异步电动机原理与维修

异步电动机原理与维修

一、概述与说明

三相异步电动机简介

1．基本结构

三相异步电动机由定子和转子两大部分组成。定子包括定子铁心、定子绕组和机座等，转子包括转子铁心、转子绕组和转轴等。转子绕组又分为笼型和绕线转子型两类。

2．基本工作原理

对称三相定子绕组中通入对称三相正弦交流电，便产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，便产生感应电动势和感应电流。感应电流一旦产生，便受到旋转磁场的作用，形成电磁转矩，转子便沿着旋转磁场的转向转动起来。

3．分类和用途

（1）分类三相异步电动机按防护型式分为开启式、防护式和封闭式；按转子结构分为笼型和绕线转子型；笼型异步电动机又分为单笼式、双笼式和深槽式；按电压高低可分为高压、低压电动机；按安装方式分为立式、卧式电动机等。

（2）用途三相异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、坚固耐用、使用和维护方便等优点，在各种机床、起重机械、水泵、风机、各种生产机械、电力排灌、农副产品加工设备中广泛应用。三相异步电动机约占电机总容量的85%。

4．铭牌与额定值大多与直流电动机相同，区别在于：额定电压指线电压，额定电流指线电流，还有额定频率，额定功率因数，接线方式等。

（二）中小型交流电动机的绕组

1．绕组分类按绕组所处部位分为定子绕组和转子绕组，转子绕组又分为笼型绕组和绕线转子式绕组；按绕组层数可分为单层绕组、双层绕组、单双层混合绕组，单层绕组又可分为链式绕组、同心式绕组、交叉式绕组；双层绕组又分为叠绕组、波绕组等。

2．绕组基本知识

（1）线圈由绝缘导线绕制，由一匝或多匝串联组成，有两条有效边，上下端部连线，两个引出线端叫首端和尾端。

（2）极距τ是每个磁极所

电动机转子断条

占定子圆周上的槽数，即。Z1为槽数，P为磁极对数。

（3）节距是一个线圈的两个有效边之间所跨的槽数，用Y表示。通常Y=τ。若Y＞τ，称长距绕组，基本不采用；若Y=τ，称整距绕组，采用得不多；若Y＜τ，称短距绕组，应用最多。

（4）每极每相槽数和极相组对于对称三相绕组，每极每相槽数q= 。一个磁极下属于同一相的q个线圈连接成的线圈组叫极相组。

（5）相带和槽距角每极每相q个槽所占的电角度叫相带。对称三相绕组一般采用600相带。每槽所占的电角度叫槽距角，槽距角（1）三相绕组必须对称分布，每相的导体材质、规格、匝数、并绕根数、并联

支路数等都必须完全相同。

（2）每相绕组的分布规律要完全相同。

（3）每绕组在空间位置上互差1200电角度。

4．三相单层绕组

⑴单层绕组的特点单层绕组线圈数少，便于绕制、嵌线；槽内只有一条有效边，不需层间绝缘，不易发生相间短路，槽的利用率高；绕组端部处理不易整齐、电气性能较差。

⑵展开图的画法

①根据槽数Z1用点划来出展开图边界线；

②定出槽位、编上槽号；

③分极并依次标上S、N、……

④分相并依次标上U1、W2、V1、U2、W1……，其规律是：邻相隔一，同相隔二。

⑤画出有效边，标出电流方向。S极下的朝上，N极下的朝下。

⑥根据节距Y和绕组类型，画上下端部，并使转折点居中。

⑦根据绕组类型和要求连接线圈组及各相绕组，画出出线端。

⑧根据三相绕组完全相同，三相对称及彼此间隔1200电角度的原则，画出三相绕组。

⑨为使端部整齐平服，嵌线时应使每个线圈的端部“右半部在下、左半部在上”，由此定出“嵌线规律”。

⑶单层绕组三相四极24槽单层链式绕组展开图如图6—1所示。节距Y=5。图中只画出了U相绕组，V1、W1应在第6、10槽，V2、W2应在第24、4槽。嵌线规律为“嵌一空一嵌一空一吊二”。三相四极24槽单层链式三相绕组展开图如图6—2所示。图6—3 三相笼型异步电动机的结构

1—端盖 2—轴承 3—机座 4—定子 5—转子 6—轴

电动机转子

承

7—端盖 8—风扇 9—风扇罩 10—接线盒

图6－ 3 三相笼型异步电动机的结构

⑷单层绕组的应用单层绕组一般只用于10KW以下的小型异步电动机，链式绕组用于q=2的4、6、8极电机，交叉式绕组用于q=3的2、4极电机，同心式绕组只用少数嵌线较困难的2极电机，整绕组已基本不采用。

（三）三相异步电动机的拆卸和装配电动机因发生故障或维护保养等原因，经常需要拆卸和装配。如果拆装过程中操作不当，会造成机件的损坏。下面介绍电动机结构、拆卸及装配步骤。电动机结构如图6一3所示。绕线转子异步电动机的转子如图6—4所示。

1．拆卸步骤安装在设备上的电动机，首先应切断电源，拆除电动机与电源的连接线，做好电源线头的绝缘处理。拆除电动机与设备的机械连接。使电动机与设备分离，再进行电动机的拆卸。图6—5 皮带轮的位置标记图6—6 用拉具拉卸皮带轮

图5一8 用起重设备吊抽电动机转子方法

（1）皮带轮 (或联轴器)的拆卸拆卸时应在皮带轮(或联轴器)的轴伸端上做好尺寸标记，

然后松脱销子的压紧螺栓，慢慢拉下皮带轮 (或联轴器)。如图6一5、6所示。

(2) 风罩、风扇叶的拆卸松脱风罩固定螺栓，取下风罩。然后松脱风扇的固

定螺栓，用木锤在风扇四周均匀轻敲，取下风扇。

(3) 拆卸端盖、抽出转子拆卸前应先在端盖与机座的接缝处做好标记，以便装配时复位。

一般小型电动机应先拆前轴外盖、端盖以及后盖螺栓，然后用手将转子带着后端盖一起慢慢抽出。注意，抽出转子时，不要碰伤绕组。

对于较大型电动机，拆下前后端盖后，用起重设备将转子吊起，慢慢平移抽出。

(4) 轴承的拆卸、清洗与一般检查拆卸电机轴承时，拆卸器的大小选用要合适，拆卸器的脚应尽量紧扣轴承的内圈将轴承拉出。也可用铜棒敲打的方法拆卸滚动轴承。

清洗

三相异步电动机转子

轴承时，应先刮去轴承和轴承盖上的废油，用煤油洗净残存油污，然后用清洁布擦拭干净。注意不能用棉纱擦拭轴承。轴承洗净擦试后，用手旋转轴承外圈，观察其转动是否灵活，若遇卡或过松，需再仔细观察滚道间、保持器及滚珠 (或滚柱)表面有无锈迹、斑痕等，根据检查情况决定轴承是否需要更换。

2．装配步骤电动机的装配步骤与拆卸步骤相反。在装配时，除各配合处要清理除锈和按部件标识复位外，还应注意以下几方面问题：

(1) 更换新轴承时，应将其置于70～80℃的变压器油中加热5min左右，再用汽油洗净，用洁净布擦干，再进行轴承的装配。轴承装配有冷套和热套两种方法：

冷套法：把轴承套在清洗干净并加润滑脂的轴上，对准轴颈，用一般内径略大于轴颈直径且外径略小于轴承内圈外径的套管，套管的一端顶住轴承内圈，套管的另一端垫上木板，用锤子敲打木板，把轴承敲进去。

热套法：将轴承放置在80～100℃变压器油中加热30min左右。加热时油面要超过轴承，且轴承要放在网架上不要与底壁接触。加热要均匀把握好温度和时间。热套时，要趁热迅速将轴承一直推到轴颈。套好后用皮老虎吹去轴承内的变压器油，并擦拭干净。

(2) 装润滑脂轴承的润滑脂应保持清洁和够量，塞装时要均匀，但不宜过量。润滑脂的用量不宜超过轴承及轴承盖容积的2/3；对于转速在2000r/min以上的电动机，润滑脂的用量应减少为轴承盖容积的1/2。

(3) 端盖紧固螺栓时，要按对角线上下左右逐步拧紧。装配完毕，转动转子应转动灵活、均匀、无停滞或偏重现象。

(4) 皮带轮(或联轴器)安装时、要注意对准键槽或定位螺孔。在皮带轮(或联轴器)的端面垫上木块用锤子打

入。在安装较大型电动机的皮带轮 (或联轴器)时，可用千斤顶将皮带轮 (或联轴器

绕线式电动机