异步电动机原理及维修

1、异步电动机原理与维修一、概述与说明三相异步电动机简介1基本结构三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。定子包括定子铁心、定子绕组和机座等，转子包括转子铁心、转子绕组和转轴等。转子绕组又分为笼型和绕线转子型两类。2基本工作原理对称三相定子绕组中通入对称三相正弦交流电，便产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。感应电流一旦产生，便受到旋转磁场的作用，形成电磁转矩，转子便沿着旋转磁场的转向转动起来。3分类和用途（1）分类 三相异步电动机按防护型式分为开启式、防护式和封闭式；按转子结构分为笼型和绕线转子型；笼型异步电动机又分为单笼式、双笼式和深槽式；按电压高低可分为高压、低压电

2、动机；按安装方式分为立式、卧式电动机等。（ 2）用途 三相异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用和维护方便等优点，在各种机床、起重机械、水泵、风机、各种生产机械、电力排灌、农副产品加工设备中广泛应用。三相异步电动机约占电机总容量的85%。4铭牌与额定值 大多与直流电动机相同，区别在于：额定电压指线电压，额定电流指线电流，还有额定频率，额定功率因数，接线方式等。（二）中小型交流电动机的绕组1绕组分类 按绕组所处部位分为定子绕组和转子绕组，转子绕组又分为笼型绕组和绕线转子式绕组；按绕组层数可分为单层绕组、双层绕组、单双层混合绕组，单层绕组又可分为链式绕组、同心式绕组、交叉式绕组；双层

3、绕组又分为叠绕组、波绕组等。2绕组基本知识（ 1）线圈 由绝缘导线绕制，由一匝或多匝串联组成，有两条有效边，上下端部连线，两个引出线端叫首端和尾端。（ 2）极距 是每个磁极所电动机转子断条占定子圆周上的槽数，即。 Z1 为槽数， P 为磁极对数。（ 3）节距是一个线圈的两个有效边之间所跨的槽数，用 Y 表示。通常 Y= 。若 Y ，称长距绕组，基本不采用；若Y= ，称整距绕组，采用得不多；若Y ，称短距绕组，应用最多。（4）每极每相槽数和极相组对于对称三相绕组，每极每相槽数q= 。一个磁极下属于同一相的q 个线圈连接成的线圈组叫极相组。（5）相带和槽距角每极每相q 个槽所占的电角度叫相带。对称

4、三相绕组一般采用600相带。每槽所占的电角度叫槽距角， 槽距角 （ 1）三相绕组必须对称分布， 每相的导体材质、规格、匝数、并绕根数、并联支路数等都必须完全相同。（2）每相绕组的分布规律要完全相同。（3）每绕组在空间位置上互差1200 电角度。4三相单层绕组单层绕组的特点 单层绕组线圈数少， 便于绕制、 嵌线；槽内只有一条有效边， 不需层间绝缘，不易发生相间短路，槽的利用率高；绕组端部处理不易整齐、电气性能较差。展开图的画法根据槽数Z1 用点划来出展开图边界线；定出槽位、编上槽号；分极并依次标上S、 N、 分相并依次标上U1、 W2、V1、 U2、W1 ，其规律是：邻相隔一，同相隔二。画出有效

5、边，标出电流方向。S 极下的朝上，N极下的朝下。根据节距Y 和绕组类型，画上下端部，并使转折点居中。根据绕组类型和要求连接线圈组及各相绕组，画出出线端。根据三相绕组完全相同，三相对称及彼此间隔1200 电角度的原则，画出三相绕组。为使端部整齐平服， 嵌线时应使每个线圈的端部 “右半部在下、 左半部在上” ，由此定出“嵌线规律” 。 单层绕组三相四极 24 槽单层链式绕组展开图如图 61 所示。节距 Y=5。图中只画出了 U 相绕组， V1、W1应在第 6、10 槽， V2、W2应在第 24、4 槽。嵌线规律为“嵌一空一嵌一空一吊二”。三相四极24 槽单层链式三相绕组展开图如图6 2 所示。图

6、6 3 三相笼型异步电动机的结构1 端盖 2轴承 3机座 4定子 5转子 6轴电动机转子承7端盖 8 风扇 9 风扇罩10 接线盒图 6 3 三相笼型异步电动机的结构 单层绕组的应用 单层绕组一般只用于 10KW以下的小型异步电动机，链式绕组用于q=2 的 4、6、8 极电机，交叉式绕组用于 q=3 的 2、 4 极电机，同心式绕组只用少数嵌线较困难的 2 极电机，整绕组已基本不采用。（三）三相异步电动机的拆卸和装配电动机因发生故障或维护保养等原因，经常需要拆卸和装配。如果拆装过程中操作不当，会造成机件的损坏。下面介绍电动机结构、拆卸及装配步骤。电动机结构如图6 一 3 所示。绕线转子异步电动

7、机的转子如图6 4 所示。1拆卸步骤 安装在设备上的电动机，首先应切断电源，拆除电动机与电源的连接线，做好电源线头的绝缘处理。拆除电动机与设备的机械连接。使电动机与设备分离，再进行电动机的拆卸。 图 6 5 皮带轮的位置标记 图 6 6 用拉具拉卸皮带轮图 5 一 8 用起重设备吊抽电动机转子方法（ 1）皮带轮 ( 或联轴器 ) 的拆卸 拆卸时应在皮带轮 ( 或联轴器 ) 的轴伸端上做好尺寸标记，然后松脱销子的压紧螺栓，慢慢拉下皮带轮( 或联轴器 )。如图 6 一5、 6 所示。(2)风罩、风扇叶的拆卸松脱风罩固定螺栓，取下风罩。然后松脱风扇的固定螺栓，用木锤在风扇四周均匀轻敲，取下风扇。(3

8、)拆卸端盖、抽出转子拆卸前应先在端盖与机座的接缝处做好标记，以便装配时复位。一般小型电动机应先拆前轴外盖、端盖以及后盖螺栓，然后用手将转子带着后端盖一起慢慢抽出。注意，抽出转子时，不要碰伤绕组。对于较大型电动机，拆下前后端盖后，用起重设备将转子吊起，慢慢平移抽出。(4) 轴承的拆卸、 清洗与一般检查 拆卸电机轴承时， 拆卸器的大小选用要合适， 拆卸器的脚应尽量紧扣轴承的内圈将轴承拉出。也可用铜棒敲打的方法拆卸滚动轴承。清洗三相异步电动机转子轴承时，应先刮去轴承和轴承盖上的废油，用煤油洗净残存油污，然后用清洁布擦拭干净。注意不能用棉纱擦拭轴承。轴承洗净擦试后，用手旋转轴承外圈，观察其转动是否灵活

9、，若遇卡或过松， 需再仔细观察滚道间、 保持器及滚珠 ( 或滚柱 ) 表面有无锈迹、 斑痕等， 根据检查情况决定轴承是否需要更换。2装配步骤 电动机的装配步骤与拆卸步骤相反。在装配时，除各配合处要清理除锈和按部件标识复位外，还应注意以下几方面问题：(1) 更换新轴承时， 应将其置于 70 80的变压器油中加热 5min 左右，再用汽油洗净，用洁净布擦干，再进行轴承的装配。轴承装配有冷套和热套两种方法：冷套法：把轴承套在清洗干净并加润滑脂的轴上，对准轴颈，用一般内径略大于轴颈直径且外径略小于轴承内圈外径的套管，套管的一端顶住轴承内圈，套管的另一端垫上木板，用锤子敲打木板，把轴承敲进去。热套法：将

10、轴承放置在 80 100变压器油中加热 30min 左右。加热时油面要超过轴承，且轴承要放在网架上不要与底壁接触。加热要均匀把握好温度和时间。热套时，要趁热迅速将轴承一直推到轴颈。套好后用皮老虎吹去轴承内的变压器油，并擦拭干净。(2) 装润滑脂 轴承的润滑脂应保持清洁和够量， 塞装时要均匀， 但不宜过量。 润滑脂的用量不宜超过轴承及轴承盖容积的 2/3 ；对于转速在 2000r/min 以上的电动机，润滑脂的用量应减少为轴承盖容积的 1/2 。(3) 端盖紧固螺栓时， 要按对角线上下左右逐步拧紧。 装配完毕， 转动转子应转动灵活、均匀、无停滞或偏重现象。(4) 皮带轮 ( 或联轴器 ) 安装时

11、、要注意对准键槽或定位螺孔。在皮带轮 ( 或联轴器 ) 的端面垫上木块用锤子打入。在安装较大型电动机的皮带轮( 或联轴器 ) 时，可用千斤顶将皮带轮 ( 或联轴器绕线式电动机) 顶入。（四）三相笼型异步电动机定子绕组的拆除、绕制、接线、浸漆烘干及首尾端判别电动机定子绕组严重损坏而无法修复时，应拆除损坏的绕组，重新绕制新绕组、嵌线、接线、浸漆烘干并做修复后的一般试验。1定子绕组的拆除 冷态时的绕组较硬，很难拆除，必须加热软化绕组绝缘后，立即拆除。拆除时的加热方法有以下几种：电流加热法将绕组端部各连接线拆开，在绕组中通入单相低压大电流，绕组软化冒烟时，切断电源，打出槽楔，迅速拆除线组。用烘箱、 煤

12、炉、 煤气、 乙炔或喷灯等加热拆除这类加热方法的加热温度较高，在加热过程中应特别注意过高的温度会烧坏铁心，使硅钢片性能变坏。拆除旧绕组时应注意：要保留一只完整的线圈，以备制作绕线模时参考。应做好铭牌数据、槽数、绕组节距、连接方式、绕组只数、每槽导线匝数、导线并绕根数、导线直径及绕组形状和周长等记录。拆除绕组后， 应修正槽形， 清除槽内残留绝缘物。2绕组的绕制绕组尺寸的大小对嵌线质量及电机性能好坏有着密切的关系，而绕组尺寸的大小完全是由绕线模的尺寸来决定的。因此，绕线模的尺寸要做得准确。最好是从拆下的完整旧绕组中取出其中的一匝，参考其形状及周长，制作绕线模，并先绕制一联绕组试嵌。也可根据电动机型

13、号查电工手册有关技术资料。绕线模由芯板和上、下夹板组成。绕线前，检查导线规格无误后，将线盘放上线架。绕线模安装在绕线机的主轴上并用螺帽拧紧，紧固后的绕线模挡板与模心之间不应出现缝隙，以避免绕线时导线嵌在缝隙中。把布带放入绕线模扎线槽内，供绕组绕好后绑扎用。再在线架与绕线机之间放置夹线板，将线盘上抽出的导线头通过夹线板中三相异步电动机转子间的毛毡，再穿上一段玻璃漆管，然后将导线头挂在绕线模右边，从右向左绕制。绕线时，调整好夹线板拉力，手握玻璃漆管掌握导线，使导线在线模内排列整齐、层次分明不交叉。绕完一线圈，仔细核对匝数无误后，将扎线上翻，扎紧后再绕下一线圈。绕完一个极相组后，要留一定长度的导线做

14、极相组间连接线。3端部接线嵌线完毕，对每个线圈首先分清头尾，再应按绘制的接线图或检修前记录的技术数据进行串、 并联接线完成端部接线。 例如，三相四极 24 槽单层链式绕组展开图如图 6 2 所示。节距 Y=5。图 6 1中只画出了 U 相绕组， V1、 W1应在第 6、10 槽， V2、 W2应在第 24、 4 槽。嵌线规律为“嵌一空一嵌一空一吊二” 。而端部接线则应先分清每扎线圈头尾后，再根据展开图原理进行头头相接、尾尾相接。最后每相绕组只留一头一尾，三相共三头三尾接到电动机接线盒内的个接线端上。小型电动机引出线应从线也对面引过来，同绕组端部牢固地绑所在一起。中型电机由于连接线较粗，不便于统

15、一绑扎，可将连线与引出线扎在起，固定在绕组端部的顶上。为保证接线的质量，中型电机均采用焊接的方法。取玻璃漆管40 80mm，在接线前先套上，刮净漆后再焊接。焊接前导线间连接可采用绞线接法。焊好后将玻璃套管移至焊接处。较细导线与较粗导线连接用绑扎连接法。4浸漆烘干浸漆能增强绕组的耐潮性，提高绕组的绝缘强度和机械强度，改善绕组的散热能力和防腐作用。所以，绕组的浸漆烘干是电动机修理中十分重要的工序。电动机的浸漆烘干分预烘、浸漆和烘干三个环节。预热 预热是为了驱除绕组和绝缘材料中的潮气，便于浸漆。预热温度一般控制在11左右，预热时间48h，且每隔 1h 测量一次绝缘，待绝缘电阻稳定后，结束预热。浸漆三

16、相异步电动机转子预烘后，绕组温度降至70左右才能浸漆。浸漆约l5min ，直到不冒气泡为止。浸漆时，漆的粘度要适中，太粘可用二甲苯等溶剂稀释。普通电动机浸漆两次，供湿热带使用的电动机浸漆 34 次。烘干 一般分两个阶段。 低温阶段， 温度控制在 70 80， 时间约 2 4h。此阶段溶剂挥发缓慢，可以避免表面很快结成漆膜，使内部气体无法排除形成气泡。高温阶段，温度控制在 120左右，烘烤时间8 16h。此阶段使绕组表面形成坚固漆膜。在烘干过程中，每隔1h 应测量一次绝缘电阻。常用的烘干方法有： 灯泡烘干法 用红外线灯泡或白炽灯泡直接照射电动机绕组。改变灯泡功率大小，就可以改变烘烤温度。电流干燥

17、法 小型电动机采用电流干燥法时，在定子绕组中通入单相流控制在电动机额定电流的 60左右。测量绝缘电阻时，应切断电源。220V 交流电，电循环热风干燥法 室壁用耐火砖砌成内、外两层，中间填隔热材料，如石棉和硅藻等。热源一般采用电热器加热，但热源不裸露在干燥室内应由干燥室外的鼓风机将热风均地吸入干燥室内，干燥室顶部还应有排气孔。5三相异步电动机定子绕组首尾端的判别因各种原因造成电动机六个引出线头分不清首尾端时，必须先分清三相绕组的首尾，才能进行电动机的 Y 形和形联结。三相异步电动机定子绕组首尾端判别方法如下：用万用表毫安挡判别 首先用摇表或万用表 “ ”挡找出三相绕组每相绕组的两个引出线头。作三

18、相绕组的假设编号 U 、 U2、 V、 V2、W、 W2。再将三相绕组假设的三首三尾分别连在一起，接上万用表，用毫安挡或微安挡测量。用手转电动机转子，若万用表指针不动，则假设的首尾端均正确。若万用表指针摆动，说明假设编号的首尾有错，应逐相对调重测，直到万用表指针不动为止，此时联在一起绕线式异步电动机的三首三尾正确。做好假设编号后，将任意一相绕组接万用表毫安( 或微安 ) 挡，另选一相绕组，用该相绕组的两个引出线头分别碰触干电池的正、负极，若万用表指针正偏转，则接干电池的负极引出线头与万用表的红表棒为首( 或尾 ) 端，如图6 7 所示。照此方法找出第三相绕组的首( 或尾 )端。（五）异步电动机

19、的Y/ 接法图68电动机的接线板结构和联结方式a）接线盒语b ）接线柱c ）联接d ） Y 联结异步电动机的Y/ 接法如图6 8 所示。（六）三相异步电动机常见故障的判断、检修及检修后的一般试验1三相异步电动机常见故障的判断及检修三相异步电动机常见故障分机械故障和电气故障两大类。 电气故障包括 : 定子和转子组的短路、断路、电刷及启动设备等故障。机械故障包括 : 振动过大、轴承过热、定子与转子相互磨擦及不正常噪声等。其判断与处理方法见表 6 一。2电动机修后的一般性试验修理后的电动机为保证其检修质量，应做以下的检查和试验。(1) 修后装配质量检查 轴承盖及端盖螺栓是否拧紧， 转子转动是否灵活，

20、 轴伸部分是否有明显的偏摆。绕线转子电动机还应检查电刷装配情况是否符合要求。在确认电动机一般情况良好后，才能进行试验。表 6三相异步电动机常见故障判断及检修方法故障现象原因分析处理方法电动机通电后不启动或转速低1电源电压过低2熔丝熔断，电源缺相3定子绕组或外部电路有一相断路、绕线式转子内部或外部断路，接触不良4电机联接方式错，形误接成Y 形5电机负载过大或机械卡住6笼式转子断条或脱焊1.检查电源2. 检查原因，排除故障，更换熔丝3 用摇表或万用表检查有无断路或接触不良，查出后连接断路处，处理接触不良处4. 改正接线方式5. 调整负载，处理机械部件6. 更锥形转子电动机换或补焊铜条，或更换铸铝转

21、子。电动机过热或内部冒烟、起火1电动机过载2电源电压过高3环境温度过高，通风散热障碍4定子绕组短路或接地5缺相运行6电机受潮或修后烘干不彻底7定转子相摩擦8电动机接法错误9启动过于频繁1.降低负载或更换大容量电动机2. 检查，调整电源电压3.更换 B或 F 级绝缘电机。降低环境温度，改善通风条件4. 检查绕组直流电组、绝缘电阻、处理短路点5. 分别检查电源和电机绕组，查出故障点，加以修复6. 热不严重、绝缘尚好，应彻底烘干7. 测量气隙、检查轴承磨损情况，查出原因修复8. 改为正确接法9. 按规定频率启动 电刷火花过大、滑环过热 1 电刷火花太大2内部过热3滑环表面有污垢、杂物4滑环不平、电刷

22、与滑环接触不严5电刷牌号不符、尺寸不对6电刷压力过大或过小1 调整、修理电刷和滑环2消除过热原因3清除污垢、杂物，使其表面与电刷接触良好4理滑环、研磨电刷5更换合适的电刷6调整电刷压力到规定值三相电流过大或不平衡1 定子绕组某一相首尾端错2三相电源电压不平衡3定子绕组有部分短路4单相运行5定子绕组有断路现象1 重新判别首尾端，后再接线运行2检查电源3查出短路绕组，检修或更换4检查熔丝，控制装置各接触点，排事故5查出断路绕组，检修或更换。振动过大 1 电机机座不平2轴承缺油、弯曲或损坏3定子或转子绕组局部短路4转动部分不平衡，连接处松动5定子、转子相摩擦1 重新安装、调平机座2清洗加油、校直或更换轴承3查出短路点，修复4校正平衡、查出松动处拧紧螺栓5检查， 校正动、 静部分间隙(2)绝缘电阻的测定修复后的电动机绝缘电阻的测定一般在室温下进行。额定工作电压在500V 以下的电动机，用500V 摇表测定其相间绝缘和绕组对地绝缘。小修后的绝缘线绕式电动机特点电阻应不低于0.5M ，大修更换绕组后的绝缘电阻一般不应低于5M。(3) 空载