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1、郑州工业安全职业学院毕业论文（设计）题 目：三相异步电动机的故障原因及对策浅析 姓 名 系 别_机电工程系_ 专 业_机电一体化_ 年 级 08级 指导教师_2011年 05月 28日目 录内容摘要1前 言2第一章 三相异步电动机的结构3（一）定子（静止部分）3（二）转子（旋转部分）4（三）三相异步电动机的其它附件5第二章 三相异步式电动机工作原理5第三章 三相异步式电动机的选用8（一）电动机的选用8（二）电动机的选用要点8（三）三相异步电动机的选用步骤9第四章 电机绕组局部烧毁的原因及对策9（一）密封不良9（二）轴承磨损9（三）零件摩擦10（四）绝缘老化11第五章 绕组烧毁（或过热）的原因及
2、对策11第六章 三相异步电动机维护保养12（一）启动前的准备和检查12（二）行中的维护13结 语14参考文献15谢 词16内容摘要工业生产中广泛应用电动机拖动生产机械,而其中三相异步电动机的使用尤其广泛。我们在生产中经常会遇到因三相异步电动因使用不当而被烧毁,不仅增加了生产成本,而且影响到正常的生产。故而减少电动机烧毁故障、提高电动机的使用寿命显得尤其重要。弄清其故障发生的规律并采取相应的预防措施才是我们生产中应有的正确态度。关键词：三相异步电动机 烧毁 对策前 言异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格低、维护方便等一系列的优点，因此，异步电动机被广泛应用在电力拖动系统中。尤其是随着电力电子技
3、术的发展和交流调速技术的日益成熟，使得异步电动机在调速性能方面大大提高。目前，异步电动机的电力拖动已被广泛地应用在各个工业电气自动化领域中。由于大部分电机使用年限较长，且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中，电机烧毁的事故常有发生，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做以简要分析和介绍，希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。 第一章 三相异步电动机的结构（一）定子（静止部分）1、定子铁心作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。构造：定子铁心一般由0.350.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子
4、绕组。定子铁心槽型有以下几种半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。2、定子绕组作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。构造：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。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
5、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1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（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。3、机座作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加
6、散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。（二）转子（旋转部分）1、三相异步电动机的转子铁心作用：作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。2、三相异步电动机的转子绕组 作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。构造：分为
7、鼠笼式转子和绕线式转子。（1）鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为：阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种，起动转矩等特性各有不同。（2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路连接。特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电
8、动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。（三）三相异步电动机的其它附件1、端盖：支撑作用。2、轴承：连接转动部分与不动部分。3、轴承端盖：保护轴承。4、风扇：冷却电动机第二章 三相异步式电动机工作原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基
9、本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场。通电启动后，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，即旋转磁场与转
10、子存在相对转速，并与磁场相互作用产生电磁转矩，使转子转起来，实现能量变换。（一）定子旋转磁场产生的原理 旋转磁场：指磁场的轴线位置随时间而旋转的磁场。 在三相异步电动机的定子铁心中放置三组结构完全相同的绕组U1U2、V1V2、W1W2，各相绕组在空间互差120电角度，向这三相绕组中通入对称的三相交流电，则在定子与转子的空气隙中产生一个旋转磁场。 以两极电机即2p=2为例说明，对称的三相绕组U1U2、V1V2、W1W2假定为集中绕组，三相绕组接成星形，并通以三相对称电流iA、iB、iC。如动画演示所示。假定电流的瞬时值为正时是从各绕组的首端流入，末端流出。电流流入端用“”表示，电流流出端用“”表
11、示。 wt=0时，iA=0； iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出； iC为正值，即iC由首端W1流入，末端W2流出。 电流流入端用“”表示，电流流出端用“” 表示。 利用右手螺旋定则可确定在wt=0瞬间由三相电流所产生的合成磁场方向，如动画演示所示。 可见合成磁场是一对磁极，磁场方向与纵轴线方向一致，上方是北极，下方是南极。wt= /2时，iA为正最大值，即iA由首端U1流入，末端U2流出； iB为负值，即iB由末端V2流入，首端V1流出； iC为负值，即iC由W2流入，W1流出。 可见合成磁场方向以较wt=0时按时针方向转过90o。 同理可画出wt= ，wt=3/2，wt= 2时
12、的合成磁场，可看出磁场的方向逐步按顺时针方向旋转，共转过360o，即旋转一周。 综上所述，在三相交流电动机定子上布置有结构完全相同在空间位置各相差120o电角度的三相绕组，分别通入三相交流电，则在定子与转子的空气隙间所产生的合成磁场是沿定子内圆旋转的，故称旋转磁场。 （二）旋转磁场的旋转方向 U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iB、iC。 三相交流电的相序A B C。 旋转磁场的旋转方向为U相 V相 W相（顺时针旋转） 若 U相、V相、W相绕组的电流分别为iA、iC、iB（即任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序） 旋转磁场的旋转方向为逆时针旋转。 综上所述，旋转磁场的旋转方向决定于通入
13、定子绕组中的三相交流电源的相序。只要任意调换电动机两相绕组所接交流电源的相序，旋转磁场即反转。 （三）旋转磁场的旋转速度 两极三相异步电动机（即2P=2）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场也正好旋转一周。 故在两极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度，即n1=60f1=3000转分。 四极三相异步电动机（即2P=4）定子绕组产生的旋转磁场，当三相交流电变化一周后，其所产生的旋转磁场只旋转了半圈。 故在四极电动机中旋转磁场的转速等于三相交流电的变化速度的一半，即n1= 60 f1/2 =1500转/分。 综上所述，当三相异步电动机定子绕组为p 对磁极时，
14、旋转磁场的转速为 n1 = 60f1/p 式中 n1:旋转磁场转速（又称同步转速），转/分 f1:三相交流电源的频率，赫； p:磁极对数。 三相异步电动机的转动原理 问题：为什么称“异步”电动机？ 正常情况下，转子转速n总是略低于旋转磁场转速即同步转速n1，若n= n1 ，则旋转磁场和转子导体间将不存在相对运动，因而转子导体电动势为零 。n和n1总存在差异，异步电动机的名称由此而来。异步电动机的转子绕组并不直接与电源相接，而是依靠电磁感应的原理产生感应电动势和电流，故又可称为感应电动机。 （四）异步电动机的转差率 分析n和n1间的关系： 1、当n=0，转子切割旋转磁场的相对转速n1n= n1为最大，故转子中的感应电动势和电流最大。 2、当转子转速n增加时，则n1n开始下降，故转子中的感应电动势和电流下降。 3、当n= n1，则n1n=0，转子导体不切割定子旋转磁场，故转子中没有感应电动势。 转差率：同步转速n1与转子转速 n之差对同步转速之比值，用S表示。 S是恒量异步电动机性能的一个重要参数，分析几个特
