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1、安徽大学电气学院电机生产工艺实习实训报告学 号ZXXXXXXX姓 名XXX班级电气工程及其自动化1班总达成度表：项目指标得分操作部分三相异步电机拆解（30%教学目标1）拆解完成度（10%）拆解下来元件完整性、可重复利用率（10%）拆解下来元件收纳规制条理性（10%）三相异步电机组装（40%教学目标2）组装完成度（10%）；性能指标测试（30%）报告部分设计报告（15%教学目标3）报告内容完整、格式（15%）现场答辩及思考题（15%教学目标3）概念思路，回答条理（15%）总评:电机生产工艺实训报告一、实训目的（1）深入了解电机的内部结构，加强对电机定子绕组的认识；（2）熟练掌握电机绕组拆卸、装配
2、过程，掌握一定的电机装配常识及电机下线的基本工序与工艺技巧；（3）了解电机下线及总装所用工具、仪表、材料的正确使用方法，掌握电机通电试机前的基本测试项目及方法；（4）巩固已学过的理论、方法，提高发现、分析和解决问题的能力。二、三相异步电机基本结构原理简述（1）三相异步电动机的基本结构异步电动机是基于旋转磁场理论，将交流电能转换为机械能的一种旋转电机。三相鼠笼式异步电动机的基本结构有定子和转子两大部分。定子主要由定子铁芯、定子三相对称绕组和机座等组成，是电动机的静止部分。机座也称机壳，除了固定定子铁芯，方便安装，机壳上还有电机铭牌和接线盒。三相定子绕组一般有六根引出线，出线端从机座外面的接线盒引
3、出，再接三相交流电源。根据三相电源相电压/线电压的数值关系不同，应先将三相定子绕组可以接成星形（Y）或三角形（），然后与三相交流电源相连。一般在接线盒盖的内侧都会注明两种解法的具体端接形式。电机铭牌上标明了电机的定子绕线接法、转速转矩等，电机的型号除了表明电机的中心高，还表示了电机的极数。如“YP2-71M1-2”表明这是一台YP2系列短铁芯异步电动机，它的轴中心到底座安装平面的高度为71mm，极数为2。“YP2-71M1-4”是一台安装尺寸与“YP2-71M1-2”相同的4极异步电机。同样，“YP2-71M1-6”即为6极。转子主要由转子铁心、转轴、铸铝转子导条及轴承组成。转子导条为铝水浇铸
4、而成，一般手段无法将导条从转子铁芯中分离出来。（2）三相异步电动机的运行原理三相异步电动机的绕组有两部分，即嵌置在定子铁心槽内与电源相联接的定子绕组，以及经短路后自成回路的转子绕组。当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，电动机定、转子气隙中将产生一个旋转磁场。旋转磁场切割定、转子绕组而分别在其中感生电动势，转子电动势则在自成闭合回路中的转子绕组内产生短路电流。转子电流与气隙中旋转磁场相互作用而产生电磁转矩，使转子以机械能去拖动负载旋转。转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线，所以转子的转速永远也不可能达到同步速，异步电动机由此取名。因为转子电流是靠定子侧旋转磁场感应产生的，
5、在不引起理解错误的情况下异步电机又称为感应电动机。三、实训过程记录1.电机拆装过程记录三相异步电动机的拆卸分为定转子分离、绕组拆除两部分（1）用螺丝刀拧下后端风扇罩上的3个定位螺钉，取下风扇罩。用扳手拧下电机前后端盖上的8个六角螺栓。打开接线盒，拆下所有螺母，取下所有6个接线端子。再拆下整个接线盒和露出的陶瓷接线座。取下陶瓷线座及下面的橡胶绝缘皮后，会露出一个小型的定子铁芯定位螺丝，拧下此螺丝及机座底部对称位置的另一个定子铁芯定位螺丝后，才可将定子铁芯拆下。拧下两个定位螺丝后，将机座竖直放置。用木棒抵住铁芯，敲击木棒顶端将定子铁芯顶出机座。图中为定子与转子分离（2）选定一槽开始取出绕组。注意铁
6、芯的放置方式，从下方的槽开始取线。取下一槽的线圈之后不要急于取出此元件的另一边。取下一槽线圈后，接着取临近一槽（相自己靠近方向）的线圈。到一个极相组的线圈全部出槽后再将线圈从定子腔内取出。图中为线圈从定子中拆下（3）将所有线圈取下后，注意分组和整形。如果线圈有损伤则需要重新绕组线圈。清点所有分解出来的元件种类、数量，设计表格登记造册。图中为整理之后的线圈元件2.测绘项目拆解完成后，查阅定义，测算以下数据：铁芯长、定转子槽数、每极每相槽数、定子槽距角（机械/电角度）、极距、节距、元件数、线圈匝数、每槽导体数。铁芯长:8cm定子槽数;18转子槽数:16每极每相槽数:每极每相槽数是指每相绕组在每一个
7、磁极所分占的槽数，每极每相绕组内应绕的线圈数就依据它确定，通常用q来表示：，为定子绕组相数经计算q为3定子槽距角（机械/电角度）:槽距角电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角，通常用表示：，为定子槽数经计算为20度机械角度与电气角度从空间几何的角度把圆等分成360，这个360称为的机械角度。电工学中计量电磁关系的角度单位叫做电气角度，它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360，也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360电气角度。电气角度与机械角度在电机中的关系为：，为极对数极距:绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。一般常指电机铁心相邻两磁极中心所跨占的槽距，定子铁心以内
8、圆气隙表面的槽距计算；转子则以铁心外圆气隙表面的槽距来计算。通常极距以槽数表示：，为定子内径经计算极距为9节距:电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距，也称跨距，用表示。节距的表示方法常用的有两种，例如“”表示一个线圈的两个元件边所在位置之间隔有8个槽。同样的线圈，在生产中常用“”的形式，表示此线圈的一个边嵌放1号定子槽，另一边钱放在9号槽中，这样的表示方式更加具体。经计算节距为8元件数：9线圈匝数:电机内的绕组是由各种大小不一形状各异的线圈组成的。由于每线圈都有两个元件边嵌入铁心槽内，也就是说每个线圈要嵌入两个槽。在单层绕组中因每槽内只嵌一个线圈元件边，所以总线圈数就只等于总
9、槽数的一半；双层绕组中因每槽内上下层要嵌入两个线圈元件边，因此它的总线圈数就等于的铁心槽数。经测量线圈数为9每槽导体数：0.53.绕组绕制过程记录（1）绕组绕制，检查线模的尺寸与作业的电机型号的线圈尺寸要求是否相符。将各卷导线抽头抽出聚拢，一起套入导线保护套。将保护套置于绕线夹板内，用夹板夹紧，松紧程度适当。将线模安置于绕线机出轴上，装入压板用螺母固定。将绕线机计数器拨至“0”，把绑扎棉纱线嵌入线模的扎线槽中。将玻璃丝管套入需要的并绕根数进行绕线，绕至需要匝数后停机，用棉纱线把绕好的绕线扎紧。拆下螺母和压板，卸下线模后取出线圈，至于搁架上。两根出线应留有约10cm的出线用于端接，并应各套上一段
10、6cm左右的玻璃丝管。4.绕组下线过程记录（1）检查定子铁芯槽是否平整，无毛刺、焊渣，否则需用锉刀休整。将已裁剪好的槽绝缘纸纵向折成U形插入槽中，绝缘纸光面向里，便于向槽内嵌线。下线前检查：a、槽绝缘露出铁芯两端的长度是否对称，均为5mm左右；b、槽绝缘在槽中的位置是否均匀，是否有单边现象（覆盖半边，裸露半边）。如图为放入U型绝缘纸（2）绕组下线。每一槽嵌线时都要注意注意：a、下线前先把线圈边捏紧、搓扁，方便通过槽口。在准备下线的槽口预先放置两片引导纸片，引导导线进入槽内的同时防止槽口铁质刮蹭导线漆膜；b、已嵌好线的槽要插入折成“”型的覆盖绝缘，防止绕线漏出；c、插好覆盖后，用压线板把线圈压紧
11、、压平，再插入槽楔；d、吊边处理的线圈要垫上纸片，放置漆膜损伤；e、最终6个接线端子用三种不同颜色的电工胶带标识。本次实训采用独立线圈下线，嵌线完成后再接线的方式。下线时注意将所有的出线端从定子的同一端（面端）引出，方便接线。另一端（底端）不留引出线。此电机采用18槽2极单层交叉式绕组，其下线操作的顺序为：取A相绕组一个大跨距的线圈，水平拿起，将靠近自己的一边（应该被放置在2#槽的元件边）到2#槽中，远离自己的另一边（应该被放置在10#槽的元件边）先吊边。注意整理所吊边的形状使不干扰后面的操作。再取A相第二个大线圈元件，将近边（应该被放置在1#槽的元件边）嵌放在1#槽中，另一边（应该被放置在9
12、#槽的元件边）元件边吊边。取C相绕组一个小跨距的线圈。隔1个槽，将此线圈的近边嵌放在17#槽中，另一边吊边。取B相绕组一个大线圈，隔2个槽嵌放到14#槽，注意此时另一边不再吊边，而是直接嵌放进3#槽中（沉边）。之后的新取来的元件在隔一槽嵌放近一边之后，另一边就可以直接沉边，不再需要的吊边处理了。其他系安全全部嵌放好后，再来处理最先被吊边的3个元件边。图中一部分元件边已放入，另一部分还处于吊边状态嵌线完成后，解开所有的线圈扎线，在线圈之间垫放相间绝缘。按照三种极对数电机的各自连线形式端接。端接时先将引出线末端打磨去漆（可以用砂纸、小刀、捏夹等刮掉漆膜），两根线各套上1mm的玻璃丝管，在在其中一根
13、预套一段5mm丝管。去漆部分扭结点焊后，把预套上的5mm管褪到连接处，将裸铜部分保护起来。6个接电源的出线端套上1mm玻璃丝管后焊上接线鼻。注意各段预留出线的长度不宜过短或过长。如图为装好了层间绝缘的定子5.电机完整装配后的测试记录及分析装配完成的电机如上图三相异步电动机的电气性能测试项目主要有如下几项。（1）判别三相绕组首尾端若接端线是注意槽编号或接线端子标识，一般可以直接判断各接线鼻的名号。当电动机接线板损坏，定子绕组的6 个线头分不清楚时，不可盲目接线，以免引起电动机内部故障，因此必须分清6个线头的首尾端后才能接线。具体操作如下：先将6个线头两两分组，分清三相绕组各相的两个线头，并将各相
14、绕组端子假设为U1和U2、V1和V2、W1和W2。取A相两个端子，人为确定其一为U1，另一个为U2。V1和V2、W1和W2暂不能确定。U1、U2间加直流电（干电池），万用表测V1和V2间电位（微安档）。注视万用表，U相通电瞬间，若万用表示数为正，则接电池正极的线头（U1）与万用表负极所接的线头同为首端或尾端，即红笔接的是V2，黑笔接的是V1；如万用表示数为负，则接电池正极的线头与万用表正极所接的线头同为首端或尾端。同样方法测C相首尾顺序。图3-4电源法测三相绕组首尾端原理 （2）用万用表测试三相直流电阻平衡6个接线鼻两两测试直流电阻，判断哪两个为一相绕组的首端尾端，并测试三相电阻是否平衡。否则
15、重新检查各处端接是否接牢，各处绝缘是否有不严密的地方。设计表格记录三相电阻值。用万用表依次测量ABC三相，每相的线圈电阻,。我们组测的时候三相电阻只能测出2相。A相电阻：12.6， B相电阻：12.8。（3）用兆欧表测试绝缘耐压检测三相绕组每相对地的绝缘电阻和相间绝缘电阻。具体方法为：将兆欧表输出电压调至1000V，根据已判断出的6个端子的相属关系，将L端接A相任一端，E端接B相任一端。起动兆欧表输出，测试两相间绝缘耐压。同样方式测其他相。再将L端接绕组端子，E端接定子铁芯，启动兆欧表测试相绕组对地绝缘耐压。各绝缘阻值不得小于0.5M。测试时将兆欧表输出电压调至1000V，依次测量定子铁芯和A
16、，B，C三相间的绝缘电阻以及A，B，C三相之间的绝缘电阻，若兆欧表的读数显示为1M，说明绕制的定子三相绕组符合要求。四、实训总结与心得体会思考题：（1）由于绕组匝数减少较多，装配好的电机实际不能上电运行。分析：如果仍接额定220V市电会有什么结果，为什么？如果有可调电源，需要如何调整电源的电压或者频率来满足电机的安全运行条件？同时电机的启动/额定/最大转矩值如何变化？答：如果仍接额电电压可能会烧毁电机，因为改变绕组数据对电机影响很大。减少匝数那就是增大电动机空载电流。如定子绕组匝数过少，将会影响电动机的启动力矩。因为电动机的启动力矩随着漏电抗的增大而降低，而漏电抗却与绕组匝数的平方成正比，显然
17、每相绕组匝数过少，将引起漏电抗小，使电机转矩变大。（2）原设计50Hz电源使用的三相异步电机改用电压不变的60Hz电源，绕组应如何改造？依据是什么?答：1、磁通与电压与频率的比值成正比，电压相同，频率升高，磁通减小，铁芯不会饱和，可以使用 2、频率升高，转速升高，相同功率是，输出转矩下降。 3、离开具体参数谈效率，与频率没有必然联系，但是，一般而言，电机工作在额定参数下（包括额定频率），效率最高。 （3）检测发现三相绕组有一相断路，电机气隙中磁场会发生何种变化？会对电机的启动/运行产生什么影响？如果有一相绕组的首位端接反（一相反接），电机还能否空载起转？能否带额定负载？答：三相电动机运行中有一
18、相断开，其气隙磁场由原来的圆形旋转磁场转换为幅值变动、非恒速旋转的椭圆形旋转磁场。气隙磁场的椭圆度随转差率s变化，s愈大，磁场的椭圆度愈大，其机电转换能力愈差。 缺相时电机电流的变化: 正常起动或运行时，三相电机为对称负载，三相电流大小相等，小于或等于额定值。出现一相断线后，三相电流不均衡或过大。 起动时缺相：电动机不能起动、其绕组电流为额定电流的47倍。发热量为正常温升的1649倍，因其迅速超过允许温升而使电动机烧毁。 运行中缺相： 当满载时缺相，电动机处于过流状态?即电流超过额定电流，电动机会从疲转变为堵转，未断相的线电流增加更多，引起电动机迅速烧毁。 轻载运行电动机断相时，未断相的绕组电
19、流迅速增加，使这相绕组由于温升过高而被烧毁。 缺相运行对于长期工作制运行的鼠笼式电动机的危害很大，这类电动机被烧毁的事故中60%70是由于缺相运行引起的。故对电动机的缺相防护十分重要。如果有一相绕组的首位端接反, 三相绕组不能形成旋转磁场，而是脉动磁势（其中一相磁势相反）。后果就是不能启动，长时间会烧坏电机。（4）取下面的绕组接线图作为分析对象：画出绕组展开图（只画一项）实训总结：本次实训为期两天，在这次实训中，我们近距离接触到了三相异步电动机，从电机的结构的认识，运行原理的理解，到电机的拆卸，绕组取出，绕组绕制，定转子和绕组各项参数的测量，再到绕组下线，电机的组装。我们亲手参与了电机安装与拆
20、卸的每一个过程。亲手拆螺丝，绕制线圈，熟悉了电机的内部结构，也对于电机有了更深入的认识。心得体会：在实训中也有一些令人印象深刻的体会，最明显的在于下线环节，对于我们新手来说，初次下线的难度颇高，2极电机的定子槽很窄，手艺不熟练很难操作。这导致我们下线花了很长的时间。期间我们也很着急，失败过多次，很让人气馁。但最终我们逐渐摸索出来经验和技巧，同时减少了线圈匝数，最终将线圈完整的放入了定子槽中。不过遗憾的是由于线圈匝数的减少，我们组装的电机并不能在标准220V电源上运行，因而无法测试最终性能。在实验中我们也吃了不少苦头，手很容易就被扎破了，可能之前我们还以为实训是一件很简单的事，但是实训过后，我知道了原理简单的电动机其实内部也蕴含了丰富的电机学知识，完全弄懂它并非易事，需要全面的理论，丰富的经验，娴熟的技巧，当然，更需要耐心，细心，去认识事物，探索原理。不光是电机学，任何学科，都是这样。
