异步电动机原理、结构及故障处理教材

1、异步电动机原理、结构及故障处理异步电动机原理、结构及故障处理旋转电机分类：按工作方式不同，可分为旋转电机分类：按工作方式不同，可分为 旋转电机旋转电机 直流电机直流电机 交流电机交流电机 直流发电机直流发电机 直流电动机直流电动机 异步电机异步电机 同步电机同步电机 异步电动机异步电动机异步发电机异步发电机同步发电机同步发电机 同步电动机同步电动机 同步补偿机同步补偿机 异步异步电机分类：电机分类：三相异步电动机三相异步电动机单相单相异步电动机异步电动机按相数不同按相数不同按按转子结构转子结构不同不同笼型三相异步电动机优点：笼型三相异步电动机优点：绕线转子型绕线转子型笼笼 型型异步电机异步电机

2、 笼型三相异步电动机优点：结构简单、运行可靠、效率高、制造容易、笼型三相异步电动机优点：结构简单、运行可靠、效率高、制造容易、成本低。成本低。异步电动机用途异步电动机用途（1）异步电机的用途）异步电机的用途用于拖动各种生产机械，功率范围从几十瓦数千用于拖动各种生产机械，功率范围从几十瓦数千千瓦，应用范围非常广泛。千瓦，应用范围非常广泛。工业：机床、风机、泵、压缩机、矿山机械、轻工业：机床、风机、泵、压缩机、矿山机械、轻工机械等；工机械等；农业：水泵、脱粒机、粉碎机、加工机械等；农业：水泵、脱粒机、粉碎机、加工机械等；民用：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。民用：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。（

3、2）异步电动机的特点）异步电动机的特点优点优点 结构简单、容易制造、成本较低、坚固耐用、结构简单、容易制造、成本较低、坚固耐用、运行可靠（鼠笼型）；运行可靠（鼠笼型）； 运行效率较高，具有适用的工作特性。运行效率较高，具有适用的工作特性。缺点缺点 功率因数总小于功率因数总小于1（从电网吸收感性无功功率）（从电网吸收感性无功功率）； 调速性能不如直流电动机。调速性能不如直流电动机。三相异步电动机基本工作原理三相异步电动机基本工作原理异步电动机结构异步电动机结构绕线型绕组的联结方式绕线型绕组的联结方式转子绕线型绕组通常采用转子绕线型绕组通常采用Y联结联结 三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一

4、般仅为三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为1.2mm5mm。u 气隙太大，电动机运行时的功率因数降低。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低。u 气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。 l定转子铁心与内风扇组成内风路，把电机内部热量带给冷却器钢管外圆l风罩与外风扇共同组成外风路，将热量从冷却器钢管内圆带走。我厂三相异步电动机风路图解我厂三相异步电动机风路图解 定子铁心 由0.5mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝

5、缘的，可减少铁心涡流损耗。（a）定子铁心 （b）定子冲片 定子铁心及冲片示意图 异步电动机主要构件异步电动机主要构件 定子绕组 线圈由绝缘铜导线绕制。带绕组定子铁心带绕组定子铁心VPI浸漆浸漆l三相异步电动机转子铁心三相异步电动机转子铁心中性点出线盒中性点出线盒主出线盒主出线盒电机轴承结构电机轴承结构电机轴承结构的选择和设计对整台电机非常电机轴承结构的选择和设计对整台电机非常 重要。重要。.主要有滚动和滑动轴承两种主要有滚动和滑动轴承两种.滑动轴承一般用在（大型）电机高速场合滑动轴承一般用在（大型）电机高速场合 分为自润滑和强迫油循环（带稀油站）分为自润滑和强迫油循环（带稀油站）.滚动轴承在滚

6、动轴承在 （内径（内径+外径）外径）*n/250万时不适万时不适 合用脂润滑合用脂润滑.润滑失效；加油（脂）周期润滑失效；加油（脂）周期应用于电动机的一些仪表应用于电动机的一些仪表（停机）加热器（停机）加热器 作用作用 防潮防潮 单相单相/三相三相 功率功率 PT100 单支单支/双支双支 两线两线/三线三线/四线制四线制 双金属表盘式温度计双金属表盘式温度计三相异步机铭牌与技术数据三相异步机铭牌与技术数据1. 型号型号 Y225M-4极数极数(p=4)同步转速同步转速600转转/分分异步电动机产品名称代号异步电动机产品名称代号UVWWVUY 接法接法 接法接法2.常见电动机接法常见电动机接法

7、3. 额定电压：额定电压：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.线线电电压压U1W2V1V2U2W1线线电电压压UVW例：例：10000/6000 Y/ 是指：线电压为是指：线电压为10000V时采用时采用Y接法；接法； 当线电压为当线电压为6000V时采用时采用 接法。接法。5. 额定电流：额定电流：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。UVW4. 额定功率：额定功率： 额定功率指电机在额定运行时轴上输出的额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率功率（ ），不等于从电源吸收的功率（），不等于从电源吸收的功率（ ）。两者的）。两者的 关系为：关

8、系为： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中COSIUPNN32大中型异步动电机大中型异步动电机 效率效率 =9096% 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ， 空载时功率因数很空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应注意：实用中应选择合适容量的选择合适容量的电机，电机，防止防止“大大马马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。5. 功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1（1）连续）连续 连续工作状态是指电动机带额定负载运行连续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳

9、时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式态温升的工作方式,用用S1表示。表示。6定额定额 定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时、周期断续三种的时间，分为连续、短时、周期断续三种（2）短时）短时 短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工作方式。作方式。（3）周期断续）周期断续 周期断续工作状态是指电

10、动机带额定负载运行周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于零，工作周期小于10min的工作方式。的工作方式。 绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。温度。7绝缘等级绝缘等级绕组和轴承的温升和温度限值：绕组和轴承的温升和温度限值：电阻法电阻法RTD法法绕组绕组B级温升限值级温升限值 80K

11、 （R法）法） 90K （RTD） 防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如能力越强，如IP44中第一位数字中第一位数字“4”表示电机能表示电机能防止直径或厚度大于防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。毫米的固体进入电机内壳。第二位数字第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水表示能承受任何方向的溅水。 8防护等级防护等级防护等级（常用）防护等级（常用） 第一位数字表示第一

12、位数字表示2 防护大于防护大于12mm固体固体3 防护大于防护大于2.5mm固体固体4 防护大于防护大于1mm固体固体 5 防尘电机防尘电机 第二位数字表示第二位数字表示2防滴（垂直防滴（垂直15）3防淋水（防淋水（60 ）4 防溅水防溅水5 防喷水防喷水IP55IP54IP44IP239 冷却方式（冷却方式（IC）冷却方式是根据冷却回路布置和冷却介质运动的冷却方式是根据冷却回路布置和冷却介质运动的推动方法来分类推动方法来分类10 安装型式（安装型式（IM）卧式异步电机卧式异步电机最常见的结构安装最常见的结构安装型式是型式是IMB3立式异步电机最常见立式异步电机最常见的结构安装型式是的结构安装

13、型式是IMV111.保证值保证值效率：效率： -0.1（1-）功率因数：功率因数：-（1-cos）/6 (0.020.07)起动电流：起动电流：+20%起动转矩：起动转矩：-15%最大转矩：最大转矩：-10%设计值设计值-实测值（实验值）实测值（实验值）-保证值保证值三相异步电机的起动三相异步电机的起动stI起动电流起动电流 ：三相异步电机起动电流为额定电流的三相异步电机起动电流为额定电流的4.5 7 倍。倍。0n定子电流定子电流 原因：起动时原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子感应电势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降

14、低 影响其他负载影响其他负载频繁起动频繁起动时造成热量积累时造成热量积累 电机过热电机过热影响：影响：l1、型号l型号是表示电动机的类型、结构、规格及性能等特点的代号，如YKK630-10，表示Y系列三相封闭型空-空冷却的鼠笼型异步电动机，中心高630mm，是10极的电动机。l2、功率l 铭牌上注明的功率为电动机额定功率，是表明该电动机的长期使用时的负载能力。电动机功率单位通常用“千瓦”表示，也有用“马力”表示的。“千瓦”和“马力”之间的关系为：l马力=0.736千瓦l千瓦=1.36马力l应该指出：铭牌所标的功率是电动机输出功率。“900千瓦”表示能带动900千瓦的机械工作。使用时要特别注意配

15、套，即电动机与所带机械的功率是否符合。如果电动机功率与所带机械功率小，即经常过载工作，就如小马拉大车，负载过量，使电动机过热受损坏。如果电动机功率比所机械功率大得多，即经常轻载工作，就如大马拉小车，电动机并未发挥应有作用，很不经济。l3、电压、电流l 铭牌上注明的电压和电流是指额定电压和额定电流。l额定电压是指电动机在额定运行时，定子绕组应接的线电压（端电压），电源线电压应等于电动机额定电压，电源电压过高、过低都会使电动机过热而损坏。l额定电流是指电动机外接额定电压，输出额定功率时，电动机定子绕组中的线电流。也是电动机最大安全电流。若因过载使得电流超过铭牌上规定值，电动机就会过热。l4、接线和

16、接线标牌l 铭牌上注明的接线方式都是电动机内部接线，高压电机一般都是星型接法。出线盒中一般都是三个出线端子，外接电缆线不容易接错。小型低电压机，特别是Y-起动的电动机出线盒有六个出线盒端子，外接电缆线要严格按照接线标牌，以免接错造成电机损坏。l5、定额l 定额表示电动机允许的持续运行时间。如果铭牌上标题有“S1”，表示这台电机可以在输出额定功率情况下连续使用，不会使绕组过热。如果铭牌上标有“S2”，表明电机只能短时工作，如果连续使用，电动机绕组将会过热、烧坏。l6、频率l 这时指额定频率。铭牌注明50赫兹。表明该电动机应接到频率为50赫兹的交流电源上。国外许多国家是采用60赫兹。l7、转速l

17、它是指电动机额定转速。当电源电压为额定电压，频率为额定频率，电动机输出为额定功率时，电动机每分钟的转速就是它的额定转速。一般异步电动机的额定转速比旋转磁场转速（也称同步转速）低2%-5%l8、出品号l电动机的出品号和人的姓名的作用相似。同一规格的许多电动机，由于不同的出品号。分别记载各台电动机试验结果和使用情况。用户可根据出品号到制造去查阅技术档案。l9、冷却方式、安装方式、防护等级l 分别说明电动机冷却方式，如IC611是指空-空冷却，IC81W是指空-水冷却。安装方式，如IMB3 是指卧式安装，IMV1是指立式安装。防护等级，正如前后所讲的电动机防固体和防水的能力。l10、绝缘等级l电动机

18、铭牌上标有电动机的绝缘等级。实际上是指电动机温升的规定值，温升是检查电动机运行是否正常的重要标志。l11、温升l电动机温升是指在规定的环境温度下（根据国家标准规定，环境温度为40）电动机绕组高出环境温度的数值。比如在铭牌上绝缘等级为“F级”，表明环境温度为40时，绕组的温升不能超过105K,也就是说绕组的温度不能超过105+40=145。l一般情况下，电动机运行到4-5小时后，电动机温升即达到稳定值。若继续运转，温度不再上升，这时可测定电动机的温升值。l按上述分析可知，电动机在额定电压和额定频率下，带额定负载运行最安全、可靠，经济性最好。这样电动机运行的效率和功率因数最高。温升也在控制的范围内

19、。因此，选用电动机时应使电动机的功率与负载相当，使电动机经常在额定负载下运行为最有利。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法 主 要 内 容（一）、概述（二）、三相异步电动机常见故障（三）、电动机故障现行的维护及解决方法（四）、电动机设备故障诊断技术电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法 电机故障集电气与机械于一体，在征兆的表现上呈多样性，既有机械故障的一般特性，也有电气、磁场等故障特性。 长期以来，人们通过大量的故障结果分析发现，电机故障按其原因分，70%左右源于机械故障（主要是轴承故障），30%源于电气故障（主要是绕组故障）电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方

20、法 1、95%的故障较好处理，属于一般配件处理。 2、3%的故障为不能解决（例：成型线圈烧毁),这种故障发生频率低，检修难度高，一般采取送外修理。 3、2%的故障处理起来费工费时,对电机的平稳运行产生极大威胁（例：电机抱轴）电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法 （二）、三相异步电动机常见故障电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法一、三相异步电动机机械故障 机械方面常见的故障有扫膛、振动，轴承过热、损坏等故障。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法1、扫膛： 一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛 注

21、意：发生此类故障电动机除了机壳外，其余部件均损坏， 设备报废。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法2、振动： 1）、应区分是电动机本身引起的，还是传动装置不良所造成的，或者是机械负载端传递过来的。 2）、属于电动机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴弯曲，或端盖、机座、转子不同 轴心，或者电动机安装地基不平，安装不到位，紧固件松动 造成的。 注意：振动会产生噪声，还会产生额外负荷电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法3、轴承过热： 1）、在轴承安装时如果不正确，配合公差太紧或太松，都会引起轴承发热 2）、在添润滑脂时不易太多，如果太多会使轴承旋转部

22、分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热 3）、轴承损坏：轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损。 注意：电动机转子转轴通过轴承支撑转动，是负荷最重的部分，又是容易磨损的部件电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法二、三相异步电动机电气故障 电气方面常见的故障有电压不正常、绕组接地、绕组短路、 绕组断路、缺相运行等。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法1、电压不正常： 1）、电源电压偏高，激磁电流增大，电动机会过分发热，过分的高电压会危机电动机的绝缘，使其有被击穿的危险。 2）、电源电压过低，电磁转矩会大大降低，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大造成电动机过载而发热

23、，长时间会影响电动机的寿命。 3）、三相电压不对称，即一相电压偏高或偏低时，会导致某相电流过大，电动机发热，时间长会损坏绕组。 注意：无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加，电动机发热而损坏电动机。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法2、绕组接地： 1）、电动机绕组绝缘受到损坏，及绕组的导体和铁心、机壳之间相碰即为绕组接地。 2）、绕组接地会造成该相绕组电流过大，局部受热，严重时会烧毁绕组。 注意：出现绕组接地多数是电动机受潮引起，有的是在环境恶劣时金属物或有害粉末进入电动机绕组内部造成。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法3、绕组短路： 1）、绕组中相邻两条导

24、线之间的绝缘损坏后，使两导体相 碰，就称为绕组短路 2）、发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路 3）、发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路 注意：不论是那一种，都会引起某一相或两相电流增加，引起局部发热，使绝缘老化损坏电动机电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法4、绕组断路： 绕组断路是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法5、电动机缺相运行： 1）、三相异步电动机在运行过程中，断一根火线或断一相绕组就会形成缺相运行（俗称单相）。 2）、如果轴上负载没有改变，则电动机处于严重过载状态，定子电流将达到额定值的二倍甚至更高，时间稍长电动机就会烧毁。 注意：在各行业中，因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法6、电动机的接地装置： 所谓的电动机接地就是将电气设备在正常情况下不带电的某一金属部分通过接地装置与大地做电气连接，而电动机的接地就是金属外壳接地。电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法 （三）、电动机故障现行的维护及解决方法电动机常见故障及检测方法电动机常见故障及检测方法1、看： 每天巡查时，值班员要看电动机工作、电流的大小和变 化