相异步电动机检修过程及准备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SHAANXI POLYTECHNIC INSTITUTE,三相异步电动机检修,三相异步电动 机检修,检修前准备,电机修理,修试、试验、维护,学习子情境1:检修前准备,三相电机结构、类型,三相异步电机的拆装方法,三相异步电机修前检测方法,三相异步电机的工作原理,三相异步电机的转矩与机械特性,三相异步电机的名牌数据,三相异步电机的拆装方法,1、检修前准备,准备各种工具(扳手、榔头、等),作好拆卸前的记录，标记和检查,按照拆卸步骤依次拆卸,拆卸方法,三相异步电机的拆装方法,拆开端接头,拆卸轴承盖和端盖,抽出转子,拆卸风罩和风叶,拆卸皮带轮或轴器,1、检修前准备,拆卸步骤,装配方法,三相异步电动机拆卸与装配工艺过程正好是相反的。,安装转子,安装皮带轮或轴承,安装风罩和风叶,安装轴承盖和端盖,安装端接线,装配步骤,1、检修前准备,三相异步电机的结构,异步电动机基本结构,:,定子、转子,1、检修前准备,三相异步电机的结构,定子,定子铁心,定子绕组,机座,+,+,=,电动机磁路的一部分由0.5mm厚,两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成,在其内部冲有均匀分布的槽,槽内嵌放三相对称绕组.,转子,转子铁心,转子绕组,轴承,+,+,=,由0.5mm厚,两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成,在其外圆冲有均匀分布的槽,槽内嵌放转子绕组,转子铁心装在转轴上.,1、检修前准备,三相异步电机的类型,根据电机转子绕组形状不同,分为:,1、检修前准备,笼型绕组为自行闭合的对称多相绕组,它由插入每个转子槽的导条和两端的环形端环构成,一根导条代表一相,如果去掉铁心,整个绕组外形就像个圆笼,绕线型转子铁心槽内用绝缘导线组成三相绕组,绕组的三个出线端接到三个滑环上,而滑环固定在转子轴上,三个滑环彼此绝缘,与轴也绝缘,通过三个电刷与外部连通,.,鼠笼型异步电机,绕线型异步电机,三相异步电机,鼠笼式转子结构示意图,1、检修前准备,三相异步电机的类型,三相异步电机的工作原理,1、检修前准备,定子三相对称绕组通入三相对称电流产生,旋转磁场,转子导条切割定子旋转磁场产生感应电动势、,感应电流,载流的转子导体在磁场中受到电磁力的作用，产生,电磁转矩,驱动转子旋转,实现了电能向机械能的转换。,三相异步电机的工作原理,Y,B,Z,X,A,C,转子,定子,线绕式,鼠笼式,鼠笼转子,定子绕组,（三相）,机 座,三相定子绕组：产生旋转磁场,转子：在旋转磁场作 用下， 产生感应电动势或电流。,1、检修前准备,三相异步电动机的工作原理,先来看一下异步电动机的基本原理,闭合,线圈,磁铁,1、检修前准备,导线长,磁感应强度,切割速度,（右手定则）,闭合导线产生电流,i,（左手定则）,通电导线在磁场中受力,导线切割磁力线产生感应电动势,磁极旋转,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,1. 线圈跟着磁铁转两者转动方向一致,结论：,2. 线圈比磁场转得慢,异步,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,旋转磁场的产生,异步机中,旋转磁场代替了旋转磁极,A,Y,C,B,Z,X,(,)电流入,()电流出,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,A,X,B,Y,C,Z,合成磁场方向：,向下,A,X,Y,C,B,Z,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,同理分析，可得其它电流角度下的磁场方向：,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,X,B,Z,A,Y,C,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,旋转磁场的旋转方向,：取决于三相电流的相序。,改变电机的旋转方向：换接其中两相,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,旋转磁场的,转速大小,一个电流周期，旋转磁场在空间转过360则,同步转速（旋转磁场的速度）为,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,A,X,Y,C,B,Z,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,极对数（P）的概念,A,X,B,Y,C,Z,A,X,Y,C,B,Z,此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。,即：,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,极对数（,P,）的改变,将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。,C,Y,A,B,C,X,Y,Z,A,X,B,Z,A,X,B,Y,C,Z,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,C,Y,A,B,C,X,Y,Z,A,X,B,Z,极对数,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,极对数和转速的关系,三相异步电动机,的工作原理,1、检修前准备,极对数,每个电流周期,磁场转过的空间角度,同步转速,三相异步电动机的同步转速,三相异步电动机的工作原理,1、检修前准备,电磁转矩,T,是三相异步电动机最重要的物理量之一，,机械特性,是电动机的主要特性。对电动机进行分析往往离不开这两方面内容。,一、转矩公式,异步电动机的转矩是由旋转磁场每磁极的磁通,与转子电流,I,2,相互作用产生的。它应与电磁功率成正比，因而与转子的功率因数有关。于是,及,且,三相异步电动机转矩与机械特性,1、检修前准备,则转矩公式可表示为,转矩特性,T,=,T,(,s,)曲线如图所示，,当,s,很小时，,T,与,s,成正比；当,s,很大时，,T,与,s,成反比(以双曲线为渐近线)，并且有最大转矩,T,max,存在。,s,m,T,max,0,0,n,n,0,1,转矩还与定子的相电,U,1,的平方成正比。电源电压的变动对转矩的影响很大,三相异步电动机转矩与机械特性,1、检修前准备,三相异步电动机转矩与机械特性,二、机械特性曲线,转矩与转差率,的关系曲线,T,=,f,(,s,)如右侧上图所示,，,转速与转矩,的关系曲线,n,=,f,(,T,)如右侧下图所示。,s,m,T,max,0,0,n,n,0,1,T,b,T,max,0,n,n,0,T,N,T,st,n,N,a,实际上，下图是通过上图右旋90得到的。,1、检修前准备,三相异步电动机转矩与机械特性,研究机械特性是分析为了分析电动机的运行性能。在机械特性曲线上，要讨论三个转矩。,1. 额定转矩,T,N,在电动机匀速转动时，其转矩,T,必须与阻力转矩,T,C,平衡，而阻力转矩包括负载转矩,T,2,和空载损耗转矩,T,0,。一般,T,0,很小，常可忽略,P,2是电动机的输出功率 (单位,W,)，,T,的单位是(Nm)。,n,的单位是 (,r,/min)。功率单位用千瓦，则,1、检修前准备,三相异步电动机转矩与机械特性,额定转矩,是电动机在额定负载时的转矩。,某台电动机，,P,2N,=7.5kW，额定转速,n,N,=1440,r,/ min，则额定转矩为,T,b,T,max,0,n,n,0,T,st,a,T,N,n,N,可从电动机铭牌上,额定功率,和,额定转速,等数据 求得,例,1、检修前准备,三相异步电动机转矩与机械特性,此时对应的转差率为,s,m,(可由dT/ds = 0 求得) ， 即令,2、最大转矩Tmax,在机械特性曲线的最大值，称为,最大转矩,或,临界转矩。,可见，,Tmax,U,1,2,且与转子电阻,R,2,无关，而,R,2,越大,s,m,也越大,1、检修前准备,三相异步电动机转矩与机械特性,T,0,n,U,1,U,1,U,1,U,1,U,1,对转矩的影响,T,0,n,T,max,R,2,R,2,R,2,R,2,R,2,对转矩的影响,3、启动转矩Tmax,可见，起动转矩与 U12 及 R2有关，当电源电压降低时起动转矩会减小；当适当增加转子绕组的电阻会使起动转矩有所增加。可有上式证明当R,2,= X,20,时，,T,st =,T,max ，及,s,m =1。,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,要正确使用电动机，必须要看懂铭牌。今Y132M-4型电动机为例，来说明铭牌上各个数据的意义。,三相异步电动机,型号,Y132M-4,功率,7.5KW,频率,50Hz,电压,380V,电流,15.4A,接法,转速,1440r/min,绝缘等级,B,工作方式,连续,年 月 编号,电机厂,此外，还有功率因数0.85，效率87%。,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,1、型号,型号说明：,Y 132 M - 4,三相异步电动机,磁极数,机座中心高,机座长度代号,（S-短机座；M-中机座；L-长机座）,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,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,YR,YB,YQ,J、JO,JR、JRO,JB、JBO,JQ、JQO,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,U,1,U,2,V,1,V,2,W,1,W,2,U,1,V,1,W,1,W,2,U,2,V,2,接电源,U,1,V,1,W,1,W,2,U,2,V,2,接电源,2、接法,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,3、电压,4、电流,5、功率与效率,.,电动机在额定运行时定子绕组上应加的线电压。,电动机在额定运行时轴上输出的机械功率值。效率就是输出功率与输入功率的比值,.,电动机在额定运行时定子绕组上的线电流,1、检修前准备,三相电动机的铭牌数据,6、转速,7、功率 因数,8、绝缘 等级,由于生产机械对转速的要求不同，需要生产不同磁极数的异步电动机，因此有不同的转速等级。,按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限温度来分级的。所谓极限温度，是指电动机绝缘结构中最热点的最高容许温度。,因为电动机是电感性负载，定子相电流比相电压滞后一个,角。cos 就是功率因数。,1、检修前准备,三相异步电机修前检测方法,检查及实验的项目,定子绕组的测定,绝缘电阻的测定,直接电阻的测定,检查,1、检修前准备,实验,三相异步电机修前检测方法,1、检修前准备,三相异步电机修前检测方法,实验的项目与方法,直接电阻的测定,绝缘电阻的测定,主要检其三相的直流电阻是否平衡，要求 误差不超过平均值4%,1测量对地绝缘电阻,2测量相间绝缘电阻,一般使用兆欧表,1、检修前准备,学习子情境2:电机修理,定子绕组故障检修,三相异步电机故障分类,电机维修工具与测量仪表,转子绕组故障检修,机械部分故障检修,电机维修工具与测量仪表,1-手工工具,2-量具,榔头,打板,划线板,压线板,刮线刀,清槽刀,塞尺,钢板尺,半径量规,游标卡尺,外径千分尺,维修工具,2、电机修理,电机维修工具与测量仪表,1-常用仪表,2-常用仪器,兆欧表,万用表,钳形电流表,转速表,短路侦查器,轴承故障测试仪器,单臂电桥,双臂电桥,直流高压实验仪,交流耐压试验仪,测量仪表,2、电机修理,三相异步电机故障分类,三相异步电机故障,电磁方面故障,机械方面故障,绝缘损坏,导体及回路接触不良,定子绕组的短路断路和接线错误,轴承,的松,动变,形,机座,松动,磨损,端盖和铁心的变形及断裂,2、电机修理,定子绕组故障检修,故障原因,电动机的老化、受潮、腐蚀性气体的侵人,机械力、电磁力的冲击,电动机在运行中长期过载、过电压、欠电压、两相运转等,2、电机修理,定子绕组故障检修,2、电机修理,定子绕组故障检修,1、绕组受潮、绝缘电阻偏低,电动机长期停用或贮存，受周围的潮湿空气、雨水、腐蚀性气体及油污等侵入，,使绕组表面吸附一层导电物质，导致绝缘电阻降低,原因：,修理方法：,干燥处理，然后进行一次侵漆和烘干,2、电机修理,定子绕组故障检修,2、绕组接地故障,把各相绕组的线端连接片拆开，逐相检查是否有接地处，用测电笔通电电动机外壳，如果测电笔的氖灯发亮，则说明绕组有接地处,检测方法：,修理方法：,将绕组包扎好，涂上绝缘漆烘干,接地处发生在两头碰触端盖，则可用绝缘物衬在端盖上,更换部分接地绕组,2、电机修理,定子绕组故障检修,3、绕组短路故障,检测方法：,观察法,：仔细观察绕组有无烧坏的痕迹和有无浓厚的焦味,测量法,：用电压表测量每个极向绕组两端的,电压，如读数较小，则说明有短路线圈存在,电阻法,：用电桥或万用表分别测量各相绕组的直流电阻，电阻值小的为短路相,将短路处绝缘重新处理,将短路线圈废弃跨接,重新更换绕组,修理方法：,2、电机修理,定子绕组故障检修,4、绕组断路故障,检测方法：,用万用表的电阻档，表笔分别接触电动机引线端子板上三相绕组，即可查出短路绕组的断路相,修理方法：,如发生在定子槽外部的导线接头处，将导线重新接好焊牢,如发生在定子槽内，需把,线圈拆除，重新绕制,2、电机修理,定子绕组故障检修,5、绕组接错故障,检测方法：,将电动机转子抽出，在定子绕组内通入三相低压交流电源，用一个钢球放入电动机的铁心内，如果钢球能沿定子内腔旋转，表明绕组接线正确，若钢球被吸引住不动，则说明绕组接线错误,修理方法：,知道绕组接线有误后，可将定子绕组的连接线拆开，按照接线图重新接好后焊牢即可,2、电机修理,定子绕组故障检修,6、极相组嵌反或接反,检测方法：,电动机不能启动或者转速明显减慢,同时,三相电流增大而不平衡,电动机有异常声音、振动和局部发热。,修理方法：,细心核对每个极相组的首尾端放置一致,同一个极相组的几个线圈间的连接必须按顺序嵌放,如果有嵌反或接反的现象,必须重新连接,2、电机修理,定子绕组故障检修,7、绕相首尾接错,检测方法：,首先将三相绕组任意连接，然后将万用表旋转至“mA”档，两笔分别与绕组并联后的两个端点连接。转动转子，如指针往返摆动，则说明三相绕组的首尾端接错,修理方法：,知道绕组首尾接错后，可将定子绕组的连接线拆开，调整方向重新接好后焊牢即可,2、电机修理,转子绕组故障检修,故障原因,转子材料或制造质量不佳,运行启动频繁，操作不当,急速的正反转造成剧烈冲击,2、电机修理,转子绕组故障检修,转子绕组故障,绕线型转子故障,2、转子绝缘下降,3、转子并接头铜套开焊,4、滑环故障,笼型转子故障,1、断条原因,2、电机修理,转子绕组故障检修,1、断条原因故障检修,检测方法,表面检查法,：仔细观察铁心表面，若有裂纹或者过热变色即是断条处，常在槽口附近,铁粉显示法,：在转子端环两端通入电流，将铁粉末撒在转子上，如转子铁心表面的铁粉整齐地按槽的方向排列则说明槽笼条 没有断裂，反之断裂。,电,流检测法,：定子绕组通入三相低压电源，在某一相中串入电流表，用手将转子慢慢转动，若断裂，指针将会发生较大的周期性变化。,2、电机修理,转子绕组故障检修,1、断条原因故障检修,2、电机修理,转子绕组故障检修,2、转子绝缘下降,3、,转子并接头铜 套开焊,加强电刷架的日常维护与定期清扫工作,干燥处理,重新焊接开焊铜套,局部或全部更换绕组,2、电机修理,转子绕组故障检修,4、滑环故障检修,电刷冒火,滑环与引线接触不良,滑环接地短路,局部检修,一般检修,旋修,2、电机修理,机械部分故障检修,故障分类,铁心故障的检修,轴承故障的检修,机座和端盖的故障修理,2、电机修理,机械部分故障检修,铁心故障的检修,2、电机修理,轴承故障的检修,2、电机修理,学习子情境3:,修试、试验、维护,三相电机运行中的监视与维护,三相异步电机启动中的注意事项,三相异步电机的一般试验,三相异步电机启动中,的注意事项,电动机运行时必须提醒在场人员注意，防止旋转物切向飞出，伤及人员及设备,笼型电动机采用全压启动时次数不宜过于频繁。饶线型转子电动机在接通电源前应检查启动器的操作手柄是不是已经在“零位”。,接通电源之前就应作好切断电源的准备，当电动机出现不能启动,启动缓慢、强烈振动、电刷火花大、声音异常时立刻切断电源,、修试、维护、试验,三相异步电机,的一般试验,试,验,项,目,绝缘电阻,的测定,绕组直流,电阻,的测定,耐压实验,堵转实验,匝间绝缘,实验,工作特性,实验,空载实验,转子开路,电压测定,、修试、维护、试验,三相异步电机,的一般试验,绝缘电阻的测定,绕组直流电阻的测定,转子开路电压的测定,用手摇式兆欧表测量电阻的阻值,指针不动,用直流电桥测量每相绕组的直流电阻值,每相绕组的直流电阻值与其三相平均值的最大值相对误差小于5%,转子不动,在定子绕组上加额定电压,测量各线间电压,转子开路电压不超过铭牌规定数值的5%,转子三相绕组间的线电压与其平均值之间的误差不大于2%,方法,指标,、修试、维护、试验,三相电机运行中,的监视与维护,看,闻,摸,听,电动机,的监视,电动机在运行时发出的声音是否正常,电动机停机后，可触摸机座，如很烫手，说明电动机过热,电动机振动情况，传动装置传动流畅。如果出现较密的舌状火花，应停车检修,电动机运行时发出的焦臭味，说明电动机温度过高，应停车检修,、修试、维护、试验,三相电机运行中,的监视与维护,电动机的维护,(1)保持电动机清洁，定期清扫,检查接线端连接是否可靠,更换轴承润滑脂肪.对容易受到水滴、油污及杂物落到的电动机要加做电动机罩,(2)定期测量电动机绝缘,特别是电动机受潮时,如发现电动机绝缘电阻过低,要及时进行干燥处理,检查合格后才能运行.,(3)定期检查控制电路的刀闸,主触点是否磨损、接触不良.,(4)对饶线型转子电动机要经常注意电刷和滑环之间的火花,如火花过大,要即使作好清洁工作,甚至更换电刷.,、修试、维护、试验,