电机基础知识培训PPT课件

1、2021/7/231艾则孜艾则孜20142014年年1111月月2021/7/232一、电动机的认识概述及分类一、电动机的认识概述及分类二、电动机的结构二、电动机的结构三、电动机的工作原理三、电动机的工作原理四、四、电动机铭牌数据电动机铭牌数据五、五、三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修2021/7/2332021/7/234实现电能与机械能相互转换的设备称为电机。1.1.什么是电机什么是电机2.2.电机的分类电机的分类按能量的转换按能量的转换分为分为：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WXHWXH2021/7/235WXHWXH2021/7/236异步电动机

2、的优缺点：异步电动机的优缺点：WXHWXH2021/7/237二、二、 三相异步电动机的构造三相异步电动机的构造鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式转子转子定子（固定部分）定子（固定部分） 转子（旋转部分）转子（旋转部分）分为两个基本部分：分为两个基本部分：WXHWXH2021/7/238 构成：由机座、铁心和定子绕组组成构成：由机座、铁心和定子绕组组成 机座是用铸铁或铸刚制成，铁心由机座是用铸铁或铸刚制成，铁心由 互相绝缘的硅钢片叠成，内圆周表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；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、有对称三相绕组有的联接成星形、有的联接成

3、三角形的联接成三角形 作用：作用： 产生旋转磁场产生旋转磁场 WXHWXH2021/7/239机座机座定子绕组定子绕组铭牌数据铭牌数据出线端子出线端子WXHWXH2021/7/2310WXHWXH2021/7/2311鼠笼式电动机构造简单、价格低鼠笼式电动机构造简单、价格低廉、工作可靠、使用方便廉、工作可靠、使用方便 构成构成：由铁心和绕组两部分构成：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，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；因绕组装在转轴上，轴上加机械负载；因绕组不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。作用作用：在旋转磁场作用下

4、，产生感：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或电流。应电动势或电流。2021/7/2312鼠笼式转子鼠笼式转子转轴转轴轴承轴承转子转子WXHWXH2021/7/2313WXHWXH2021/7/2314绕线式转子绕线式转子 铁心铁心绕组绕组转轴转轴2021/7/2315 结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改结构简单、价格低廉、工作可靠；不能人为改变电动机的机械特性。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。外加电阻可人为改变电动机的机械特性。WXHWXH2021/7/2316三、三相异步电动机的工作原

5、理三、三相异步电动机的工作原理l三相异步电动机三相异步电动机WXHWXH2021/7/23172021年12月11日星期六WXHWXH2021/7/2318vlBe（右手定则）（右手定则）（左手定则）（左手定则）ilBfn0neiNSfB:磁感应强度磁感应强度v:切割速度切割速度l :导线长导线长磁极旋转磁极旋转导线切割磁力线产生感应电动势导线切割磁力线产生感应电动势闭合导线产生电流闭合导线产生电流通电导线在磁场中受力通电导线在磁场中受力WXHWXH2021/7/2319 1. 线圈跟着磁铁转线圈跟着磁铁转 两者转动方向一致两者转动方向一致异步异步 2. 线圈比磁场转得慢线圈比磁场转得慢0nn

6、2021/7/2320 旋转磁场旋转磁场120sin120sinsintIitIitIimCmBmA1. 旋转磁场的产生旋转磁场的产生 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，就可产生一电流，就可产生一“旋转磁场旋转磁场”代替演示实验中代替演示实验中的磁铁的磁铁2021/7/23210tAXYCBZNSAiBiCimItBiAXBYCZAiCi合成磁场方合成磁场方向：向：向下向下参考方向：绕组始参考方向：绕组始端到末端的方向端到末端的方向2021/7/2322 60tA

7、XYCBZSN0n60A120tXYCBZ0n同理分析，可得同理分析，可得其它电流角度下其它电流角度下的磁场方向的磁场方向AiBiCimIt2021/7/2323 可见，当定子绕组中通入三相电流后，它可见，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。空间不断地旋转着，这就是旋转磁场。2. 旋转磁场的转向旋转磁场的转向 当当通入定子绕组的三相电流的相序为通入定子绕组的三相电流的相序为A-B-CA-B-C时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见时，旋转磁场的转向与这个顺序是一致的，可见磁场的转向与

8、定子绕组中的电流相序有关。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。取决于三相电流的相序。2021/7/23240n0n改变电机旋转方向的方法：换接其中两相改变电机旋转方向的方法：换接其中两相AiBiCimItAiCiBimIt2021/7/23253. 旋转磁场的极数旋转磁场的极数BiAXBYCZAiCi 此种接法下，绕组的始端之间相差此种接法下，绕组的始端之间相差120120度空间角，度空间角，合成磁场只有一对磁极，则极对数为合成磁场只有一对磁极，则极对数为1 1。AXYCBZNS旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关旋转磁场的极数和三相绕组的安排有关即：即：P=12021/

9、7/2326CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内，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绕组的始端之间相差6060度度空间角，形空间角，形成的磁场则是成的磁场则是两两对磁极对磁极。AXX ANSSNZCZCBY BY即：即：P=22021/7/23274. 4. 旋转磁场的转速旋转磁场的转速AXYCBZNSAXYCBZNS0nAXYCBZSN60AiBiCimIt 旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在旋转磁场的转速决定于磁场的极数，在一对极一对极的的情况下，当电流交变情况下，当电流交变一次一次时，磁场恰好在空间旋转了时，磁场恰好在空

10、间旋转了一周一周。N0=60f（转/分）2021/7/2328XNSASNZBX AYCZ BCY0t 60t A0nAZXXC ZCSNSN30 旋转磁场具有旋转磁场具有两对两对极极时，当电流从时，当电流从tt=0=0到到tt=60=60经历了经历了6060时，时，磁场在空间仅旋转了磁场在空间仅旋转了3030。比比P P=1=1时转速慢了一半，即：时转速慢了一半，即：N0=60f/2（转/分）2021/7/2329 所以，旋转磁场的所以，旋转磁场的转速转速n0 0决定于决定于电流频率电流频率f1 1和磁场的和磁场的极对数极对数P，可推出：，可推出：2p180分）转/( 50011p360分）

11、转/( 0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)Hz50(f0n3p120分）转/( 0001n分）转/( 600pfn 2021/7/23305. 5. 电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速和旋转磁场同步转速的关系电动机转速电动机转速:n电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，电机转子转动方向与磁场旋转的方向一致， 但但 异步电动机异步电动机0nn无转距无转距转子与旋转磁场间没有相对运动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）无转子电动势（转子导体不切割磁力线）无转子电流无转子电流提示提示：如果如果0nn

12、 2021/7/2331电动机的转动原理电动机的转动原理 在电动机定子绕组中通入三相对称交流电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。流后，产生旋转磁场。 旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中旋转磁场的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。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，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，转子就转动磁力作用。由电磁力产生电磁转矩，转子就转动起来。起来。2021/7/2332四、电动机铭牌数据四、电动机铭牌数据20

13、21/7/2333 磁极数磁极数( 极对数极对数 p = 2 )例如：例如： Y 132 M4 用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。用以表明电动机的系列、几何尺寸和极数。机座长度代号机座长度代号机座中心高（机座中心高（mm）三相异步电动机三相异步电动机2021/7/2334异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号2021/7/2335接线盒接线盒。通常。通常联结联结电机容量电机容量Y3kW 联联结结电电机机容容量量 kW4U2U1W2V1V2W1U1U2W2U2V2V1W1U1W1V1W2V22021/7/2336例如：例如：380/220V、Y/ 是指线电压为是指线电压为 380V 时

14、时 采用采用 Y联结联结；线电压为；线电压为 220V 时采用时采用 联结联结。2021/7/2337 表示星形表示星形联结联结下电机的线电流为下电机的线电流为 6.73A；三角形；三角形联结联结下线电下线电流为流为 11.64A。两种接法下相电流均为。两种接法下相电流均为 6.73A。12PP cos3NN1IUP 鼠笼电机鼠笼电机 =7293电动机在额定运行时定子绕组的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额定功率是指电机在额定运行时轴上输出的机械功率械功率 P2，它不等于从电源吸取的电功率，它不等于从电源吸取的电功率 P1。2021/7/2338PN 三相异

15、步电动机的功率因数较低，在额定负载三相异步电动机的功率因数较低，在额定负载时约为时约为 0.7 0.9。空载时功率因数很低，只有。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。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。电机在额定电压、额定负载下运行时的转速。P2cos O2021/7/2339 0N0Nnnns 额额定定转转差差率率指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分指电机绝缘材料能够承受的极限温度等级，分为为A、E、B、F、H五级，五级，A级最低级最低(105C)，H级最高级最高(180C)。2021/7/2340五、三相异步电机运行故障及

16、维修五、三相异步电机运行故障及维修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，做出检测诊断，找出故障并制定维修方案，组织故障处理。现象：电动机不能起动 理论基础： 故障原因： 处理方法：电动机的起动电动机的起动必须要有起动必须要有起动转矩，而且起转矩，而且起动转矩要大于动转矩要大于起动时的负载起动时的负载总转矩，才能总转矩，才能产生足够的加产生足够的加速度，电机方速度，电机方可正常起动。可正常起动。2021/7/2341三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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

17、三相供电线路断路；断路；(2)定子绕组中有定子绕组中有一相或两相断路；一相或两相断路；(3)开关或起动装开关或起动装置的触点接触不置的触点接触不良；良；(4)电源电压过低；电源电压过低；(5)负载过大或传负载过大或传动机械有故障；动机械有故障；2021/7/2342三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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，轴承过度磨损，转轴弯曲，定子转轴弯曲，定子铁心松动；铁心松动；(7)定子绕组重绕定子绕组重绕后短路；后短路；(8)定子绕组接法定子绕组接法与规定不合。与规定不合。2021/7/2343三相异步电机运行故障及

18、维修三相异步电机运行故障及维修现象：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）检测供电回路开关及熔断器关及熔断器,恢复供电；恢复供电；（2）测量三相绕组电）测量三相绕组电压，若不对称，确定断压，若不对称，确定断路点，修复断路相；路点，修复断路相；（3）若三相电压过低，）若三相电压过低，判断是否有接线错误；判断是否有接线错误；若是由于供电绝缘线太若是由于供电绝缘线太细造成的电压降过大，细造成的电压降过大，则应更换粗线。则应更换粗线。2021/7/2344三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：电动机不能起动 理论基础： 故障原因： 处理方法：（4）

19、减轻起动负）减轻起动负载；载；（5）检查传动部）检查传动部位有无堵塞阻碍，位有无堵塞阻碍，排除；排除；（6）若有短路迹）若有短路迹象，应检测出短路象，应检测出短路点，作绝缘处理或点，作绝缘处理或更换绕组。更换绕组。2021/7/2345三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象: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电动机运行过程中的异常声音与振动主要异常声音与振动主要来自于电磁振动与机来自于电磁振动与机械振动。械振动。1.电磁原因主要为电电磁原因主要为电动机产生的电磁转矩动机产生的电磁转矩不对称，转矩分布不不对称，转矩分布不平衡平衡.2.

20、机械原因主要为结机械原因主要为结构部件松动、摩擦系构部件松动、摩擦系数加剧等因素产生数加剧等因素产生.2021/7/2346三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象: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）电动机安装基础不平；平；（2）定、转子摩擦；）定、转子摩擦；（3）转子不平衡；）转子不平衡；（4）轴承严重磨损；）轴承严重磨损；（5）轴承缺油；）轴承缺油；（6）电动机缺相运行）电动机缺相运行;（7）定子绕组接触不良）定子绕组接触不良;（8）转子风叶碰壳、松）转子风叶碰壳、松动、摩擦。动、摩擦。2021/7/2347三相异步电机运行故

21、障及维修三相异步电机运行故障及维修现象: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）检查紧固螺栓及其它部件，保持平衡；它部件，保持平衡；（2）校正转子中心线；）校正转子中心线；（3）检查定子绕组供电）检查定子绕组供电回路中的开关、接触器回路中的开关、接触器触点、熔丝、定子绕组触点、熔丝、定子绕组等，查出缺相原因，作等，查出缺相原因，作相应的处理；相应的处理；（4）更换磨损的轴承；）更换磨损的轴承；2021/7/2348三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象: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）清

22、洗轴承，重新加润滑脂或更换轴承；加润滑脂或更换轴承；（6）清除风扇污染，）清除风扇污染，校正风叶，旋紧螺栓；校正风叶，旋紧螺栓；（7）查找电动机短路）查找电动机短路或断路的原因，作出相或断路的原因，作出相应处理。应处理。2021/7/2349三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：温升过高或冒烟 理论基础： 故障原因： 处理方法： 电动机温升超过电动机温升超过正常值，主要由正常值，主要由于电流增大，各于电流增大，各种损耗增加，与种损耗增加，与散热失去平衡，散热失去平衡，温度过高时，将温度过高时，将使绝缘材料燃烧使绝缘材料燃烧冒烟。冒烟。2021/7/2350三相异步电机运行故

23、障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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）电源电压过高或过低；或过低；（2）电动机过载；）电动机过载；（3）电动机的通风）电动机的通风不畅或积尘太多；不畅或积尘太多；（4）环境温度过高）环境温度过高（5）定子绕组有短）定子绕组有短路或断路故障路或断路故障2021/7/2351三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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）定子缺相运行;（7）定、转子摩擦）定、转子摩擦,轴承摩擦等引起气隙轴承摩擦等引起气隙不均匀；不均匀；（8）电动机受潮或）电动机受

24、潮或浸漆后烘干不够；浸漆后烘干不够；（9）铁心硅钢片间）铁心硅钢片间绝缘损坏，使铁心涡绝缘损坏，使铁心涡流增大，损耗增大。流增大，损耗增大。2021/7/2352三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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）检查调整电源电压值，查明电动机接法并值，查明电动机接法并纠正；纠正；（2）对于过载原因引起）对于过载原因引起的温升，应降低负载或的温升，应降低负载或更换较大容量电动机；更换较大容量电动机；（3）检查风扇是否脱落，）检查风扇是否脱落，移开堵塞的异物，使空移开堵塞的异物，使空气流通，清理电动机内气流通，清理电

25、动机内部的粉尘，改善散热条部的粉尘，改善散热条件；件；2021/7/2353三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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，）采取降温措施，避免阳光直射或更换避免阳光直射或更换绕组；绕组；（5）检查三相熔断器）检查三相熔断器的熔丝有无熔断及起的熔丝有无熔断及起动装置的三相触点是动装置的三相触点是否接触良好，排除故否接触良好，排除故障或更换；障或更换；（6）检查定子绕组的）检查定子绕组的断路点，进行局部修断路点，进行局部修复或更换绕组；复或更换绕组；2021/7/2354三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障

26、及维修现象：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；）更换磨损轴承；（8）校正转子轴；）校正转子轴；（9）检查绕组受潮情）检查绕组受潮情况，必要时进行烘干况，必要时进行烘干处理。处理。 2021/7/2355三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：电动机转速不稳定 理论基础： 故障原因： 处理方法： 一方面来自控制一方面来自控制原因造成电源不原因造成电源不稳定，如反馈线稳定，如反馈线松动；松动；另一方面为电动另一方面为电动机本身缺陷引起机本身缺陷引起电磁转矩不平衡电磁转矩不平衡2021/7/2356三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及

27、维修现象：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）鼠笼型转子断笼或脱焊；或脱焊；（2）绕线型转子绕组）绕线型转子绕组断相或一相接触不良；断相或一相接触不良；（3）绕线型转子的滑）绕线型转子的滑环短路装置接触不良；环短路装置接触不良；（4）控制单元接线松）控制单元接线松动动2021/7/2357三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象：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；查找并修补断笼故障；(2) 对于断路或短路的转子绕对于断路或短路的转子绕组要进行故障分析与处理，组要进行故障分析与处理，正常后投入运

28、行；正常后投入运行；(3) 调整电刷压力，改善电刷调整电刷压力，改善电刷与滑环的接触面；与滑环的接触面；(4) 检查控制回路的接线，保检查控制回路的接线，保证接线正确可靠。特别是给证接线正确可靠。特别是给定端与反馈接头的接线。定端与反馈接头的接线。(5) 对于绕线电动机滑环接触对于绕线电动机滑环接触不良，应及时修理与更换。不良，应及时修理与更换。2021/7/2358三相异步电机运行故障及维修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： 机壳带电表明机壳与机壳带电表明机壳与电源回路中的某一部件电源回路中的某一部件有了不同程度的接触。有了不同程度的接触。这是

29、一个严重故障的这是一个严重故障的预兆，必须仔细检测分预兆，必须仔细检测分析，找出故障原因，确析，找出故障原因，确定合适的维修方法。定合适的维修方法。排除故障后方可投入排除故障后方可投入运行。运行。 2021/7/2359三相异步电机运行故障及维修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）误将电源线与接）误将电源线与接地线搞错。地线搞错。（2）电动机的引出线）电动机的引出线破损。破损。（3）电动机绕组绝缘）电动机绕组绝缘老化或损坏老化或损坏,对机壳短路对机壳短路（4）电动机受潮，绝）电动机受潮，绝缘降低。缘降低。 2021/7/2360三相异步电机

30、运行故障及维修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）检测电源线与接地，纠正接线。地，纠正接线。（2）修复引出线端口）修复引出线端口的绝缘。的绝缘。（3）用兆欧表测量绝）用兆欧表测量绝缘电阻是否正常，决定缘电阻是否正常，决定受潮程度。若较严重，受潮程度。若较严重，则应进行干燥处理。则应进行干燥处理。（4）绕组绝缘严重损）绕组绝缘严重损坏则应及时更换。坏则应及时更换。 2021/7/2361三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象:运行轴承过热 理论基础： 故障原因： 处理方法： 电动机轴承过热是由电动机轴承过热是

31、由于摩擦增大，机械损于摩擦增大，机械损耗增加引起。耗增加引起。 2021/7/2362三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象:运行轴承过热 理论基础： 故障原因： 处理方法： （1）轴承损坏。）轴承损坏。（2）转轴弯曲，使轴承）转轴弯曲，使轴承受外力。受外力。（3）缺润滑油。）缺润滑油。（4）润滑油污染或混入）润滑油污染或混入铁屑。铁屑。（5）电动机两侧端盖或）电动机两侧端盖或轴承未装平。轴承未装平。（6）传动皮带过紧。）传动皮带过紧。（7）联轴器装配不良。）联轴器装配不良。 2021/7/2363三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象:运行轴承过热 理论基础： 故障原因： 处理方法： （1）更换轴承。）更换轴承。（2）校正轴承，调）校正轴承，调整润滑油，使其容整润滑油，使其容量不超过轴承室容量不超过轴承室容积的积的2/3。（3）对于轴承装配）对于轴承装配不正，应将端盖或不正，应将端盖或轴承盖止口装平，轴承盖止口装平，旋紧螺栓。旋紧螺栓。 2021/7/2364三相异步电机运行故障及维修三相异步电机运行故障及维修现象： 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