浅谈三相异步电动机的维修毕业论文Word文件下载.docx
- 文档编号:17266698
- 上传时间:2022-11-30
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:207.74KB
浅谈三相异步电动机的维修毕业论文Word文件下载.docx
《浅谈三相异步电动机的维修毕业论文Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《浅谈三相异步电动机的维修毕业论文Word文件下载.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
维护;
检修;
故障;
分析。
第一章三相异步电动机的结构„„„„„„„„„„„„„„11.1结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11.2定子部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11.3转子部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21.4其他部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3第二章三相异步电动机的工作原理„„„„„„„„„„„„42.1三相交流电机的旋转磁场„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„42.2三相电动机的转动原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„52.3铭牌„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6第三章三相异步电动机故障判段与维修„„„„„„„„„„73.1定子绕组接地故障的检修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73.2定子绕组短路故障的检修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„93.3定子绕组断路故障的检修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„123.4常见机械故障的检修„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19谢辞„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20
第一章三相异步电动机的结构1.1结构
三相异步电动机的基本结构是由定子和转子这两大基本部分组成。
此外,还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件,如图1.1所示。
图1.1封闭式三相笼型异步电动机结构图
1—轴承;
2—前端盖;
3—转轴;
4—接线盒;
5—吊环;
6—定子铁心;
7—转子;
8—定子绕组;
9—机座;
10—后端盖;
11—风罩;
12—风扇
1.2定子部分
三相电动机的定子一般由外壳(包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件)、定子铁心、定子绕组等部分组成。
机座:
它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组,通常机座的外表一般都铸有散热片,要求散热性能好。
端盖:
它的作用是把转子固定在定子内腔中心,使转子在定子中均匀地旋转。
轴承盖:
它的作用是固定转子,使其不能轴向移动,起存放润滑油和保护轴承的作用。
接线盒:
其作用是保护和固定绕组的引出线端子。
吊环:
安装在机座的上端,用来起吊、搬抬三相电动机。
定子铁心:
异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分,由0.35mm,0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成,如图1.2所示。
可以减少由于交变磁通通过而引起的涡流损耗。
1
(a)定子铁心(b)定子冲片
图1.2定子铁心及冲片示意图
定子绕组:
是电动机的电路部分,有三相绕组,通入三相对称电流时,产生旋转磁场。
三相绕组由三个彼此独立的绕组组成,且每个绕组又由若干线圈连接而成。
每个绕组即为一相,每个绕组在空间相差120度。
定子三相绕组的六个出线端,可以接成星形或三角形。
如图1.3所示
a)星形连接(b)三角形连接
图1.3定子绕组的联结
1.3转子部分
转子铁心:
用0.5mm厚的硅钢片叠压而成,套在转轴上,作用和定子铁心相同,作为电动机磁路的一部分。
在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条,在铜条两端各用一个铜环(称为端环)把导条连接起来,称为铜排转子,如图1.5(a)所示。
也可用铸铝的方法,把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成,称
2
为铸铝转子,如图1.5(b)所示。
(a)铜排转子(b)铸铝转子
图1.5笼形转子绕组
1.4其他部分
其他部分:
风扇,风扇则用来通风冷却电动机;
风罩,风罩是用来保护风扇及安全保护的作用。
3
第二章三相异步电动机的工作原理
三相异步电动机的工作原理就是将电能装换成机械能。
2.1三相交流电机的旋转磁场
三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换,是因为转子气隙内有一个旋转磁场。
三相交流电电源相与相之间在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场,电流每变化一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的.。
图2.2两极旋转磁场示意图
设:
i,sin,tUi,sin(,t,120:
)Vi,sin(,t,120:
)W
假设电流为正值时,在绕组中从始端流向末端,电流为负值时,在绕组中从末端流向首端。
当wt=0?
的度瞬间,iu=0,iv为负值,iw为正值,根据”右手螺旋定则”,三相电流所产生的磁场叠加的结果,便形成一个合成磁场,如图2.2(a)所示,可见此时的合成磁场是一对磁极(即二极),右边是N极,左边是S极。
当wt=90时,即经过1/4周期后,iu由零变成正的最大值,iv仍为负值,iw已变成负值,如图2.2(b)所示,这时合成磁场的方位与wt=0?
时相比,已按逆时针方向转过了90?
。
用同样的方法,可以得出如下结论:
当wt=180?
时,合成磁场就转过了180?
,如图2.2(c)所示;
当wt=300?
时合成磁场方向旋转了300?
,如图2.2(d)所示;
当wt=360?
时合成磁场旋转了360?
,即转1周,如图2.2(a)所示。
4
以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况,当定子绕组连接形成的是两对磁极时,运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期,磁场只转动了半圈,即转速减慢了一半。
由此类推,当旋转磁场具有p对极时(即磁极数为2p),交流电每变化一个周期,其旋转磁场就在空间转动1/p转。
因此,三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是
60f
n,1p
2.2三相电动机的转动原理
三相交流电通入定子绕组后,便形成了一个旋转磁场,其转60fn,1速。
旋转磁场的磁力线被转子导体切割,根据电磁感应原理,转子p
导体产生感应电动势。
转子绕组是闭合的,则转子导体有电流流过。
设旋转磁场按顺时针方向旋转,且某时刻为上为北极N下为南极S,如图2.3所示。
根据右手定则,在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外,用?
表示;
在下半部则由外向里,用?
表示。
图2.3为三相异步电动机转动原理示意图。
原理:
定子旋转磁场以速度n1切割转子导体感生电动势(发电机右手定则),在转子导体中形成电流,使导体受电磁力作用形成电磁转矩,推动转子以转速n顺n1方向旋转(电动机左手定则),并从轴上输出一定大小的机械功率。
(n不能等于n1)特点:
?
电动机内必须有一个以n1旋转的磁场。
实现能量转换的前提;
电动机运行时n恒不等于n1(异步),必要条件n<
n1;
建立转矩的电流由感应产生。
感应名称的来源。
转差率:
旋转磁场转速n与转子转速n之差与同步转速n之比称为异步电动11n,n1s,机的转差率s,即:
n1
2.3铭牌
5
铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据,铭牌的主要内容如下。
型号:
国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列,是按国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机,它是以电机中心高度为依据编制型号谱的见附表1、2,如Y-200L2-6
Y----------------异步电动机
200-------------中心高度200mm
L----------------L长机座、M中机座、S短机座
2----------------2号铁芯
6-----------------6极
额定功率:
额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率,用表示,以千瓦(kW)或瓦(W)为单位。
P,3UIcos,,额定功率与其他额定数据之间的关系式:
NNNNN
cos,N——额定功率因数
N——额定效率
额定电压:
额定电压是指接到电动机绕组上的线电压,用UN表示。
三相电动机要求所接的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的?
5%。
额定电流:
额定电流是指三相电动机在额定电源电压下,输出额定功率时,流入定子绕组的线电流,用IN表示,以安(A)为单位。
额定频率:
额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数,用fN表示。
我国规定标准电源频率为50Hz。
额定转速:
额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速,用n表示。
N
绝缘等级:
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温度。
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。
接法:
三相电动机定子绕组的连接方法有星形(Y)和三角形(?
)两种。
防护等级:
防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中IP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,防护能力越强。
6
第三章三相异步电动机故障判段与维修
三相异步电动机常见的故障有电气和机械故障,电气故障是指电机绕组线圈,机械故障是指端盖、轴承、转子心轴等,针对不同故障采取不同的检修方法。
3.1定子绕组接地故障的检修
三相异步电动机的绕组绝缘电阻低,绕组与电机铁短接即绕组接地。
3.1.1定子绕组接地的原因
(1)绕组受潮、
(2)绝缘老化、(3)绕组制造工艺不良、(4)绕组线圈重绕后,在嵌放绕组时操作不当而损伤绝缘、(5)铁心硅钢片凸出,或有尖刺等损坏了绕组绝缘、(6)绕组端部过长,与端盖相碰、(7)引线绝缘损坏,与机壳相碰、(8)电动机受雷击或电力系统过电压而使绕组绝缘击穿损坏、(9)槽内或线圈上附有铁磁物质,在交变磁通作用下产生振动,将绝缘磨穿等。
3.1.2定子绕组接地故障的检查
首先应将各相绕组接线端的连接片拆开,然后再分别逐相检查是否有接地故障。
找出有接地故障的绕组后,再拆开该相绕组的极相组连线的接头,确定接地的极相组。
最后拆开该极相组中各线圈的连接头,最终确定存在接地故障的线圈。
常用的检查方法有以下几种。
(1)观察法电动机拆开后,查看绕组端部或铁心槽口部分,是否绝缘有破裂和烧焦发黑的痕迹。
如果引线和这些地方没有接地的迹象,接地点可能在槽里。
(2)兆欧表检查法根据被测电动机的额定电压来选择兆欧表的等级。
测量时,兆欧表的一端接电动机绕组,另一端接电动机机壳。
按120r/min的速度摇动摇柄,若指针指向零,表示绕组接地;
若指针摇摆不定,说明绝缘已被击穿;
如果绝缘电阻在0.5MΩ以上,则说明电动机绝缘正常。
(3)万用表检查法先将三相绕组连接线拆开,然后将万用表的量程旋到R×
10kΩ挡位上,将一只表笔碰触在机壳上,另一只表笔分别碰触三相绕组的接线端。
若测得的电阻较大,则表明没有接地故障;
若测得的电阻很小或为零,则表明该相绕组有接地故障。
图3.1用校验灯检查绕组接地
(4)校验灯检查法将绕组的各相接头拆开,用一只40~100w的灯泡串接于220V火线与绕组之间,如图3.1所示。
一端接机壳,另一端依次接三相绕组的接头。
若校验灯亮,表示绕组接地;
若校验灯微亮,说明绕组绝缘性能变
7
差或漏电。
(5)电流定向法将有故障一相绕组的两个头接起来,例如将U相首末端并联加直流电压。
电源可用6~12V蓄电池,串联电流表和可调电阻,如图3.2所示。
调节可调电阻,使电路中电流为0.2~0.4倍额定电流,线圈内的电流方向。
则故障槽内的电流流向接地点。
此时若用小磁针在被测绕组的槽口移动,观察小磁针的方向变化,可确定故障的槽号,再从找到的槽号上、下移动小磁针,观察磁针的变化,则可找到故障的位置。
图3.2电流定向法
(7)分段淘汰法首先应确定有接地故障的相绕组,然后在极相组的连接线中间位置剪断或拆开,使该相绕组分成两半,然后用万用表、兆欧表或效验灯等进行检查。
电阻为零或校验灯亮的一半有接地故障存在。
接着再把接地故障这部分的绕组分成两部分,以此类推分段淘汰,逐步缩小检查范围,最后就可找到接地的线圈。
图3.3分段淘汰法检查接地绕组
3.1.3定子绕组接地故障的检修
只要绕组接地的故障程度较轻,又便于查找和修理时,都可以进行局部修理。
(1)接地点在端部槽口附近且又没有严重损伤时,则可按下述步骤进行修理。
a(在接地的绕组中,通入低压电流加热,在绝缘软化后打出槽楔。
b(用划线板把槽口的接地点撬开,使导线与铁心之间产生间隙,再将与电动机绝缘等级相同的绝缘材料剪成适当的尺寸,插人接地点的导线与铁心之间,再用小木锤将其轻轻打入。
8
c(在接地位置垫放绝缘以后,再将绝缘纸对折起来,最后打入槽楔。
(2)槽内线圈上层边接地可按下述步骤检修。
a(在接地的线圈中通入低压电流加热,待绝缘软化后,再打出槽楔。
b(用划线板将槽机绝缘分开,在接地的一侧,按线圈排列的顺序,从槽内翻出一半线圈。
c(使用与电动机绝缘等级相同的绝缘材料,垫放在槽内接地的位置。
d(按线圈排列顺序,把翻出槽外的线圈再嵌入槽内。
e(滴入绝缘漆,并通入低压电流加热、烘干。
f(将槽绝缘对折起来,放上对折的绝缘纸,再打入槽楔。
(3)槽内线圈下层边接地可按下述步骤检修。
a(在线圈内通入低压电流加热。
待绝缘软化后,即撬动接地点,使导线与铁心之间产生间隙,然后清理接地点,并垫进绝缘。
b(用校验灯或兆欧表等检查故障是否消除。
如果接地故障已消除,则按线圈排列顺序将下层边的线圈整理好,再垫放层间绝缘,然后嵌进上层线圈。
c(滴入绝缘漆,并通入低压电流加热、烘干。
d(将槽绝缘对折起来,放上对折的绝缘纸,再打入槽楔。
(4)绕组端部接地可按下述步骤检修。
a(先把损坏的绝缘刮掉并清理干净。
b(将电动机定子放入烘房进行加热,使其绝缘软化。
c(用硬木做成的打板对绕组端部进行整形处理。
整形时,用力要适当,以免损坏绕组的绝缘。
d(对于损坏的绕组绝缘,应重新包扎同等级的绝缘材料,并涂刷绝缘漆,然后进行烘干处理。
3.2定子绕组短路故障的检修
定子绕组短路是异步电动机中经常发生的故障。
绕组短路可分为匝间短路和相间短路。
相间短路包括相邻线圈短路、极相组之间短路和两相绕组之间的短路。
匝间短路是指线圈中串联的两个线匝因绝缘层破裂而短路。
3.2.1定子绕组短路的原因
(1)嵌线操作不熟练,造成绝缘损伤,或在焊接引线时烙铁温度过高、焊接时间过长而烫坏线圈的绝缘。
(2)绕组因年久失修而使绝缘老化,或绕组受潮,未经烘干便直接运行,导致绝缘击穿。
(3)电动机长期过载,绕组中电流过大,使绝缘老化变脆,绝缘性能降低而失去绝缘作用。
(4)定子绕组线圈之间的连接线或引线绝缘不良。
(5)绕组重绕时,绕组端部或双层绕组槽内的相间绝缘没有垫好或击穿损坏。
(6)由于轴承磨损使定子和转子铁心相擦产生高热,使定子绕组绝缘烧坏。
(7)雷击、连续启动次数过多或过电压击穿绝缘。
3.2.2定子绕组短路故障的检查
9
定子绕组短路故障的检查方法有以下几种。
(1)观察法观察定子绕组有无烧焦绝缘或有无浓厚的焦味,可判断绕组有无短路故障。
也可让电动机运转几分钟后,将电动机端盖打开,取出转子,用手触摸绕组的端部,感觉温度较高的部位即是短路线匝的位置。
(2)万用表(兆欧表)法将三相绕组的头尾全部拆开,用万用表或兆欧表测量两相绕组间的绝缘电阻,其阻值为零或很低,即表明两相绕组有短路。
(3)电压法将一相绕组的各极相组连接线的绝缘套管剥开,在该相绕组的出线端通入50~100V低压交流电或12~36V直流电,然后测量各极相组的电压降,读数较小的即为短路绕组,如图3.4所示。
为进一步确定是哪一只线圈短路,可将低压电源改接在极相组的两端,在电压表上连接两根套有绝缘的插针,分别刺入每只线圈的两端,其中测得的电压最低的线圈就是短路线圈。
图3.4电压法检查短路绕组
(5)电流平衡法测量电路如图3.5所示,电源变压器可用36V变压器或交流电焊机。
每相绕组串接一只电流表,通电后记下电流表的读数,电流过大的一相即存在短路。
3.5电流平衡法检查短路绕组
(6)短路侦察器法短路侦察器是一个开口变压器,它与定子铁心接触的部分做成与定子铁心相同的弧形,宽度也做成与定子齿距相同,如图3.6所示。
图3.6短路侦察器法检查短路绕组
取出电动机的转子,将短路侦察器的开口部分放在定子铁心中所要检查的线圈边的槽口上,给短路侦查器通入交流电,这时短路侦查器的铁心与被测定子铁
10
心构成磁回路,而组成一个变压器,短路侦察器的线圈相当于变压器的一次线圈,定子铁心槽内的线圈相当于变压器的二次线圈。
如果短路侦察器是处在短路绕组,则形成类似一个短路的变压器,这时串接在短路侦察器线圈中的电流表将显示出较大的电流值。
用这种方法沿着被测电动机的定子铁心内圆逐槽检查,找出电流最大的那个线圈就是短路的线圈。
如果没有电流表,也可用约0.6mm厚的钢锯条片放在被测线圈的另一个槽口,若有短路,则这片钢锯条就会产生振动,说明这个线圈就是故障线圈。
对于多路并联的绕组,必须将各个并联支路打开,才能采用短路侦察器进行测量。
(7)感应电压法将12~36单相交流电通人U相,测量V、W相的感应电压;
然后通人V相,测量W、U相的感应电压;
再通入W相,测量U、V相的感应电压。
记下测量的数值进行比较,感应电压偏小的一相即有短路。
3.2.3定子绕组短路故障的检修
(1)端部修理法如果短路点在线圈端部,是因接线错误而导致的短路,可拆开接头,重新连接。
当连接线绝缘管破裂时,可将绕组适当加热,撬开引线处,重新套好绝缘套管或用绝缘材料垫好。
当端部短路时,可在两绕组端部交叠处插人绝缘物,将绝缘损坏的导线包上绝缘布。
(2)拆修重嵌法在故障线圈所在槽的槽楔上,刷涂适当溶剂(丙酮40%,甲苯35%,酒精25%),约半小时后,抽出槽楔并逐匝取出导线,用聚氯胶带将绝缘损坏处包扎好,重新嵌回槽中。
如果故障在底层导线中,则必须将妨碍修理操作的邻近上层线圈边的导线取出槽外,待有故障的线匝修理完毕后,再依次嵌回槽中。
(3)局部调换线圈法如果同心绕组的上层线圈损坏,可将绕组适当加热软化,完整地取出损坏的线圈,仿制相同规格的新线圈,嵌到原来的线槽中。
对于同心式绕组的底层线圈和双层叠绕组线圈短路故障,可采用“穿绕法”修理。
穿绕法较为省工省料,还可以避免损坏其他好线圈。
穿绕修理时,先将绕组加热至80?
左右使绝缘软化,然后将短路线圈的槽楔打出,剪断短路线圈两端,将短路线圈的导线一根一根抽出。
接着清理线槽,用一层聚醋薄膜复合青壳纸卷成圆筒,插入槽内形成一个绝缘套。
穿线前,在绝缘套内插入钢丝或竹签(打蜡)后作为假导线,假导线的线径比导线略粗,根数等于线匝数。
导线按短路线圈总长剪断,从中点开始穿线,如图3.7所示。
导线的一端(左端)从下层边穿起,按下1、上2、下3、上4的次序穿绕,另一端(右端)从上层边穿起,按上5、下6、上7、下8的次序穿绕。
穿绕时,抽出一根假导线,随即穿入一根新导线,以免导线或假导线在槽内发生移动。
穿绕完毕,整理好端部,然后进行接线,并检查绝缘和进行必要的试验,经检测确定绝缘良好并经空载试车正常后,才能浸漆、烘干。
11
图3.7穿绕法修理短路绕组
对于单层链式或交叉式绕组,在拆除故障线圈之后,把上面的线圈端部压下来填充空隙,另制一组导线直径和匝数相同的新线圈,从绕组表层嵌入原来的线槽内。
(4)截除故障点法对于匝间短路的一些线圈,在绕组适当加热后,取下短路线圈的槽楔,并截断短路线圈的两边端部,小心地将导线抽出槽外,接好余下线圈的断头,而后再进行绝缘处理。
(5)去除线圈法或跳接法在急需电动机使用,而一时又来不及修复时,可进行跳接处理,即把短路的线圈废弃,跳过不用,用绝缘材料将断头包好。
但这种方法会造成电动机三相电磁不平衡,恶化了电动机性能,应慎用,事后应进行补救。
3.3定子绕组断路故障的检修
当电动机定子绕组中有一相发生断路,电动机星形接法时,通电后发出较强的“嗡嗡”声,启动困难,甚至不能启动,断路相电流为零。
当电动机带一定负载运行时,若突然发生一相断路,电动机可能还会继续运转,但其他两相电流将增大许多,并发出较强的“嗡嗡”声。
对三角形接法的电动机,虽能自行启动,但三相电流极不平衡,其中一相电流比另外两相约大70%,且转速低于额定值。
3.3.1定子绕组断路的原因
(1)绕组端部伸在铁心外面,导线易被碰断,或由于接线头焊接不良,长期运行后脱焊,以致造成绕组断路。
(2)导线质量低劣,导线截面有局部缩小处,原设计或修理时
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 浅谈 三相 异步电动机 维修 毕业论文