三相异步电动机修理的论文.doc

三相异步电动机维修论文 目 录 摘要…………………………………………………………… 一、 三相异步电动机的工作原理…………………………………………… 二、 三相异步电动机的结构……………………………………………… 三、 电机维修的工具分类……………………………………………… 四、 维修电机的工作过程………………………………………………. 五、 电动机常见故障及处理……………………………………… 六、 考文献……………………………………………………………………… 摘 要 随着时间第二次工业革命的兴起，人类社会进入了电气时代。于是人类进入了一个全新的社会，电气化给人类带来的改变是巨大的，由于电气时代的不断发展和进步，加快了人类金人现代科技信息时代的步伐，在探索和研究人类社会起着重大的作用。电机的发明，正是推动人类社会进步的一个关键。 电动机是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中手里转动的现象制成，电动机主要由定子与转子组成，。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁场方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转的。 电机的使用发展到今天，可是说是遍布世界各地，大到上百吨的工业军事机器，笑道手机的振动器，都与电机的使用密不可分。那么，如何对损坏的电机进行修复呢？本文从电机的结构特点说起，简述电机的维修过程。 关键词：三相异步电动机；绕组 （一）、三相异步电动机的工作原理 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。 （二）、三相异步电动机的机构 三相异步电动机按转子结构的不同分为笼式和绕线式两种。笼式异步电动机由于结构简单、价格低廉、工作可靠、维护方便等，已成为生产上应用最广泛的一种电动机。绕线式异步电动机由于结构复杂、价格较高，一般只用在要求调速和启动性能好的场合，如桥式起重机上。异步电动机有两个基本部分组成：定子（固定部分）和转子（旋转部分）。笼式和绕线式异步电动机的定子结构基本相同，所不同的只是转子部分。笼式异步电动机的主要部件有端盖、轴承、定子、转子、接线盒、风扇和风扇罩等。绕线式异步电动机主要部件有端盖、轴承、定子、定子绕组、转子、集电环、接线盒、风扇和风扇罩等。 1.定子 电动机的定子由机座中的定子铁芯及定子绕组组成。定子铁芯由0.35MM-0.5MM厚的表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成的。定子绕组是用绝缘铜线或铝线绕制成三相对称的绕组按一定规则连接下进定子槽中的。定子三相绕组的6个出线端引至接线盒上首段分别标为U1，V1，W1，末端分别标为U2，V2，W2。六个接线头可以接成星形或者三角形，对于笼式电机，一般功率低于3KW的定子绕组接成星形；而功率高于4KW的则接成三角形。而绕线式电机一般全部接星形。 2.转子 电动机的转子是由转子铁芯及转子绕组组成的。转子铁芯由0.5MM厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上。异步电动机的转子绕组部分分为笼式和绕线式两种。 （1）笼式绕组 在转子铁芯的每一个槽中插入一根铜条，在铜条两端各用一个铜环把导条连接起来，称为铜排转子。也可以用铸铝的方法，把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成，称为铸铝转子。100KW一下的异步电动机一般用铸铝转子。 （2）绕线式绕组 与定子绕组一样也是一个三相绕组，一般接成星形，引出的线端分别接到转轴上的三个与转子绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相连，这就有靠你在转子电路中串接电阻活电动势以改善电动机的运行性能了。在接线时不能接错绕组首尾端，接错首尾端则会使电动机空载电流不平衡。 （三）、电机维修的工具分类 1.下线类工具 压线板：压线板是把已嵌进铁芯槽的导线压紧使其平整的专用工具。用黄铜或不锈钢制成，其尺寸可根据铁芯槽的宽度制成不同的规格。 划线板：划线板是在嵌线圈时将导线划进铁芯槽，同时将已嵌进铁芯槽的导线 划直理顺的工具。 弯手术剪：弯手术剪是在整组的绕组全部下到铁芯槽里之后把高出槽口的纸剪掉以及下好线之后对相间纸的修剪的工具。 橡皮锤：橡皮锤是用来对铁芯两端的线圈进行敲打整形的。 垫打板：垫打板是用于绕组嵌完后，进行端部整形的工具。 2.测量类工具 游标卡尺，是一种测量长度、内外径、深度的量具。游标卡尺由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。主尺一般以毫米为单位，而游标上则有10、20或50个分格，根据分格的不同，游标卡尺可分为十分度游标卡尺、二十分度游标卡尺、五十分度格游标卡尺等。游标卡尺的主尺和游标上有两副活动量爪，分别是内测量爪和外测量爪，内测量爪通常用来测量内径，外测量爪通常用来测量度和外径 螺旋测微器又称千分尺、螺旋测微仪、分厘卡，是比游标卡尺更精密的测量长度的工具，用它测长度可以准确到0.01mm，测量范围为几个厘米。它的一部分加工成螺距为0.5mm的螺纹，当它在固定套管B的螺套中转动时，将前进或后退，活动套管C和螺杆连成一体，其周边等分成50个分格。螺杆转动的整圈数由固定套管上间隔0.5mm的刻线去测量，不足一圈的部分由活动套管周边的刻线去测量，最终测量结果需要估读一位小数。 钢直尺是一种简单的测量工具，划线直线的导向工具最小刻度间距离为0.5mm，其规格有150mm、300mm、1000mm等。 兆欧表，主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电伤亡及设备损坏等事故。 3.其他辅助工具 绕线线模，绕线机、电机烘烤器、割线机、拉线机、电钻、切割机等 （四）、维修电机的工作过程 1.拆卸电机 对于一台电机，首先拆开风扇罩和风扇，然后拆下支座两端的大端盖和轴承端盖，接着是吊转子出来，拆转子时是用抽芯法来拆的。就是用行车吊着转子的一端，然后找一根合适的圆管套着轴头，致使转子平衡，然后慢慢的拖出转子。转子吊出来后需要检查两个轴承是否损坏，损坏的需要拆下轴承。 2.检查电机 首先观察定子绕组与转子绕组表面是否散开，是否有烧断的现象，有的话就证明烧了；如果没有再用兆欧表测量定子三相的对地绝缘电阻，低于0.5兆欧的属于烧断了绕组；然后是测量相与相之间的绝缘电阻，查看是否短路；最后是看转子是否有绕组，有绕组的也需要测量相间电阻是否短路。 3.割线、拉线 对于绕组烧坏的电机则需要更换绕组，这就必须要把旧的线圈拆出来。拆线有两种方法，第一是比较辛苦的人工挑拆法：将定子垂直立起来，，绕组引出线一端在上面，用一把锋利的扁铲挨着铁芯将绕组一端铲掉。之后，将定子铁芯踮起来，用一把与槽口截面相似但较槽口截面积略小的冲子，把绕组从槽口往下冲。这一种方法是用于定子铁芯半径较小的电机使用的。第二种是专用机械拆线法：首先用割线机把接线的那一端的绕组割断。然后用割刀加热定子铁芯，接着用拉线机把绕组拉出来。这一种方法是用于定子铁芯半径较大的电机的。因为我们属于修复电机，所以我们拆旧线圈的时候就需要记录好它原本的数据，主要有槽数、跨距、一连几、并联路数、并绕根数、匝数、线径单层或者双层等。 4.清槽 首先用老虎钳把铁芯里面的竹签拔出来，然后用割刀开到火开大氧气把槽里面的槽纸烧掉，然后再用砂纸打磨，把里面的杂物磨干净，特别是割线脱落出来的铜粉一定要打磨干净，最后是用水清理再用割刀烤干。 5.裁纸 先观察电机的铭牌，根据电机的绝缘阻值来决定用高温纸还是低温纸，然后用直尺测量铁芯的长度来决定槽纸的长度，一般低于15KW的电机槽纸需要比铁芯长1CM，高于15KW的电机槽纸需要比铁芯长1.5CM-2CM。如果是双层绕组的还需要裁薄膜纸与层间纸，薄膜纸与槽纸长度相同，层间纸需要比槽纸长3CM-6CM。 6.绕线 绕制线圈时，匝数绝对不能搞错，否则会影响电动机的电流平衡。将绕线模装到手摇绕线机的主轴上，用螺栓把绕线模的两侧的夹板夹紧，再将计数器调制零位。然后是绕线，绕线时导线要排列整齐，无交叉重叠，层次应分明。绕到规定匝数时，用绳子通过夹板将线圈绑扎成团。对于同心式绕组，应从小线圈绕起，引线挂在右边，以利于过桥线的处理。 7．下线 下线，是将绕制好的线圈按一定规律嵌放到定子铁芯槽中。我们一般采用的交叠法下线，是先下入一组线圈的一个有效边，而另一个有效边吊起来暂时不下，之后下另一组线圈的上层边。这样，其端部的分布层次呈交叠状，看起来比较美观。下线时将绕好的线圈一个有效边捏紧，压成扁平状，并散开线圈的另一边。然后将压扁的线圈的一边放在定子铁芯槽口的槽绝缘中间，把线圈朝里拉，使导线进入槽内，少数未入槽的导线用划线板划入槽内，然后再用压线板把导线压实。然后是封槽口，就是用压线板把槽纸回折把导线包住，接着从一端打入竹签，竹签应比槽纸略短些。之后就是把线圈的另一有效边用划线板把导线划进槽里面。首先将线圈另一有效边移至槽口，理直导线，用左手把线圈边压扁并送入槽内。于此同时，右手用划线板在已嵌放到槽内的线圈两边交替划线，引导导线入槽。当全部导线划进槽内后再用压线板压实导线，接着是封槽口。 8.端部整形 当线圈全部下完后，用垫打板插入线圈端部与定子外壳之间的空隙，再用橡皮锤敲打线圈，将线圈打平，其目的在于使线圈与定子外壳、转子都不接触。 9.端部包扎 端部整形完毕，再把端部的相间纸用弯手术剪修剪整齐，相间纸应高出导线6MM左右。然后用玻璃丝带对线圈按没圈包扎好。这样可以防止电动机在启动过程中导线引电磁力的作用而使端部松散。 10.接线 把各个线头在定子内部连接成星形或者三角形，然后用引线接出接线盒，而接线头必须要用铜焊条对其焊接牢固。星形接法是指把三相绕组的三个头（尾）相连，三个的头（尾）接电源。三角形接法是指三相绕组任意两相的头尾相连。 11.浸漆 最后是浸漆。重绕绕组后，之所以要浸漆，其目的如下。①提高绕组的绝缘强度和防潮性能。②使松散的导线结为牢固的整体，提高绕组的耐热性及导热性，改善绕组散热性能。③提高绕组的机械强度。④经过浸漆后，绕组的端部比较光滑，使外界的杂物不易进入绕组端部内，绕组端部得以保护。⑤漆膜能防止绝缘材料与腐蚀性化学物质接触使绕组的化学稳定性提高。⑥提高绕组防霉、防电晕及防油污等能力。浸漆的方法有两种，①沉浸，此方法是将电动机放入漆罐中进行浸漆。沉浸时漆的渗透力比较好，但耗漆量大。②淋漆，又称浇漆，是将电动机定子绕组垂直立于漆罐上，用勺把漆浇向绕组。最后把浸漆之后的电动机滴干后放出烘箱进行烘干。 12.装机 对于装机，我们奉行的是先拆后装原则，意思就是拆机时先拆的留到后面装。所以首先把各个端盖，轴承等用柴油洗干净，然后把轴承装到转子上，再加上黄油，然后就把各个零部件装好。 （五）、电动机常见故障及处理 一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 1．故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）；③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 2．故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改正接线。 二、通电后电动机不转，然后熔丝烧断 1．故障原因①缺一相电源，或定干线圈一相反接；②定子绕组相间短路；③定子绕组接地；④定子绕组接线错误；⑤熔丝截面过小；⑤电源线短路或接地。 2．故障排除①检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一相断线；消除反接故障；②查出短路点，予以修复；③消除接地；④查出误接，予以更正；⑤更换熔丝；③消除接地点。 三、通电后电动机不转有嗡嗡声 l．故障原因①定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；⑦轴承卡住。 2．故障排除①查明断点予以修复；②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是还把规定的面接法误接为Y；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；⑦修复轴承。 四、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多 1．故障原因①电源电压过低；②面接法电机误接为Y；③笼型转子开焊或断裂；④定转子局部线圈错接、接反；③修复电机绕组时增加匝数过多. 2．故障排除①测量电源电压，设法改善；②纠正接法；③检查开焊和断点并修复；④查出误接处，予以改正；⑤恢复正确匝数. 五、电动机空载电流不平衡，三相相差大 1．故障原因①重绕时，定子三相绕组匝数不相等；②绕组首尾端接错；③电源电压不平衡；④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。 2．故障排除①重新绕制定子绕组；②检查并纠正；③测量电源电压，设法消除不平衡；④消除绕组故障。 六、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动 1．故障原因①笼型转子导条开焊或断条；②绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不良。 2．故障排除①查出断条予以修复或更换转子；②检查绕转子回路并加以修复。 七、电动机空载电流平衡，但数值大 1．故障原因①修复时，定子绕组匝数减少过多；②电源电压过高；③Y接电动机误接为Δ；④电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短。 2．故障排除①重绕定子绕组，恢复正确匝数；②设法恢复额定电压；③改接为Y；④重新装配。 八、电动机运行时响声不正常，有异响 1．故障原因①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦；②轴承磨损或油内有砂粒等异物；③定转子铁芯松动；④轴承缺油；⑤风道填塞或风扇擦风罩，⑥定转子铁芯相擦；⑦电源电压过高或不平衡；⑧定子绕组错接或短路。 2．故障排除①修剪绝缘，削低槽楔；②更换轴承或清洗轴承；③检修定、转子铁芯；④加油；⑤清理风道；重新安装置；⑥消除擦痕，必要时车小转子；⑦检查并调整电源电压；⑧消除定子绕组故障。 九、轴承过热 1．故障原因①滑脂过多或过少；②油质不好含有杂质；③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；④轴承内孔偏心，与轴相擦；⑤电动机端盖或轴承盖未装平；⑥轴承间隙过大或过小。 2．故障排除①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；②更换清洁的润滑滑脂；③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；④修理轴承盖，消除擦点；⑤重新装配；⑥更换新轴承 十、电动机过热甚至冒烟 1．故障原因①电源电压过高，使铁芯发热大大增加；②定转子铁芯相擦；③笼型转子断条；④电动机缺相，两相运行；⑤重绕后定于绕组浸漆不充分；⑥环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞；⑦电动机风扇故障，通风不良；定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。 2．故障排除①降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、Δ接法错误引起，则应改正接法；②消除擦点（调整气隙或挫、车转子）；③检查并消除转子绕组故障；④恢复三相运行；⑤采用二次浸漆；⑥清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施；⑦检查并修复风扇，必要时更换；检修定子绕组，消除故障。 参考文献 [1] 姜晓东 杨国志编著《电动机修理入门》.人民邮电出版社，2012 [2] 何军著《电机维修与拆装技术》.电子工业出版社，2009 [3] 方大千 朱征涛著《实用电机维修技术》.人民邮电出版社，2004 [4] 才家刚著《三相异步电动机维修》.化学工业出版社，2009 [5] 谭影航著《三相电动机绕组维修》.机械工业出版社，2011