电机基础知识培训

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1、艾则孜2014年11月 n一、电动机的认识概述及分类n二、电动机的结构n三、电动机的工作原理n四、电动机铭牌数据n五、三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修 实现电能与机械能相互转换的设备称为电机。1.什么是电机2.电机的分类按能量的转换分为：机械能转换为电能的旋转电机电能转换为机械能的旋转电机 异步电动机的优缺点： 二 、 三 相 异 步 电 动 机 的 构 造鼠 笼 式绕 线 式转 子定 子 （ 固 定 部 分 ） 转 子 （ 旋 转 部 分 ）分 为 两 个 基 本 部 分： 构 成 ： 由 机 座 、 铁 心 和 定 子 绕 组 组 成 机 座 是 用 铸 铁 或 铸 刚

2、制 成 ， 铁 心 由 互 相 绝 缘 的 硅 钢 片 叠 成 ， 内 圆 周 表面 冲 有 槽 ， 用 以 放 置 对 称 三 相 绕 组 ；对 称 三 相 绕 组 有 的 联 接 成 星 形 、 有的 联 接 成 三 角 形 作 用 ： 产 生 旋 转 磁 场 机 座定 子 绕 组铭 牌 数 据 出 线 端 子 鼠 笼 式 电 动 机 构 造 简 单 、 价 格 低廉 、 工 作 可 靠 、 使 用 方 便 构 成 ： 由 铁 心 和 绕 组 两 部 分 构 成 铁 心 也 用 硅 钢 片 叠 成 ， 表 面 冲 有 槽 ，装 在 转 轴 上 ， 轴 上 加 机 械 负 载 ； 因 绕 组

3、不 同 ， 可 分 为 鼠 笼 式 和 绕 线 式 两 种 。作 用 ： 在 旋 转 磁 场 作 用 下 ， 产 生 感应 电 动 势 或 电 流 。 鼠 笼 式 转 子转 轴轴 承 转 子 绕 线 式 转 子 铁 心绕 组转 轴 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。 结构复杂、价格较贵、维护工作量大；转子外加电阻可人为改变电动机的机械特性。 三、三相异步电动机的工作原理n三相异步电动机 2021年5月19日星期三 vlBe （右 手 定 则）（左 手 定 则）ilBf n 0n e iNSfB:磁 感 应 强 度v:切 割 速 度l :导 线 长 磁 极 旋 转 导

4、线 切 割 磁 力 线 产 生 感 应 电 动 势闭 合 导 线 产 生 电 流通 电 导 线 在 磁 场 中 受 力 1. 线 圈 跟 着 磁 铁 转 两 者 转 动 方 向 一 致异 步 2. 线 圈 比 磁 场 转 得 慢 0nn 旋 转 磁 场 120sin 120sinsintIi tIi tIi mC mB mA 1. 旋 转 磁 场 的 产 生 在 三 相 异 步 电 动 机 的 定 子 铁 心 中 放 有 三 相 对称 绕 组 ， 在 该 三 相 对 称 绕 组 中 通 入 三 相 对 称 交 流电 流 ， 就 可 产 生 一 “ 旋 转 磁 场 ” 代 替 演 示 实 验 中

5、的 磁 铁 0tAXYC BZ Ai Bi CimI t Bi AX BYC ZAiCi 合 成 磁 场 方向 ： 向 下参考方向：绕组始端到末端的方向 60t AXYC BZS N0n 60 A 120t XYC BZ0n 同 理 分 析 ， 可 得其 它 电 流 角 度 下的 磁 场 方 向 Ai Bi CimI t 可 见 ， 当 定 子 绕 组 中 通 入 三 相 电 流 后 ， 它们 共 同 产 生 的 合 成 磁 场 是 随 着 电 流 的 交 变 而 在空 间 不 断 地 旋 转 着 ， 这 就 是 旋 转 磁 场 。2. 旋转磁场的转向 当 通 入 定 子 绕 组 的 三 相

6、电 流 的 相 序 为 A-B-C时 ， 旋 转 磁 场 的 转 向 与 这 个 顺 序 是 一 致 的 ， 可 见磁 场 的 转 向 与 定 子 绕 组 中 的 电 流 相 序 有 关 。取 决 于 三 相 电 流 的 相 序 。 改 变 电 机 旋 转 方 向 的 方 法 ： 换 接 其 中 两 相Ai Bi CimI t Ai Ci BimI t 3. 旋转磁场的极数 Bi AX BYC ZAiCi 此 种 接 法 下 ， 绕 组 的 始 端 之 间 相 差 120度 空 间 角 ，合 成 磁 场 只 有 一 对 磁 极 ， 则 极 对 数 为 1。 AXYC BZNS 旋 转 磁 场

7、的 极 数 和 三 相 绕 组 的 安 排 有 关即：P=1 C YA BC X YZ AXBZAiBiCi 将 每 相 绕 组 分 成 两 段 ， 按 右 下 图 放 入 定 子 槽 内 ，绕 组 的 始 端 之 间 相 差 60度 空 间 角 ， 形 成 的 磁 场 则 是 两对 磁 极 。 AX XAN SS N Z CZC BYB Y即：P=2 4. 旋 转 磁 场 的 转 速 AXYC BZNS AXYC BZNS0n AXYC BZS N 60Ai Bi CimI t 旋 转 磁 场 的 转 速 决 定 于 磁 场 的 极 数 ， 在 一 对 极 的情 况 下 ， 当 电 流 交

8、变 一 次 时 ， 磁 场 恰 好 在 空 间 旋 转 了一 周 。 N0=60f（转 /分） X N SA S N Z BX A Y CZBC Y 0t 60t A 0n A ZX XCZCS N SN30 旋 转 磁 场 具 有 两 对 极时 ， 当 电 流 从 t=0 到 t=60 经 历 了 60 时 ，磁 场 在 空 间 仅 旋 转 了 30 。比 P=1时 转 速 慢 了 一 半 ， 即 ：N0=60f/2（转 /分） 所 以 ， 旋 转 磁 场 的 转 速 n0决 定 于 电 流 频 率 f1和 磁 场 的 极 对 数 P， 可 推 出 ： 2p 180分）转/( 50011p

9、360分）转/( 0003极 对 数 每 个 电 流 周 期磁 场 转 过 的 空 间 角 度 同 步 转 速 )Hz50( f 0n3p 120分）转/( 0001n分）转/( 600 pfn 5. 电 动 机 转 速 和 旋 转 磁 场 同 步 转 速 的 关 系电 动 机 转 速 : n电 机 转 子 转 动 方 向 与 磁 场 旋 转 的 方 向 一 致 ， 但 异 步 电 动 机0nn 无 转 距转 子 与 旋 转 磁 场 间 没 有 相 对 运 动无 转 子 电 动 势 （ 转 子 导 体 不 切 割 磁 力 线 ）无 转 子 电 流提 示 ： 如 果 0nn 电 动 机 的 转

10、动 原 理 在 电 动 机 定 子 绕 组 中 通 入 三 相 对 称 交 流 电流 后 ， 产 生 旋 转 磁 场。 旋 转 磁 场 的 磁 力 线 切 割 转 子 导 条 ， 导 条 中就 感 应 出 电 动 势 。 在 电 动 势 的 作 用 下 ， 闭 合 的 导 条 中 就 有 电 流 ，该 电 流 与 旋 转 磁 场 相 互 作 用 ， 使 转 子 导 条 受 到 电磁 力 作 用 。 由 电 磁 力 产 生 电 磁 转 矩 ， 转 子 就 转 动起 来 。 四、电动机铭牌数据 磁极数( 极对数 p = 2 )例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度

11、代号机座中心高（mm）三相异步电动机 异步电动机产品名称代号 接线盒。通常联结电机容量Y3kW联结电机容量 kW4 U2U1W2 V1V2W1 U1 U2W2 U2 V2V1 W1U1 W1V1W2 V2 例如：380/220V、Y/ 是指线电压为 380V 时 采用 Y联结；线电压为 220V 时采用 联结。 表示星形联结下电机的线电流为 6.73A；三角形联结下线电流为 11.64A。两种接法下相电流均为 6.73A。 12PP cos3 NN1 IUP 鼠笼电机 =7293 电动机在额定运行时定子绕组的额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率 P1

12、。 PN 三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有 0.2 0.3。额定负载时，功率因数最高。 电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cosO 0 N0N n nns 额定转差率指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为A、E、B、F、H五级，A级最低(105C)，H级最高(180C)。 五 、 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 三 相 异 步 电 动 机 的 运 行 故 障 分 为 ： 电 气 故 障 与 机 械 故 障 。 一旦 运 行 出 现 异 常 ， 则 应 根 据 故 障 现 象 分 析 原 因 ， 做 出

13、检 测 诊断 ， 找 出 故 障 并 制 定 维 修 方 案 ， 组 织 故 障 处 理 。n 现 象 ： 电 动 机 不 能 起 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 电动机的起动必须要有起动转矩，而且起动转矩要大于起动时的负载总转矩，才能产生足够的加速度，电机方可正常起动。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 电 动 机 不 能 起 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： (1)三相供电线路断路；(2)定子绕组中有一相或两相断路；(3)开关或起动装置的触点接触不良；(4)电源电压过低；(5)负载过大或传动机械有

14、故障； 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 电 动 机 不 能 起 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： (6)轴承过度磨损，转轴弯曲，定子铁心松动；(7)定子绕组重绕后短路；(8)定子绕组接法与规定不合。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 电 动 机 不 能 起 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）检测供电回路开关及熔断器,恢复供电；（2）测量三相绕组电压，若不对称，确定断路点，修复断路相；（3）若三相电压过低，判断是否有接线错误；若是由于供电绝缘线太细造成的电压降过大，

15、则应更换粗线。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 电 动 机 不 能 起 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （4）减轻起动负载；（5）检查传动部位有无堵塞阻碍，排除；（6）若有短路迹象，应检测出短路点，作绝缘处理或更换绕组。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 中 声 音 异 常 与 振 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 电动机运行过程中的异常声音与振动主要来自于电磁振动与机械振动。1.电磁原因主要为电动机产生的电磁转矩不对称，转矩分布不平衡.2.机械原因主要为结构部

16、件松动、摩擦系数加剧等因素产生. 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 中 声 音 异 常 与 振 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（1）电动机安装基础不平；（2）定、转子摩擦；（3）转子不平衡；（4）轴承严重磨损；（5）轴承缺油；（6）电动机缺相运行;（7）定子绕组接触不良;（8）转子风叶碰壳、松动、摩擦。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 中 声 音 异 常 与 振 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（1）检查紧固螺栓及其它部件，保持平衡；（2）校正转子中心线；

17、（3）检查定子绕组供电回路中的开关、接触器触点、熔丝、定子绕组等，查出缺相原因，作相应的处理；（4）更换磨损的轴承； 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 中 声 音 异 常 与 振 动 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（5）清洗轴承，重新加润滑脂或更换轴承；（6）清除风扇污染，校正风叶，旋紧螺栓；（7）查找电动机短路或断路的原因，作出相应处理。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 电动机温升超过正常值，主要由于电流增大

18、，各种损耗增加，与散热失去平衡，温度过高时，将使绝缘材料燃烧冒烟。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（1）电源电压过高或过低；（2）电动机过载；（3）电动机的通风不畅或积尘太多；（4）环境温度过高（5）定子绕组有短路或断路故障 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（6）定子缺相运行;（7）定、转子摩擦,轴承摩擦等引起气隙不均匀；（8）电动机受潮或浸漆后烘干不够；（9

19、）铁心硅钢片间绝缘损坏，使铁心涡流增大，损耗增大。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（1）检查调整电源电压值，查明电动机接法并纠正；（2）对于过载原因引起的温升，应降低负载或更换较大容量电动机；（3）检查风扇是否脱落，移开堵塞的异物，使空气流通，清理电动机内部的粉尘，改善散热条件； 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（4）采取降温措施，避免阳光直射或更换绕组；（5

20、）检查三相熔断器的熔丝有无熔断及起动装置的三相触点是否接触良好，排除故障或更换；（6）检查定子绕组的断路点，进行局部修复或更换绕组； 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：温 升 过 高 或 冒 烟 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：（7）更换磨损轴承；（8）校正转子轴；（9）检查绕组受潮情况，必要时进行烘干处理。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 电 动 机 转 速 不 稳 定 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 一方面来自控制原因造成电源不稳定，如反馈线松动；另一方面为电动机本身缺陷引

21、起电磁转矩不平衡 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：电 动 机 转 速 不 稳 定 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）鼠笼型转子断笼或脱焊；（2）绕线型转子绕组断相或一相接触不良；（3）绕线型转子的滑环短路装置接触不良；（4）控制单元接线松动 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ：电 动 机 转 速 不 稳 定 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： (1)查找并修补断笼故障；(2) 对于断路或短路的转子绕组要进行故障分析与处理，正常后投入运行；(3) 调整电刷压力，改善电刷与滑环的接触

22、面；(4) 检查控制回路的接线，保证接线正确可靠。特别是给定端与反馈接头的接线。 (5) 对于绕线电动机滑环接触不良，应及时修理与更换。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :电 动 机 外 壳 带 电 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 机壳带电表明机壳与电源回路中的某一部件有了不同程度的接触。这是一个严重故障的预兆，必须仔细检测分析，找出故障原因，确定合适的维修方法。排除故障后方可投入运行。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :电 动 机 外 壳 带 电 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ：

23、 （1）误将电源线与接地线搞错。（2）电动机的引出线破损。（3）电动机绕组绝缘老化或损坏,对机壳短路（4）电动机受潮，绝缘降低。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修现 象 :电 动 机 外 壳 带 电 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）检测电源线与接地，纠正接线。（2）修复引出线端口的绝缘。（3）用兆欧表测量绝缘电阻是否正常，决定受潮程度。若较严重，则应进行干燥处理。（4）绕组绝缘严重损坏则应及时更换。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 轴 承 过 热 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法

24、： 电动机轴承过热是由于摩擦增大，机械损耗增加引起。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 轴 承 过 热 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）轴承损坏。（2）转轴弯曲，使轴承受外力。（3）缺润滑油。（4）润滑油污染或混入铁屑。（5）电动机两侧端盖或轴承未装平。（6）传动皮带过紧。（7）联轴器装配不良。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 :运 行 轴 承 过 热 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）更换轴承。（2）校正轴承，调整润滑油，使其容量不超过轴承室容积的2/3。（3

25、）对于轴承装配不正，应将端盖或轴承盖止口装平，旋紧螺栓。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 负 载 运 行 转 速 低 于 额 定 值 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： 额定负载时的运行转速低于标定额定转速，说明电动机在此时并没有运行在固有特性曲线上,输出的功率低于额定功率。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 负 载 运 行 转 速 低 于 额 定 值 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）电源电压过低（低于额定电压）。（2）三角形接法的电机误接成星形。（3）鼠笼电动机笼条断裂

26、或脱焊。（4）绕线电动机的集电环与电刷接触不良，从而使接触电阻增大损耗增大,输出功率减少. 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 负 载 运 行 转 速 低 于 额 定 值 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （5）电源缺相。（6）定子绕组的并联支路或并绕导体断路。（7）机械损耗增大,从而使总负载转矩增大。（8）绕线电动机转子回路串电阻过大。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 负 载 运 行 转 速 低 于 额 定 值 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （1）检测接线方式，纠正接线错误。（2）采用焊接法或冷接法修补鼠笼电动机的转子断条。（3）对于转子绕组有短路或断路的，应检测修复或更换绕组。（4）调整电刷压力，用细砂布磨好电刷与滑环的接触面。 三 相 异 步 电 机 运 行 故 障 及 维 修n 现 象 ： 负 载 运 行 转 速 低 于 额 定 值 理 论 基 础 ： 故 障 原 因 ： 处 理 方 法 ： （5）对于由于熔断器断路出现的断相运行应检查出原因，更换熔断器熔丝。（6）对于机械损耗过大的电动机，应检查损耗原因,处理故障。（7）减轻负载。（8）适当减小转子回路串接的变阻器阻值。