《光伏电子产品设计与实践》课件-第5章 三相异步电动机

第5章

三相异步电动机

理论知识点（1）电动机的种类和用途。（2）三相异步电动机的结构、铭牌与选用。（3）三相异步电动机定子绕组首末端判别。技能点（1）三相异步电动机的安装及试运行。（2）绕线式三相异步电动机软启动器的安装与试运行。（3）三相异步电动机的拆装。（4）三相异步电动机定子绕组重绕。（5）三相异步电动机常见故障的维护与检修。5.1电动机的种类和用途1.电动机的种类

常见分类：直流电动机、交流电动机和控制电机(微型电机)。

直流电动机按励磁方法不同，可分为他励、并励，串励和复励四种。

交流电动机可分为三相异步电动机和单相异步电动机。三相异步电动机按转子绕组形式不同，可分为绕线式和鼠笼式两种。

单相异步电动机可分为电容起动电动机、电容式电动机、罩极式电动机三个类型。

控制电机的种类很多，如伺服电机、测速发电机、步进电机、旋转变压器、自整角机等。2.电动机的用途

直流电动机：将直流电能转换为机械能。广泛应用于轧钢机、高炉卷扬机、电力机车、金属切削等工作负载变化较大、要求频繁地起动、改变方向、平滑地调速的生产机械上。

三相笼型异步电动机：结构简单、坚固耐用、工作可靠、价格低廉、维护方便。但调速困难，功率因数较低，起动性能差。适用于通风机、运输机、传送带及小型机床。

绕线型电动机：起动性能好、可在不大的范围内平滑调速。但功率大，价格较贵，维护亦较不方便。适用于起重机、卷扬机、锻压机及重型机床。

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。

单相异步电动机：一般为1.1kW以下，广泛应用于日常生活、医疗器械、工业各个领域。控制电机：在自动控制系统中大量使用，具有特殊功能。5.2三相异步电动机的结构、铭牌与选用5.2.1三相异步电动机的结构主要由定子和转子两大部分组成，还包括机壳和端盖等。如果是封闭式电动机，则还有起冷却作用的风扇及保护风扇的端罩。

图5-1三相异步电动机结构示意图1.定子由定子铁心、定子绕组、机座和端盖等组成。

图5-2三相异步电动机的定子

图5-3三相定子绕组的接法2.转子由转子铁心、转子绕组、转轴和风扇等组成。（1）绕线式转子

图5-4绕线式转子（2）鼠笼式转子

图5-5鼠笼式转子5.2.2三相异步电动机的铭牌

表5-1三相异步电动机的铭牌

表5-2电动机的绝缘等级5.2.3三相异步电动机的选用1．功率的选择（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。2．种类和型式的选择（1）种类的选择（2）结构型式的选择3．电压的选择主要依据电动机运行场所供电网的电压等级，同时还应兼顾电动机的类型和功率。4.转速的选择额定转速应根据生产机械的要求选定。5．13

三相异步动机的安装及试运行

5.3.1三相异步电动机的安装

1.安装前的检查

2.

基础灌制3.电动机的安装

4.电动机的校正

⑴

皮带传动的校正

⑵

联轴器传动的校正(3)齿轮传动的校正

图5-6皮带传动的校正方法

图5-7用钢皮尺校正联轴器

5.3.2电动机的接线与试运行

1.电动机的接线三相异步电动机定子绕组的连接方法有△型连接法和Y型连接法两种，如图5-8所示。

图5-8三相异步电动机的定子绕组的连接方法

2．

电动机的试运行

电动机接上电源进线和接地线后，即可通电试运行。一般先合闸2～3次，每次2～3秒钟,看电动机能否起动，有无异常叫声或气味，如果正常，然后空载运行30分钟。如无过热及其他异常，安装便告结束。

5.3.3绕线式三相异步电动机软起动器的安装与试运行绕线式三相异步电动机常用于要求起动转矩较大的生产机械上，如卷扬机、锻压机、起重机及转炉等。优点：主要是可以通过集电环和电刷，在转子回路中串入外加电阻，从而实现平稳的起动或改变外加电阻在一定范围内调节转速。“软起动”方式具有起动电流小，起动转矩大，起动功率因素高，使用寿命长等特点。1.软起动器的技术参数2.软起动器的安装与调整3.试运行、维护及注意事项5.4

三相异步电动机的拆装

5.4.1三相异步电动机的拆卸工具拆装电动机时，常用工具有：拉钩、油盘、活板手、榔头、螺丝刀、紫铜棒、钢套筒和毛刷等。图5-9拆装电动机的常用工具

5.4.2三相异步电动机的拆卸

拆卸前应在电动机接线头、端盖等处作好标记和记录，以便装配后使电动机能恢复到原状态。不正确的拆卸，很可能损坏零件或绕组，甚至扩大故障，增加修理的难度。图5-10用拉具拆卸皮带轮

图5-11用拉具拆卸轴承1.三相异步电动机的拆卸顺序(1)切断电源，拆下电动机与电源的连接线，并将电源连接线线头作好绝缘处理。(2)脱开带轮或联轴器与负载的联接，松开地脚螺栓和接地螺栓。(3)拆卸带轮或联轴器。(4)拆卸风罩风扇。(5)拆卸轴承盖和端盖。(6)抽出或吊出转子。2.主要零部件的拆卸方法①联轴器或皮带轮的拆卸②拆卸风罩和风扇③轴承盖和端盖的拆卸④拆卸轴承的几种方法5.4.3三相异步电动机的装配

修理后的装配顺序，大致与拆卸时相反。装配时要注意拆卸时的一些标记，尽量按原记号复位。装配的顺序如下：1.滚动轴承的安装2.后端盖的安装3.转子的安装4.前端盖的安装5.安装风扇和皮带轮.

5.4.4装配后的检验

1．一般检查检查所有紧固件是否拧紧；转子转动是否灵活，轴伸端有无径向偏摆。2．测量绝缘电阻测量电动机定子绕组每相之间的绝缘电阻和绕组对机壳的绝缘电阻，其绝缘电阻值不能小于0.5MΩ。3．测量电流经上述检查合格后，根据名牌规定的电流电压，正确接通电源，安装好接地线，用钳形电流表分别测量三相电流，检查电流是否在规定电流的范围（空载电流约为额定电流的1/3）之内；三相电流是否平衡。4．通电观察上述检查合格后可通电观察，用转速表测量转速是否均匀并符合规定要求；检查机壳是否过热；轴承有无异常声音。

5.5三相异步电动机定子绕组首末端判别

1.万用表测定法

图5-12

用万用表区分绕组首未端的方法

2.干电池判别法具体操作步骤如下：

（1）任选一绕组作为初级，假定其首、尾端。

（2）选一绕组作次级，将万用表调至mA档与此绕组两端相连。

（3）再将干电池通过开关S及限流电阻R接初级绕组的首尾端（正极接尾端，负极接首端），当S闭合瞬间，观察万用表指针的偏转情况。

（4）万用表指针正偏时，说明感应电流从万用表正极流入、负极流出。次级绕组的首、尾端如图5-13所示。若万用表指针反偏，则其首、尾端与图中的标示相反。

（5）用同样方法再判别其他绕组的首、尾端。图5-13用干电池区分绕组首未端的方法3.36V低压交流电判别法

（1）任选一绕组接上36V的交流电压。

（2）将另外两绕组和灯泡相串联，并观察灯泡发亮情况。

（3）若灯泡发亮，说明总的电动势不为零，两串联绕组的首、尾端顺序相连，如图5-14(a)示；若灯泡不亮，说明总的电动势为零，两串连绕组不是首、尾端连接，如图5-14(b)示。(4）在检验出的绕组首、尾端上做好记号，再用同样方法检验出另一绕组的首、尾端。

图5-14用36V低压交流电区分绕组首未端的方法4.极相组接错的检查方法将定子绕组三个首端（头）连接，三个末端（尾）也相互连接，再将低压直流电源（一般用蓄电池）通入定子三相绕组，用指南针沿着定子铁心内圆移动。如果指南针经过各极相组时方向交替变化，表示接线正确；如经过相邻的极相组时，指针方向不变，表示极相组接错。如果指针的方向变化不明显，则应提高电源电压后，重新检查。5.6三相异步电动机定子绕组重绕

5.6.1三相异步电动机绕组分类1．单层链式绕组2．单层交叉链式绕组3．双层菱形绕组4．同心式绕组

图5-15绕组分类5.6.2三相异步电动机绕组的接线与引线1.绕组的接线

图5－16

绕组的连接

36槽6极单层链式绕组布线接线图（1）绕线参数（2）绕组特点与应用（3）嵌线方法

图5-1736槽6极单层链式绕组接线图2.绕组出引线

三相绕组出引线的方法

图5－18

三相绕组出引线的方法

5.6.3

三相异步电动机定子绕组重绕

1.记录原始数据2.拆除旧绕组3.制作绕线模

图5－19

绕组的拆除方法

4.绕线

绕线用工具

图5－20

绕线用工具

5.裁放槽绝缘

图5－21绝缘的裁放6.下线

下线用工具

图5－22

下线用工具

定子与线圈的摆放法

图5－23

定子与线圈的摆放法图5-24线圈整形

下线方法

图5－25

下线方法图5-26划线方法7.端部整形；8.垫端部相间绝缘

图5-27封槽口

图5－28

端部整形

9.焊接端部线头和引出线

图5－29

端部接线与绝缘结构

线头连接

导线连接与绝缘套管

图5-30焊接线头需用工具

图5－31

导线连接与绝缘套管

10.端部绑扎

图5－32

端部绑扎方法

5.7三相异步电动机的维护与检修

5.7.1三相异步电动机的日常维护

1.交流异步电动机的起动前检查（1）新安装或长期停用的电动机。在使用前应检查电动机的定、转子绕组各相之间和绕组对地的绝缘电阻。（2）检查轴承是否有润滑油。（3）检查电动机和启动设备的接线是否正确、设备的接触部位是否接触良好、接地装置是否完整和良好，电动机铭牌所标的电压、频率应与电源的电压、频率相符合。（4）对绕线转子电动机，应检查集电环上的电刷和电刷的提升机构是否处于正常工作状态，电刷压力为0.015～0.025MPa。

2．日常运行中的维护（1）电动机应定期检查和清扫，外壳不得堆积灰尘，进风口和出风口必须保持畅通无阻。（2）经常检查轴承发热，漏油情况，定期更换润滑油。（3）监视电源电压、频率的变化和电压的不平衡度。（4）监视电动机的负载电流。（5）注意电动机的振动、噪声和气味。（6）电动机在正常运行时的温升不应超过容许的限度，运行时应经常注意监视各部分的温升情况。5.7.2三相异步电动机的定期维护

1．运行中的巡视2．定期维护三相异步电动机的定期检修内容有：外观检查；通电试运转和拆卸装洗油等。至于定期检修的周期要根据电动机的平均每天的运行时间、工作环境和使用年数而具体确定，一般每年要检修一次，如果工作环境恶劣、使用频繁，也可半年检修一次。（1）电动机的外观检查（2）通电试运转（3）电动机的洗油5.7.3三相异步电动机的常见故障及修理方法

1.故障检查方法电动机常见的故障可以归纳为机械故障：如负载过大，轴承损坏，转子扫堂（转子外圆与定子内壁磨擦）等；电气故障：如绕组断路或短路等。三相异步电动机的故障现象比较复杂，同一故障可能出现不同的现象，而同一现象又可能由不同的原因引起。在分析故障时要透过现象抓住本质，用理论知识和实践经验相结合，才能及时准确地查出故障原因。一般的检查顺序是先外部后内部、先机械后电气、先控制部分后机组部分。采用“问、看、闻、摸”的办法。

2．三相异步电动机常见故障处理方法

步骤如下：（1）用兆欧表分别测绕组相间绝缘电阻、对地绝缘电阻。（2）如果绝缘电阻符合要求，用电桥分别测量三相绕组的直流电阻是否平衡。（3）前两项符合要求即可通电，用钳形电流表分别测量三相电流，检查其三相电流是否平衡而且是否符合规定要求。常见故障和处理方法如表5-13所示。技能训练５—１三相异步电动机的拆装

一、训练目的１.掌握中、小型三相异步电动机的拆卸方法；２.学会三相异步电动机的安装方法。二、工具器材

拉钩、油盘、活扳手、榔头、螺丝刀、紫铜棒、钢套筒、毛刷、万用表、兆欧表、电流表、电压表。

三相异步电动机的拆装三、训练步骤及内容1．按三相异步电动机的拆卸顺序拆卸中、小型三相异步电动机。2．给电动机转子轴承洗油，给滚动轴承上润滑脂。3．按三相异步电动机装配顺序进行装配。4．三相异步电动机装配后进行检验：（1）机械性检查。（2）测量绝缘电阻R，并把测量数据填入表5-14中。（3）测量电动机的空载电流I0；测量各相的线电流IA、IB、IC，并把测量数据填入表5-14中。（4）通电观察电动机的运转情况。（5）详细记录上述检查的现象和数据。

技能训练５—２

三相异步电动机运行监视

一、训练目的１．

学会电动机运行中的监视内容；２．

掌握电动机运行中的监视方法。二、工具器材温度计，钳形电流表、长柄螺丝刀、万用表。三、训练步骤与内容１．观查电动机的温度。用手触及外壳，看电动机是否烫手过热，如发现过热，可用水在电机外壳上滴几滴，如水急剧汽化说明电动机显著过热，也可用温度计测量。如发现电动机温度过高，要立即停止运行。

三相异步电动机运行监视２．用钳形表测量电动机的电流，对较大的电动机还要经常观察运行中电流是否三相平衡或超过允许值。如果三相严重不平衡或超过电动机的额定电流，应立即停机检修，分析原因，如是负载引起应通知有关人员处理，若是电动机本身原因引起的应及时处理。３．观察运行中的电动机电压是否正常。电动机电源电压过高、过低或严重不平衡，都应停机检查原因。４．注意电动机有无振动，响声是否正常，电动机是否有焦味，如有异常也应停机检修。