《电机与电气控制》教学课件05JO2-42-4-型三相鼠笼式异步电动机大修

JO2-42-4型三相鼠笼式异步电动机大修（2）（1）能正确进行电动机的拆装。能正确进行三相鼠笼式异步电动机定子绕组重绕及嵌线工艺项目要求（3）能正确进行电动机空载运行时典型故障的判断及处理。常用低压电器的检测知识拓展J02-42-4型三相鼠笼式异步电动机故障维修1常用低压电器的检测知识拓展J02-42-4型三相鼠笼式异步电动机故障维修2JO2-42-4型三相鼠笼式异步电动机大修通过本项目的学习，使学生正确掌握电动机工作原理、电动机的拆装方法，掌握三相鼠笼式异步电动机定子绕组重绕及嵌线工艺和如何增强绝缘的工艺要求，掌握对电动机空载运行的参数测试，掌握对电动机空载运行时典型故障的判断和处理方法。做好四个环节的工作。项目分析常用低压电器的检测知识拓展三相鼠笼式异步电动机工作特性-空载和短路接线实验一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行1.空载电流和空载磁动势当电动机空载，定子三相绕组接到对称的三相电源时，在定子绕组中流过的电流称为空载电流I0。I0也称为励磁电流，它的有功分量I0p用来供给空载损耗，包括空载时的定子铜损耗、定子铁心损耗和机械损耗；无功分量I0q用来产生气隙磁场，也称磁化电流，它是空载电流的主要部分一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行1.空载电流和空载磁动势因此I0也可写为I0=I0p+I0q。三相空载电流所产生的合成磁动势的基波分量的幅值为它以同步转速n1旋转。一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行2.空载时的定子电压平衡关系设定子绕组上每相所加的端电压为1，相电流为0，主磁通m在定子绕组中感应的每相电动势为1，定子漏磁通在每相绕组中感应的电动势为σ1，定子的每相电阻为R1，则电动机空载时每相的定子电压平衡方程式为与变压器类似于是电压平衡方程可改写为一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行2.空载时的定子电压平衡关系由上式可画出感应电动机空载时的等效电路和相量图图5-1感应电动机空载时的等效电路和相量图一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行3.三相异步电动机的空载测试空载测试的目的就是检查电机修理后的运行情况。转子转动是否平衡轻快，有无异常声音，铁芯是否过热，三相电流是否平衡等。表5-1电动机空载测量数据一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行3.三相异步电动机的空载测试表5-2不同极数和不同功率电动机的空载电流一、三相异步电动机的空载与负载运行（一）三相异步电动机的空载运行3.三相异步电动机的空载测试若空载电流太大，可能是将星形误接成角形了，也可能是电机定子和转子之间的气隙超过了规定值；空载电流太小，可能是将角形误接成星形了。三相空载电流严重不平衡可能是电源电压有问题。（二）三相感应电动机的负载运行负载运行时，电机将以低于同步转速的速度n旋转，其转向仍与n1的方向相同。因此，气隙磁场与转子的相对速度为Δn=n1－n=sn1,Δn也就是气隙磁场切割转子绕组的速度，于是在转子绕组中感应出电势，产生电流，其频率为（二）三相感应电动机的负载运行1.转子磁动势的分析无论是笼型电动机还是绕线型转子电动机，其转子绕组都是一个对称的多相系统。转子中的电流也一定是一个对称的多相电流，产生的磁势必是一个旋转磁势，其幅值为F2=0.9×m2N2Kw22pI2，转子磁动势F2在空间的（相对于定子）旋转速度为n2+n=sn1+n=n1即等于定子磁动势F1在空间的旋转速度（二）三相感应电动机的负载运行2.电动势平衡方程式2.电动势平衡方程式负载时，定子电流为1，则负载时定子的电动势平衡方程式为

负载时，转子电动势的频率为

转子电动势的大小为

转子的电动势平衡方程为

转子电流的有效值为（二）三相感应电动机的负载运行3.磁动势平衡由于定、转子磁动势相对静止，因此可以合并成一个磁动势Fm，即F1+F2=Fm（二）三相感应电动机的负载运行3.磁动势平衡在平衡方程式中，表现出：在转子绕组中通过电流产生磁势F2的同时，定子绕组中必然要增加一个分量，使这一分量产生磁动势-F2抵消转子电流产生的磁动势F2，从而保持总磁动势Fm近似不变，显然Fm等于空载时的定子磁动势F0。二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（1）规律一：线圈嵌线后的分布为“一边倒”，呈多米诺骨牌推倒状。（2）规律二：每次连续嵌线槽数。（3）规律三：吊边数。（4）规律四：“嵌槽-空槽”为一个操作周期，而每个操作周期所占槽数。（一）三相单层绕组的嵌线1．嵌线的基本规律（一）三相单层绕组的嵌线二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线2．单层等宽度式绕组以3相4极24槽60°相带绕组为例，经计算,即一组为两个线圈。由规律二得知，每次连续嵌线槽数；由规律三反映出吊边数；从规律四获得每个作周期。3相4极24槽单层等宽式绕组嵌线顺序图如图5-3所示。图5-33相4极24槽单层等宽式绕组嵌线顺序图二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（一）三相单层绕组的嵌线3.单层交叉式绕组以3相4极36槽60°相带绕组为例，得知q=3,依照嵌线规律，x<3(规律二)、y=3（规律三）、t=3（规律四）,其具体嵌线规律为:嵌2槽，吊2边，空1槽；嵌1槽，吊1边，空2槽；嵌2槽，收2边，空1槽；嵌1槽，收1边，空2槽。重复后两个程序，直到嵌线结束图5-43相4极36槽单层交叉式绕组嵌线顺序图二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（一）三相单层绕组的嵌线4.单层同心式绕组同心式绕组同样可采用前述的空槽吊边法嵌线，但在实际操作中为了方便，通常采用整嵌法，即分层嵌线。当极对数为偶数时,绕组线圈端部分成两层，构成“双平面”。其中每层有每一相的一个线圈组；当极对数为奇数时，绕组线圈端部形成了“三平面”，三相绕组各占一层。二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（二）三相双层绕组的嵌线三相大中型电机通常采用双层绕组嵌线，线圈交叠，更加突出地反映了嵌线规律一的内容。按

算出双层线圈短节距y，它的嵌线规律为;连嵌y个层边，连吊y个上层边。

从(y+1)槽起，嵌1下层边收1上层边重复后两个程序直到最后连收（y+1）边结束。二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（三）三相单、双层绕组的嵌线三相单、双层绕组是由叠式短距绕组演变而来的一种性能较好的绕组型式。它是将双层叠绕组的上下层同相有效边合并成一只单层大线圈边，所以，线圈总匝数比双层绕组少，嵌线方便省时。（四）嵌线的一般过程与技巧二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线1.嵌线的一般过程装好槽绝缘后，将线圈有效边经槽口分散嵌入槽内。嵌线时，槽口须垫引相纸以防槽口菱角刮伤导线绝缘。虽然绕组对导线排列无严格要求，担导线在槽内不能太乱，也不允许交叉线太多，以免线楠容纳不下而损伤导线绝缘。对槽满率较高的电动机，尤其要注意将线圈的导线理直。（三）三相单、双层绕组的嵌线二、三相鼠笼式异步电动机的嵌线（2）端部绝缘的放置（1）槽绝缘纸的放置（3）线圈的整理2.嵌线的基本技巧三、三相鼠笼式异步电动机的接线及其后续工作（一）三相鼠笼式异步电动机的接线（1）将准备连接的导线沿绕组端部搭接测量一下，留出所需长度，把剩余部分剪去。（2）给准备连接的导线穿上套管。套管一般采用玻璃丝黄蜡管，大小及长度根据具体情况决定，不能用塑料套管，因为它遇高温容易损坏。（3）将待焊的导线线头用电工刀刮净上面的漆皮，用纱布磨光并去除上面的氧化层及油污等，然后按电工接线的方法将单根或多跟导钱线头连接起来。（4）旧电机原电缆引出线完好无损的可以继续使用，绝缘层破损的电缆引出线必须重新更换。其截面积可根据电动机额定电流的大小来选择。三、三相鼠笼式异步电动机的接线及其后续工作表5-4实验数据表（二）三相鼠笼式异步电动机接线后的工作三、三相鼠笼式异步电动机的接线及其后续工作②气焊①锡焊③电弧焊1.焊接三、三相鼠笼式异步电动机的接线及其后续工作（二）三相鼠笼式异步电动机接线后的工作绕组的接线头焊接好以后，把接线头擦干净，用玻璃丝黄腊管套住接头处，然后把各极相组的连接线整齐地盘在绕组的端部，再用蜡线绑好以防松动。绑扎的方法有两种，一是把引出线、连接线及其套管与线圈端部一起绑扎，这种绑扎较牢固。2.绕组端部绑扎三、三相鼠笼式异步电动机的接线及其后续工作（1）测量每相绕组的直流电阻（2）测量绝缘电阻。（3）检查三组绕组接线是否正确（4）耐压试验。3.接线后的测量四、增强电动机定子绕组绝缘强度的方式（1）提高机械强度（2）提高绕组导热性和耐热性（3）提高绕组抗外界环境能力（4）提高电气强度（一）浸漆浸漆的目的和作用如下：常用低压电器的检测知识拓展电机绕组浸漆的重要性四、增强电动机定子绕组绝缘强度的方式（二）烘干（1）加热前，以30°C/m的速度升温，温度控制在（115~125）C。（2）电动机绕组白呸预烘阶段，每隔一小时测一次绝缘电阻，并记录，直到绝缘电阻值上升并连续稳定3小时以上并不少于预热规范规定的时间为合格。1.具体烘干要求四、增强电动机定子绕组绝缘强度的方式（二）烘干2.质量检查（1）渗漆烘干后绕组表面漆膜应光泽、均匀，用手触摸不粘手，稍有弹性，漆膜表面无裂纹和皱纹。（2）浸用渍漆要合格，漆罐内使用的漆每周检查一次固体含量。（3）绝缘漆要妥善贮存，定期检查空气中的有毒物质含量，浸漆场所要清洁。（4）烘干时间不小于规定的最少时间。3.烘干方法四、增强电动机定子绕组绝缘强度的方式(1)(2)(3)烘干注意事项短路法烘干外热法烘干五、三相鼠笼式异步电动机拆装技巧（1）拆卸外风扇罩（2）拆卸外风扇，把外风扇与转轴固定的螺钉或风扇的卡环螺钉拧开，可拆下外风扇。（3）拆下后轴承外盖与后轴承内盖固定的三颗螺钉，去下后轴承外盖。（4）拧下固定后端盖的固定螺钉。（5）拧下固定前端盖的固定螺钉。（6）将前、后盖与机座配合的部位做好原始记录标志。撬开后端盖，去下后端盖。（7）用木板垫在转子后轴端用铁锤向前段方向打击，则可将前端盖连转子一起移出。（8）拆卸前轴承外盖与内盖的螺钉后，可检查轴承。（9）将电机定子绕组其中一端部斩出，再用专用统子将线圈的有效边从槽中统出。（10）记录好定子绕组的所有参数。1.拆卸五、三相鼠笼式异步电动机拆装技巧2.装配电动机修好之后的装配顺序大致与拆卸顺序相反。装配时，首先检查定子内有无杂物。电动机装备是从转子装配开始的，首先装上滑环并把它紧固，然后把滑动轴承压入或配合上轴承衬，装上风扇。装配好的转子经过平衡试验后，装入定子内，再将端盖装上。2.装配五、三相鼠笼式异步电动机拆装技巧（1）轴承的装配技巧（2）转子的装配技巧（3）端盖的装配技巧六、三相鼠笼式异步电动机典型故障的处理当三相鼠笼式异步电动机发生故障是，首先应知晓故障前后的运行情况和故障发生的过程、现象；其次对事故现场进行观察，看设备外表有无明显的损伤或异常气味；再次用手转动电机转子，检查它是否灵活或松动、响声等。六、三相鼠笼式异步电动机典型故障的处理处理方法：（1）当电动机无法启动时，可使用电工电子实训台上的交流电压表测量三相电压，若电压太低，则应设法调节实训台交流电源的旋钮，增大电源电压。（2）若检测后发现三相电压正常而电机不转，则可能是电机转子部分故障或卡阻严重，此时应迅速切断电动机电源，防止因电机卡阻停转导致电机定子绕组烧坏，甚至冒烟。（3）若电机直接接三相电源可以启动，而连接交流接触器和继电器等控制设备时无法启动，则要检查接触器各触头及接线柱的接触情况。1.故障：完成接线后，三相异步电动机不能正常启动六、三相鼠笼式异步电动机典型故障的处理（1）检查三相异步电动机的各相端电压的大小，若检测后发现端电压偏低，则电机起动转矩减小，转速降低。（2）若发现电机运行过程中，电机转速下降并伴有杂音，则应打开电机端盖，检查鼠笼转子导条是否断裂或开焊，检查鼠笼导条有没有电弧灼痕。2.故障：接通电源后，三相异步电动机正常启动后，其转速低于额定值六、三相鼠笼式异步电动机典型故障的处理（1）若三相电压不平衡导致电动机运行时三相电流不平衡，可检查电源电压，做出处理（2）若个别绕组匝间短路，则将造成各相阻抗不相等，在不平衡电压的作用下使得三相电流不平衡。（3）由于定子线圈接线有错误或部分线圈匝数有错误所造成相间电流不平衡。3.故障：三相异步电动机运行时，三相电流不平衡六、三相鼠笼式异步电动机典型故障的处理处理方法：（1）检查电机负载机械的功率是否超过三相电机的最大输出功率，一般教学过程中这种情况不多见。（2）检查电机工作环境温度、通风和电机积尘情况，这些因素也会引起三相电机温升过高（3）若在电动机运行过程中，突然发生温升过高，则可能为电机定子绕组有匝间短路，或者因轴承运行中损坏，从而引起局部温升过高。这时可以打开端盖，观察是否有烧焦。4.故障：三相异步电动机运行时温升过高项目实施三相鼠笼式异步电动机的维护与修理1.实施目的（1）熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构、原理及使用方法。（2）掌握三相鼠笼式异步电动机的嵌线及接线方法。（3）进一步熟悉三相鼠笼式异步电动机的特点，以及故障分析及排除方法。项目实施三相鼠笼式异步电动机的维护与修理2.实施仪器和设备（1）万用表、兆欧表、钳形电流表、转速表、游标尺、耐压测试器等仪器仪表。（2）绕线机、斜口钳、压线板、划线版、剪刀、电烙铁、尖嘴钳、扳手、电工刀