郑州YE2-315S-2 110KW电动机免费咨询_【河南巩义市金港电机有限公司】

2024-09-20 02:38:18 买帖 | 投诉/举报

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三相异步电动机结构原理图解-电工入门必读

三相异步电动机是电工常接触的设备，本文以图文并茂形式介绍三相异步电动机原理和三相异步电动机结构，本文是电工入门的必读干货文章。
三相异步电动机工作原理
长期实践和理论证明，如果在转子的圆周空间放置互差120°的3组绕组，然后将三组绕组按星形或三角形接法接好(图2是按星形接法接好的3组绕组)，将3绕组与三相交流电压接好，有三相交流电流流进3组绕组，这3组绕组会产生类似磁铁产生的旋转磁场，处于此旋转磁场中的转子上各闭合导体有感应电流产生，磁场对有电流流过的导体产生作用力，推动各导体按一定的方向运动，转子也就运转起来。

图1 三相电动机互差120的3组绕组

图2 3组绕组与三相电源进行星形连接
图1实际上是三相异步电动机的结构示意图。绕组绕在铁芯支架上，由于绕组和铁芯都固定不动，因此称为定子，定子中间是笼型的转子。转子的运转可以看成是绕组产生的旋转磁场推动的，旋转磁场有一定的转速。旋转磁场的转速n(又称同步转速)、三相交流电的频率f和磁极对数p(一对磁极有两个相异的磁极)有以下关系：n=60f/p。
例如一台三相异步电动机定子绕组的交流电压频率f=50Hz，定子绕组的磁极对数p=3，那么旋转磁场的转速n=60×50÷3=1000r/min。
电动机在运转时，其转子的转向与旋转磁场方向是相同的，转子是由旋转磁场作用而转动的，转子的转速要小于旋转磁场的转速，并且要滞后于旋转磁场的转速，也就是说转子与旋转磁场的转速是不同步的。这种转子转速与旋转磁场转速不同步的电动机称为异步电动机。
三相异步电动机外形与结构
图3列出了两种三相异步电动机的实物外形。

图3 三相异步电机实物
三相异步电动机的结构如图4所示，从图中可以看出，它主要由外壳、定子、转子等部分组成。

图4 相异步电动机的结构
三相异步电动机各部分说明：
①外壳
三相异步电动机的外壳主要由机座、轴承盖、端盖、接线盒、风扇和罩壳等组成。
②定子
定子有定子铁芯和定子绕组组成。
a、定子铁芯。定子铁芯通常由很多圆环状的硅钢片叠合在一起组成，这些硅钢片中间开有很多小槽用于嵌入定子绕组(也称定子线圈)，硅钢片上涂有绝缘层，使叠片之间绝缘。
b、定子绕组。它通常由涂有绝缘漆的铜线绕制而成，再将绕制好的铜线按一定的规律嵌入定子铁芯的小槽内，具体见图4放大部分。绕组嵌入小槽后，按一定的方法将槽内的绕组连接起来，接到接线盒的U1、U2、V1、V2、W1、W2接线柱上。接线盒如图5所示，接线盒各接线柱与电动机内部绕组的连接关系如图6所示。

图5 三相异步电动机接线盒

图6 接线盒接线组与电动机内部绕组的连接
③转子
转子是电动机的运转部分，它由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。
a、转子铁芯。如图7所示，转子铁芯是由很多外圆开有小槽的硅钢片叠在一起构成的，小槽用来放置转子绕组。

图7 由硅钢片叠成的转子铁芯
b、转子绕组。转子绕组嵌在转子铁芯的小槽中，转子绕组可分为笼式转子绕组和线绕式转子绕组。
笼式转子绕组是在转子铁芯小槽中放入金属导条，再在铁芯两端用导环将各导条连接起来，这样任意一根导条与它对应的导条通过两端导环就构成一个闭合的绕组，由于这种绕组形似笼子，因此称为笼式转子绕组。笼式转子绕组有铜条转子绕组和铸铝转子绕组两种，图8所示。铜条转子绕组是在转子铁芯的小槽内放入铜导条，然后在两端用金属端环将它们焊接起来；而铸铝转子绕组则是用浇铸的方法在铁芯上浇铸处铝导条、端环和风叶。

图8 铜条转子绕组和铸铝转子绕组
线绕式转子绕组的结构如图9所示。它是在转子铁芯中按一定的规律嵌入用绝缘导线绕制好的绕组，然后将绕组按三角形或星形接法接好，大多数按星形方式接线(图11)。绕组接好后引出3根相线，通过转轴内孔接到转轴的3个铜制集电环(又称滑环)上，集电环随转轴仪器运转，集电环与固定不动的电刷摩擦接触，而电刷通过导线与变阻器连接，这样转子绕组产生的电流通过集电环、电刷、变阻器构成回路。调节变阻器可以改变转子绕组回路的电阻，以此来改变绕组的电流，从而调节转子的转速。

图9 线绕式转子绕组
c、转轴。转轴嵌套在转子铁芯的中间。当定子绕组通三相交流电后会产生旋转磁场，转子绕组受旋转磁场作用而旋转，它通过转子铁芯带动转轴转动，将动力从转轴传递出来。

电动机绝缘烧毁故障原因

1、缺相运行
造成缺相运行的原因很多，如电缆与引出线连接不好烧断一相、电源熔丝熔断一相、电缆接线鼻强度不够断裂一相等，缺相运行电流为额定电流1.4倍，如果保护不动作，电动机绕组会因过热烧毁，由于缺相运行而烧毁的电动机绕组，其损坏特征明显，卸开电机端盖，看到绕组端部的1/3或2/3的极相绕组烧黑或变为深棕色，而其余的两相绕组完好无损或稍微烤焦。则说明是缺相运行造成的。
2、匝间短路
电动机在下线过程中造成绝缘损坏或电磁线的质量有问题，因匝间短路而烧坏的电机绕组，其特征也较明显，在线圈的端部，可以清楚地看到有几匝或一圈或一极相组烧焦，这部分电磁线往往被烧成裸铜线，而短路部分以外的本相或其他二相线圈都比较完好或稍微烧焦。
3、相间短路
相间短路都发生在绕组端部，绕组端部相间绝缘垫片强度低或损坏，在电机受热或受潮的情况下，这些薄弱处绝缘下降，最后击穿形成相间短路。也有过桥线连接套管处理不妥或发热烧损，过桥线连接处相碰造成相间短路。

三相异步电动机的检修项目

1、标准项目 ①定子部分：清扫吹灰;检查线圈及垫块、绑线、绑环引出线;检查槽楔、铁芯、通风孔、压指、压铁、工字铁(间隔块);检查测温装置;检查机壳、焊接处情况等;电气标准试验。 ②转子部分：清扫吹灰;检查铁芯、通风孔;检查绑线线圈、槽楔、鼠笼、铸铝情况;检查轴颈、滑环、引出线、刷握、电刷;检查风扇、平衡块;电气标准试验。 ③轴承部分：检查清洗轴承;检查内外轴承小盖及轴承盒;轴瓦检查。 ④冷却系统：检查进出风道及冷却器;检查测温装置;检修冷却器及试水压。 ⑤对轮部分：检查对轮。 2、非标准项目 ①定子部分：更换槽楔;更换少量垫块绑线;线圈喷绝缘防护漆。 ②转子部分：更换电刷、刷握;铜条补焊;更换风扇。 ③轴承部分：更换轴承;更换轴承盒;研磨轴瓦。 3、特殊项目 ①定子部分：局部或全部更换线圈;局部或全部更换垫块绑线;更换绑环;局部或全部更换槽楔;铁芯发热试验;空载、满载铁损试验。 ②转子部分：更换绑线、线圈;局部或全部补焊铜条;全部更换鼠笼;车旋滑环;轴颈加工;更换转子轴;做动静平衡。 ③冷却系统：制作风罩;冷却器清洗、拆装、试压。 ④对轮：更换对轮;配制销键。 ⑤其他：重大改进项目;消除重大缺陷。 4、小修标准项目小修标准项目包括：吹灰清扫;检查轴承及油质;检查机内的可见部分;检查滑环电刷引线、接线柱、接地线、测温计等;测绝缘电阻;消除运行中一般缺陷，必要时解体。

三相异步电动机故障检查与分析步骤

根据对三相异步电动机的故障进行检查与分析时，应按下述4个步骤进行：

①了解情况

向操作人员询问发生故障前的运行情况、故障发生的经过及故障发生的现象等，了解三相异步电动机的种类、规格与设备的运行特点以及维修情况等。

②现场检查

观察事故现场，检查三相异步电机有无明显损伤，是否过热，转子转动是否灵活以及有无异常声响等。

③检查绝缘

用兆欧表测量绕组的绝缘电阻、绕组对地绝缘电阻，检查有无相间短路或者接地。

④试车

若经过上述3个步骤的检查未发现明细问题，可让电动机空载运行，通过听声音、闻气味及测试电压、电流与转速等，对故障作进一步分析和判断呢。先确定故障时出现在机械方面还是电磁方面，使故障范围缩小，之后再分析、检查故障可能发生的部位，将故障尽早排除。

试车时，为防止故障扩大或者出现意外事故，必须集中注意力，一旦出现异常情况应立即切断电源停车。

鼠笼型电动机的断相保护

电动机的断相分为两类，一是电动机外部的电源线断线;二是电动机内部定子绕组的断线，而电动机内部接线又分为星形联结和三角形连接两种。因此提到断相必须分清是那一种性质，另外，所谓断相保护，是指正在运行中的电动机。

1.被保护的电动机的定子绕组是星形联结，断相运行时，一般说未断的两相电流会增大。由于电压的不平衡，至少有一相电流增大。因是星形联结，线电流等于相电流，所以对于星形联结的电动机，选用一般的三极热继电器或三极保护电动机型的断路器，是能够起到有效保护的。

2.被保护的电动机的定子绕组是三角形联结，当电动机发生断相时会有两种情况产生：

a.电动机外部的电源线断线(如熔断器——相熔断)，I2ph=2Iph，I2=I3=I1ph+I2ph=1.5I2ph此时线电流与相电流之间已不是的关系，线电流已经不能正确反映相电流的大小，即不能有效地反映电动机绕组是否已处于过载状态。当电动机在额定负载下断相运行时，I1ph=I3ph=0.58In(In为电动机的额定电流)，I2ph=2Iph=1.16In，I2=I3=1.5I2ph=1.5×1.6In=1.73In。此时如果选用一般的三极热继电器(或断路器)，勉强可以起保护作用但是当负载在额定负载的65%下断线运行时会动作，时间长了可能烧毁电动机。为解决保护问题，应采用带断相保护的热继电器，如JR20、T系列、3UA系列等。

b.电动机的定子绕组为三角形联结，绕组断了一相，此时就出现：I2=I3=IphI1=Iph

可以看到，有一相线电流与未断线前是一样的，因此，可以选用一般的三极热继电器来保护。