三相异步电动机论文

湖南农业大学

毕业论文

浅谈三相异步电动机的过热原因与维护

学生姓名：***

年级专业：2008级机械电子工程

指导老师及职称：杨学工副教授

学院：成人教育学院

湖南·长沙

提交日期： 20 年月

浅谈三相异步电动机的过热原因与维护

学生：王礼明

指导老师：杨学工

（湖南农业大学成人教育学院，长沙 410128）

摘要：电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工业、农业、国防、文教、医疗及日常生活等各个领域被广泛地应用，在工、农业生产中起着不可或缺的作用。三相异步电动机通过长期运行后，会发生电动机损坏等故障，而造成三相异步电动机损坏又多因其过热烧毁所致，因此对故障进行及时处理，是保证设备正常运行的一项重要的工作。本文就造成三相异步电动机过热的各种因素和维护进行浅析和探讨，供广大电气工作者参考。

关键词：三相异步电动机；基本结构；作用；工作原理；过热原因；维护方法

1 前言

电动机是把电能转换成机械能的设备，三相异步电动机是电力拖动应用最多的电气设备，在工、农业生产及生活中起着不可或缺的作用。而造成三相异步电动机损坏必须进行检修报废的原因，又多因其过热烧毁所致。由此影响各种生产任务的按期完成也是常见的，因此了解三相电动机的结构及各部分的作用与工作原理，以便于及时判断故障原因，进行相应处理与维护，防止故障扩大，保证设备正常运行，是广大电气工作者的一项重要的工作。

2 电动机的结构及各部分作用

三相异步电动机的种类很多，但各类三相异步电动机的基本结构是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组（可以接成星形Y或三角形△）等部分组成，转子主要由转子铁心和转子绕组（分为绕线形与笼形两种，由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机），其他部分包括端盖、风扇等。

定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、

定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。

电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。

3 电动机的工作原理

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）。由于导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：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

4 造成电动机过热的内部原因

使电动机发生过热的内部原因，主要有三相定子绕组的短路、断路；三相定子绕组接错；轴承及定子与转子铁芯相摩擦等。

4．1 三相定子绕组发生短路或断路

4．1．1三相定子绕组匝间短路及对地（机壳）短路或漏电

长期运行的三相异步电动机，由于其定子绕组受电流热效应的影响及受潮等因素，使其绕组的绝缘性能降低或损坏，容易发生绕组的匝间、或对其铁芯的短路与漏电现象。匝间短路会使绕组的直流电阻与交流阻抗减小，在电压不变的情况下导致定子绕组中电流的增大，从而引起电动机过热现象的发生。同时还会进一步的降低绕组的绝缘性能，扩大匝间短路范围，使定子绕组电流再度增加，直至电动机产生严重过热而烧坏。

三相定子绕组对地短路或漏电现象的出现，使三相定子绕组在额定电流的基础上又增加了一个对地电流，同样会造成电动机的过热或损坏，与此同时还宜造成工作人员的间接触电危险。

如果出现前述的匝间或对地短路现象，还会使三相定子绕组中的电流出现不平衡。

对于因绕组绝缘性能下降而造成的匝间或对地短路、漏电现象等，若出现在绕组内部较轻微的，可以通过重新浸漆后烘干的方式来恢复电动机定子绕组绝缘性能的方法；而在绕组端部的可以采用适当的绝缘材料，用包缠或衬垫的方式恢复绝缘。

对于定子绕组匝间短路较多且严重的，采用上述方法又无法恢复其绝缘性能的，则必须采取更换绕组的措施修复电动机。

4．1．2 定子绕组断路

在起动或运行中的三相异步电动机，如果因某种原因造成一相定子绕组断路的现象，在很短的时间内就可以使剩余的两相定子绕组的电流迅速增加而过热，将电动机烧坏。尤其是带额定负载起动或运行的电动机更是如此，这是因为在额定负载情况下，由于电动机缺少了一相电源形成的单相起动或单相运行（又称缺相），使其两相定子绕组中的电流迅速增大所致。

造成一相定子绕组（或电源）断路的原因有：在电动机内部主要是接线盒中电源线或绕组线端，因紧固不牢等造成松脱或脱落，或线圈连接处脱焊等。更多的是电动机外部原因所造成，例如：主回路中的一相熔断器熔体熔断或接触器主取决于头一对接触不良等。

对于定子绕组的可见部分或接线盒等部位出现的断路及熔体熔断，触点接触不良等，发现的可以立即接好、紧固牢，更换元件等进行修复。而线圈内部断路通常采用更换线圈的大修办法。如果发生两相定子绕组断路的情况，短时内虽不能损坏电动机，但不能使电动机起动或运行。

4．2 三相定子绕组连接错误

若将三相定子绕组为星形（Y）接法的电动机误接为三角形使用，则使三相定子绕组实际承受的电压超过其额定电压，结果使三相定子绕组中的电流也相应增大，造成电动机的过热损坏。

如将三相定子绕组中的一相绕组接反时，会造成三相定子绕组的电压和电流出现严重不平衡，接反的一相绕组首先损坏。