Y160L-4三相异步电动机结构设计和装配工艺

.,Y160L-4三相异步电动机结构设计和装配工艺,设计人：班级：,.,第1章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4简介第2章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4主要结构第3章Y160L-4转动原理及计算说明第4章Y160L-4绕组布置展开图第5章Y160L-4装配工艺第6章Y160L-4整机检验流程致谢参考资料附录结束语或结论,.,第1章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4简介1.1鼠笼式三相异步电动机Y160L-4概述1.2鼠笼式三相异步电动机Y160L-4特点1.3鼠笼式三相异步电动机Y160L-4规格,.,第2章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4主要结构2.1定子2.2转子,.,第3章Y160L-4转动原理及计算说明3.1Y160L-4电动机的转动原理3.2Y160L-4电动机计算说明3.3Y160L-4机械特性曲线,.,第4章Y160L-4绕组布置展开图第5章Y160L-4装配工艺5.1Y160L-4电动机装配前的准备5.2Y160L-4电动机装配步骤5.3Y160L-4电动机主要部件的装配方法,.,第6章Y160L-4整机检验流程结束语或结论参考资料附录致谢,.,1.1鼠笼式三相异步电动机Y160L-4概述：鼠笼式异步电动机结构简单、制造容易、成本低、运行维护方便，它被广泛地应用在工农业生产中，作为电力拖动的原动机。它的缺点是调速性能差，启动力矩较小，因此在一些要求平滑调速和启动力矩很大的场合常用其他类型电动机来完成。在三相鼠笼式电动机的定子槽中嵌有空间互差120度的三相绕组。当三相绕组接上对称的三相电源时，在电动机内会产生一个旋转磁场。在旋转磁场作用下，转子鼠笼条中就会产生感应电动势和感应电流（因为鼠笼条两端由短路环连接，形成了闭合电路）。这时鼠笼条在磁场中会受到力的作用，通过分析可知，电动机转子在这些力的作用下，便转动起来。现在先分析三相定子绕组通上对称三相交流电后，产生旋转磁场的原理。,第1章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4简介,.,设电动机三相绕组接成星形接线，接上对称三相交流电源后，电流为正值时，电流从绕组的头端进去尾端出来；电流为负值时，电流从绕组的尾端进去头端出来。现在假定通入三相绕组的对称三相交流电的波形如图1所示，则电动机三相绕组电流通入情况如图2所示。从图2(a)可看到：在t0瞬间，iu=0，绕组U1U2中无电流流过；而这瞬时iv为负值，绕组V1V2中电流由V2进Vl出；这瞬时iw为正值，绕组W1W2中电流由W1进W2出。用右手定则可判断，此时电动机中会产生如图2(a)所示磁场，其合成磁场方向向上。从图2(b)可看到：在t=T6瞬间，iw0，绕组W1W2中无电流流过；这瞬间iv为负值，绕组V1V2中电流从V2进V1出；这瞬时iu为正值，绕组U1U2中电流由U1进U2出。此时电动机内磁场分布如图2(b)所示，其合成磁场方向较t=0时刻顺时针方向旋转了一定角度。从图2(c)可看到：在t=T3瞬间，此时iv=0，绕组VlV2中无电流通过；这瞬时iu为正值，绕组U1U2中的电流从U1进U2出；这瞬时iw为负值，绕组WlW2中电流从W2进W1出。这时电动机内磁场情况如图2(C)所示，其合成磁场方向又较t=T6时刻顺时针转过了一定角度。从图2(d)可看到：t=T2瞬间iu又等于零，此时U1U2绕组中无电流通过，而此时iv为正值，绕组V1V2中电流从V1进V2出；iw为负值，绕组W1W2中电流从W2进W1出。此时电动机内磁场分,.,布情况如图2(d)所示，其合成磁场方向又较tT3瞬间顺时针转过了一定角度。分析显示，三相定子绕组通过对称三相交流电后，在电动机内会产生一个顺时针方向旋转的磁场。假如通过的三相交流电相序不变，而将定子绕组的三个头U1、V1、W1与交流电源连接时，调换一个头，则可通过同样分析得知，电动机内产生的旋转磁场方向将改变，变为逆时针方向旋转。旋转磁场的旋转速度称为同步转速，常用n1表示。1.2鼠笼式三相异步电动机Y160L-4特点：一、Y系列三相鼠笼式异步电动机，全面符合国际电工协会（IEC）标准，具有国际互换性的特点，它可以广泛用于世界上大多数国家。二、本系列电动机具有体积小、重量轻、运行可靠、结构坚固、外形美观等特点。该电机起动性能好，具有较高效率水平，达到了节能效果。而且噪声低、寿命长、经久耐用。三、Y系列电动机适用于驱动无特殊要求的各种机械设备，如：机床、泵、风机等。该系列额定电压：380V，额定频率：50HZ，防护等级：IP44，IP54，或IP55。工作方式：连续（SI）。本系列电动机可根据用户的要求进派生制造，如：不同电压、不同频率、双轴伸、干湿热带型等,.,1.3鼠笼式三相异步电动机Y160L-4规格：型号Y160L-4功率：15KW频率：50Hz工作电压：380V电流：30.3A接法：转速：1440r/min温升：80C重量：45Kg,.,第二章鼠笼式三相异步电动机Y160L-4主要构造一台三相笼型异步电机由两个主要部件组成：一个定子以及一个转子。定子：这部分是电机的固定部件。铸铁或轻合金机座内装有薄硅钢片环。硅钢片之间通过氧化或绝缘漆实现互相绝缘。磁路采用“叠片”，以降低由于磁滞及涡流而引起的铁心损耗。钢片上设有槽以放置产生旋转磁场的定子绕组(对于三相电机来说为三组绕组)。每组绕组由数个线圈组成。线圈的连接方式决定了电机的磁极对数以及相应的转速。转子：这部分是电机的转动部分。同定子的磁路一样，它由互相绝缘的叠片构成，并形成与电机轴配合的圆柱体。根据此部件所采用的技术，可以将异步电机分为两类:笼型异步电机转子和绕线转子异步电机。,1轴承：2前端盖：3转轴：4接线盒：5吊环：6定子铁芯：7转子：8定子绕组：9机座：10后端盖：11风罩：12风扇。,.,1）定子鼠笼式三相异步电动机的定子由三部分组成：,.,2）转子鼠笼式三相异步电动机的转子由三部分组成：,.,第3章Y160L-4转动原理及计算说明,3.1Y160L-4电动机的转动原理1）基本原理为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图3.1所示。,.,(1)演示实验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。(2)现象解释：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。(3)结论：欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组,3.1三相异步电动机工作原理,.,2）旋转磁场（1）产生图3.2表示最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互差1200的规律对称排列。并接成星形与三相电源U、V、W相联。则三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场(图3.3)。,3.2三相异步电动机定子接线,.,当t=00时，AX绕组中无电流；为负，BY绕组中的电流从Y流入B1流出；为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图3.3（a）所示。当t=1200时，BY绕组中无电流；为正，AX绕组中的电流从A流入X流出；为负，CZ绕组中的电流从Z流入C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图3.3（b）所示。当t=2400时，CZ绕组中无电流；为负，AX绕组中的电流从X流入A流出；为正，BY绕组中的电流从B流入Y流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图3.3（c）所示。可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地作周,.,期性变化，产生的合成磁场也不断地旋，因此称为旋转磁场。,3.3旋转磁场的形成,.,（2）旋转磁场的方向旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。3.2Y160L-4电动机计算说明（1）磁极对数：（1）极数（磁极对数p）三相异步电动机的极数就是旋转磁场的极数。旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关。当每相绕组只有一个线圈，绕组的始端之间相差1200空间角时，产生的旋转磁场具有一对极，即p=1；当每相绕组为两个线圈串联，绕组的始端之间相差600空间角时，产生的旋转磁场具有两对极，即p=2；同理，如果要产生三对极，即p=3的旋转磁场，则每相绕组必须有均匀安排在空间的串联的三个线圈，绕组的始端之间相差400（=1200/p）空间角。极数p与绕组的始端之间的空间角的关系为：120/p,.,（2）旋转磁场的转速：三相异步电动机旋转磁场的转速n0与电动机磁极对数p有关，它们的关系是：由上式可知，旋转磁场的转速n0决定于电流频率f1和磁场的极数p。对某一异步电动机而言，f1和p通常是一定的，所以磁场转速n0是个常数。在我国，工频f1=50Hz，因此对应于不同极对数p的旋转磁场转速n0，见下表,.,（3）转差率s:由于电动机的额定转速接近而略小于同步转速，而同步转速对应于不同的极对数有一系列固定的数值。显然，与1440r/min最相近的同步转速n0=1500r/min，与此相应的磁极对数p=2。因此，额定负载时的转差率为：,.,（4）电磁转矩（简称转矩）异步电动机的转矩T是由旋转磁场的每极磁通与转子电流I2相互作用而产生的。电磁转矩的大小与转子绕组中的电流I及旋转磁场的强弱有关。经理论证明，它们的关系是：,其中T为电磁转矩KT为与电机结构有关的常数B为旋转磁场每个极的磁通量I2为转子绕组电流的有效值为转子电流滞后于转子电势的相位角,.,3.3Y160L-4机械特性曲线,三相异步电动机的机械特性曲线,.,在一定的电源电压U1和转子电阻R2下，电动机的转矩T与转差率n之间的关系曲线T=f(s)或转速与转矩的关系曲线n=f(T)，称为电动机的机械特性曲线，它可根据式得出，如图5-5所示。在机械特性曲线上我们要讨论三个转矩：（1）额定转矩TN额定转矩TN是异步电动机带额定负载时，转轴上的输出转矩。,TN=9550(15000/1440)=99479.167(N/m),.,式中P2是电动机轴上输出的机械功率，其单位是瓦特，n的单位是转/分，TN的单位是牛米。当忽略电动机本身机械摩擦转矩T0时，阻转矩近似为负载转矩TL，电动机作等速旋转时，电磁转矩T必与阻转矩TL相等，即T=TL。额定负载时，则有TN=TL。（2）最大转矩TmTm又称为临界转矩，是电动机可能产生的最大电磁转矩。它反映了电动机的过载能力。最大转矩的转差率为Sm，此时的Sm叫做临界转差率，见上图（a）最大转矩Tm与额定转矩TN之比称为电动机的过载系数，即=Tm/TN一般三相异步的过载系数在1.82.2之间。Tm=99479.1671.899479.1672.2179062.5218854.16(N/m),.,（3）起动转矩Tst，Tst为电动机起动初始瞬间的转矩，即n=0，s时的转矩。为确保电动机能够带额定负载起动，必须满足：TstTN，一般的三相异步电动机有Tst/TN=12.2。Tst99479.167199479.1672.299479.167218854.16(N/m),.,第4章Y160L-4绕组布置展开图,该图表现为每极占9槽，每相占每极中的3槽。同时可根据每相邻二相电流必定相反，按此标出电流方向，在第一磁极里1、2、3三槽为A相，电流向上。4、5、6三槽为C相，电流向下。7、8、9槽三槽为B相，电流向上。以后各极各相均按此顺序排列，但电流方向在N极的均向上，而在S极的均向下。如下图所示,.,4、按交叉链式方式画出第一相绕组（对于单层绕组，基本上是一个线圈的一边在N极，另一边必定在S极。），如下图所示,根据上图我们知道1、2、3、10、11、12、19、20、21、28、29、30计12槽为A相在各极所占的槽数。首先应在1、2、3槽里找出按交叉链式绕组排列且能右向画的第1个线圈，很显然这个线圈应是第,.,2槽（若选第1槽，且也是右向画，用也是可用。但绕组式样则变成了交叉式。所谓的交叉，是指端部绕组的交叉。），由第2槽向右边的第10槽画出第一个线圈，由第3槽向右边的第11槽画出第二个线圈，而由第12槽向第19槽画出第三个线圈。要注意此时的第一、二线圈与第三个线圈的跨距是不一样的。余类推。很显然这些线圈，仍是一边在N极另一个就在S极。5、连接方法按电流方向、向右方向、依线圈的排列顺序依次连接。如下图所示,.,6、第二相绕组的进线及其绕组画法计算每槽电角度=（极数X180度）/36=20度求120度后的第一槽120/20=6槽由于第一相进线是从第2槽进，2、3、4、5、6、7槽，每槽20度，计120度,.,120度后的第一槽则是第8槽。就是说第二相绕组的进线应是由第8槽开始，并按第一相绕组相同的方法接线。,.,7、第三相绕组的进线及其画法第三相进线的推算与第二相计算法一样，只不过是以第二相进线头为准计算的。即第8、9、10、11、12、13槽每槽为20度，合计和为120度，120度后的第一槽为第14槽。如下图所示,.,8、下线先后顺序下第10、11槽（逢右下）、第12槽空（逢左空）、第13槽下（逢右下）、第14、15槽空（逢左空）、第16、17槽下（逢右下，迂满距，二边下，先下右）、第8、9槽下（后下左）、第18槽空（逢左空）、第19槽下（逢右下，迂满距，二边下，先下右）、第12槽下（后下左）-以下均按这方法下。下线排列顺序（0表示上述的空）10、11、0、13、0、16、17、8、9、0、19、12、0、0、22、23、14、15、0、25、18、0、0、28、29、20、21、0、31、24、0、0、34、35、26、27、0、1、0、0、4、5、32、33、0、7、36、2、3、6,.,第5章Y160L-4电动机的装配工艺,5.1Y160L-4电动机装配前的准备先备齐装配工具，将可洗的各零部件用汽油冲洗，并用棉布擦拭干净，再彻底清扫定、转子内部表面的尘垢。接着检查槽楔、绑扎带等是否松动，有无高出定子铁心内表面的地方，并相应做好处理。5.2Y160L-4电动机装配步骤按照Y200L2-6三相异步电动机的工艺图纸进行装配，由里到外的进行装配。（1）轴承的安装装配前应检查轴承滚动件是否转动灵活而又不松旷。再检查轴承内与轴颈，外圈与端盖轴承座孔之间的配合情况和光洁度是否符合要求。,.,敲打法：在干净的轴颈上抹一层薄薄的机油。把轴承套上，按如图5.1(a)所示方法用一根内径略大于轴颈直径、外径略大于轴承内圈外径的铁管，将铁管的一端顶在轴承的内圈上，用手锤敲打铁管的另一端，将轴承敲进去。最好是用压床压入。,图5.1,.,热装法：如配合较紧，为了避免把轴承内环胀裂或损伤配合面，可采用此法。如图2-14(b)所示，可将轴承加热到100左右，浸3040min趁热迅速套上轴颈。安装轴承时，标号必须向外，以便下次更换时查对轴承型号。在轴承内外圈里和轴承盖里装的润滑脂应洁净，塞装要均匀，一般电动机装满1323空间容积。轴承内外盖的润滑脂一般为盖内容积的13。注意若润滑油加得过多，会导致运转中轴承发热等弊病。,.,（2）转子的安装安装时转子要对准定子的中心，小心往里送放，端盖要对准机座的标记，旋上后盖的螺栓，但不要拧紧。（3）端盖的安装安装端盖时，先将端盖洗净、吹干，铲去端盖口和机座口的脏物；然后将前端盖对准机座标记，用木棰轻轻敲击端盖四周。套上螺栓，按对角线一前一后把螺栓拧紧，切不可有松有紧，以免损坏端盖；最后装前轴承外盖时，可先在轴承外盖孔内用手插入一根螺栓，另一只手缓慢转动转轴，当轴承内盖的孔转得与外盖的孔对齐时，即可将螺栓拧入轴承盖的螺孔内，再装另外两根螺栓。也可先用两根硬导线通过轴承外盖孔插入轴承内盖孔中，旋上一根螺栓，挂住内盖螺钉扣，然后依次抽出导线，旋上螺栓。,.,（4）风扇叶、风罩的安装风叶和风罩安装完毕后，用手转动转轴，转子应转动灵活、均匀，无停滞或偏重现象。（5）带轮或联轴器的安装安装带轮时，将抛光布卷在圆木上，把带轮或联轴器的轴孔打磨光滑，用抛光布把转轴的表面打磨光滑，然后对准键槽把带轮或联轴器套在转轴上，调整好带轮或联轴器与键槽的位置，将木板垫在键的一端，轻轻敲打，使键慢慢进入槽内。安装大型电动机的带轮时，可先用固定支持物顶住电动机的非负荷端和千斤顶的底部，再用千斤顶将带轮顶入。,.,（6）电动机装配后的检验1）检查电动机的转子转动是否轻便灵活，如转子转动比较沉重，可用紫铜棒轻敲端盖，同时调整端盖紧固螺栓的松紧程度，使之转动灵活。2）检查电动机的绝缘电阻值，摇测电动机定子绕组相与相之间、各相对地之间的绝缘电阻。3）根据电动机的铭牌与电源电压正确接线，并在电动机外壳上安装好接地线，用钳形电流表分别检测三相电流是否平衡。4）用转速表测量电动机的转速。5）让电动机空转运行半个小时后，检测机壳和轴承处的温度，观察振动和噪声。,.,5.3Y160L-4电动机主要部件的装配方法1.轴承的装配:分冷套法和热套法，冷套法是先将轴颈部分揩擦干净，把经过清洗好的轴承套在轴上，用一段钢管，其内径略大于轴颈直径,外径又略小于轴承内圈的外径，套入轴颈，再用手锤敲打钢管端头，将轴承敲进。也可用硬质木棒或金属棒顶住轴承内圈敲打，为避免轴承歪扭，应在轴承内圈的圆周上均匀敲打，使轴承平衡地行进，热套法为将轴承放入80100变压器油中3040min后，趁热取出迅速套入轴颈中。注意：安装轴承时，标号必须向外，以便下次更换时查对轴承型号。,.,2.用油加热轴承1轴承不能放在槽底；2火炉；3轴承应吊在槽中；另外，在安装好的轴承中要按其总容量的1/32/3容积加注润滑油，转速高的按小值加注，转速低的按大值加注。轴承如损坏应立即更换。如轴承磨损严重，外圈与内圈间隙过大，造成轴承过度松动，转子下垂并摩擦铁心，轴承滚动体破碎或滚动体与滚槽有斑痕出现，保持架有斑痕或被磨坏等，都应进行更换新轴承。更换的轴承应与损坏的轴承型号相符。3.后端盖的装配：将轴伸端朝下垂直放置，在其端面上垫上木板，后端盖套在后轴承上，用木锤敲打，见图3-1所示。把后端盖敲进去后，装轴承外盖。紧固内外轴承盖的螺栓时注意要对称地逐步拧紧，不能先拧紧一个，再拧紧另一个。,.,4.前端盖的装配：将前轴承内盖与前轴承按规定加够润滑油后，一起套入转轴，然后，在前内轴承盖的螺孔与前端盖对应的两个对称孔中穿入铜丝拉住内盖，待前端盖固定就位后，再从铜丝上穿入前外轴承盖，拉紧对齐。接着给未穿铜丝的孔中先拧进螺栓，带上丝口后，抽出铜丝，最后给这两个螺孔拧入螺栓，依次对称逐步拧紧。也可用一个比轴承盖螺栓更长的无头螺丝（吊紧螺丝），先拧进前内轴承盖，再将前端盖和前外轴承盖相应的孔套在这个无头长螺丝上，使内外轴承盖和端盖的对应孔始终拉紧对齐。待端盖到位后，先拧紧其余两个轴承盖螺栓，再用第三个轴承盖螺栓换下开始时用以定位的无头长螺丝（吊紧螺丝）。,.,第6章Y160L-4电动机的整机检验,（1）检查电动机绕组绝缘电阻。（2）检查电动机绕组的联结、所用电源电压是否与铭牌规定相符。（3）对反向运转可能损坏设备的单向运转电动机，必须首先判断通电后的可能旋转方向。（4）检查电动机的起动、保护设备是否符合要求。（5）检查电动机的安装情况。（6）都没问题的话方可出售。,.,结束语回顾这阶段的在做毕业设计的时间，不仅锻炼了良好的逻辑思维能力，而且培养了弃而不舍的认真专研和严谨作风。回顾此次毕业设计，是大学三年所学知识很好的总结。此次的毕业设计作业不仅重温了过去所学知识，而且学到了很多新的内容。相信这次毕业设计对我今后的工作会有一定的帮助。在设计中体味艰辛，在艰辛中体味快乐。最后，我要感谢我的指导老师孙怀明，是您在我设