三相异步电动机的拆装与维修讲义.ppt
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1、Network Optimization Expert Team项目7三相异步电动机的拆装与维修第一页,共97页。Network Optimization Expert Team1.现场展示实训室各种型号的三相异步电动机,观察铭牌,重点认知三相异步电动机。2.引领学生学习三相异步电动机的基本知识。3.引领学生完成三相异步电动机的拆卸与装配。4.引领学生学会三相异步电动机常见故障的查找与排除。5.学生自主分组训练项目:“小型三相异步电动机的拆卸与安装”、“小型三相异步电动机的故障检查与维修”。6.总结归纳三相异步电动机的结构、原理、拆卸、装配、维修等,每人写出项目报告。一、项目学习目标 项目七
2、三相异步电动机的拆装与维修第二页,共97页。Network Optimization Expert Team三相异步电动机概述1.三相异步电动机用途、特点和分类1)用途和特点异步电动机又称感应电动机,它广泛应用于国民经济各个方面。异步电动机之所以能得到如此广泛的应用,在于它有比其他电机无法比拟的特点。它结构简单、容易制造、价格便宜、效率高和工作可靠。当然,异步电动机也存在不易调速和功率因数低等缺点。但大多数生产机械对转速调速要求不高,有的则无需调节速度,而在调速性能要求比较高的场合,则用直流电动机拖动更为理想。二、项目相关知识 项目七 三相异步电动机的拆装与维修第三页,共97页。Network
3、 Optimization Expert Team2)分类 异步电动机种类很多,按照不同性能和用途,一般有如下几种。 (1)按防护型式分类 开启式:用于实验室等室内场所;防护式:用于较清洁的场所;封闭式:用于灰砂较多的场所;防爆式:用于有爆炸性混合物的场所。 (2)按转子结构分类 笼型异步电动机:单笼型异步电动机,双笼型异步电动机,深槽式异步电动机;绕线式异步电动机。 (3)按定子相数分类 单相异步电动机;两相异步电动机;三相异步电动机。此外,还有按照定子电压高低分为高压和低压电动机,按安装方式分为立式和卧式电动机和按有无换向器式分为有换向器式和无换向器式电动机等。二、项目相关知识项目七 三相
4、异步电动机的拆装与维修第四页,共97页。Network Optimization Expert Team2.笼型电动机结构异步电动机结构主要分为两大部分,即静止的定子和旋转的转子。定子和转子之间有一个很小的气隙。三相笼型异步电动机结构如图7-1所示。 1)定子定子主要包括机座、定子铁心和定子绕组等3个部分。 (1)机座是由铸铁浇注的电机外壳,并有加强散热功能的散热筋片,主要用于固定定子铁心和前后端盖,以支撑旋转的转子轴。 (2)定子铁芯是组成电动机磁路的一部分,为减小涡流和磁滞损失,用0.350.5 mm硅钢片叠压而成,并压装在机座内腔。铁心内圆圆周开有均匀分布的槽,用以安放定子绕组。 (3)
5、定子绕组是由按一定规律嵌入定子槽中、并按一定方式连接起来的三相绕组,每相绕组均有两个引出端,一个为首端,另一个为尾端。6个引出端分别引到电动机机座的接线盒内,以便根据需要连接成Y形或形形式。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第五页,共97页。Network Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修图7-1 三相(sn xin)笼型异步电动机结构图第六页,共97页。Network Optimization Expert Team2)转子转子主要包括转子铁心、转子绕组和转轴等3个部分。(1)转子铁心用0.350.5 mm硅钢片叠压而成。铁心
6、外圆圆周上有均匀分布的槽,用以铸入铝条(笼型)或嵌入三相绕组(绕线式电动机),硅钢片加工叠成后,装在转轴上。(2)转轴由中碳钢制成,上面套有转子冲片,两端装有转承,支撑在端盖上,轴的伸出端有键槽,用固定皮带轮等,以便与被拖动机械连接。三相笼型异步电动机转子结构如图7-2所示。(3)气隙异步电动机转子放在定子内腔,转子轴安放在两边端盖的轴承中,定子内腔和转子外圆之间应有一定的气隙,以便转子旋转。中、小型异步电动机气隙一般为0.21.0 mm之间。这样定子铁心、气隙和转子铁心构成电动机完整磁路。气隙大小会影响电动机运行性能。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第七页,共97页。Net
7、work Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修图7-2 三相(sn xin)笼型异步电动机转子结构图 第八页,共97页。Network Optimization Expert Team3.三相异步电动机的工作原理1)旋转磁场异步电动机是利用旋转磁场和转子感生电流所产生的电磁转矩使电动机工作的。在异步电动机中,转子的转动,是由于旋转磁场的作用导致的,这一旋转磁场源于三相异步电动机定子铁心中的三相对称绕组U1U2、V1V2和W1W2,这三相绕组联成星形,接在三相电源上,绕组中通入三相对称电流,三相对称电流共同产生的合成磁场随着电流的交变而在空间不断地旋
8、转着,这便是旋转磁场。该旋转磁场同磁极在空间转动所产生的作用是一样的,即:旋转磁场也切割转子导体,从而在导体中感应出电动势和电流,转子中电流同旋转磁场相互作用产生力矩使电机转动起来。同时,电动机的转子转动方向和磁场的旋转方向是相同的,如要使电动机反转,则必须改变磁场的旋转方向。另外,如果将同三相电源联接的三根电源线中的任意两根的一端对调位置(例如对调了U和W两相),则电动机三相绕组的相序发生改变,于是旋转磁场将反转,电动机也就跟着改变转动方向反转起来。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第九页,共97页。Network Optimization Expert Team 虽然电动机
9、转子的转动方向与磁场方向相同,但转子的转速n不可能达到与旋转磁场的转速n0(旋转磁场的转速n0常称为同步转速),即nn0 。这是因为如果两者相等,则转子与旋转磁场之间就没有相对运动,因而磁力线就不能切割转子导体,于是转子电动势、转子电流以及转矩也就都不存在。这样转子就不可能继续以n0的转速转动。因此转子的转速与磁场转速之间必须要有差别,这就是异步电动机名称的由来。由于转子的电流是通过电磁感应产生的,所以又叫感应电动机。转子转速与磁场转速n0相差的程度用转差率S来表示,即 二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修00nnnS第十页,共97页。Network Optimization E
10、xpert Team 转差率是异步电动机的一个重要的物理量,转子的转速愈接近磁场转速则转差率愈小。由于三相异步电动机的额定转速与同步转速相近,所以它的转差率很小,通常异步电动机在额定负载时的转差率约为19。当n0时(启动的初始瞬间),S1,此时转差率最大。转差率还可写成n(1S)n02电磁转矩电动机的电磁转矩T简称转矩,是三相交流异步电机很重要的物理量之一,由旋转磁场的每极磁通与转子电流I相互作用产生,与和I都成正比关系。另外,转矩T还与定子每相电压U的平方成比例,所以当电源电压有所变动时,对转矩的影响很大。电动机的转矩: T9550(P2n) Nm(牛顿米);公式中 P2电动机轴上输出的机械
11、功率,单位是kW(千瓦);n转速,单位是r/min(转分);二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第十一页,共97页。Network Optimization Expert Team 电动机在额定负载时的转矩称为额定转矩,根据上述转矩公式和电动机铭牌上标定的额定功率(输出机械功率)及额定转速,便可求得额定转矩。电动机除了有额定转矩概念外,还有最大转矩Tmax和启动转矩Tst的概念。电动机刚启动时的转矩称为启动转矩,启动转矩同电源电压U1的平方成比例,当电源电压U1降压时,启动转矩就会减小。电动机启动时,要求启动转矩大于负载转矩,启动转矩过小时,不能启动或者使启动时间拖得很长。但若启
12、动转矩超过负载转矩太多时,则会使得电动机启动时加速过猛,有可能导致传动机械(例如齿轮)受到过大的冲击而损坏。电动机转矩的最大值叫最大转矩,又称为临界转矩,当负载转矩超过最大转矩时,电动机就带不动了,发生所谓闷车现象。当闷车后,电动机的电流马上升高六、七倍,电动机严重过热,以至于烧坏电动机。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第十二页,共97页。Network Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修图7-3 三相(sn xin)异步电动机的铭牌第十三页,共97页。Network Optimization Expert Team4.三相异步
13、电动机铭牌1)铭牌的意义电动机的铭牌上标示着电动机在正常运行时的额定数据。图7-3所示为三相异步电动机的铭牌格式。(1)型号 表示电动机系列品种、性能、防护结构形式、转子类型等产品代号。(2)额定功率 指电动机在额定运行情况下转轴输出的机械功率,单位为kW。(3)额定电压 指电动机正常工作情况下加在定子绕组上的线电压,单位为V。(4)额定电流 指电动机额定电压下额定输出时定子电路的线电流,单位为A。(5)接法 指电动机定子三相绕组的连接方法,一般有Y形和形两种接法。视电源额定电压情况而定。图7-4所示为三相绕组的Y形和形连接方法。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第十四页,共9
14、7页。Network Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修图7-4 三相(sn xin)绕组接法第十五页,共97页。Network Optimization Expert Team(6)额定频率 指电动机所接电源的频率,我国电网额定频率为50 Hz。(7)额定转速 指电动机在额定电压、额定频率和额定输出功率的情况下转子的转速,单位为r/min。(8)定额 指电动机运行允许工作的持续时间。分为“连续”、“短时”和“断续三种工作制。“连续”表示可以按照铭牌中各项额定值连续运行。“短时”只能按铭牌规定的工作时间作短时运行。“断续”则表示可作重复周期性断续
15、使用。(9)绝缘等级 指电动机所采用的绝缘材料按它的耐热程度规定的等级。常用绝缘材料的级别及其最高允许温度如表7-1所示。 2)国产三相异步电动机的系列型号 国产电动机系列型号由产品名称、规格、品种和形式组成,它们用字母和数字表示。例如:Y112M4型电动机,其中Y代表异步电动机,112代表机座中心高度(单位为mm),M代表机座号(L是长,M是中,S是短),4代表磁极数。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第十六页,共97页。Network Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修级别级别AEBFH最好允许温最好允许温度(度()10512
16、0130155180第十七页,共97页。Network Optimization Expert Team三相异步电动机的拆卸与装配在检查、清洗、加油、拆换轴承和修理电动机绕组时,都需要拆卸和装配电动机。但如果方法不当,不但修不好电动机,反而造成新的故障,达不到检修目的。所以在电动机检修时应先熟悉电动机拆卸与装配技术。异步电动机拆卸前应做好各种准备工作,准备好拆卸前检查和记录工作。熟悉被拆电动机类型及结构特点。并标好线头相序、端盖、轴承盖等处记号,以便修复后的装配。三相笼型异步低电动机拆卸步骤如图7-5所示,拆卸时按图中序号进行。二、项目资信 项目七 三相异步电动机的拆装与维修第十八页,共97页
17、。Network Optimization Expert Team项目七 三相异步电动机的拆装与维修图7-5 小型三相笼型电动机拆卸步骤(bzhu)1拆皮带轮;2拆前轴承外盖;3拆前端盖;4拆风叶罩;5拆风叶;6拆后轴承外盖;7拆后端盖;8抽出转子;9拆前轴承;10拆前轴承内盖子;11拆后轴承;12拆后轴承内盖第十九页,共97页。Network Optimization Expert Team三相异步电动机常见故障分析和排除 电动机的运行不正常就是电动机的运行发生了故障。为了能在电动机发生运行故障时,准确地找出原因及时排除,这里首先对引起电动机发生运行故障的各种原因加以分析,然后在此基础上,分
18、析判断电动机各种常见运行故障的可能原因及排除方法,最后对引起电动机运行故障原因之一的电动机本身的电气故障的检修进行简单的介绍。1.电动机运行故障原因 正常运行的电动机,其电压、电流、温升和转速都应保持在额定范围内。运行时不应有剧烈的振动和异常的响声等。如果电动机运行不正常,则必然会发生异常现象,如电流过大,温升过高或发生振动,甚至冒烟有异味等。造成电动机运行不正常的原因,有电源方面和负载方面的,也有因使用环境不良、安装不当、维护不周造成的,另外电动机本身发生故障时,也会使电动机发生运行故障。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第二十页,共97页。Network Optimizat
19、ion Expert Team1)电源方面的原因 (1)电源电压过高或过低。电源电压过低:由于电动机的电磁转矩与电压的平方成正比,所以当电源电压过低时,电动机的电磁转矩将显著减小。如果此时满载起动就很困难,当起动转矩小于负载转矩时,电动机不能起动,且由于定子电流非常大(相当于额定电流的47倍),造成一旦合闸,熔体马上熔断。如果能起动,但转速上升很慢,起动时间过长,且达不到额定转速,导致电动机电流大、温升高,甚至冒烟烧毁。 如果在运行中发生电源电压降低,在负载不变的情况下,电动机将过载运行,转速下降,电流增大,绕组过热。如果电源电压降得太多,则会因电动机的最大电磁转矩小于负载转矩而停车,如不及时
20、发现并切断电源,电机将很快被烧毁。 电源电压过高:电源电压过高会提高电动机磁路的饱和程度,导致铁损增大;同时电流增大导致铜损增大。由于损耗的增大,使电动机过热不能正常工作。与电压过低的情况不同的是即使在空载或轻载情况下,电动机也要发热。电源电压过低、过高,电动机必须停止工作。待电源电压恢复后再工作。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第二十一页,共97页。Network Optimization Expert Team (2)电源电压不平衡。如果线路上有短路、接地、接触不良或变压器出现故障时都会导致电动机电源电压的不平衡。不平衡的电压加在电动机上,会产生三相电流的不对称,破坏了旋
21、转磁场的对称性,使电机发出低沉的嗡嗡声,机身也因此而振动,且因电流不平衡,造成电动机过热。(3)电源断线。电源断线包括电源导线断路、熔体熔断、接头或开关接触不良等,造成的最大危害是单相运行。在电动机运行过程中,如果电源一相断路,这时电动机作为单相电机继续运行,但合成转矩减小,如果负载不变,则电动机转速下降,电流增大,绕组过热,甚至烧毁电动机。如果在起动前电源一相断路,电动机不能起动,转子左右摇摆,且发出“嗡嗡”声。如起动前电源线断二相至三相、则电动机不能起动且没有任何声响;运转中电源线断二相至三相,电动机停车,不会损坏电动机。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第二十二页,共97
22、页。Network Optimization Expert Team2)负载方面的原因由于电动机功率选择不当、电动机负载超过额定值、被拖动的机械有故障、转动不灵活、皮带过紧、拉力过大等,都会造成电动机过载。这对电动机工作影响极大。电动机过载运行,转速下降、电流增大、绕组温度随之升高。严重过载,使电动机停转,电流剧增,会烧毁电动机。因此必须经常监视电动机的电流,防止过载。如果在起动时,发生过载,会使电动机不能起动,合闸后,熔体爆断。3)工作环境的影响 电动机工作环境温度过高,潮湿或者空气温度大,含有腐蚀性气体等,都会给电动机的正常运行带来不良后果。电动机在温度很高的环境中长期使用,由于绕组的实际
23、温度升高,散热能力下降,运行中即使电流未超过额定值,也会引起过热。电动机在非常潮湿的环境中运行,绝缘容易受潮,绝缘强度大大减低,易于击穿,造成绕组接地或短路故障。如果空气中有腐蚀性气体,绝缘材料、电动机外壳、导线接头等都易被腐蚀损坏。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第二十三页,共97页。Network Optimization Expert Team4)安装情况的影响 电动机的基础不稳固,运行时会发生振动和噪声,而且容易损坏机件和轴承。电动机的传动皮带安装过紧或电动机与被拖动的机械之间没有校正好,都会造成电动机过载。造成轴承发热或引起机组的振动。5)电动机本身故障的影响 (1
24、)机械故障。电动机机械方面的故障最常见的是轴承损坏和定转子相擦。 轴承在正常情况下,经过一定时期运转以后,逐渐磨损,最终不能使用,这是一种正常现象。但往往由于电动机的基础不稳固、机械传动装置不稳妥、过分的振动、污秽杂质的侵入、润滑油过多或过少,以及安装拆卸轴承的方法不合理等原因导致轴承很快损坏。轴承损坏的明显标志是:轴承及轴承盖部位过热,电动机的振动加剧,并且发出不正常的响声。加大了电动机的负载转矩,造成电动机过热,而且往往导致定转子相擦。二、项目相关知识项目七 三相异步电动机的拆装与维修第二十四页,共97页。Network Optimization Expert Team 定转子相擦的原因除
25、了轴承损坏引起的之外,转轴弯曲、铁心变形、机座和端盖裂纹、端盖止口未合严、电机内部过脏等都会造成定转子相擦。定转子相擦会使电动机发生强烈的响声和振动,使相擦的表面产生高温,严重时还会冒烟产生火花,槽表面的绝缘材料在高温下变得焦脆,甚至烧毁线圈。 (2)电气故障。定子绕组是电动机最易发生故障的部件。最常见的故障有:接地、断路和接错。 接地。电动机定子绕组,正常时它与机壳,铁心之间是绝缘的,低压电动机绝缘电阻值应在0.5 M以上。当绕组的绝缘陈旧老化、脱落或绕组受潮时,绕组中的导体就会与铁心、机壳相碰。由于电动机外壳是接地的,就造成了绕组接地故障。绕组接地后,会使机壳带电,容易造成人身触电事故。另
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