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三相異步電動(dòng)機(jī)原理

三相異步電動(dòng)機(jī)原理

作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的三相異步電機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)能量變換。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

　　三相異步電動(dòng)機(jī)原理

　　當(dāng)向三相定子繞組中通過入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）。由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。

　　通過上述分析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。

　　三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析和處理方法

　　三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析和處理方法

　　繞組是電動(dòng)機(jī)的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會(huì)造成對(duì)繞組的傷害,電機(jī)過載、欠電壓、過電壓,缺相運(yùn)行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯(cuò)誤?，F(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法。

　　一、繞組接地

　　指繞組與貼心或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。

　　1、故障現(xiàn)象

　　機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱,致使電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。

　　2、產(chǎn)生原因

　　繞組受潮使絕緣電阻下降?電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行?有害氣體腐蝕?金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣?重繞定子繞組時(shí)絕緣損壞碰鐵心?繞組端部碰端蓋機(jī)座?定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷?引出線絕緣損壞與殼體相碰?過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。

　　3.檢查方法

　　(1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點(diǎn)。

　　(2)萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀數(shù)很小,則為接地。

　　(3)兆歐表法。根據(jù)不同的等級(jí)選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數(shù)為零,則表示該項(xiàng)繞組接地,但對(duì)電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時(shí),可認(rèn)為其具有一定的電阻值。

　　(4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸?。若燈不?但測試棒接地時(shí)也出現(xiàn)火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮?xí)r,說明電流時(shí)通時(shí)斷,則該處就是接地點(diǎn)。

　　(5)電流穿燒法。用一臺(tái)調(diào)壓變壓器,接上電源后,接地點(diǎn)很快發(fā)熱,絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍,時(shí)間不超過半分鐘?大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點(diǎn)剛冒煙時(shí)立即斷電。

　　(6)分組淘汰法。對(duì)于接地點(diǎn)在鐵芯心里面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,*后找出接地點(diǎn)。

　　此外,還有高壓試驗(yàn)法、磁針探索法、工頻振動(dòng)法等,此處不一一介紹。

　　4.處理方法

　　(1)繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干,當(dāng)冷卻到60——70℃左右時(shí),澆上絕緣漆后再烘干。

　　(2)繞組端部絕緣損壞時(shí),在接地處重新進(jìn)行絕緣處理,涂漆,再烘干。

　　(3)繞組接地點(diǎn)在槽內(nèi)時(shí),應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。

　　*后應(yīng)用不同的兆歐表進(jìn)行測量,滿足技術(shù)要求即可。

　　二、繞組短路

　　由于電動(dòng)機(jī)電流過大、電源電壓變動(dòng)過大、單相運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造**等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。

　　1.故障現(xiàn)象

　　離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲加劇,嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng),而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流,導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。

　　2.產(chǎn)生原因

　　電動(dòng)機(jī)長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用?嵌線時(shí)造成絕緣損壞?繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿?端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時(shí)損壞?端部連接線絕緣損壞?過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿?轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞?金屬異物落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部和油污過多。

　　3.檢查方法

　　(1)外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱后留下深褐色,并有臭味。

　　(2)探溫檢查法。空載運(yùn)行20分鐘(發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。

　　(3)通電實(shí)驗(yàn)法。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。

　　(4)電橋檢查。測量個(gè)繞組直流電阻,一般相差不應(yīng)超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障。

　　(5)短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

　　(6)萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀數(shù)極小或?yàn)榱?說明該二相繞組相間有短路。

　　(7)電壓降法。把三繞組串聯(lián)后通入低壓**交流電,測得讀數(shù)小的一組有短路故障。

　　(8)電流法。電機(jī)空載運(yùn)行,先測量三相電流,在調(diào)換兩相測量并對(duì)比,若不隨電源調(diào)換而改變,較大電流的一相繞組有短路。

　　4.短路處理方法

　　(1)短路點(diǎn)在端部?？捎媒^緣材料將短路點(diǎn)隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。

　　(2)短路在線槽內(nèi)。將其軟化后,找出短路點(diǎn)修復(fù),重新放入線槽后,再上漆烘干。

　　(3)對(duì)短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時(shí)切斷全部短路線,將導(dǎo)通部分連接,形成閉合回路,供應(yīng)急使用。

　　(4)繞組短路點(diǎn)匝數(shù)超過1/12時(shí),要全部拆除重繞。

　　三、繞組短路

　　由于焊接**或使用腐蝕性焊劑,焊接后又未**干凈,就可能造成壺焊或松脫?受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時(shí)線圈短路、短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀,在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時(shí),另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷籠。

　　1.故障現(xiàn)象

　　電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng),三相電流不平衡,有異常噪聲或振動(dòng)大,溫升超過允許值或冒煙。

　　2.產(chǎn)生原因

　　(1)在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)碰斷或制造質(zhì)量問題。

　　(2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接**,長期運(yùn)行過熱脫焊。

　　(3)受機(jī)械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。

　　(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?br>

　　3.檢查方法

　　(1)觀察法。斷點(diǎn)大多數(shù)發(fā)生在繞組端部,看有無碰折、接頭出有無脫焊。

　　(2)萬用表法。利用電阻檔,對(duì)“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點(diǎn)上,另一根依次接在三相繞組的首端,無窮大的一相為斷點(diǎn)?“△”型接法的短開連接后,分別測每組繞組,無窮大的則為斷路點(diǎn)。

　　(3)試燈法。方法同前,等不亮的一相為斷路。

　　(4)兆歐表法。阻值趨向無窮大(即不為零值)的一相為斷路點(diǎn)。

　　(5)電流表法。電機(jī)在運(yùn)行時(shí),用電流表測三相電流,若三相電流不平衡、又無短路現(xiàn)象,則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。

　　(6)電橋法。當(dāng)電機(jī)某一相電阻比其他兩相電阻大時(shí),說明該相繞組有部分?jǐn)嗦饭收?

　　(7)電流平衡法。對(duì)于“Y”型接法的,可將三相繞組并聯(lián)后,通入低電壓大電流的交流電,如果三相繞組中的電流相差大于10%時(shí),電流小的一端為斷路?對(duì)于“△”型接法的,先將定子繞組的一個(gè)接點(diǎn)拆開,再逐相通入低壓大電流,其中電流小的一相為斷路。

　　(8)斷籠偵察器檢查法。檢查時(shí),如果轉(zhuǎn)子斷籠,則毫伏表的讀數(shù)應(yīng)減小。

　　4.斷路處理方法

　　(1)斷路在端部時(shí),連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。

　　(2)繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組。

　　(3)對(duì)斷路點(diǎn)在槽內(nèi)的,屬少量斷點(diǎn)的做應(yīng)急處理,采用分組淘汰法找出斷點(diǎn),并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。

　　(4)對(duì)籠形轉(zhuǎn)子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。

　　四、繞組接錯(cuò)

　　繞組接錯(cuò)造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場,致使啟動(dòng)困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀,嚴(yán)重時(shí)若不及時(shí)處理會(huì)燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯(cuò)?極(相)組接反?某相繞組接反?多路并聯(lián)繞組支路接錯(cuò)?“△”、“Y”接法錯(cuò)誤。

　　1、故障現(xiàn)象

　　電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動(dòng)并有很大的噪聲、燒斷保險(xiǎn)絲等現(xiàn)象。

　　2、產(chǎn)生原因

　　誤將“△”型接成“Y”型?維修保養(yǎng)時(shí)三相繞組有一相首尾接反?減壓啟動(dòng)是抽頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯(cuò)誤?新電機(jī)在下線時(shí),繞組連接錯(cuò)誤?舊電機(jī)出頭判斷不對(duì)。

　　3.檢修方法

　　(1)滾珠法。如滾珠沿定子內(nèi)圓周表面旋轉(zhuǎn)滾動(dòng),說明正確,否則繞組有接錯(cuò)現(xiàn)象。

　　(2)指南針法。如果繞組沒有接錯(cuò),則在一相繞組中,指南針經(jīng)過相鄰的極(相)組時(shí),所指的極性應(yīng)相反,在三相繞組中相鄰的不同相的極(相)組也相反?如極性方向不變時(shí),說明有一極(相)組反接?若指向不定,則相組內(nèi)有反接的線圈。

　　(3)萬用表電壓法。按接線圖,如果兩次測量電壓表均無指示,或一次有讀數(shù)、一次沒有讀數(shù),說明繞組有接反處。

　　(4)常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向法等。

　　4.處理方法

　　(1)一個(gè)線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應(yīng)進(jìn)廠返修。

　　(2)引出線錯(cuò)誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。

　　(3)減壓啟動(dòng)接錯(cuò)的應(yīng)對(duì)照接線圖或原理圖,認(rèn)真校對(duì)重新接線。

　　(4)新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯(cuò)誤的,應(yīng)送廠返修。

　　(5)定子繞組一相接反時(shí),接反的一相電流特別大,可根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)查找故障并進(jìn)行維修。

　　(6)把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應(yīng)及時(shí)更正。

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