異步電動機原理、結(jié)構(gòu)及故障處理

1、異步電動機原理、結(jié)構(gòu)及故障處理異步電動機原理、結(jié)構(gòu)及故障處理旋轉(zhuǎn)電機分類：按工作方式不同，可分為旋轉(zhuǎn)電機分類：按工作方式不同，可分為 旋轉(zhuǎn)電機旋轉(zhuǎn)電機 直流電機直流電機 交流電機交流電機 直流發(fā)電機直流發(fā)電機 直流電動機直流電動機 異步電機異步電機 同步電機同步電機 異步電動機異步電動機異步發(fā)電機異步發(fā)電機同步發(fā)電機同步發(fā)電機 同步電動機同步電動機 同步補償機同步補償機 異步異步電機分類：電機分類：三相異步電動機三相異步電動機單相單相異步電動機異步電動機按相數(shù)不同按相數(shù)不同按按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同不同籠型三相異步電動機優(yōu)點：籠型三相異步電動機優(yōu)點：繞線轉(zhuǎn)子型繞線轉(zhuǎn)子型籠籠 型型異步電機異步電機

2、 籠型三相異步電動機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高、制造容易、籠型三相異步電動機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、效率高、制造容易、成本低。成本低。異步電動機用途異步電動機用途（1）異步電機的用途）異步電機的用途用于拖動各種生產(chǎn)機械，功率范圍從幾十瓦數(shù)千用于拖動各種生產(chǎn)機械，功率范圍從幾十瓦數(shù)千千瓦，應(yīng)用范圍非常廣泛。千瓦，應(yīng)用范圍非常廣泛。工業(yè)：機床、風(fēng)機、泵、壓縮機、礦山機械、輕工業(yè)：機床、風(fēng)機、泵、壓縮機、礦山機械、輕工機械等；工機械等；農(nóng)業(yè)：水泵、脫粒機、粉碎機、加工機械等；農(nóng)業(yè)：水泵、脫粒機、粉碎機、加工機械等；民用：電風(fēng)扇、洗衣機、電冰箱、空調(diào)等。民用：電風(fēng)扇、洗衣機、電冰箱、空調(diào)等。（

3、2）異步電動機的特點）異步電動機的特點優(yōu)點優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、成本較低、堅固耐用、結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、成本較低、堅固耐用、運行可靠（鼠籠型）；運行可靠（鼠籠型）； 運行效率較高，具有適用的工作特性。運行效率較高，具有適用的工作特性。缺點缺點 功率因數(shù)總小于功率因數(shù)總小于1（從電網(wǎng)吸收感性無功功率）（從電網(wǎng)吸收感性無功功率）； 調(diào)速性能不如直流電動機。調(diào)速性能不如直流電動機。三相異步電動機基本工作原理三相異步電動機基本工作原理異步電動機結(jié)構(gòu)異步電動機結(jié)構(gòu)繞線型繞組的聯(lián)結(jié)方式繞線型繞組的聯(lián)結(jié)方式轉(zhuǎn)子繞線型繞組通常采用轉(zhuǎn)子繞線型繞組通常采用Y聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 三相異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一

4、般僅為三相異步電動機的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為1.2mm5mm。u 氣隙太大，電動機運行時的功率因數(shù)降低。氣隙太大，電動機運行時的功率因數(shù)降低。u 氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁氣隙太小，使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁場增強，從而使附加損耗增加以及使啟動性能變差。場增強，從而使附加損耗增加以及使啟動性能變差。 l定轉(zhuǎn)子鐵心與內(nèi)風(fēng)扇組成內(nèi)風(fēng)路，把電機內(nèi)部熱量帶給冷卻器鋼管外圓l風(fēng)罩與外風(fēng)扇共同組成外風(fēng)路，將熱量從冷卻器鋼管內(nèi)圓帶走。我廠三相異步電動機風(fēng)路圖解我廠三相異步電動機風(fēng)路圖解 定子鐵心 由0.5mm表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊壓而成，由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕

5、緣的，可減少鐵心渦流損耗。（a）定子鐵心 （b）定子沖片 定子鐵心及沖片示意圖 異步電動機主要構(gòu)件異步電動機主要構(gòu)件 定子繞組 線圈由絕緣銅導(dǎo)線繞制。帶繞組定子鐵心帶繞組定子鐵心VPI浸漆浸漆l三相異步電動機轉(zhuǎn)子鐵心三相異步電動機轉(zhuǎn)子鐵心中性點出線盒中性點出線盒主出線盒主出線盒電機軸承結(jié)構(gòu)電機軸承結(jié)構(gòu)電機軸承結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計對整臺電機非常電機軸承結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計對整臺電機非常 重要。重要。.主要有滾動和滑動軸承兩種主要有滾動和滑動軸承兩種.滑動軸承一般用在（大型）電機高速場合滑動軸承一般用在（大型）電機高速場合 分為自潤滑和強迫油循環(huán)（帶稀油站）分為自潤滑和強迫油循環(huán)（帶稀油站）.滾動軸承在滾

6、動軸承在 （內(nèi)徑（內(nèi)徑+外徑）外徑）*n/250萬時不適萬時不適 合用脂潤滑合用脂潤滑.潤滑失效；加油（脂）周期潤滑失效；加油（脂）周期應(yīng)用于電動機的一些儀表應(yīng)用于電動機的一些儀表（停機）加熱器（停機）加熱器 作用作用 防潮防潮 單相單相/三相三相 功率功率 PT100 單支單支/雙支雙支 兩線兩線/三線三線/四線制四線制 雙金屬表盤式溫度計雙金屬表盤式溫度計三相異步機銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)三相異步機銘牌與技術(shù)數(shù)據(jù)1. 型號型號 Y225M-4極數(shù)極數(shù)(p=4)同步轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分異步電動機產(chǎn)品名稱代號異步電動機產(chǎn)品名稱代號UVWWVUY 接法接法 接法接法2.常見電動機接法常見電動機接法

7、3. 額定電壓：額定電壓：定子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下應(yīng)加的下應(yīng)加的線電壓線電壓.線線電電壓壓U1W2V1V2U2W1線線電電壓壓UVW例：例：10000/6000 Y/ 是指：線電壓為是指：線電壓為10000V時采用時采用Y接法；接法； 當線電壓為當線電壓為6000V時采用時采用 接法。接法。5. 額定電流：額定電流：定子繞組在定子繞組在指定接法指定接法下的下的線電流。線電流。UVW4. 額定功率：額定功率： 額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的額定功率指電機在額定運行時軸上輸出的功率功率（ ），不等于從電源吸收的功率（），不等于從電源吸收的功率（ ）。兩者的）。兩者的 關(guān)系為：關(guān)

8、系為： 2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中COSIUPNN32大中型異步動電機大中型異步動電機 效率效率 =9096% 額定負載時一般為額定負載時一般為0.7 0.9 ， 空載時功率因數(shù)很空載時功率因數(shù)很低約為低約為0.2 0.3。額定負載時，功率因數(shù)最大。額定負載時，功率因數(shù)最大。注意：實用中應(yīng)注意：實用中應(yīng)選擇合適容量的選擇合適容量的電機，電機，防止防止“大大馬馬”拉拉“小車小車”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。5. 功率因數(shù)功率因數(shù)(cos 1)：P2PNcos 1（1）連續(xù)）連續(xù) 連續(xù)工作狀態(tài)是指電動機帶額定負載運行連續(xù)工作狀態(tài)是指電動機帶額定負載運行時，運行時間很長，電動機的溫升可以達到穩(wěn)

9、時，運行時間很長，電動機的溫升可以達到穩(wěn)態(tài)溫升的工作方式態(tài)溫升的工作方式,用用S1表示。表示。6定額定額 定額是指三相電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即允許連續(xù)使用定額是指三相電動機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時間，分為連續(xù)、短時、周期斷續(xù)三種的時間，分為連續(xù)、短時、周期斷續(xù)三種（2）短時）短時 短時工作狀態(tài)是指電動機帶額定負載運行時，短時工作狀態(tài)是指電動機帶額定負載運行時，運行時間很短，使電動機的溫升達不到穩(wěn)態(tài)溫升；運行時間很短，使電動機的溫升達不到穩(wěn)態(tài)溫升；停機時間很長，使電動機的溫升可以降到零的工停機時間很長，使電動機的溫升可以降到零的工作方式。作方式。（3）周期斷續(xù)）周期斷續(xù) 周期斷續(xù)工作狀態(tài)是指電

10、動機帶額定負載運行周期斷續(xù)工作狀態(tài)是指電動機帶額定負載運行時，運行時間很短，使電動機的溫升達不到穩(wěn)態(tài)時，運行時間很短，使電動機的溫升達不到穩(wěn)態(tài)溫升；停止時間也很短，使電動機的溫升降不到溫升；停止時間也很短，使電動機的溫升降不到零，工作周期小于零，工作周期小于10min的工作方式。的工作方式。 絕緣等級是指三相電動機所采用的絕緣材料絕緣等級是指三相電動機所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相電動機允許的最高工作的耐熱能力，它表明三相電動機允許的最高工作溫度。溫度。7絕緣等級絕緣等級繞組和軸承的溫升和溫度限值：繞組和軸承的溫升和溫度限值：電阻法電阻法RTD法法繞組繞組B級溫升限值級溫升限值 80K

11、 （R法）法） 90K （RTD） 防護等級表示三相電動機外殼的防護等級，其防護等級表示三相電動機外殼的防護等級，其中中IP是防護等級標志符號，其后面的兩位數(shù)字分是防護等級標志符號，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護別表示電機防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護能力越強，如能力越強，如IP44中第一位數(shù)字中第一位數(shù)字“4”表示電機能表示電機能防止直徑或厚度大于防止直徑或厚度大于1毫米的固體進入電機內(nèi)殼。毫米的固體進入電機內(nèi)殼。第二位數(shù)字第二位數(shù)字“4”表示能承受任何方向的濺水表示能承受任何方向的濺水。 8防護等級防護等級防護等級（常用）防護等級（常用） 第一位數(shù)字表示第一

12、位數(shù)字表示2 防護大于防護大于12mm固體固體3 防護大于防護大于2.5mm固體固體4 防護大于防護大于1mm固體固體 5 防塵電機防塵電機 第二位數(shù)字表示第二位數(shù)字表示2防滴（垂直防滴（垂直15）3防淋水（防淋水（60 ）4 防濺水防濺水5 防噴水防噴水IP55IP54IP44IP239 冷卻方式（冷卻方式（IC）冷卻方式是根據(jù)冷卻回路布置和冷卻介質(zhì)運動的冷卻方式是根據(jù)冷卻回路布置和冷卻介質(zhì)運動的推動方法來分類推動方法來分類10 安裝型式（安裝型式（IM）臥式異步電機臥式異步電機最常見的結(jié)構(gòu)安裝最常見的結(jié)構(gòu)安裝型式是型式是IMB3立式異步電機最常見立式異步電機最常見的結(jié)構(gòu)安裝型式是的結(jié)構(gòu)安裝

13、型式是IMV111.保證值保證值效率：效率： -0.1（1-）功率因數(shù)：功率因數(shù)：-（1-cos）/6 (0.020.07)起動電流：起動電流：+20%起動轉(zhuǎn)矩：起動轉(zhuǎn)矩：-15%最大轉(zhuǎn)矩：最大轉(zhuǎn)矩：-10%設(shè)計值設(shè)計值-實測值（實驗值）實測值（實驗值）-保證值保證值三相異步電機的起動三相異步電機的起動stI起動電流起動電流 ：三相異步電機起動電流為額定電流的三相異步電機起動電流為額定電流的4.5 7 倍。倍。0n定子電流定子電流 原因：起動時原因：起動時 ，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)子電流大電流使電網(wǎng)電壓降低大電流使電網(wǎng)電壓降

14、低 影響其他負載影響其他負載頻繁起動頻繁起動時造成熱量積累時造成熱量積累 電機過熱電機過熱影響：影響：l1、型號l型號是表示電動機的類型、結(jié)構(gòu)、規(guī)格及性能等特點的代號，如YKK630-10，表示Y系列三相封閉型空-空冷卻的鼠籠型異步電動機，中心高630mm，是10極的電動機。l2、功率l 銘牌上注明的功率為電動機額定功率，是表明該電動機的長期使用時的負載能力。電動機功率單位通常用“千瓦”表示，也有用“馬力”表示的?！扒摺焙汀榜R力”之間的關(guān)系為：l馬力=0.736千瓦l千瓦=1.36馬力l應(yīng)該指出：銘牌所標的功率是電動機輸出功率。“900千瓦”表示能帶動900千瓦的機械工作。使用時要特別注意配

15、套，即電動機與所帶機械的功率是否符合。如果電動機功率與所帶機械功率小，即經(jīng)常過載工作，就如小馬拉大車，負載過量，使電動機過熱受損壞。如果電動機功率比所機械功率大得多，即經(jīng)常輕載工作，就如大馬拉小車，電動機并未發(fā)揮應(yīng)有作用，很不經(jīng)濟。l3、電壓、電流l 銘牌上注明的電壓和電流是指額定電壓和額定電流。l額定電壓是指電動機在額定運行時，定子繞組應(yīng)接的線電壓（端電壓），電源線電壓應(yīng)等于電動機額定電壓，電源電壓過高、過低都會使電動機過熱而損壞。l額定電流是指電動機外接額定電壓，輸出額定功率時，電動機定子繞組中的線電流。也是電動機最大安全電流。若因過載使得電流超過銘牌上規(guī)定值，電動機就會過熱。l4、接線和

16、接線標牌l 銘牌上注明的接線方式都是電動機內(nèi)部接線，高壓電機一般都是星型接法。出線盒中一般都是三個出線端子，外接電纜線不容易接錯。小型低電壓機，特別是Y-起動的電動機出線盒有六個出線盒端子，外接電纜線要嚴格按照接線標牌，以免接錯造成電機損壞。l5、定額l 定額表示電動機允許的持續(xù)運行時間。如果銘牌上標題有“S1”，表示這臺電機可以在輸出額定功率情況下連續(xù)使用，不會使繞組過熱。如果銘牌上標有“S2”，表明電機只能短時工作，如果連續(xù)使用，電動機繞組將會過熱、燒壞。l6、頻率l 這時指額定頻率。銘牌注明50赫茲。表明該電動機應(yīng)接到頻率為50赫茲的交流電源上。國外許多國家是采用60赫茲。l7、轉(zhuǎn)速l

17、它是指電動機額定轉(zhuǎn)速。當電源電壓為額定電壓，頻率為額定頻率，電動機輸出為額定功率時，電動機每分鐘的轉(zhuǎn)速就是它的額定轉(zhuǎn)速。一般異步電動機的額定轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速（也稱同步轉(zhuǎn)速）低2%-5%l8、出品號l電動機的出品號和人的姓名的作用相似。同一規(guī)格的許多電動機，由于不同的出品號。分別記載各臺電動機試驗結(jié)果和使用情況。用戶可根據(jù)出品號到制造去查閱技術(shù)檔案。l9、冷卻方式、安裝方式、防護等級l 分別說明電動機冷卻方式，如IC611是指空-空冷卻，IC81W是指空-水冷卻。安裝方式，如IMB3 是指臥式安裝，IMV1是指立式安裝。防護等級，正如前后所講的電動機防固體和防水的能力。l10、絕緣等級l電動機

18、銘牌上標有電動機的絕緣等級。實際上是指電動機溫升的規(guī)定值，溫升是檢查電動機運行是否正常的重要標志。l11、溫升l電動機溫升是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下（根據(jù)國家標準規(guī)定，環(huán)境溫度為40）電動機繞組高出環(huán)境溫度的數(shù)值。比如在銘牌上絕緣等級為“F級”，表明環(huán)境溫度為40時，繞組的溫升不能超過105K,也就是說繞組的溫度不能超過105+40=145。l一般情況下，電動機運行到4-5小時后，電動機溫升即達到穩(wěn)定值。若繼續(xù)運轉(zhuǎn)，溫度不再上升，這時可測定電動機的溫升值。l按上述分析可知，電動機在額定電壓和額定頻率下，帶額定負載運行最安全、可靠，經(jīng)濟性最好。這樣電動機運行的效率和功率因數(shù)最高。溫升也在控制的范圍內(nèi)

19、。因此，選用電動機時應(yīng)使電動機的功率與負載相當，使電動機經(jīng)常在額定負載下運行為最有利。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法 主 要 內(nèi) 容（一）、概述（二）、三相異步電動機常見故障（三）、電動機故障現(xiàn)行的維護及解決方法（四）、電動機設(shè)備故障診斷技術(shù)電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法 電機故障集電氣與機械于一體，在征兆的表現(xiàn)上呈多樣性，既有機械故障的一般特性，也有電氣、磁場等故障特性。 長期以來，人們通過大量的故障結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，電機故障按其原因分，70%左右源于機械故障（主要是軸承故障），30%源于電氣故障（主要是繞組故障）電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方

20、法 1、95%的故障較好處理，屬于一般配件處理。 2、3%的故障為不能解決（例：成型線圈燒毀),這種故障發(fā)生頻率低，檢修難度高，一般采取送外修理。 3、2%的故障處理起來費工費時,對電機的平穩(wěn)運行產(chǎn)生極大威脅（例：電機抱軸）電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法 （二）、三相異步電動機常見故障電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法一、三相異步電動機機械故障 機械方面常見的故障有掃膛、振動，軸承過熱、損壞等故障。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法1、掃膛： 一般由于軸承嚴重超差及端蓋內(nèi)孔磨損或端蓋止口與機座止口磨損變形，使機座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸心引起掃膛 注

21、意：發(fā)生此類故障電動機除了機殼外，其余部件均損壞， 設(shè)備報廢。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法2、振動： 1）、應(yīng)區(qū)分是電動機本身引起的，還是傳動裝置不良所造成的，或者是機械負載端傳遞過來的。 2）、屬于電動機本身引起的振動，多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好，以及軸承不良，轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機座、轉(zhuǎn)子不同 軸心，或者電動機安裝地基不平，安裝不到位，緊固件松動 造成的。 注意：振動會產(chǎn)生噪聲，還會產(chǎn)生額外負荷電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法3、軸承過熱： 1）、在軸承安裝時如果不正確，配合公差太緊或太松，都會引起軸承發(fā)熱 2）、在添潤滑脂時不易太多，如果太多會使軸承旋轉(zhuǎn)部

22、分和潤滑脂之間產(chǎn)生很大的磨擦而發(fā)熱 3）、軸承損壞：軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過度磨損。 注意：電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動，是負荷最重的部分，又是容易磨損的部件電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法二、三相異步電動機電氣故障 電氣方面常見的故障有電壓不正常、繞組接地、繞組短路、 繞組斷路、缺相運行等。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法1、電壓不正常： 1）、電源電壓偏高，激磁電流增大，電動機會過分發(fā)熱，過分的高電壓會危機電動機的絕緣，使其有被擊穿的危險。 2）、電源電壓過低，電磁轉(zhuǎn)矩會大大降低，如果負載轉(zhuǎn)距沒有減小，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)過低，這時轉(zhuǎn)差率增大造成電動機過載而發(fā)熱

23、，長時間會影響電動機的壽命。 3）、三相電壓不對稱，即一相電壓偏高或偏低時，會導(dǎo)致某相電流過大，電動機發(fā)熱，時間長會損壞繞組。 注意：無論電壓過高過低或三相電壓不對稱都會使電流增加，電動機發(fā)熱而損壞電動機。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法2、繞組接地： 1）、電動機繞組絕緣受到損壞，及繞組的導(dǎo)體和鐵心、機殼之間相碰即為繞組接地。 2）、繞組接地會造成該相繞組電流過大，局部受熱，嚴重時會燒毀繞組。 注意：出現(xiàn)繞組接地多數(shù)是電動機受潮引起，有的是在環(huán)境惡劣時金屬物或有害粉末進入電動機繞組內(nèi)部造成。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法3、繞組短路： 1）、繞組中相鄰兩條導(dǎo)

24、線之間的絕緣損壞后，使兩導(dǎo)體相 碰，就稱為繞組短路 2）、發(fā)生在同一繞組中的繞組短路稱為匝間短路 3）、發(fā)生在兩相繞組之間的繞組短路稱為相間短路 注意：不論是那一種，都會引起某一相或兩相電流增加，引起局部發(fā)熱，使絕緣老化損壞電動機電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法4、繞組斷路： 繞組斷路是指電動機的定子或轉(zhuǎn)子繞組碰斷或燒斷造成的故障。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法5、電動機缺相運行： 1）、三相異步電動機在運行過程中，斷一根火線或斷一相繞組就會形成缺相運行（俗稱單相）。 2）、如果軸上負載沒有改變，則電動機處于嚴重過載狀態(tài)，定子電流將達到額定值的二倍甚至更高，時間稍長電動機就會燒毀。 注意：在各行業(yè)中，因缺相運行而燒毀的電動機所占比重最大。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法6、電動機的接地裝置： 所謂的電動機接地就是將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的某一金屬部分通過接地裝置與大地做電氣連接，而電動機的接地就是金屬外殼接地。電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法 （三）、電動機故障現(xiàn)行的維護及解決方法電動機常見故障及檢測方法電動機常見故障及檢測方法1、看： 每天巡查時，值班員要看電動機工作、電流的大小和變 化