相异步电动机中的应用将会更加广泛和深入。三相异步电机（Triple-phaseasynchronousmotor）是感应电动机的一种，是靠同时接入380V三相交流电流（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转，存在转差率，所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。单层绕组就是在每个定子槽内只嵌置一个线圈有效边的绕组，因而它的线圈总数只有电机总槽数的一半。单层绕组的优点是绕组线圈数少工艺比较简单；没有层间绝缘故槽的利用率提高；单层结构不会发生相间击穿故障等。缺点则是绕组产生的电磁波形不够理想，电机的铁损和噪音都较大且起动性能也稍差，故单层绕组一般只用于小容量异步电动机中。单层绕组按照其线圈的形状和端接部分排列布置的不同，可分为链式绕组、交叉链式绕组、同心式绕组和交叉式同心绕组等几种绕组形式。链式绕组是由具有相同形状和宽度的单层线圈元件所组成，因其绕组端部各个线圈像套起的链环一样而得名。单层链式绕组应特别注意的是其线圈节距必须为奇数，否则该绕组将无法排列布置。交叉链式绕组当每极每相槽数9为大于2的奇数时链式绕组将无法排列布置，此时就需要采用具有单、双线圈的交叉式绕组。单层同心绕组和交叉同心式绕组的优点为绕组的绕线、嵌线较为简单，缺点则为线圈端部过长耗用导线过多。现除偶有用在小容量2极、4极电动机中以外，如今已很少采用这种绕组形式。星接改角接：原星接时线径总截面积除以732等于角接时的线径总截面积。角接改星接：原角接时线径总截面积乘以732等于星接时的线径总截面积。角接时的截面积是星接时的58倍。（即角接时线径总截面积除以58等于星接时的线径总截面积。星接时线径总截面积乘以58等于角接时的线径总截面积）电机的内部连接有显极和庶极之分，显极和庶极连接是由电机的设计属性决定的，是不能更改的连体半密封的电机定子铁芯拆出：用加热的方法，把定子壳反过来放下面悬空，加热定子外壳当温度达到一定温度时轻轻震一震自己就出来了。电动机应妥善接地，接线盒内右下方有接地螺钉，必要时也可利用电动机的底脚或法兰盘固定螺栓接地。电动机铭牌上有规定的星形联结和三角形联结，我国3kW以下电动机采用星形联结，3kW以上电动机采用三角形联结，不能接错。电动机一般应配有故障保护装置，如热保护装置、电动机电子保护器等，并根据电动机铭牌电流调整保护装置的整定值选择。如电动机负载较稳定，为了更好地保护电动机，可按电动机的实际工作电流来调整保护装置的整定值。电动机的实际工作电流可在电动机负载运转时，用钳形电流表直接测定。当电源的电压、频率与铭牌上的数值偏差超过5%时，电动机不能保证连续输出额定功率。连续工作的电动机不允许过载。电动机空载或负载运行不应有断续的或异常的声响或振动，轴承温度不应过高。三相异步电动机由固定的定子和旋转的转子两个基本部分组成，转子装在定子内腔里，借助轴承被支撑在两个端盖上。为了保证转子能在定子内自由转动，定子和转子之间必须有一间隙，称为气隙。电动机的气隙是一个非常重要的参数，其大小及对称性等对电动机的性能有很大影响。图2所示为三相笼型异步电动机的组成部件。定子三相绕组是异步电动机的电路部分，在异步电动机的运行中起着很重要的作用，是把电能转换为机械能的关键部件。定子三相绕组的结构是对称的，一般有六个出线端UUVVWW2，置于机座外侧的接线盒内，根据需要接成星形（Y）或三角形（△），如图3所示。定子铁心是异步电动机磁路的一部分，由于主磁场以同步转速相对定子旋转，为减小在铁心中引起的损耗，铁心采用5mm厚的高导磁硅钢片叠成，硅钢片两面涂有绝缘漆以减小铁心的涡流损耗。机座又称机壳，它的主要作用是支撑定子铁心，同时也承受整个电动机负载运行时产生的反作用力，运行时由于内部损耗所产生的热量也是通过机座向外散发。中、小型电动机的机座一般采用铸铁制成。大型电动机因机身较大浇注不便，常用钢板焊接成型。转子铁心也是电动机磁路的一部分，也是用硅钢片叠成。与定子铁心冲片不同的是，转子铁心冲片是在冲片的外圆上开槽，叠装后的转子铁心外圆柱面上均匀地形成许多形状相同的槽，用以放置转子绕组。转子绕组是异步电动机电路的另一部分，其作用为切割定子磁场，产生感应电势和电流，并在磁场作用下受力而使转子转动。其结构可分为笼型绕组和绕线式绕组两种类型。这两种转子各自的主要特点是：笼型转子结构简单，制造方便，经济耐用；绕线式转子结构复杂，价格贵，但转子回路可引入外加电阻来改善起动和调速性能。笼型转子绕组由置于转子槽中的导条和两端的端环构成。为节约用钢和提高生产率，小功率异步电动机的导条和端环一般都是融化的铝液一次浇铸出来的；对于大功率的电动机，由于铸铝质量不易保证，常用铜条插入转子铁心槽中，再在两端焊上端环。笼型转子绕组自行闭合，不必由外界电源供电，其外形像一个笼子，故称笼型转子，如图4所示。异步电动机的气隙是很小的，中小型电动机一般为2～2mm。气隙越大，磁阻越大，要产生同样大小的磁场，就需要较大的励磁电流。由于气隙的存在，异步电动机的磁路磁阻远比变压器为大，因而异步电动机的励磁电流也比变压器的大得多。变压器的励磁电流约为额定电流的3%，异步电动机的励磁电流约为额定电流的30%。励磁电流是无功电流，因而励磁电流越大。绕组是电动机的组成部分，老化、受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。如今分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压（如雷击）使绝缘击穿。⑴观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点。⑶兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定，一般说来指针在“0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。⑷试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。⑸电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。⑹分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。⑴绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60——70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速发热而烧毁。电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏；端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。⑴外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色，并有臭味。⑵探温检查法。空载运行20分钟（发现异常时应马上停止），用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。⑷电桥检查。测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过5%以上，如超过，则电阻小的一相有短路故障。⑹万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻，若读数极小或为零，说明该二相绕组相间有短路。⑺电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读数小的一组有短路故障。⑻电流法。电机空载运行，先测量三相电流,在调换两相测量并对比，若不随电源调换而改变，较大电流的一相绕组有短路。⑴短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开，也可重包绝缘线，再上漆重烘干。⑵短路在线槽内。将其软化后，找出短路点修复，重新放入线槽后，再上漆烘干。⑶对短路线匝少于1/12的每相绕组，串联匝数时切断全部短路线，将导通部分连接，形成闭合回路，供应急使用。由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂，焊接后又未清除干净，就可能造成壶焊或松脱；受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁，在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时，另几根导线由于电流的增加而温度上升，引起绕组发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。电动机不能启动，三相电流不平衡，有异常噪声或振动大，温升超过允许值或冒烟。⑵绕组各元件、极（相）组和绕组与引接线等接线头焊接不良，长期运行过热脱焊。⑴观察法。断点大多数发生在绕组端部，看有无碰折、接头出有无脱焊。⑵万用表法。利用电阻档，对“Y”型接法的将一根表棒接在“Y”形的中心点上，另一根依次接在三相绕组的首端，无穷大的一相为断点；“△”型接法的短开连接后，分别测每组绕组，无穷大的则为断路点。⑸电流表法。电机在运行时，用电流表测三相电流，若三相电流不平衡、又无短路现象，则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。⑹电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时,说明该相绕组有部分断路故障；⑺电流平衡法。对于“Y”型接法的，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流的交流电，如果三相绕组中的电流相差大于10%时，电流小的一端为断路；对于“△”型接法的，先将定子绕组的一个接点拆开，再逐相通入低压大电流，其中电流小的一相为断路。⑻断笼侦察器检查法。检查时，如果转子断笼，则毫伏表的读数应减小。⑴断路在端部时，连接好后焊牢，包上绝缘材料，套上绝缘管，绑扎好，再烘干。⑵绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组。⑶对断路点在槽内的，属少量断点的做应急处理，采用分组淘汰法找出断点，并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。绕组接错造成不完整的旋转磁场，致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状，严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况：某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错；极（相）组接反；某相绕组接反；多路并联绕组支路接错；“△”、“Y”接法错误。电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大，温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。误将“△”型接成“Y”型；维修保养时三相绕组有一相首尾接反；减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误；新电机在下线时，绕组连接错误；旧电机出头判断不对。⑴滚珠法。如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动，说明正确，否则绕组有接错现象。⑵指南针法。如果绕组没有接错，则在一相绕组中，指南针经过相邻的极（相）组时，所指的极性应相反，在三相绕组中相邻的不同相的极（相）组也相反；如极性方向不变时，说明有一极（相）组反接；若指向不定，则相组内有反接的线圈。⑶万用表电压法。按接线图，如果两次测量电压表均无指示，或一次有读数、一次没有读数,说明绕组有接反处。⑸定子绕组一相接反时，接反的一相电流特别大，可根据这个特点查找故障并进行维修。⑹把“Y”型接成“△”型或匝数不够，则空载电流大，应及时更正。怎样测量三相异步电动机六股引出线的相同端头用干电池和万用表判别，连续运转的三相异步电动机，日常保养内容：外观检查，风扇是否工作正常，是否有异常振动，联轴器连接是否可靠，底座固定是否紧固，轴承工作是否正常（听声音），温度是否正常（红外测温仪），定期检查电线接头和开关触点，工作电流是否正常（钳型电流表），另外绕线式电机还须检查碳刷和滑环。⑴先判别三相绕组的各自的两个首尾端.将万用表调到电阻档进行测量，凡是同一相的线圈就相连接没有阻值，凡不是同一相的线圈就不相通，因此根据万用表可分清两个线端属于同一相绕组引出线。⑵判别其中两侧线圈引出线的同名端，将指针式万用表调到量程最小的直流电流档，再将任意一相的绕组的两个线端接到表上，然后将另一相绕组的两个线端一同分别瞬时碰触一下干电池的正极和负极，在干电池与线圈接通的一瞬间如果表针摆向大于零的一边（也就是顺时针摆动），则电池正极和万用表黑色表笔为同名端，逆则反矣。①大型电动机指电动机机座中心高度大于630mm，或者16号机座及以上.或定子铁芯外径大于990mm者.称为大型电动机。②中型电动机指电动机机座中心高度在355一630mm之间.或者11-15号机座.或定子铁芯外径在560~990mm之间者.称为中型电动机。③小型电动机指电动机机座中心高度在80-315mm.或者10号及以下机座，或定子铁芯外径在125-560mm之间者.称为小型电动机。①恒转速电动机有普通笼型、特殊笼型(深槽式、双笼式、高启动转矩式)和绕线型。②调速电机就是配有有换向器的电动机。一般采用三相并励式的绕线转子电动机(转子控制电阻、转子控制励磁)。③变速电动机有变极电动机、单绕组多速电动机、特殊笼型电动机和转差电动机等。①普通笼型异步电动机适用于小容量、转差率变化小的恒速运行的场所.如鼓风机、离心泵、车床等低启动转矩和恒负载的场合。②深槽笼型适用于中等容量、启动转矩比井通笼型异步电动机稍大的场所。③双笼型异步电动机适用于中、大型笼型转子电动机.启动转矩较大.但最大转矩稍小。适用于传送带、压缩机、粉碎机、搅拌机、往复泵等需要启动转矩较大的恒速负载上。④特殊双笼型异步电动机采用高阻抗导体材料制成。特点是启动转矩大.最大转矩小，转差率较大.可实现转速调节。适用于冲床、切断机等设备。⑤绕线转子异步电动机适用于启动转矩大、启动电流小的场所，如传送带、压缩机、压延机等设备。①开启式电动机除必要的支承结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护。②防护式电动机内转动和带电部分有必要的机械保护.但不明显地妨碍通风。按其通风口防护结构不同。有下列三种:网罩式、防滴式、防溅式。防滴式与防溅式不同，防滴式是能防止垂直下落的固体或液体进入电动机内部，而防溅式是能防止与垂线成1000角范围内任何方向的液体或固体进入电动机内部。③封闭式电动机机壳结构能够阻止壳内外空气自由交换.但并不要求完全密封。⑤水密式当电动机浸没在水中时.电动机机壳的结构能够阻止水进入电动机内部。⑦隔爆式电动机机壳的结构能阻止电动机内部的气体爆炸传递到电动机外部.而引起电动机外部的燃烧性气体的爆炸。三相异步电动机的电磁转矩是由旋转磁场的每极磁通φm与转子电流I2相互作用而产生的。因转子电路是电感性的，转子电流I2比转子电动势E2滞后，则转矩T与磁通φm及转子电流I2的关系为式(1)中：KT是与电动机结构有关的常数，cosΨ2是转子电路的功率因数，转矩T的单位为牛·米(N·m)。由上式可见，转矩T除于F成正比外，还与I2cosy2成正比。由三向异步电动机电路分析知将(2)、(3)、(4)式代入(1)式，则得出转矩的另一个表示式由(5)式可见，转矩T还与定子绕组的每相电压U1的平方成正比，所以当电源电压变化时，对转矩的影响很大。转矩T还受转子电阻R2的影响。图1是电磁转矩和转差率之间的关系曲线即n=f(T)曲线。虽然异步电动机的转差率s能反映电动机转速n的快慢，但不太直观，应用也不太方便，因此通常用机械特性分析有关的拖动问题。在电源电压不变的条件下，电动机的转速和电磁转矩之间的关系称为电动机的机械特性。异步电动机的n=f(T)曲线是由图1所示的T-s曲线经过坐标轴变换得出。当s=0时，n=1；当s=1时，n=0，以转速n为纵坐标，以转矩T为横坐标，把T-s曲线顺时针旋转90°，便可得到机械特性曲线n=f(T)，如图2所示。研究机械特性的目的是为了分析电动机的运行性能，首先在机械特性曲线上讨论三个转矩。在电动机等速转动时,它的输出转矩必须与阻转矩相平衡，阻转矩主要是机械负载转矩T2。还包括空载损耗转矩(主要是机械损耗转矩)T0。由于T0很小，常可忽略，所以：T=T2+T0≈T2由此可见，电动机的电磁转短T近似等于电动机轴上的输出机械转矩T2。即式中：P2是电动机轴上输出的机械功率，单位是瓦(W)；转矩的单位是牛·米(N.m)；转速的单位是转每分(r/rnin)。功率如用工程上常用的千瓦为单位,则：若电动机轴上输出的机械功率P2是额定功率P2N，则电动机的输出机械转矩T2，即为额定转矩TN。可见，最大转矩Tmax与U12成正比，与转子电阻R2无关；sm与R2有关，R2愈大，sm也愈大。电动机的最大转矩Tmax与额定转矩TN之比称为过载系数，用λ表示。即λ=Tmax/TN表示电动机短时过载能力。一般三相异步电动机的λ在8～2之间，而冶金、起重等特殊电动机λ在2～之间。应该指出，电动机在TN<T<Tmax运行时，为过载状态。过载状态下电动机只能短时运行，否则电流太大，温升过高致使电动机绝缘老化，寿命缩短。（电动机在起动（n=0，s=1）时的转距称为起动转距。）Tst与U2及R2成正比。当电源电压U1降低时，起动转矩会减小，见图3；当转子电阻R2适当增大时，起动转距会增大，见图4。当R2=20时，Tst=Tmax，sm=1；但继续增大R2时，Tst就要随着减小，这时sm>1。电动机的起动转矩Tst与额定转矩TN的比值Kst=Tst/TN，表示电动机的起动能力。见图2，各当电动机所带的负载转矩T2小于起动转矩Tst时，电动机可带负载起动。从c点→b点，电动机的转矩随转速的上升而增大，促使电动机的转速迅速提高，到达b点时转矩为最大值Tmax。拐过b点以后，电动机的转矩则随转速的上升而减小，但只要是电磁转矩T大于负载转矩T2，电动机的转速还保持继续上升，直到T=T2时，电动机的转速才稳定下来。所以，电动机稳定运行的工作点位于n=f（T）曲线b、a区间的某一点。故ab区称为稳定工作区。bc区为不稳定工作区。如果负载突然增加，或电源电压突然降低使T2>Tmax时，则电动机转速迅下降，进入bc段，电动机的电磁转矩随转速的下降而减小，导致电动机迅速停止运转，这种现象称为堵转。堵转后，电动机中的电流立即升高为额定电流的数倍，如果没有保护措施及时切断电源，电动机将可能被烧毁。这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。该方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，国内大都使用交－直－交变频器。其特点：串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%－90%的生产机械上；绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分，由电动机带动；磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点：液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为：（2）额定电压UN：额定运行状态下加在定子绕组上的线电压，V或kV。（3）额定电流IN：额定电压下电动机输出额定功率时定子绕组的线电流，A。（4）额定转速nN：电动机在额定输出功率、额定电压和额定频率下的转速，r/min。（5）额定频率fN：电动机电源电压标准频率。我国工业电网标准频率为50Hz。式中：cosθN是电动机在额定运行状态下定子侧的功率因数；ηN为额定运行状态下电动机的效率。绕线转子异步电动机还标有转子额定电势和转子额定电流。前者系指定子绕组加额定电压、转子绕组开路时两集电环之间的电势（线电势）；后者系指定子电流为额定值时转子绕组的线电流。答：蓄电池电力不足蓄电池温度过高；启动电机继电器不工作；启动马达传动齿轮与飞轮齿圈不能啮合；启动电机进入啮合柴油机不能转动或转动无力；启动电机不转；启动失效；柴油机运转后和启动电机不能分离；答：A