三相异步电动机常见故障与维修

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1、三相异步电动机常见故障与维修毕业设计(论文)标 题: 三相异步电动机常见故障与维修 学生姓名: 唐义鹏 系 部: 机电工程系专 业: 机电一体化班 级: 三一班 指导教师: 张文彬株洲职业技术学院教务处制目录摘要 1引言 21 三相异步电动机的结构.21.1 定子部分.31.2 转子部分.41.3 其它部分.52 三相异步电动机的工作原理.63 三相异步电动机的常见故障与检修.6 3.1 启动方面的故障概述 6 3.2 三相异步电动机的电气故障与检修 7 3.2.1 定子绕组接地故障或绝缘电阻下降的检修 7 3.2.2 定子绕组短路故障的检修 .8 3.2.3 定子绕组断路故障的检修.104

2、三相异步电动机维护和保养 114.1 启动前的准备和检查.114.2 行中的维护.12结论.13参考文献.14后记.15摘要 对三相异步电动机的正常维护、检测,监视其运行状况是电机正常工作的保证。掌握三相异步电动机的基础故障检测、分析及处理方法,是电机运行维护人员的必需技能。本章将介绍三相异步电动机常规的运行维护及常见故障的处理分析方法。关键词:绕阻 定子 故障 处理 电动机 引言 随着三相异步电动机在工业生产中的广泛应用,在整个机械系统中占据举足轻重的地位。一故障就会影响整个系统的正常运行,甚举危及人身安全。由于人部分三相异步电动机使用年限较长,而且不少电动机运行在较恶劣的环境中,三相异步电

3、动机烧毁的事故常有发生,目前有里,上升趋势,严重影响着生产的安全性、可靠性、长周期运行。为了尽快解决这一问题,本论文以最常用的三相异步电动机为主要对象,着重介绍其运行中常见的故障,产生的原因,以及故障的查找和处理方法。1 三相异步电动机的结构 实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机,把电能转换成机械能的设备叫做电动机。 三相异步电动机的两个基本组成部分为定子(固定部分)和转子(旋转部分)。此外还有端盖、风扇等附属部分,如图 1-1 所示。 图 1-1 三相电动机的结构示意图1.1 定子部分定子的作用是产

4、生旋转的磁场吗,定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。 1、定子铁心定子铁芯为因捅形,由于定子铁芯是三相交流异步电动机主磁通磁路的一部分,传感器类型为了减少旋转磁场的交变磁通通过铁芯所产生的涡流损耗,一般采用内周有槽的硅钢片叠成,硅钢片的导磁性能很好,厚约为 0.350.5mm,在硅钢片的两面涂有绝缘滚。 2、定子绕组 定子绕组是三相交流异步电动机的电路部分,当通入三相对称电流时,定子绕组内就会产生旋转磁场。 定子绕组又称为三相对称绕组,由三个在空间互隔120电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。每相定子绕组是由若干线圈连接而成的

5、,线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制而成。中小型三相交流异步电动机的定子线圈多采用圆漆包线,传感器尺寸大型三相交流异步电动机的定子线圈果用较大截面的绝缘扁铜线绕制后,再按一定规律嵌入硅钢片内圆表面的槽内。 定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。 (1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。 (2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。 (3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。电动机接线盒内的接线:电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为 U1、V1、W1,下排三个接线桩

6、自左至右排列的编号为 W2、U2、V2,.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。如图 1-2 所示。大中型异步电动机通常用三角型联结,中小型容量异步电动机,则可按需要选择星形接或者三角形联结。 图 1-2 三相绕组的联结 3、机座机座一般由铸铁或铸钢浇铸成型,其主要作用是固定和支承定子铁芯,同时具有保护三相交流异步电动机的定子绕组的作用,故机座应有足够的机械强度和刚度。1.2 转子部分 转子是异步电动机的转动部分 ,它在定子绕组磁场的作用下产生感应电流,形成电磁转矩,通过连轴器活带轮带动其他机械设备做功。转子主要由转子铁心,转子绕组和转轴三部分组成,整个转子靠端

7、盖和轴承支撑。转子铁心作用:一般也由 0.5mm 厚彼此绝缘的导磁性能较好的硅钢片叠压而成,如图 1-3 所示,转子铁心固定在转轴活转子支架上。a 转子冲片 (b)笼型绕组 图 1-3 笼型转子 2、转子绕组 异步电动机的转子绕组分为笼型转子和绕线转子两种。 (1)笼型转子在转子铁心的每个槽中插入一根裸导条,在铁心两端分别用两个短路环把导条链接成一个整体,绕组的形状如 1-3(b)所示,如果去掉铁心,绕组的外形像一个“鼠笼”,故称之为笼型转子。中小型电动机的笼型转子一般用融化的铝浇铸在槽内而成,称之为铸铝转子。在浇铸时,一般把转子的短路环和冷却用的风扇一齐用铝铸成。 (2)绕线转子 绕线转子绕

8、组和定子绕组相似,也是一个用绝缘导线绕城的三相对称绕组,嵌放在转子铁心槽中,接成星形,3 个端头分别接在与转轴绝缘的 3 个滑环上,在经一套点刷引出来与外电路相连,如图 1-5 所示。图 1-5 绕线转子与外部变阻器的连接 (3)转轴 转轴由中碳钢制作,能支撑转子,使转子能在定子槽内腔均匀的旋转;传导三相电动机输出转矩。1.3 其它部分 端盖:支撑作用。 轴承:连接转动部分与不动部分。 轴承端盖:保护轴承。 风扇:冷却电动机 2 三相异步电动机的工作原理图 2-1 所示为一台三相笼型异步电动机的示意图。在定子铁心里嵌放着对称的三相绕组 U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条,导条

9、两端用短路环短接起来,形成一个笼型的闭合绕组。定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。图 2-1 绕线转子与外部变阻器的连接图中 U、V、W 相以顺时针方向排列,当定子绕组中通人 U、V、相序的三相电流时,定子旋转磁场为顺时针转向。 三相异步电动机的工作原理是:(1)三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场。(2)转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流;(3)转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。3 三相异步电动机的常见故障与检修3.1 启动方面的故障概述 1.通电后电动机不能转动,也无异响,也无异味和冒烟。可能是电源未通(至少两相末通)或者熔丝熔断

10、(至少两相熔断),应立即检查回路开关、熔丝。接线盒处是否断点。修复:榆查熔丝型号、熔断原冈,然后更换熔丝即可,也有可能是电机已经损坏,那样就需要马上检查电机并修复。 2.当电动机起动困难,带额定负载时,电动机转速低于额定转速较多的时候.可能是电源电压过低,应马上测量电源电压并改善电压情况;笼型转子开焊或断裂应直接检查开焊和断点并修复:电机过载会导致电动机起动困难,带额定负载,则应该马上减载,以减少电机压力。 3.绕组首尾端接错时或绕组有匝间短路、线圈反接等故障,会导致电动机空载电流不平衡,三相相差大,还可能是电源电压不平衡引起的。此时可以通过检查绕阻并纠正,消除绕阻的故障,测量电源电压,设法消

11、除不平衡。 4.电动机启动后发现电动机空载电流平衡,但数值大。这是由于电源电压过高,或者 Y 接电动机误接为接,气隙过人或不均匀,此时可以枪查电源,设法恢复额定电压,将改接为 Y,更换新转了或调整气隙,就能排除故障。5.电动机启动后过热,甚至冒烟时可能是电源电压过高,是铁心发热大大增加导致的,也可能是电源电压过低.电动机又带额定负载运行,电流过人使绕组发热,还有定子、转子铁心相擦,电动机过载或频繁启动导致的发热,环境温度高,电动机表面污垢多或通风道堵塞,笼型转子断条,定子绕组故障等。3.2 三相异步电动机的电气故障与检修3.2.1 定子绕组接地故障或绝缘电阻下降的检修 1.故障现象:造成熔断器

12、熔体熔断或烧坏绕组。故障原因: 电动机在潮湿环境下长期不适用,电动机长期过载运行,受有害气体侵蚀。 3.检查方法: (1)兆欧表法:用兆欧表测量各相绕组对“地”电阻。如果三相绕组对地电阻都很低、但不为零,说明电动机已经受潮或油污,但经过清洗和干燥处理,使绕组对地电阻大于 0. 38M 以上即可继续使用。如两相绝缘电阻较高,另一相绕组对地电阻为零,说明此相已有接地故障。(2)试灯法:为完全起见应尽量使用较低的测试电源。如图 3-1 所示,拆去电动机接地线,将测试棒分别接触机壳和绕组线端。如果灯泡发亮,表明该相绕组已接地:若灯泡暗红,则说明该相绕组绝缘已受损。 (3)磁针定位法:把有故障的绕组两端

13、并在一起接到直流电源的一端,而直流电源的另一端串接一适当的变阻器后接至电动机铁心上。此时直流电流由绕组两端流向接地故障点,用一枚磁针放在槽顶上逐槽推移,发现磁针改变指向的位置即可确定接地的铁心槽。再把磁针在该槽上来刚移动,则可人致确定接地的位置 4.处理方法: (1)绕组受潮引起接地的应先进行烘干,当冷却到 60-70左右时,浇上绝缘漆后再烘干。 (2)绕组端部绝缘损坏时,在接地处重新进行绝缘处理,涂漆,再烘干。 (3)绕组接地点在槽内时,应重绕绕组或更换部分绕组元件。最后应用不同的兆欧表进行测量,满足技术要求即可。3.2.2 定子绕组短路故障的检修由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运

14、行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至,分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。故障现象: 离子的磁场分布不均,三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧,严重时电动机不能启动,而在短路线圈中产生很大的短路电流,导致线圈迅速发热而烧毁。产生原因: 电动机长期过载,使绝缘老化失去绝缘作用,绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿;端部连接线绝缘损坏,转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏,金属异物落入电动机内部和油污过多。3.检查方法:(1)万用表检查法:检查短路故障一般先用兆欧表测量绕组的相问绝缘,如相问的绝缘电阻接近于零,则说明此,:相绕组问绝缘损坏属相间短路。否则很可能是匝间

15、短路。(2)外观检查法:岔开电动机查看绕组连接线、引出线和端部是否有烧焦、发黑和损坏之处。如没有发现明显的异常之处,切不要各处胡乱拨弄绕组,以免造成不必要的损坏。 (3)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读书小的一组有短路故障。电桥检查法:测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过 5%以上,如超过,则电阻小的一相有短路故障。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过 5%以上,如超过,则电阻小的一相有短路故障。 4.绕组短路处理方法: 1 局部修理法 当短路点发生在端部时,可将绕组加热软化,用里线板将线圈的线匝一根一根的挑开,直至找出故障的导线为止。在损坏的线匝处涂白干绝缘漆,包绝缘带或垫

16、绝缘物,然后整形、包扎定位。 当短路点在槽内的上层边时,将绕组加热软化,然后轻轻打出槽楔,用里线板将线刚的线匝一根根挑出来,直至挑出故障的线圈为止。然后用绝缘物将绝缘损坏处包扎好。再仔细地将线匝嵌回到线槽原位置处,垫上绝缘垫条,打入槽楔,然后整形、包扎并浸渍绝缘漆烘干。当极相绕组问的连接线圈绝缘套管损坏或位置偏离而导致短路时,可将绕组加热至 80左右,使绕组绝缘软化,用里线板撬开引线处分别作绝缘处理。调换线圈法如果足同心式绕组的上层线圈短路,可先把绕组加热到 80100,使绝缘软化。然后打出槽楔,将故障线圈拆出来,再仿制一个棚同规格的新线圈,嵌入原来线槽,并包好绝缘打好槽楔即可。对于同心式绕组的底层线圈及双叠绕组线圈,可用绕线修理法。即先把电机绕组适当加热软化,然后将损坏的线圈一端剪断,从另一端将导线逐根全部抽出槽外。然后垫好新的绝缘。用一根长度比原线匝总长度稍长,但规格相同的新电

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