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1、第一节三相异步电动机一、概述电机 是一种能量或信号进行交换的电磁装置，它的工作原理是基于电磁感应定律和电磁力定律。 直流电机 电机 单相 交流电机 同步电动机 三相异步电动机 交流旋转电机可分为同步电动机和异步电动机。如果电机转子的转速n与定子旋转磁场的转速n1相等，则转子与定子旋转磁场在空间同步地旋转，这种电机就称为同步电机。如果电机转子的转速n不等于定子旋转磁场的转速n1,转子与定子旋转磁场在空间不同步地旋转，这种电机就称为异步电机。异步电机主要用做电动机，电动机主要是将电能转化为机械能，三相交流电接在定子绕组上，定子绕组就能够产生一个旋转磁场，该磁场相对切割转子绕组，在转子绕组中感生电动
2、势，如果转子绕组电路闭合，则会产生感生电流，该电流与定子旋转磁场相互作用，使转子绕组导体受到电磁力，而使转子跟着定子旋转磁场同方向旋转，异步电动机就能带动机械负载。90%左右的电动机均为异步电动机。异步电动机也可以作为发电机使用，它是将机械能转变成电能。在电网尚未达到的山区农村，要建立小型水电站时，可以用异步电机来发电，不过异步发电机的工作性能较差，只能用于要求不高的地方。小型异步电动机在机械工业中应用最广泛，目前，其基本系列是Y系列，小型异步电动机从50年代到现在已经过三次全国统一设计，第一次于1953年统一设计了J,Jo型，第二次1958年设计，60年代初开始采用的J2,JO2型，第三次是
3、Y系列，是80年代取代JO2系列的更新换代产品。在Y系列基础上派生出许多特殊的系列，如能变极变速的YD系列，采用电磁调整的YCT系列；能自制动的YEP系列等。目前，我国生产的异步电动机按尺寸大小可以分为大型、中型、小型、和微型四种，电动机的中心高H大于630mm或定子铁心外径D1大于1000mm的称为大型电动机。H在355630mm或D1在5001000mm范围的称为中型电动机H在80315mm或D1在120500mm范围的称为小型电动机H在4571mm的称为微型电动机二、结构 电机主要由定子和转子两大部分构成，定子和转子之间有一个很小的空气隙（一般为0.21.5毫米）。此外还有端盖、轴承、风
4、扇等零部件。1.、定子是由机座、定子铁心和定子绕组三部分组成。定子铁心是电动机磁路的组成部分。它是由0.5毫米的硅钢片叠压而成。2、转子有绕线转子和笼型转子两种。笼型转子由转子铁心、转子绕组和转轴等组成。转子铁心也是电动机磁路的一部分，用0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，冲片上冲有槽孔，安放定子绕组，铁心固定在转轴上。冲剪分厂在冲剪定子、转子冲片时，定子片的内尺寸和转子片的外尺寸的大小是相同的。而电机在旋转时，要求定子和转子之间应该有个气隙（0.21.5毫米）以利于转子旋转和形成旋转磁场。因此就要求对转子进行切削加工，即对转子外圆进行加工，使之符合电机转动所需要的气隙大小。三、电机制造过程概述下图
5、为三相异步电动机的工艺流程图端盖 机座 定子线 硅钢片 转轴 其它零铸件 铸件 圈绕组 下料 下料 件加工端盖切 机座切 定转子 转子铁 转轴切削加工 削加工 冲片制造 心压装 削加工 定子冲 转子片涂漆 铸铝 定子铁 压轴 心压装 嵌线 转子外 圆加工定子 浸漆 校平衡装配 烘干 轴承 装配 总装配装箱 检查 表面 zh箱 实验 喷漆第二节 动平衡和静平衡一、 平衡的基本原理 电机的转动部位（如转子、风扇等）由于结构不对称（如键槽、标记孔等）材料质量不均匀（如厚薄不均或有砂眼）或制造加工时的误差（如孔钻偏或其它）等原因，而造成转动体机械上的不平衡，就会使该转动体的重心对轴线产生偏移，转动时由
6、于偏心的惯性作用，将产生不平衡的离心力或离心力偶，电机在离心力的作用下将产生振动。 振动对电机的危害很大，它消耗能量，使电机的效率降低；直接伤害电机的轴承，加速其磨损，缩短使用寿命，严重的还可能造成旋转轴及其安装部件疲劳缺口的生成，进而造成断裂，危机人身安全；振动还会影响到基础或与电机配套的其它设备的运转，使某些零件松动。直流电机转动部位的不平衡引起的震动，常使电刷下发生火花的原因之一。此外，由于机械上的不平衡还会产生电机机械噪声。离心力的大小可按下式计算： F=Mrw2 （1）式中M-不平衡重量，Kg; r-不平衡重量偏移的半径，m; w -转子转动的角速度，r/s例 设在200毫米的转子外
7、圈处有不平衡重量10 g;求当转速为3000n/m时产生的离心力是多少？解：已知M=10 g=0.01 Kg; r=100mm=0.1m w=2n/60=23.14x3000/60=314r/s F=Mrw2=0.01X0.1X(314)2=98.6N可见，较小的不平衡重量（尽管10 g）转动时将产生较大的离心力（98N）。因此在电机总装配前，必须设法消除转动部位的不平衡现象，即进行“校平衡”。电机转动部位的校平衡，是提高电机运行质量和寿命的一个重要工艺措施。从四十年代的试凑法，五十年代电子管测量，七十年代的晶体管测量，八十年代的小规模集成电路测量，九十年代进入微机测量领域。由于采用了微机测量
8、系统，才使平衡机发展来了一个飞跃，采用微机系统后，能适应不同的旋转工件，品种，形状，重量，支撑形式，能进行人机对话进行智能化操作。解决了一般平衡机效率低，操作复杂等通病。适应现代化工业的管理和发展。二、由于校平衡的一些失误，造成的电机的故障从售后服务反映的情况来看，电机质量是由于较平衡这一道工序的一些失误造成的占质量事故的1。6%7。4%；电机擦心烧占6.8%18.97%（所统计数字的日期为2006.12006.06.）较平衡造成电机质量事故的主要原因是；平衡垫烧掉；工作责任心不强，铆平衡垫不牢固，在转子转动过程中，平衡垫发生松动而脱落，划破漆包线的绝缘层，使电机发生电气方面的故障，造成扎间短
9、路，严重的使电机烧毁；电机内有弹簧垫烧等。我们以6月份为例，本月外出服务用户279次，共检修电机365台。其中用户责任的电机有248台，占电机总数的67.9%；质量责任的电机有117台，占电机总数的32.1%。其中电机转子平衡垫脱落烧4台，内有弹垫 烧2台，占质量事故的5.1%。作为华力的一名员工在工作中应增强责任心，遵守设备的操作规程，不违章操作。硬支撑平衡机是一种精密度非常高的仪器，工作中应加以爱护，支撑滚轮表面应始终保持完好无损，严禁在安装时工件撞击滚轮表面和已将工件装上滚轮架后移动支撑架，更不准使转子在滚轮上就进行铆平衡垫的工作，滚轮表面任何形式的损伤，都将对工件平衡的测量和显示带来极
10、为明显的影响。严重的起不到平衡的目的，而这些不平衡量将对电机的轴承产生非常大的影响，降低轴承的使用寿命，影响电机的质量。因此作为操作者在工作中应避免由于自己的疏忽而造成的质量事故。这样既可以使自己的经济免受损失，同时也为公司的“创牌”工作做贡献。对因产品质量问题造成的经济损失，厂部制定了罚款规定：一次性造成经济损失在500元以上2000元以下（废品数量小件在5件以上）为质量事故，个人按损失价值的40%承担责任，损失在2000元以上为重大质量事故，个人按损失价值的30%承担责任。三、不平衡的种类电机转动部位的不平衡状况可分为静不平衡，动不平衡及混合不平衡三种。a) 静不平衡N MR x R XM
11、如右图所示，一个直径大而长度短的转子，放在一 N对水平刀架导轨上，不平衡 重量M必然会促使转子在 rrrrr导轨上滚动，至到不平衡量M处于最低位置为止，这种 静不平衡现象表明了转子有“静不平衡”存在。由公式（1）可知，静不平衡所产生的离心力大小与不平衡重量M成正比，与M的位置到轴心线的距离r成正比，而与转子转动的角速度平方成正比。这个离心力周期地作用于转动部分，因而使电机发生振动。在上图所示的情况下，由于转子静止时中心永远是处于最低位置（不考虑导轨与转子之间的摩擦阻力），因此这种不平衡的转子，即使不在旋转也会显示不平衡性质，故称为静不平衡。假如在于M对称的另一边加上重量N以后，将零件转到任一位
12、置都没有滚动现象发生，即M对转轴中心线产生的力矩与N对转轴中心线产生的力矩达到了平衡。即： Mx=Nr此时转子达到了静平衡状态，这种方法称为静平衡法。2、动不平衡上面分析的情况，对于一些盘状零件（如皮带轮、电机的风扇等）是近似的符合实际情况的。如果电机转子较长，情况就不一样了，如下图所示。假如电机转子的重量在全体上的分布是不均匀的，化斜线处是代表过重的部分，由整体看，重心S是重迭在转动轴线上的，即是静平衡的。也就是说Y-Y轴线左边的 Y Fb L M1 Sa S M不平衡重量M1（重心 L为Sa）与由Y-Y右边的重量M1（重心为Sb）相平衡了，即M1 =M1，r=r, M1 r=M1，r,这时
13、转 Fa Y子在静止时可以停止在任意位置。但当这样的 动不平衡转子旋转起来后，M1和M1产生一对大小相等，方向相反的离心力Fa和Fb，形成一对力偶FL，周期地作用在电机轴承上，使电机振动。离心力偶的大小可以按下式计算： FL=M1rw2L式中L为两个离心力之间的距离，称为力偶臂。这种在转动时才表现出来的不平衡称为动不平衡。由此可知，圆柱形的转动体在作静平衡检验时，它们可能是平衡的，但转动起来就不一定是平衡的了。如果一个转子单纯只有这样的动不平衡，可以加一对力偶的方法来平衡它。这对力偶应与FaL大小相等、方向相反，如加在位置适宜的转子两个端面上，这种方法称为动平衡法。3、混合不平衡法一般工件都不是单纯的存在静不平衡或动不平衡，而是两种不平衡同时存在。既有由不平衡重量M产生的静不平衡离心力F，又有由M1及M1产生的不平衡力偶FaL同时存在。这种不平衡称为混合不平衡。实际上的转子不平衡多数属于此种。 三、校平衡的方法校平衡方法的实质，就是要确定不平衡重量的大小及位置，并加上或减去适当的重量使零件达到平衡。严格地说，任何转子都存在着混合不平衡。但在实用上，由于转子的情况及运行条件的不同，可以有不同的处理。当电机转子长度L与其直径D之比L/D较小且转速较低时，可以近似
