维修电工中级-第三章.ppt

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1、国家职业资格培训教材国家职业资格培训教材编审委员会 编王兆晶 主编依据依据劳动和社会保障部劳动和社会保障部 制定的制定的国家职业标准国家职业标准要求编写要求编写 掌握三相异步电动机的维修技术；熟悉直流电动机的使用与维护技术；了解测速发电机的使用与维护技术；掌握伺服电动机的使用与维护技术；掌握步进电动机的使用与维护技术；掌握交磁电机扩大机的使用与维护技术。第三章 电动机和特种电机的使用与维护目目 录录第一节 三相异步电动机一、三相异步电动机的基本结构和工作原理二、三相异步电动机的使用与维护三、三相异步电动机定子绕组的重绕第二节 直流电动机一、直流电动机的基本结构与工作原理二、直流电动机的使用与维

2、护第三节 测速发电机一、测速发电机的基本结构与工作原理二、测速发电机的使用与维护第四节 伺服电动机一、伺服电动机的基本结构与工作原理二、伺服电动机的使用与维护第五节 步进电动机一、步进电动机的基本结构及工作原理二、步进电动机的使用与维护第三章 电动机和特种电机的使用与维护第六节 交磁电机扩大机一、交磁电机扩大机的基本结构与工作原理二、交磁电机扩大机自动调速系统的种类三、交磁电机扩大机调速系统的稳定环节四、交磁电机扩大机的使用与维护五、交磁电机扩大机常见故障的修理第七节 电动机故障的检修技能训练实例训练1三相异步电动机定子绕组接地故障的检修训练2直流电动机电枢绕组故障的检修训练3测速发电机励磁绕

3、组线引起控制轴振动的故障处理训练4一种FANUC AC伺服电动机故障的维修 训练5步进电动机运行中失步故障的处理复习思考题目目 录录第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.三相异步电动机的基本结构三相异步电动机的基本结构（1）定子图3-1 三相笼型异步电动机的结构（2）转子1）笼型转子2）绕线转子图3-2 三相绕线转子异步电动机的转子结构2.2.三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.定子绕组的展开图定子绕组的展开图（1）定子绕组参数1）极距2）绕组的节距（跨度）3）每极每相的槽数4）槽距角5）极相组6）绕组的接线电动机的极相组数=极数相

4、数第三章 电动机和特种电机的使用与维护（2）三相绕组的分类1）单层链式绕组 例1 有一台极数2p=4、槽数Z =24 三相单层链式绕组的电机，说明原理及绘出展开图。图3-3 三相单层链式绕组展开图 例2 一台Z=36、2p=4交流电动机，绘制出展开图。2）单层交叉式绕组图3-4 三相单层交叉式绕组展开图第三章 电动机和特种电机的使用与维护3）单层同心式绕组4）三相双层叠绕组 例3 绘制Z=24、p=1的三相交流电动机展开图。图3-5 三相单层同心式绕组展开图图3-6 三相双层叠绕组展开图 例4 绘制2p=4、Z=36、y=8三相交流电动机的展开图。第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-7

5、三相4极圆形接线图U相的画法2.2.绕组圆形接线参考图绕组圆形接线参考图3.3.三相异步电动机绕组的故障分析及检查三相异步电动机绕组的故障分析及检查（1）绕组接地1）故障原因2）故障检查图3-8 用拖灯检查绕组碰壳图3-9 拆开星点图3-10 拆开各相接头第三章 电动机和特种电机的使用与维护（2）断路检查（3）短路检查图3-11 短路侦察器检查断路故障（4）反接检查1）线圈的反接检查2）电动机的首尾端接错图3-12 极相组接线正确时指南针的指向图3-13 测量三相绕组首尾端的直流法第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.查明损坏原因，记录原始数据查明损坏原因，记录原始数据（1）铁心长度及槽

6、形尺寸（2）绕组数据2.2.绕组的拆除绕组的拆除 1）电流加热法 2）用烘箱、煤球炉、煤气、乙炔、喷灯等加热 3）溶剂溶解法 4）冷拆法3.3.准备绝缘材料准备绝缘材料1）按材料的形态分2）按材料的化学成分分3）按材料的耐热高低分第三章 电动机和特种电机的使用与维护4.4.绕制线圈绕制线圈（1）绕制线圈的导电材料（2）绕线模的简易计算与制作1）双层迭绕式绕组线模的计算图3-14 绕组线模尺寸 a）双层迭绕式绕组b）单层同心式或链式绕组 线模宽度 线模直线部分长度端部长度第三章 电动机和特种电机的使用与维护2）单层同心式或链式绕组线模的计算线模宽度线模直线部分长度端部圆弧半径 例5 某异步电动机

7、定子铁心内径110mm，铁心长105mm，定子槽数36槽，槽深19.6mm，采取单层交叉式绕组，线圈组中有两个线圈的节距19，一个线圈的节距是18，试决定线模尺寸。 第三章 电动机和特种电机的使用与维护3）活络绕线模制作方法图3-15 活络绕线模总装图（3）线圈的绕制1）导线必须排列整齐2）线圈匝数必须准确3）导线直径必须符合要求4）绕线时，必须保护导线的绝缘不受损坏。第三章 电动机和特种电机的使用与维护5.5.嵌线与接线嵌线与接线（1）嵌入第一节距线圈的下层边图3-18 嵌线方法a)捏扁线圈边 b）将线圈拉入槽内 c）吊起线圈另一条边第三章 电动机和特种电机的使用与维护（2）嵌入上层边图3-

8、19槽绝缘、层间绝缘及槽楔的构成（3）嵌入最后一个节距线圈图3-20 把绕组端部敲成喇叭口（6）嵌线质量检查外表检查直流电阻测定耐压试验（5）端部接线（4）端部整形及绑扎第三章 电动机和特种电机的使用与维护6.6.浸漆与烘干浸漆与烘干（1）浸漆与烘干的步骤1）预烘2）浸漆3）烘干（2）烘干方法1）循环热风干燥室2）灯泡干燥法3）煤炉（或电炉）干燥法4）电流干燥法图3-21 烘干方法a) 循环热风干操 b) 用煤炉干燥图3-22 电流干燥法a)各相绕组串联加热 b）、c）按先后顺序加热第三章 电动机和特种电机的使用与维护7.7.三相异步电动机性能测试三相异步电动机性能测试（1）绕组冷态直流电阻的

9、测定1）测试目的2）测试方法（2）绝缘电阻试验1）测试目的2）测试方法3）注意事项 应选用与被测电动机电压相应的等级 应使绝缘电阻表达到规定的转速 120r/min 判断是否受潮，还要作出绝缘吸收试验。第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-23 绝缘耐压试验电路（3）绝缘耐压试验1）测试目的2）测试方法 绕组对地和绕组间的耐压试验 匝间耐压试验3）注意事项 进行耐压试验时，必须注意安全。 在试验一相绕组时，其他绕组在电气上都应与接地机壳连接。 试验开始时的电压，应不超过试验电压 1/3。 试验电压由半值升高到全值的时间，不应小于10s。第三章 电动机和特种电机的使用与维护（4）空载试验1）

10、试验目的2）空载试验方法3）注意事项图3-24 空载试验接线图 在电动机起动时，应将电流表、功率表短接。 在试验绕线转子异步电动机时，应将起动变阻器全部短接。 对于多速电动机，其空载试验应在各个额定转速下进行。 监测三相交流电压是否平衡。第三章 电动机和特种电机的使用与维护（5）超速试验1）测试目的2）测试方法 各类型电机应能承受标准规定的转速。 超速试验前，应仔细检查电机的装配质量。（6）升温试验1）测试目的2）测试方法 温度计法 电阻法第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.基本结构基本结构图3-25 小型直流电动机结构1）定子2）转子图3-26 小型直流电动机的剖面图第三章 电动机和

11、特种电机的使用与维护2.2.工作原理工作原理3.3.电枢绕组的主要参数电枢绕组的主要参数1）绕组原件（图3-27）2）实槽与虚槽（图3-28）3）极距4）绕组的第一节距y15）绕组的第二节距y26）合成节距y7）换向节距yk图3-27 绕组原件图3-28 虚槽结构示意图图3-29 绕组节距示意图a）单叠绕组 b）单波绕组单叠绕组： y=y1-y2单波绕组： y=y1+y2第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-30 单叠绕组展开图4.4.单叠绕组的展开图单叠绕组的展开图（1）特点（2）计算节距（3）绘制单叠绕组的展开图 1）画16根等长的等距的平行实线和虚线 2）1号元件的绘制 3）将1号元

12、件首端连在1号换向片上 4）依次画出216号元件 5）画磁极（图3-30） 6）画电刷及并联支路数（图3-31）图3-31 单叠绕组并联之路第三章 电动机和特种电机的使用与维护5.5.绘制单波绕组展开图绘制单波绕组展开图 例6 一台直流电机，Z=S=K=15，2p=4，u=1接成单波绕组，其特点是y=yK= ，负号为左行绕组。 解 具体绘制步骤如下：K+1 p（1）计算节距（2）绘制展开图1）绘出元件的连接顺序第三章 电动机和特种电机的使用与维护3）电刷的位置和并联支路数2）绘制展开图图3-32 单波绕组展开图a）展开图 b）元件连接顺序图3-33 单波绕组并联支路第三章 电动机和特种电机的使

13、用与维护6.6.直流电动机的励磁方式直流电动机的励磁方式图3-34直流电动机各种励磁方式接线图a)他励电动机 b)并励电动机 c)积复励电动机 d)差励电动机 e)串励电动机（1）他励直流电动机（2）并励直流电动机（3）串励直流电动机（4）积复励直流电动机（5）差复励直流电动机第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.电枢绕组的故障与修理电枢绕组的故障与修理（1）电枢绕组的短路与断路故障1）故障检查2）故障处理（2）电枢绕组接地1）故障拖灯检查法2）故障处理图3-35 检查电枢绕组的短路与断路故障图3-36 用拖灯检查电枢绕组的接地点第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-39 云母沟的正

14、确刻法图3-37 换向器的结构a） 换向片 b）换向器2.2.直流电机换向器的修理直流电机换向器的修理（1）换向器的作用（2）直流电机换向器故障与修理1）换向片短路2）电刷位置偏离中性线的处理3）换向器表面处理图3-38 电刷中性线的确定第三章 电动机和特种电机的使用与维护3.3.直流电机性能的试验直流电机性能的试验（1）电机绕组的极性检查试验1）检查试验的目的2）检查的方法 检查主磁极与换向极绕组连接的正确性 检查换向极绕组和补偿绕组对电枢绕组之间连接的正确性图3-40 换向极和补偿绕组对电枢极性的检查接线a）换向极对电枢 b）补偿极对电枢第三章 电动机和特种电机的使用与维护（2）电刷中性线

15、位置的确定1）确定的目的2）常用方法 感应法 电动机正反转法（3）绕组直流电阻的测定1）测定的目的2）测定方法（4）空载试验1）试验的目的2）试验方法（5）负载试验1）试验的目的2）试验方法图3-41 直流电动机负载实验（6）短时过载试验1）试验的目的2）试验方法第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-45 空心杯形转子异步测速发电机的工作原理1.1.直流测速发电机直流测速发电机（1）基本结构（2）工作原理图3-42直流测速发电机工作原理If 励磁电流 n 转速Ia 电枢电流RL 负载电阻2.2.交流测速发电机交流测速发电机（1）异步测速发电机的基本结构（2）异步测速发电机的工作原理图3-4

16、4 非磁性空心杯形转子交流测速发电机的结构1空心杯形转子 2外定子 3内定子 4机壳 5端盖第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.直流测速发电机直流测速发电机 1）转速不应超过最大工作转速；负载电阻不应小于规定的负载最小电阻。 2）在励磁回路中，串联一个比励磁绕组的电阻值大几倍的温度系数小的电阻。 3）直流测速发电机的接线。图3-46 引出线端标记的检查第三章 电动机和特种电机的使用与维护2.2.交流异步测速发电机交流异步测速发电机1）交流异步测速发电机对精度的要求2）负载阻抗的要求3）电源电压和频率的波动的影响4）采用补偿网络或温度控制措施5）移相6）工作转速限制图3-47 温度补偿图

17、3-48 输出回路中移相第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.直流伺服电动机直流伺服电动机（1）基本结构（2）工作原理图3-49 电磁式直流伺服电动机的接线1）电枢控制2）磁场控制（3）控制特性1）机械特性2）调节特性图3-50 直流伺服电动机的特性a）机械特性 b）调节特性第三章 电动机和特种电机的使用与维护2.2.交流伺服电动机交流伺服电动机（1）基本结构（2）工作原理图3-51 交流伺服电动机的原理接线图3-52 交流伺服电动机自转现象的避免（3）交流伺服电动机的控制方式1）幅值控制2）相位控制3）幅值相位控制图3-53 幅值相位控制接线第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.

18、直流伺服电动机直流伺服电动机1）电磁式电枢控制的直流伺服电动机的使用2）可控硅整流电源的使用3）自动控制中的直流伺服电动机的使用4）直流伺服电动机的控制方式的选择5）对直流伺服电动机的机械特性的要求6）直流伺服电动机在低速运行的要求第三章 电动机和特种电机的使用与维护2.2.交流伺服电动机交流伺服电动机1）交流伺服电动机磁极2）输入阻抗Z 的变化3）电源频率和电压波动的影响4）放大器内阻抗的影响5）交流伺服电动机的接线图3-55 ADP型交流伺服电动机接线图3-54 SL系列交流伺服电动机接线a) 串联接法 b) 并联接法第三章 电动机和特种电机的使用与维护6）控制绕组与放大器连接图3-56

19、控制绕组与放大器连接a)采用输出变压器放大 b）采用晶体管放大第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.基本结构和分类基本结构和分类图3-57 三相反应步进电动机的基本结构2.2.步进电动机的工作原理步进电动机的工作原理 A相通电时，A相磁极的小齿与转子小齿一一对齐，B相磁极的小齿与转子小齿相互错开1/3齿。 B相通电，A相断电时，则转子沿ABC旋转方向转过1/3齿距。 C相通电时，转子在原来的旋转方向上，再转过1/3齿距。第三章 电动机和特种电机的使用与维护1）电动机步距角的选择2）传动比的传动效应3）驱动电源供电的考虑的选择图3-58 步进电动机驱动电源系统框图4）对起动和停止的频率的要

20、求第三章 电动机和特种电机的使用与维护1.1.基本结构基本结构2.2.工作原理工作原理图3-59 定子冲片形状及各绕组嵌方位置图3-60 交磁电机扩大机的工作原理第三章 电动机和特种电机的使用与维护（1）具有转速负反馈的交磁电机扩大机自动调速系统图3-61 具有转速负反馈自动调速系统的电路负载TnUTGU(U =UCUTG)ICUAUGn（2）具有电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统第三章 电动机和特种电机的使用与维护（3）具有电流截止负反馈的自动调速系统图3-62 具有电流截止负反馈的自动调速系统电路第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-63 阻容稳定环节电路图（1）稳定环节在主流调速系

21、统中的作用（2）阻容稳定环节（3）稳定变压器稳定环节（4）桥形稳定环节图3-64 稳定变压器稳定环节电路图图3-65 桥形稳定环节电路图第三章 电动机和特种电机的使用与维护1）正确确定电刷的位置2）适当施加交流去磁绕组电压3）应避免短路、自激、过分强励磁及长期单一方向使用交磁电机扩大机常见故障及处理方法第三章 电动机和特种电机的使用与维护训练1 三相异步电动机定子绕组接地故障的检修1.1.工具、仪表、工具、仪表、 器材器材 故障电机 1 台、绝缘电阻表、MF47型万用表、电工工具、绝缘材料等。2.2.训练步骤训练步骤 1）拆开绕组连接片。 2）取出端盖及转子。 3）测量各相绕组与机壳之间的绝缘

22、电阻。 4）将定子绕组加热。 5）用万用表测量并找出接地部分。 6）通过测量查找出接地点。 第三章 电动机和特种电机的使用与维护3.3.注意事项注意事项4.4.评分标准评分标准1）合格后即可恢复接线及打上槽楔。2）不能使齿片损坏绝缘。3）要仔细操作和观察。 7）在接地处撬动线圈，垫上绝缘材料，并涂上少量绝缘漆。 8）绝缘电阻合格，即可恢复接线及打上槽楔。 9）对定子绕组进行浸漆、烘干处理。第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-67 检查电枢绕组接地方法a)校验灯法 b)毫伏表法训练2 直流电动机电枢绕组故障的检修1.1.设备、仪表、工具设备、仪表、工具2.2.训练步骤训练步骤 直流电动机、

23、万用表、直流毫伏表、 6V直流电源、6V低压校验灯、大功率电烙铁及焊锡、电工工具等。（1）电枢绕组接地故障的检查（2）电枢绕组短路故障的检查（3）电枢绕组断路故障的检查图3-68 用毫伏表检查电枢绕组短路3.3.注意事项注意事项1）毫伏表要选择合适的量程2）注意防止直流电源直接短路4.4.评分标准评分标准第三章 电动机和特种电机的使用与维护训练3 测速发电机励磁绕组线引起控制轴振动的故障处理1.1.设备、仪表、工具设备、仪表、工具 测速发电机、轴承拉具、活扳手、锤子、铜棒、常用电工工具、万用表、绝缘电阻表、指南针等。2.2.训练步骤训练步骤3.3.评分标准评分标准（1）故障现象（2）故障分析

24、机器人在第七轴运行时遇到障碍 驱动电机超载，电磁刹车没有松开 驱动电机通过电流，但不能正确换向（3）故障解决 检查各连接电缆的连线及接头和驱动板是否正常 检查强电电路 驱动电机没有通过电流。第三章 电动机和特种电机的使用与维护训练4 一种FANUC AC伺服电动机故障的维修1.1.设备、仪表、工具设备、仪表、工具 伺服电动机、轴承拉具、活扳手、锤子、铜棒、常用电工工具、万用表、绝缘电阻表、指南针等。2.2.训练步骤训练步骤（1）故障现象 机床开机时全部动作正常，伺服进给系统高速运转平稳、低速无爬行，加工的零件精度全部达到要求。当机床正常工作57h后，Z轴出现剧烈振荡，CNC报警，机床无法正常工

25、作。（2）故障分析 松开Z轴伺服电动机和滚珠丝杠之间的机械连接 将CNC的X轴和Z轴的速度给定和位置反馈互换第三章 电动机和特种电机的使用与维护图3-69 伺服电动机结构示意图1电枢线插座 2连接轴 3转子 4外壳 5绕组6后盖连接螺钉 7安装座 8安装座连接螺钉 9编码器固定螺钉 10编码器连接螺钉 11后盖 12橡胶盖 13编码器轴 14编码器电缆 15编码器插座（3）伺服电动机检查与维修1）松开后盖连接螺钉，取下后盖。2）取出橡胶。3）取出编码器连接螺钉。4）松开编码器。5）松开安装座的连接螺钉，取下安装座。3.3.评分标准评分标准第三章 电动机和特种电机的使用与维护训练5步 进电动机运

26、行中失步故障的处理1.1.设备、仪表、工具设备、仪表、工具步进电动机、轴承拉具、活扳手、锤子、铜棒、常用电工工具、万用表、绝缘电阻表、指南针等。2.2.训练步骤训练步骤（1）故障现象 运行中失步（2）故障原因分析与排除1）改变负载运行2）双电源供电改为单电源3）定子控制绕组有一相反接3.3.评分标准评分标准第三章 电动机和特种电机的使用与维护 1.重绕三相异步电动机的定子绕组有哪些步骤？ 2.直流电动机的换向器出现灼伤现象后应如何修理？ 3.直流电机的性能试验有哪些项目？ 4.交、直流伺服电动机的控制方式有哪些？ 5.什么是交流伺服电动机的自转现象？应如何防止自转现象？ 6.什么是异步电动机的转差率？如何根据转差率来判断异步 电动机的运行状态？ 7. 交磁电机扩大机的绕组由哪几部分组成？各有何作用？ 8.在交磁电机扩大机自动调速系统中，电压负反馈的主要作用是什么？它是怎样稳定转速的？ 9.直流电动机采用能耗制动进行停车时，为什么要在电枢回路中串入制动电阻？