三相异步电动机的运行与维护.ppt

1,三相异步电动机的运行与维护,本章要点 l 三相异步电动机的基本知识 l 三相异步电动机绕组的基本知识 三相异步电动机的安装、运行和维护 l三相异步电动机运行前的检查 l三相异步电动机运行中的常见故障和处理及技能训练 l电动机技能训练,2,5.1 三相异步电动机的基本知识,5.1.1三相异步电动机的分类及基本结构,3,三相异步电动机分类,三相异步电动机种类繁多，若按转子结构分为鼠笼式和绕线式异步电动机两大类；若按机壳的防护形式分类，鼠笼式可分为防护式、封闭式、开启式，其外形如图5-1所示。按冷却方式异步电动机可以分为自冷式、自扇冷式、管道通风式、液体冷却式。,4,三相鼠笼式异步电动机的结构,5,1. 定子部分,（1）定子铁心。它是电机主磁路的一部分，为减小铁耗常采用0.5mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。如图5-3所示。铁心内圆上有均匀分布的槽，用以嵌放三相定子绕组。 （2）定子绕组。它是电机的电路部分，常用高强度漆包铜线按一定规律绕制成线圈，分布均匀地嵌入定子内圆槽内，用以建立旋转磁场，实现能量转换。 （3）机座。机座用于固定和支撑定子铁心和端盖，因此机座应有较好的机械强度和刚度，常用铸铁或铸钢制成，大型电机常用钢板焊接而成。小型封闭式异步电动机表面有散热筋片，以增加散热面积。,6,接线盒内接线,（a）星形联接 （b）三角形联接,7,2转子部分,转子部分是电机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转轴等组成。 转子铁心是电机主磁路的一部分。采用0.5mm厚硅钢片冲片叠压而成，转子铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。如图5-5所示。一般小型异步电动机转子铁心直接压装在转轴上。,图5-5 转子铁心冲片,8,转子绕组是转子的电路部分，用以产生转子电动势和转矩，转子绕组有鼠笼式和绕线式两种。根据转子绕组的结构型式，异步电动机分为笼型转子和绕线转子两种。 （1）笼式转子。笼式转子绕组是在转子铁心每个槽内插入等长的裸铜导条。两端分别用铜制短路环焊接成一个整体，形成一个闭合的多相对称回路。若去掉铁心，很像一个装老鼠的笼子，故称鼠笼式转子，如图5-6（a）所示。大型电动机采用铜条绕组，而中小型异步电动机鼠笼式转子槽内常采用铸铝，将导条、端环同时一次浇注成型，如图5-6（b）所示。,9,（a）铜条绕组 （b）铸铝绕组,图5-6 笼式转子,10,（2）绕线式转子。绕线式异步电动机的定子绕组与鼠笼式定子绕组相同，而转子绕组与定子绕组类似，采用绝缘漆包铜线绕制成三相绕组嵌入转子铁心槽内，将它接成星形联接，三个端头分别固定在转轴上的三个相互绝缘的滑环（称为集电环）上，再经压在滑环上的三组电刷与外电路相连，一般绕线转子电动机在转子回路中串电阻，以改变电机的启动和调速性能。三个电阻的另一端也接成星形，如图5-7所示。,11,5-7（a） 绕线式转子,12,图5-7（b）绕线转子串接电阻接线图,13,3. 气隙,异步电动机定、转子之间的气隙很小，中小型异步电动机一般为0.21.5mm。气隙大小对电机性能影响很大，气隙越大，磁阻也越大，产生同样大的磁通，所需的励磁电流I0也越大，电机的功率因数也就越低。但气隙过小，将给装配造成困难，运行时定、转子发生摩擦，而使电机运行不可靠。,14,5.1.2三相异步电动机的铭牌主要技术参数,1型号 异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号。产品代号表示电机的类型，如Y表示异步电动机，YR表示绕线异步电动机等，产品代号使用字母的意义见表5-2。设计序号用阿拉伯数字表示。规格代号对于中小型异步电动机包括中心高（mm）、机座长度代号、铁心长度代号及磁极数；对于大型异步电动机则包括功率（KW）-磁极数/铁心外径。特殊环境代号使用的字母意义如表5-3所示。,15,2三相异步电动机的额定值,1）额定功率PN：指电动机额定状态下运行时，电动机转子轴上输出的机械功率。单位为kW或W。对于三相异步电动机， PN=UNINNCOSN 10-3 ，其中UN为电动机的额定电压（V），IN为电动机的额定电流（A），N为电动机的额定效率，COSN为电动机的额定功率因数，PN的单位为KW。对于380V的电动机，IN2 PN，因此可以根据电动机的额定功率估算出额定电流，即一千瓦两个电流。 （2）额定电压UN（V）：指电动机额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压。 （3）额定电流IN（A）：指电动机额定工作状态时，流入定子绕组的线电流。 （4）额定转速nN(r/min)：指电动机额定工作状态时，电动机转速。 （5）额定频率fN（Hz）：指电动机定子侧电压的频率。我国电网fN=50 Hz。,16,3接线,接线是指在额定电压下运行时，电动机定子三相绕组的联接方式，有三角形联接和星形联接两种。定子绕组采用哪种接线方式取决于定子绕组的耐压等级，若定子绕组能承受220V的电压，电源电压为220V则采用三角形联接，若电源电压为380V，则采用星形联接。,17,4工作制,工作制可分为额定连续工作制S1、短时工作制S2、断续工作制S3三种。,18,5防护等级,“IP”和其后面的数字表示电动机外壳的防护等级。IP表示国际防护等级，其后面的第一个数字代表防尘等级，共分06七个等级；其后面的第二个数字代表防水等级，共分08九个等级，数字越大，表示防护的能力越强。,19,5.1.3交流绕组的基本知识,1交流绕组的几个基本概念 （1）线圈（元件）,20,（2）极矩 两个相邻磁极的中心线之间沿定子铁心内表面所跨过的距离称为极矩，极距一般用每个极面下所占的槽数来表示。即= ，其中Z为定子的槽数，p为磁极对数。 （3）线圈节距y 一个线圈的两有效边所跨过的定子圆周上的距离称为节距，一般用槽数表示。节距y应等于或接近于极距。 当y=时，称为整距绕组；当y时（y=5/6或4/5），称为短距绕组。一般采用短距绕组。,21,（4）机械角度与电角度 电机定子圆周所对应的几何角度为360，该几何角度称为机械角度。而从电磁观点来看，转子导体每经过一对磁极，所产生的感应电动势也就变化一个周期，即360电角度。故一对磁极的电角度便为360电角度。若电动机有p对磁极，转子导体转一周（机械角度为360），所产生的感应电动势也就变化p个周期，则电角度为p360。所以 电角度=p机械角度,22,（5）槽距角 相邻两槽之间的电角度称为槽距角，用表示，由于定子槽在定子圆周内分布是均匀的， 式中，Z为定子槽数，p为磁极对数。 （6）每极每相槽数q 每一个极面下每相所占的槽数为每极每相槽数， 其中m为绕组相数。,23,（7）相带 每个磁极下的每相绕组（即q个槽）所占的电角度为相带。因为每个磁极占的电角度为180，被三相绕组均分，则相带为180/3=60，即在一个磁极下一相绕组占60电角度，称为60相带。 （8）极相组（线圈组） 将一个相带内的q个线圈串联起来就构成一个极相组，又称为线圈组。,24,2交流电机绕组的分布原则和分类,三相电机应具有三相对称绕组，且在空间上应均匀分布且互差120电角度；并且相邻磁极下的导体的感应电动势方向相反，所以交流电机的绕组的排列应遵守以下原则： （1）每相绕组所占槽数要相等，且均匀分布。把定子总槽数Z分为2p等分，每一等分表示一个极距Z/2p；再将每一个极距内的槽数按相数分成3组（三相电机），每一组所占槽数即为每极每相槽数。,25,（2）根据节距的概念，节距y应等于或接近于极距，所以沿一对磁极对应的定子内圆相带的排列顺序Ul，W2，Vl，U2，W1，V2，这样各相绕组线圈所在的相带Ul，Vl，WI（或U2，V2，W2）的中心线恰好为120电角度。如图5-9所示，2极24槽、4极24槽绕组分布图。图中所标的60为电角度，即60相带。,26,图5-9 三相绕组分布端面图,2极24槽、4极24槽绕组分布图。 图中所标的60为电角度，即60相带。,27,（3）规定U1、V1、W1为绕组的首端，U2、V2、W2为绕组的尾端，且当电流由首端流入、尾端流出时为正，当电流由尾端流入、首端流出时为负。这样从正弦交流电波形图的角度看，除电流为零值外的任何瞬时，都是一相为正，两相为负，或两相为正，一相为负。如图5-10所示。按照图5-9画出的2极24槽、4极24槽绕组分布状况，表明了当iU、iV为正，iW为负时的电流方向。,28,图5-10 三相对称交流电波形图,29,3三相单层绕组,单层绕组的每个槽内只放一个线圈边，电机的线圈数是电机槽数的一半。单层绕组分为: 链式绕组 交叉式绕组 同心式绕组,30,（1）单层链式绕组,已知一台Y2-90L-4型三相异步电动机，定子槽数Z=24，2p=4，画出单层链式绕组的展开图。 计算极距、每极每相槽数q、 槽距角。,31,分极分相 首先将槽依次编号，将定子的全部槽数按极数分，每极下分有6槽，磁极按S、N、S、N排列。再将每极下的槽数分成U、V、W三相。要求U1、V1、W1依次相差120电角度，按60相带的排列顺序，并将个槽号填入表5-4中。同样将分极分相画在绕组展开图中，并标出定子导体的电流方向，同一极性下导体的电流方向相同。,32,表5-4 24槽4极电机60相带排列表,33,组成线圈，确定各相绕组的电源引出线，并顺着电流方向把同相线圈联接起来。 由于采用短距绕组，y=-1=6-1=5，按绕组节距要求把相邻异极下的同一相槽中的线圈边连成线圈，所以U1相带中的槽中的线圈边与U2相带中槽中的线圈边组成4个线圈：2-7，8-13，14-19，20-1。然后顺着电流方向把同相线圈联接起来，如图5-11所示。可以看出线圈的联接规律是“头接头，尾接尾”。便构成U相绕组的展开图。,34,图5-11 24槽4极U相单层链式绕组的展开图,35,各相绕组的电源引出线U1、V1、W1应依次相差120电角度，由于相邻两槽相隔的电角度为30，则120电角度应相隔槽，现将U1定在2号槽，则V1应定在2+4=6号槽，W1应定在6+4=10号槽。然后顺着电流方向把同相线圈联接起来，则构成了三相绕组的展开图。如图5-12所示。,36,图5-12 24槽4极单层链式三相绕组的展开图,37,（2）同心式绕组,38,24槽4极三相同心式绕组的展开图,39,（3）单层交叉式绕组,交叉式绕组主要用于q1的奇数（如q=3），4极或2极电机中。 已知一台Y2-132S-4型三相异步电动机，Z1=36槽，2p=4极。画出三相交叉式绕组展开图。 计算极距、每极每相槽数q、 槽距角。,40,分极分相,41,组成线圈，并确定各相绕组的电源引出线，并顺着电流方向把同相线圈联接起来。 各相绕组的电源引出线U1、V1、W1应依次相差120电角度，由于相邻两槽相隔的电角度为20，则120电角度应相隔槽，现将U1定在2号槽，则V1应定在2+6=8号槽，W1应定在8+6=14号槽。然后顺着电流方向把同相线圈联接起来，则构成了三相绕组的展开图。如图5-16所示。,42,图5-15 36槽4极U相交叉式绕组的展开图,43,图5-16 36槽4极单层交叉式绕组的展开图,44,5.1.4三相异步电动机的安装,1电动机安装的基本要求,（1）电动机所用的器材设备，必须适应使用环境的需要。如易爆危险场所，须采用防爆式品种；多尘场所要采用密封式产品等。,（2）电动机必须安装在固定的底座上，各种器材的安装须牢固可靠。,（3）电动机及其他器材的绝缘电阻必须在0.5兆欧以上。,（4）电动机及其开关等设备的外壳上应钉有标明主要性能数据的铭牌。,45,（5）线路导线的绝缘应良好，连接要正规，电源线的截面积必须满足载流量的需要，其最小截面积规定，铜芯线不得小于1平方毫米，铝芯线不得小于2.5平方毫米。电动机线路在室内水平敷设时，离地低于2米的导线，以及垂直敷设时，离地低于1.3米的导线，均应穿钢管或硬塑料管加以保护。,46,2电动机的控制保护装置安装的基本要求,（1）电动机对控制保护装置的要求 （2）电动机开关设备的选装要求 （3）电动机短路保护用的熔断器和熔体的选配,47,（1）电动机对控制保护装置的要求,电动机的控制保护装置的具体组成，应能满足实际需要，保证安全为原则，基本要求如下： 每台电动机必须装备一只能单独进行操作的控制开关和能单独进行短路和过载保护 的保护装置。 使用的开关设备，要具有可靠地接通和切断电动机工作电流以及切断故障电流的能力，质量必须可靠，结构应完整，操作机构的功能健全。 开关和保护装置的每个单独元件上应标有电压和电流的额定值，以及能明显反映电路“通”和“断”的标志。,48,（2）电动机开关设备的选装要求,功率在0.5千瓦以下的电动机，允许用插头和插座作为电源通断的直接控制；如进行频繁操作的，则应在插座板上安装一道熔断器。 功率在3千瓦以下的电动机，允许采用HK型瓷底胶盖闸刀开关，开关规格必须大于电动机额定电流的2.5倍。必须在开关内安装熔体的部分用铜丝接通，然后在开关的后一 级另安装一道熔断器，作为过载和短路保护。 功率在3千瓦以上的电动机，常用的开关有HH型刀开关、DZ型自动空气开关、接触器和HZ组合开关等。各类开关的选用在第一章介绍过或查阅有关电工手册。 功率较大（大于11KW）的电动机，启动电流较大，为不影响其他电气设备的正常运行和线路的安全，必须加装启动设备，进行降压启动，减小启动电流。常用的启动设备有星-三角启动器和自耦变压器启动器等。,49,（3）电动机短路保护用的熔断器和熔体的选配,一般中小型电动机比较普遍采用熔断器作为电动机的短路保护。选用原则如下： 熔断器的规格必须选得大于电动机额定电流的三倍。常用的熔断器品种有RClA型（瓷插式）和RL型（螺旋式）两种。RL型多用于控制箱中。 小容量的三相异步电动机一般适用的熔丝规格见表5-6。如果熔丝经常熔断，不可随意加粗，应检查熔断原因。,50,3.电动机的安装,（1）电动机的搬运 小型电动机是由人力来搬运。可以用铁棒穿过电动机吊环，也可以用绳子拴在电动机的吊环或底座上，用杠棒搬运。不允许用绳子套在电动机的皮带盘或转轴上来抬电动机。大、中型电动机般用起重机械搬运。,51,（2）电动机的安装 电动机的座墩 电动机与座墩的安装方法 导线的敷设,52,电动机的座墩,一般中小型电动机大都安装在机械设备的固定底座上，无固定底座的，一定要安装在混 凝土座墩上，座墩的形式有直接安装墩和槽轨安装墩。建造电动机座墩时，座墩高出地面一般不应低于150毫米，具体高度要按电动机的规格、传动方式和安装条件等决定。座墩的长和宽应按电动机底座尺寸决定，但四周要放出150毫米左的裕度，以保证埋设的地脚螺栓有足够的强度。槽轨安装墩是在直接安装墩的地脚螺栓上安装槽轨，然后再把电动机安装在槽轨上，这种结构便于在更换电动机时进行安装调整。 为保证地脚螺栓埋设牢固，用来做地脚螺栓的六角头一端要做成人字形开口，埋入长度一般是螺栓直径的10倍左右，人字形开口长度约是埋入长度的一半左右。,53,电动机与座墩的安装方法,小型电动机可用人力抬到基础上，较大的电动机，用起重 设备或滑轮来安装。为防止震动，安装时须在电动机与座墩间衬垫一层质地坚韧的木板或硬橡皮等防震物，四个紧固螺栓上均要套弹簧垫圈；拧紧螺母时要按对角线交错依次逐步拧紧，每个螺母要拧得一样紧。,54,导线的敷设,操作开关到电动机之间的连接导线要穿管（管口要套上木圈）加以保护， 机床设备上，一般都有固定在床身上的电线管，活动部分用软管连接。这段导线一般分成两段，一段从控制箱（板）到操作开关，另一段从控制箱（板）到电动机，通常在控制箱 （板）内设有接线柱，供导线连接用。 如果控制设备和电动机不是配套产品，这段导线的走线形式常用的有两种，一种是从地 下埋管（用厚壁管）通过，另一种是用明管线路，沿建筑面敷设到电动机。,55,（3）电动机的校正,电动机的水平校正.一般用水平仪放在转轴上进行，并用0.55毫米厚的钢片垫在机座下，来调整电动机的水平。 皮带传动的校正，使电动机的轴与被驱动机械的轴保持平行，两皮带轮宽度的中心线应在一条直线上。 联轴器传动的校正。当电动机与被驱动的机械采用联轴器联接时，必须使两轴的中心线保持在一条直线上，否则电动机转动时将产生很大的震动，严重时损坏联轴器。由于电动机转子和被驱动机械转动部分的重力使轴产生一定的挠度，使联轴器的两端面不平行，所以在安装时必须使两端轴承装得稍高一些，以保证联轴器两端面平行。 齿轮传动的校正。当电动机通过齿轮与被驱动的机械连接时，必须使两轴保持平行。可用塞尺测量两齿轮的齿间间隙，应使其间隙一致。同时用颜色印迹法来检查大小齿轮啮合是否良好，一般应使齿轮接触部分不小于齿宽的23。,56,（4）电动机操作开关的安装,电动机的操作开关必须安装在操作时能监视到电动机的启动和被拖动机械的运转情况的位置上；各种机床的操作开关，必须装在最便于操作，又不易被人体或工件等触碰产生误动作的位置上；开关装在墙上时，宜装在电动机的右侧。 如果开关需要装在远离电动机的地方，则必须在电动机附近，加装紧急时切断电源用的 应急开关，同时还要加装开关合闸前的预示警告装置，以便处于电动机及被拖动机械周围的 人得到警告。 操作开关的安装位置，还应保证操作者操作时的安全。,57,（5）控制开关的安装,小型电动机不需作频繁操作的，或不需作换向和变速操作，一般只需一个开关。 需频繁操作的，或需进行换向和变速操作的则装两个开关（称两级控制），前一个开关作控制电源用，叫控制开关，常采用铁壳开关、自动空气开关和转换开关。后一个开关用来 直接操作电动机的叫操作开关。如果采用启动器的，则启动器就是操作开关。 凡采用无明显分断点的开关，如电磁开关，必须装两个开关，在前一级装一个有明显分断点的开关，如刀开关、转换开关等作控制开关。凡容易产生误操作的开关，如手柄倒顺开关、按钮开关等，也必须在前一级加装控制开关，以防止开关误动作而造成事故。,58,（6）熔断器的安装,熔断器必须与开关装在同一块木台上，或同一个控制箱内。凡作为保护用的熔断器，必须装在控制开关的后级和操作开关（包括启动开关）的前级。 用自动空气开关作控制并关时，而所采用操作开关又无保护装置，就应在自动空气开关 的前一级装一道熔断器作双重保护，当热脱扣器或电磁脱扣器失灵时，可以由熔断器起保护 作用，同时可兼作隔离开关，以便维修时切断电源。 采用倒顺开关和电磁开关作操作开关，而前级用转换开关作控制开关时（一般机床常采 用这种结构形式），必须在两级开关之间安装一道熔断器。 每道熔断器在三相回路中应安装三个型号、规格相同的熔丝，分别串接在三根相线上。,59,（7）电压表和电流表的安装,有些大、中型或要求较高的电动机，为了监视电源电压和额定电流，在控制板上应同时装有电压表和电流表，电压表通常只用一只，通过换相开关进行换相测量，电压表的量程为450伏或500伏。要求较高的应装三个电流表，一般要求的，可只装一个电流表串接在第二相。电流表的规格必须可以通过电动机启动电流，宜选用大于额定电流23倍的量程。 若电动机额定电流大于50安时，则需要使用电流互感器将大电流变成小电流，电流互感器的规格同样要大于电动机额定电流的23倍，配用电流互感器的电流表的规格，可选用5安的。,60,5.1.5电动机绕组的检测技能训练,1实训目的 （1）学习电动机绕组出线端的判断方法。 （2）学习测量电动机绕组电阻值的方法。 （3）掌握调压器、万用表及电桥的使用方法。 2实训设备及器材 三相电动机（JO2-42-4，7.5KW）、单相调压器、直流双臂电桥（QJ26-1）、万用表（MF47）、 24V指示灯、导线、白胶布若干及电工常用工具一套。,61,3实训内容,（1）判断电动机出线端的组别 方法一：导通法 万用表拨到电阻R*1K挡，一支表笔接电动机任一根出线，另一支表笔分别接其余出线，测得有阻值时两表笔所接的出线即是同一绕组。同样可区分其余出线的组别。判断后做好标记。 方法二：电压表法 将小量程电压表一端接电动机任一根出线，另一端分别接其余出线，同时转动电动机轴。当表针摆动时，电压表所接的两根出线属同一绕组。同样可区分其余出线的组别。判断后做好标记。,62,（2）电动机绕组首末端判断,方法一：绕组串联示灯法 按图5-17接线，具体操作步骤如下： 将调压器次级输出电压调到36V后断开初级电源，将电动机任一相绕组的两根出线接到调压器次级输出端子上。 将电动机其余两相绕组的出线各取一根短接好，另外两根出线接指示灯。 接通调压器初级电源后观察指示灯。灯亮时，表明短接的两根出线为电动机两相绕组的异名端（即一首一尾）；灯不亮则表明短接的两线为两相绕组的同名端（即同为首或尾）。用同样的方法可判断另一相首末端。,63,图5-17绕组串联示灯法判断电动机绕组首末端,64,方法二：绕组串联电压表法,按图5-18接线，与示灯法的区别是用交流电压表代替示灯。操作步骤与上项方法相同。当电压表有显示时，接表的两根出线为电动机两相绕组的异名端。如无电压表，可用万用表交流50V挡代替。,65,图5-18 绕组串联电压表法判断电动机绕组首末端,66,方法三：电流表法,按图5-19接线，具体操作步骤如下： 将电动机任一绕组的两根出线通过一只常开按钮接到电池两端。 将万用表拨到直流0.5mA挡，两支表笔接其余任意一相绕组的两出线。 注意观察表头，按下按钮时，如表针正向摆动，表明电池正极和万用表黑表笔所接的出线为电动机两相绕组的同名端；若表针反向摆动，则表明电池正极与红表笔所接的出线为两相绕组的同名端。判断后作好标记。,67,图5-19电流表法判断电动机绕组首末端,68,方法四：万用表法,用万用表检查绕组的首、尾端可参见图5-20进行接线，用万用表的毫安挡测试。转动电动机的转子，如表的指针不动，说明三相绕组是首首相联，尾尾相联。如指针摆动，可将任一相绕组引出线首尾位置调换后再试，直到表针不动为止。,69,图5-20 用万用表检查绕组的首尾端,（a）指针不动，绕组头尾联接正确 （b）指针摆动，绕组头尾联接不对,70,（3）测量电动机绕组的电阻值,方法一：万用表法 用万用表的电阻挡测量电动机绕组的电阻值误差很大。例如：7.5kW电动机的一相绕组电阻值约为1.2，而万用表的电阻R*1挡最小刻度为1（），所以测量结果的准确值为1，而其余的0.2是估计值。这对于需要检查各绕组的电阻值差别时就不符合要求了。用万用表测量功率为几十几百瓦的小电动机绕组时尚可，但也不很准确。测量前先进行万用表的机械调零，根据待测电机的阻值选用适当的挡位后，再将两支表笔短接进行调零。如指针摆不到0位时，则应更换电池。,71,方法二：电桥法,用电桥测量电动机绕组的电阻可以得到准确的测量值。使用QJ26-1型直流双臂电桥可以测量11以下的电阻，相对误差仅2。具体操作步骤如下： 验表 接线 根据万用表测得的绕组电阻值适当选择较臂的电阻值、比率臂的比值。 测量 读取较臂阻值和比率臂的比值计算,72,验表,检查电桥的两组电源，如电池电压不足则应更换。按下检流计按钮G，调节检流计上方的零位调节旋钮，使指针指零位；然后打开9V电压开关W，如指针偏离零位，则调节W使指针回零，松开按钮G。,73,接线,如图5-21从待测绕组的首端和末端接线端子各引出两根连线（使用的导线应尽量粗一些，截面2.5mm2以上，尽量短些，以能接入电桥为限）。两根导线不得绞接。应各自弯成圆环状，两导线圆环中间加一圆垫片，依次套入接线端子紧固牢靠。将两接线端子上、下面的两根联线分别接入电桥的的电流端钮（C1、C2）和电位端（P1、P2）。,74,图5-21电桥法测量电动机绕组,75,测量,按下电源按钮B，稍候再按下检流计按钮G，如检流计指针偏向“”方向，则增大比较臂阻值（反之则减小较臂的阻值），直到电桥平衡（即检流计指针指零）。先松开G，再松开B，防止绕组感应电动势损坏检流计。,76,计算,读取较臂阻值和比率臂的比值，按下式计算： 待测绕组的电阻值比率*比较臂阻值（两读数盘数值之和） 同样可测得其余两相绕组的阻值。并记录测量结果： 第一相绕组电阻（ ）；第二相绕组电阻（ ）；第三项绕组电阻（ ）。,77,5.2 异步电动机的选用原则,1.常用的异步电动机的型号、结构和用途 常用的异步电动机的型号、结构和用途如表5-7所示。 2电动机的选配 （1）电动机的选配必须适应各种不同机械设备和不同的工作环境的需要，根据机械设备对电动机的起动特性、机械特性的要求选择电动机种类。选用原则如下：,78,选用原则,无特殊的变速、调速要求的一般机械设备，可选用机械特性较硬的鼠笼式异步电动机。 要求起动特性好、在不大的范围内平滑调速的设备，应选用绕线式异步电动机。 有特殊要求的设备，则选用特殊结构的电动机。例如小型卷扬机、升降设备及电动葫芦，可选用锥型转子制动电动机。 根据电动机的使用场合选择它的结构型式。在灰尘较少而无腐蚀性气体的场合，可选用一般的防护式电动机；而潮湿、灰尘多或含腐蚀性气体的场合应选用封闭式电动机；在有易爆气体的场合，则选用防爆式电动机。,79,（2）电动机功率要严格按机械设备的实际需要选配，不可任意增加或减小容量。在具有同样功率的情况下，要选用电流小的电动机。 当电动机在恒定负荷状态运行时，其功率计算公式为： ， 式中P为电动机的功率（KW）；PL 为负荷的机械功率（kW）；L为生产机械的效率；为电动机的效率。 应根据计算结果选择最接近计算结果的产品，其容量不小于所计算出的功率值。,80,（3）电动机的转速应根据机械设备的要求选配，可选择高速电动机或齿轮减速电动机，还可以选用多速电动机。 （4）电动机工作电压的选定，应以不增加启动控制设备的投资为原则。 （5）电动机温升的选择，应根据具体使用环境的实际要求。高温高湿和通风不良等环境，应选用具有较高温升的电动机，当然电动机允许温度越高，价格也越高。,81,5.3 电动机运行前的检查和试车,5.3.1启动前的检查 5.3.2电动机的空载试车 5.3.3测量电动机的绝缘电阻、空载电流、转速及运行温度技能训练,82,5.3.1启动前的检查,（1）测量绝缘电阻 新安装的或停用三个月以上的电动机，用兆欧表测量电动机各相绕组之间及每相绕组与地（机壳）之间的绝缘电阻，对于绕线式转子电动机，还要测量转子绕组、滑环对机壳和滑环之间的绝缘电阻。通常对500V以下的电动机用500V的兆欧表测量，对5003000V电动机用1000V兆欧表测量其绝缘电阻，对3000V以上的电动机用2500V兆欧表测量其绝缘电阻。,83,（2）检查二次回路接线是否正确，二次回路接线检查可以在未接电动机情况下先模拟动作一次，确认各环节动作无误，包括信号灯显示正确。检查电动机引出线的连接是否正确，相序和旋转方向是否符合要求，接地或接零是否良好，导线截面积是否符合要求。 （3）检查电动机内部有无杂物，用干燥、清洁的200-300kPa的压缩空气吹净内部（可使用吹风机等来吹），但不能碰坏绕组。,84,（4）检查电动机铭牌所示电压、频率与所接电源电压、频率是否相符，电源电压是否稳定（通常允许电源电压波动范围为5%），绕组接法是否与铭牌所示相同。如果是降压起动，还要检查起动设备的接线是否正确。 （5）检查电动机紧固螺栓是否松动，轴承是否缺油，定子与转子的间隙是否合理，间隙处是否清洁和有无杂物。检查机组周围有无妨碍运行的杂物，电动机和所传动机械的基础是否牢固。,85,（6）检查保护电器（断路器、熔断器、交流接触器、热继电器等）整定值是否合适。动、静触头接触是否良好。检查控制装置的容量是否合适，熔体是否完好，规格、容量是否符合要求和装接是否牢固。 （7）电刷与换向器或滑环接触是否良好，电刷压力是否符合制造厂的规定。 （8）检查启动设备是否完好，接线是否正确，规格是否符合电动机要求。用手扳动电动机转子和所传动机械的转轴（如水泵、风机等），检查转动是否灵活，有无卡涩、摩擦和扫膛现象。确认安装良好，转动无碍。,86,（9）检查传动装置是否符合要求。传动带松紧是否适度，联轴器连接是否完好。 （10）检查电动机的通风系统、冷却系统和润滑系统是否正常。观察是否有泄漏印痕，转动电动机转轴，看转动是否灵活，有无摩擦声或其它异声。拆下轴承盖，检查润滑油质、油量。一般润滑脂的填充量应不超过轴承盒容积的70，也不得少于容积的50。 （11）检查电动机外壳的接地或接零保护是否可靠和符合要求。 电动机经以上检查合格，便可进行试车。,87,5.3.2电动机的空载试车,空载试车的目的是检查电动机通电空转时的状态是否合格。空载试车的检查项目及要求如下： （1）运行时检查电动机的通风冷却和润滑情况。电动机的进风口和出风口应畅通无阻，通风良好，风扇与风扇罩无互相擦碰现象，轴承应转动均匀，润滑良好。 （2）判断电动机运行音响是否正常。电动机运行音响应均匀、正常，不得有嗡嗡声、碰擦声等异常的声音。,88,（3）测量空载电流。电动机空载试车过程中，应监视电源电压和电动机的空载电流。一般在电源配电柜上都装有电压表和电压换相开关，可以检测三相电压是否平衡。这样当电动机三相电流异常时，可以判断是不是电源引起的。电动机试车时，可以用电流表配用电流换相开关测定三相空载电流，检测时应注意两个问题，一是空载电流与额定电流的百分比，符合表5-8规定范围的为合格；二是三相电流的不平衡程度。如果电动机空载运行三相电流不平衡程度在5左右即为合格，各相电流不平衡程度超过10应视为故障。 如果试车电源没有设电流表，也可以用钳形表来检测电动机的空载电流。,89,（4）测量电动机各部分温升。空载试车时，在电动机壳各部位用手贴住片刻，如果没有明显发烫的感觉，即认为正常。如需较准确地测定电动机的温度，可采用温度计法测定铁芯温度。具体方法是：卸下电动机的吊环，将酒精温度计插入吊环孔内用棉花塞好，可以测得铁芯的近似温度。各种绝缘等级的异步电动机各部位的温升限度见表5-9。 （5）检查电动机的振动。空载试车时，电动机的振动不应超过表5-10的规定。,90,（6）检查绕线式电动机电刷与滑环工作情况。绕线式电动机空载试车时，应经常检查电刷和滑环的接触情况，不允许有严重的火花，否则应调整电刷弹簧的压力或清理滑环，必要时进行修磨或更换。 空载试车的时间一般为1小时左右，对重复短时工作制的电动机可适当减少空载运行时间。电动机经过空载试运行，各项检查都合格，即可带负荷试运行。,91,5.3.3测量电动机的绝缘电阻、空载电流、转速及运行温度技能训练,1实训目的 （1）掌握用兆欧表测量电动机绝缘电阻的方法。 （2）掌握使用钳形表测量电动机的空载电流。 （3）掌握使用转速表测量电动机的转速。 （4）掌握使用点温计测量电动机的运行温度。 2实训设备 兆欧表、钳形表、转速表、转速计、半导体点温计、电动机及常用电工工具一套。,92,（1）测量三相鼠笼型异步电动机绝缘电阻 （2）测量电动机的空载电流 （3）测量电动机的转速 （4）测量电动机的运行温度,3实训内容,93,（1）测量三相鼠笼型异步电动机绝缘电阻,选用兆欧表 对兆欧表进行检查 摇测定子绕组相间绝缘 摇测绕组对机壳的绝缘 绝缘电阻合格值 新电机绝缘电阻值不应小于1M；旧电机定子绕组绝缘电阻值每伏工作电压不小1K；绕线式电动机转子绕相每伏工作电压不小于0.5K。,94,（2）测量电动机的空载电流,选表：测量鼠笼式异步电动机空载电流可选用磁电式钳形电流表，而测量绕线式电动机转子绕组电流应选用电磁式钳形电流表；根据被测电机铭牌上的额定电流值选择合适量程的钳形电流表。 验表：钳形电流表的外壳应清洁完整、绝缘良好、干燥；钳口应能紧密闭合；使用前应进行机械调零。 测量：根据被测电流的大小，选择钳形电流表适当的挡位，如无法估计被测电流大小，则应先将量程置于最大挡；使被测导线位于钳口内的中央读数，如果测量使表针过于偏向表盘两端时，应打开钳口将表退出，更换量程后重新嵌入进行测量，读数时眼睛的视线应垂直于表盘，将读数乘以倍率得出测量结果。,95,（3）测量电动机的转速,方法一：使用离心式转速表测电动机的转速 方法二：使用HT-331数字式转速计测电动机的转速,96,方法一：使用离心式转速表测电动机的转速,检查电动机的各端子接线和接地线，检查电动机轴头，如果有油污应先擦净。 检查转速表的测轴转动是否灵活。根据电动机轴头的情况选择合适的测速器在测轴上卡好，先将调速盘旋转到最低测速范围，转动测速器观察分度盘上的指针显示是正常。根据电动机铭牌上的转速值，选择适当的测速范围，即将调速盘上的刻度数值转到与分度盘相同的水平面。 测速：电动机启动后，使测速器与电动机轴缓慢接触，注意使两轴保持同一水平轴线，逐步加力使测轴与电动机轴转速一致。测速器不可打滑。保持良好接触，但也不能过分用力。由于选择转速速幅度，所以从分度盘外圈读取指针所指向的数字乘以100即为所测的转速（若使用转速幅度、则读取分度盘内圈数字再乘以相应的倍率）。测量后将调速盘转到测速范围。,97,方法二：使用HT-331数字式转速计测电动机的转速,验表 打开转速计背面的电池盒盖，装入4节容量充足的5号电池，注意要按盒内的标记装入，不可将极性装反，盖好电池盒盖。按下转速计正面的按钮，显示屏应显示“0000”，用手转动测轴，显示屏应显示转速值，并能保持读数1秒左右。 选择适当的测速器卡在测轴上，使测轴与电动机轴保持同一轴线，与电动机轴头接触良好并保持同一转速，从显示屏上直接读测量结果。 注意：被测电动机应安装牢固、接地可靠、运行平稳；测量环境应有足够的照明；测量者应穿规定的工作服，注意与旋转部件保持安全距离并有人监护。,98,（4）测量电动机的运行温度,验表：半导体点温计的外壳应清洁、完好，探头引线应完好，插头接插良好，点温计内应安装电压规格符合要求的干电池；使用前先进行表针的机械调零和满刻度调零，然后将旋钮置于“测量”位置备用。 测量：将被测电动机的吊环卸下，可在吊环孔内放入少许棉絮以防电机振动损坏点温计探头，为保证热量传导，可在吊环孔内加少量机油；然后将探针小心地放入孔内，使探头与被测电机铁芯良好接触，待点温计指针稳定后读取测量值。该测量值即为电动机铁芯的运行温度。据此温度可推算电动机绕组的运行温度和计算电动机的温升。,99,5.4电动机运行中的监视与维护,电动机在运行时，要通过听、看、闻等及时监视电动机的运行状况，当电动机出现不正常现象时能及时切断电源，排除故障。具体项目如下： （1）听电动机在运行时发出的声音是否正常。电动机正常运行时，发出的声音应该是平稳、轻快、均匀、有节奏的。如果出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等异声时，应立即停机检查。如当电动机过负荷，则发出较大的嗡嗡声，当三相电流不平衡或缺相运行则嗡嗡声特别大等。,100,（2）观察电动机有无振动。电动机若出现振动，会引起与之相连的负载部分不同心度增高，形成电动机负载增大，出现超负荷运行，就会烧毁电动机。因此，电动机在运行中，尤其是大功率电动机更要经常检查地脚螺栓、电动机端盖、轴承压盖等是否松动，接地装置是否可靠，发现问题及时解决。,101,（3）闻电动机运行时的气味。电动机过热时，绕组的绝缘物分解，可以闻到特殊的绝缘漆的气味；如轴承缺油严重发热或润滑油填充过量使轴承发热，可以闻到润滑油挥发的气味， 噪声和异味是电动机运转异常、随即出现严重故障的前兆，必须随时发现并查明原因而排除。,102,（4）监视电动机运行中的温度。电动机运行时的允许温度范围由电动机所使用的绝缘材料的极限温度决定，各绝缘等级的三相异步电动机的最高允许运行温度见表5-9所示。电动机运行时不得超过表中所规定的温度。检查电动机的温度及电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化，尤其对无电压、电流指示及没有过载保护的电动机，对温升的监视更为重要。电动机轴承是否过热，缺油，若发现轴承附近的温升过高，就应立即停机检查。注意电动机在运行中是否发出焦臭味，如有，说明电动机温度过高，应立即停机检查原因。,103,（5）注意电动机的清洁和通风。保持电动机的清洁，特别是接线端和绕组表面的清洁。不允许水滴、油污及杂物落到电动机上，更不能让杂物和水滴进入电动机内部。要定期检修电动机，清洁内部，更换润滑油等。电动机在运行中，进风口周围至少3米内不允许有尘土、水渍和其他杂物，以防止吸入电机内部，形成短路介质，或损坏导线绝缘层，造成匝间短路，电流增大，温度升高而烧毁电动机。所以，要保证电动机有足够的绝缘电阻，以及良好的通风冷却环境，才能使电动机在长时间运行中保持安全稳定的工作状态。,104,（6）要定期测量电动机的绝缘电阻，特别是电动机受潮时，如发现绝缘电阻过低，要及时进行干燥处理。 （7）对绕线式电动机，要经常注意电刷与滑环间的火花是否过大，如火花过大要及时停机检修。若火花是由于电刷弹簧压力不足、电刷碎裂或磨损过度引起，应进行调整、修磨或更换；若火花是由于滑环脏污引起，则应清理。 （8）监视电动机运行时的电流 （9）对电动机启动控制设备的维护,105,5.5 电动机运行中的常见故障和处理,5.5.1 电动机发生故障的原因 5.5.2电动机常见故障及排除方法,106,5.5.1 电动机发生故障的原因,1故障外因 （1）电源电压过高或过低。 （2）起动和控制设备出现缺陷。 （3）电动机过载。 （4）馈电导线断线，包括三相中的一相断线或两相馈电导线断线。 （5）周围环境温度过高，有粉尘、潮气及对电机有害的蒸气和其它腐蚀性气体。,107,2故障内因 （1）机械部分损坏，如轴承和轴颈磨损，转轴弯曲或断裂，支架和端盖出现裂缝。拖动的机械发生故障（有摩擦或卡涩现象），引起电动机过电流发热，甚至造成电动机卡住不转（堵传），使电动机温度急剧上升，绕组烧毁。 （2）旋转部分不平衡或联轴器中心线不一致。 （3）绕组损坏，如绕组对外壳和绕组之间的绝缘击穿，匝间或绕组间短路，绕组各部分之间以及换向器之间的接线发生差错，焊接不良，绕组断线等。 （4）铁芯损坏，如铁芯松散和叠片间短路。或绑线损坏，如绑线松散、滑脱、断开等。 （5）集流装置损坏，如电刷、换向器和滑环损坏，绝缘击穿等。,108,5.5.2电动机常见故障及排除方法,1调查 首先了解电机的型号、规格、使用条件及使用年限，以及电机在发生故障前的运行情况，如所带负荷的大小、温升的高低、有无不正常的声音、操作情况等等，并认真听取操作人员的反映。 2 察看故障现象 首先可以把电动机接上电源进行短时运转，直接