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1、第一单元 异步电动机,机电工程学院 卜铁伟,三相异步电动机的起动方式,1）降低定子电压。 2）转子串适当电阻。,复习：,三相异步电动机的调速方式,根据异步电动机的工作原理，可以推导出交流电动机的转速：,异步电动机调速可分为三大类：变极调速变频调速变转差率调速,三相交流电动机的制动控制,机械制动：利用电磁铁或液压操纵机械抱闸机构，使电动机快速停转。电气制动：产生一个与电动机转动方向相反的制动转矩。常用的有能耗制动和反接制动。1.能耗制动2.反接制动控制3.回馈制动,本节课主要内容及目标任务,3,通过项目“电动机能耗制动”熟悉电机实验台，并能根据现象对电机进行检修和维护。,专题3 异步电动机的常见
2、故障维护,1.3.1 起动前的准备通电前作如下检查，以验证电动机能否通电运行。（1）安装检查。要求电动机装配灵活、螺栓拧紧、轴承运行无阻、联轴器中心无偏移。（2）绝缘电阻检查。要求用万用表检查电动机的额绝缘电阻，包括三相相间绝缘电阻和三相绕组对地绝缘电阻，测得的数值一般不小于10M。（3）电源检查。一般当电源电压波动超出额定值+10%或-5%时，应改善电源条件后再投入运行。（4）起动、保护措施检查。要求起动设备连接正确（直接起动的中小型异步电动机除外）；电动机所配熔丝的型号合适；电动机外壳接地良好。若以上各项检查无误后，方可合闸起动。,1.3.2 起动时的注意事项,（1）合闸后，若电动机不转，
3、应迅速、果断地拉闸，以免烧毁电动机。（2）电动机起动后，应注意观察电动机，若有异常情况，应立即停机。待检查故障并排除后，才能重新合闸起动。（3）笼型电动机采用全压起动时，次数不宜过于频繁，一般不超过3-5次。对功率较大的电动机要随时注意电动机的温升。（4）绕线转子电动机起动前，应注意检查起动电阻是否接入。接通电源后，随着电动机转速的提高，逐渐切除起动电阻。（5）几台电动机由同一台变压器供电时，不能同时起动，应由大到小逐台起动。,1.3.3 运行中的监视,对运行中的电动机应经常检查它的外壳是否有裂纹，螺钉是否有脱落或松动，电动机有无异响或振动等。监视时，要特别注意电动机有无冒烟或异味出现，若嗅到
4、焦糊味或看到冒烟，必须立即停机检查处理。对轴承部位，要注意它的温度和响声。若温度升高、响声异常，可能是轴承缺油或者是磨损。联轴器传动的电动机，若中心校正不好，会在运行中发出声响，并伴随着发生电动机振动和联轴节螺栓胶垫的迅速磨损。这时应重新校正中心线。带传动的电动机，应注意传动带不应过松而导致打滑，但也不能过紧而使电动机轴承过热。当发生严重故障时，应立即停机处理，如人身触电事故，电动机冒烟，电动机剧烈振动，电动机轴承剧烈发热，电动机转速迅速下降而温度却迅速升高等。,1.3.4电动机的定期维修,异步电动机定期维护是消除故障隐患、防止故障发生的重要措施。电动机维护分月维护和年维护，俗称小修和大修。前
5、者不拆开电动机，后者需要将电动机全部拆开进行维护。1.定期小修的主要内容定期小修是对电动机的一般清理和检查，应经常进行。小修内容包括：（1）清擦电动机外壳，除掉运行中积累的污垢。（2）测量电动机绝缘电阻，测后注意重新接好线，拧紧接线头螺钉。（3）检查电动机端盖、地脚螺钉是否紧固。（4）检查电动机接地线是否可靠。（5）检查电动机与负载机械间的传动装置是否良好。（6）拆下轴承盖，检查润滑油是否变脏、干涸，及时加油或换油。处理完毕后，注意上好端盖及紧固螺钉。（7）检查电动机附属起动和保护设备是否完好。,2.定期大修的主要内容（1）检查电动机各部件有无机械损伤，若有则应作相应修复。（2）对拆开的电动机
6、和起动设备进行清理，清理所有油污、污垢。（3）拆下轴承，浸在柴油或汽油中彻底清洗。重新安装轴承时，加油应从一侧加入。油脂占轴承内容积的1/32/3即可。（4）检查定子绕组是否存在故障。（5）检查定、转子铁心有无磨损和变形，若观察到有磨损处或发亮处，说明可能存在定、转子铁心相擦。（6）在进行以上各项修理、检查后，对电动机进行装配、安装。（7）安装完毕的电动机，应进行修理后检查，符合要求后，方可带负载运行。,1.3.5常见故障及排除方法,异步电动机的故障可分为机械故障和电气故障两类。机械故障如轴承、铁心、风叶、机座转轴等的故障，一般比较容易观察和发现。电气故障主要是定子绕组、转子绕组、电刷等导电部
7、分出现的故障。故障处理的关键是通过电动机在运行中出现的种种不正常现象来进行分析，从而找到电动机的故障部分与故障点。,检查电动机故障的一般步骤是：（1）调查。首先了解电动机的型号、规格、使用条件和年限，以及电动机再发生故障前的运行情况，如所带负荷的大小、温升高低、有无不正常声音、操作使用情况等，并认真听取操作人员的反应。（2）察看。察看的方法要按电动机故障情况灵活掌握，有时可以把电动机按上电源进行短时运行，直接观察故障情况再进行分析。有时电动机不能接电源，可通过仪表测量或短时观察来进行分析判断，然后再把电动机拆开，测量并仔细观察其内部情况，找出其故障点。,常见故障1：电源接通后电动机不起动,造成
8、故障的可能原因：1.定子绕组接线错误2.定子绕组断路、短路或接地，绕线型电动机转子绕组断路。3.负载过重或传动机构被卡住4.电压过低,处理方法：1.检查接线、纠正错误2.找出故障点，排除故障3.检查传动机构和负载4.检查原因并排除,常见故障2：电动机温升过高或冒烟,造成故障的可能原因：1.负载过重或起动过于频繁2.三相异步电动机断相运行3.定子绕组接线错误4.定子绕组接地或匝间、相间短路5.笼型电动机转子断条6.绕线转子电动机转子绕组断相运行7.定子、转子相擦8.通风不良9.电源电压过高或过低,处理方法：1.减轻负载、减少起动次数2.检查原因，排除故障3.检查定子绕组接线，加以纠正4.查出接地
9、或断路部分，加以修复5.铸铝转子必须更换，铸铜转子可修复或更换6.查出故障部位，加以修复7.检查轴承，转子是否变形，进行修理或更换8.检查通风道是否顺畅，对不可反转的电机检查其转向。9.检查原因并排除,常见故障3：电动机振动,造成故障的可能原因：1.转子不平衡2.皮带轮不平稳或轴弯曲3.电动机与负载轴线不对4.电动机安装不良5.负载突然过重,处理方法：1.校正平衡2.检查并校正3.检查、调整机组的轴线4.检查安装情况及底脚螺栓5.减轻负载,常见故障4：运行时有异声,造成故障的可能原因：1.定子、转子相擦2.轴承损坏或润滑不良3.电动机两相运行4.风叶碰机壳等,处理方法：1.检查轴承，转子是否变
10、形，进行修理或更换。2.更换轴承，清洗轴承3.查处故障点并加以修复4.检查并消除故障,常见故障5：电动机带负载时转速过低,造成故障的可能原因：1.电源电压过低2.负载过大3.笼型电动机转子断条4.绕线转子电动机转子绕组一相接触不良,处理方法：1.检查电源电压2.核对负载3.铸铝转子必须更换，铸铜转子可修复或更换4.检查电刷压力，电刷与滑环接触情况及转子绕组,常见故障6：电动机机壳带电,造成故障的可能原因：1.接地不良或接地电阻太大2.绕组受潮3.绝缘有损坏，有赃物或引出线碰壳,处理方法：1.按规定接好地线，消除接地不良处2.进行烘干处理3.修理，并进行浸漆处理，消除赃物，重新引出线,项目1：电
11、动机的能耗制动,原理：能耗制动是指电动机断电后，再向电动机定子绕组通入一直流电，从而在空间产生静止磁场，此时由于电动机转子因惯性继续转动，因此切割磁力线，产生感应电动势和转子电流，转子电流与静止磁场相互作用，产生制动转矩，使电动机迅速减速停车。,能耗制动作用的效果与通入电动机定子绕组直流电流的大小和电动机转速有关。在同样的转速下，通入的直流电流越大，其制动时间越短。一般取直流制动电流为电动机空载电流的3-4倍，过大的电流会使定子过热。串联的可调电阻R用于调节制动电流的大小。,项目二：三相异步电动机定子绕组首尾端的判别,用万用表或微安表判别首尾端1.方法一（1）先用万用表的电阻档，分别找出三相绕
12、组的各相两个线头。（2）给各相绕组假设编号为U1、U2、V1、V2、W1和W2。（3）按图接线，用手转动电动机转子，如万用表指针不动，则证明假设的编号是正确的；若指针有偏转，说明其中有一相首尾端假设编号不对，应逐相对调重测，直至正确为止。,2.方法二（1）先分清三相绕组各相的两个线头，并将各相绕组假设为U1和U2、V1和V2,W1和W2，如图所示。（2）注视万用表指针摆动的方向，合上开关瞬间，若指针摆向大于零的一边，则接电池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端；若指针反向被动，则接电池正极的线头与万用表正极所接线头同为首端或尾端。（3）再将电池和开关接另一相两个线头，进行测试，就可正
13、确判别各相的首尾端。图中的开关可用按钮开关,任务：三相异步电动机定子绕组首尾端的判别,步骤1. 观察三相鼠笼式异步电动机的铭牌数据，并观察其结构。,三相鼠笼式异步电动机的额定值标记在电动机的铭牌上，如下表所示为本实验装置三相鼠笼式异步电动机铭牌。 型号 DJ24 电压 380V/220V 接法 Y/ 功率 180W 电流 1.13A/0.65A 转速 1400转/分 定额 连续 其中： (1) 功率 额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率。 (2) 电压 额定运行情况下，定子三相绕组应加的电源线电压值。 (3) 接法 定子三相绕组接法，当额定电压为380V/220V时，应为Y/接法。 (4)
14、 电流 额定运行情况下，当电动机输出额定功率时， 定子电路的线电流值。,步骤2.三相鼠笼式异步电动机的检查,电动机使用前应作必要的检查 (1) 机械检查 检查引出线是否齐全、牢靠；转子转动是否灵活、匀称、有否异常声响等。 (2) 电气检查用兆欧表检查电机绕组间及绕组与机壳之间的绝缘性能如图。电动机的绝缘电阻可以用兆欧表进行测量。对额定电压1KV 以下的电动机，其绝缘电阻值最低不得小于1000/V，测量方法如图所示。一般500V以下的中小型电动机最低应具有2M的绝缘电阻。,用兆欧表测量电动机的绝缘电阻。 各相绕组之间的绝缘电阻 绕组对地（机座）之间的绝 缘电阻 A相与B相 (M) A相与地（机座
15、） (M) A相与C相 (M) B相与地（机座） (M) B相与C相 (M) C相与地（机座） (M),步骤3：用万用电表判别定子绕组的首、末端。,异步电动机三相定子绕组的六个出线端有三个首端和三相末端。一般，首端标以A、B、C，末端标以X、Y、Z，在接线时如果没有按照首、末端的标记来接，则当电动机起动时磁势和电流就会不平衡，因而引起绕组发热、振动、有噪音，甚至电动机不能起动因过热而烧毁。由于某种原因定子绕组六个出线端标记无法辨认，可以通过实验方法来判别其首、末端（即同名端）。,用万用电表欧姆挡从六个出线端确定哪一对引出线是属于同一相的，分别找出三相绕组，并标以符号，如A、X；B、Y；C、Z。
16、将其中的任意两相绕组串联，如图 ：,将控制屏三相自耦调压器手柄置零位，开启电源总开关，按下启动按钮，接通三相交流电源。调节调压器输出，使在相串联两相绕组出线端施以单相低电压U=80100V，测出第三相绕组的电压，如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图(a)所示。反之，如测得的电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联，如图(b)所示。 用同样方法可测出第三相绕组的首末端。,步骤4. 三相鼠笼式异步电动机的起动 鼠笼式异步电动机的直接起动电流可达额定电流的47倍，但持续时间很短，不致引起电机过热而烧坏。但对容量较大的电机，过大的起动电流会导致电网电压的下降而影
17、响其他的负载正常运行，通常采用降压起动，最常用的是Y换接起动，它可使起动电流减小到直接起动的1/3。其使用的条件是正常运行必须作接法。(1) 采用380V三相交流电源 将三相自耦调压器手柄置于输出电压为零位置；控制屏上三相电压表切换开关置“调压输出”侧；根据电动机的容量选择交流电流表合适的量程。 开启控制屏上三相电源总开关，按启动按钮，此时自耦调压器原绕组端U1、V1、W1得电，调节调压器输出使U、V、W端输出线电压为380V，三只电压表指示应基本平衡。保持自耦调压器手柄位置不变，按停止按钮，自耦调压器断电。,a. 按图接线，电动机三相定子绕组接成Y接法；供电线电压为380V； 实验线路中Q1
18、及FU由控制屏上的接触器KM和熔断器FU代替,学生可由U、V、W端子开始接线, 以后各控制实验均同此。,b. 按控制屏上启动按钮，电动机直接起动，观察起动瞬间电流冲击情况及电动机旋转方向，记录起动电流。当起动运行稳定后，将电流表量程切换至较小量程档位上，记录空载电流。,c. 电动机稳定运行后，突然拆出U、V、W中的任一相电源（注意小心操作，以免触电），观测电动机作单相运行时电流表的读数并记录之。再仔细倾听电机的运行声音有何变化。,d. 电动机起动之前先断开U、V、W中的任一相，作缺相起动，观测电流表读数，记录之，观察电动机有否起动，再仔细倾听电动机有否发出异常的声响。e. 实验完毕, 按控制屏
19、停止按钮，切断实验线路三相电源。,(2) 采用220V三相交流电源 调节调压器输出使输出线电压为220V，电动机定子绕组接成接法。按图接线，重复(1)中各项内容，记录之。,步骤 5. 三相鼠笼式异步电动机的反转 异步电动机的旋转方向取决于三相电源接入定子绕组时的相序，故只要改变三相电源与定子绕组连接的相序即可使电动机改变旋转方向。电路如图所示，按控制屏启动按钮，起动电动机，观察起动电流及电动机旋转方向是否反转？完毕后，将自耦调压器调回零位，按控制屏停止按钮，切断实验线路三相电源。,注意事项,起动电流持续时间很短，且只能在接通电源的瞬间读取电流表指针偏转的最大读数，(因指针偏转的惯性，此读数与实际的起动电流数据略有误差)，如错过这一瞬间，须将电机停车，待停稳后，重新起动读取数据。单相(即缺相) 运行时间不能太长， 以免过大的电流导致电机的损坏。,思考： 1. 如何判断异步电动机的六个引出线，如何连接成Y形或形，又根据什么来确定该电动机作Y接或接？ 2. 缺相是三相电动机运行中的一大故障，在起动或运转时发生缺相，会出现什么现象？有何后果？ 3. 电动机转子被卡住不能转动， 如果定子绕组接通三相电源将会发生什么后果？,
