13-2維修電工中級-第三章電動機和特種電機的課件

維修電工(中級)王兆晶主編第三章電動機和特種電機的使用與維護掌握三相異步電動機的維修技術(shù)；熟悉直流電動機的使用與維護技術(shù)；了解測速發(fā)電機的使用與維護技術(shù)；掌握伺服電動機的使用與維護技術(shù)；掌握步進電動機的使用與維護技術(shù)；掌握交磁電機擴大機的使用與維護技術(shù)。第三章電動機和特種電機的使用與維護目錄第一節(jié)三相異步電動機一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理二、三相異步電動機的使用與維護三、三相異步電動機定子繞組的重繞第二節(jié)直流電動機一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、直流電動機的使用與維護第三節(jié)測速發(fā)電機一、測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、測速發(fā)電機的使用與維護第四節(jié)伺服電動機一、伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、伺服電動機的使用與維護第五節(jié)步進電動機一、步進電動機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理二、步進電動機的使用與維護第三章電動機和特種電機的使用與維護第六節(jié)交磁電機擴大機一、交磁電機擴大機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理二、交磁電機擴大機自動調(diào)速系統(tǒng)的種類三、交磁電機擴大機調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定環(huán)節(jié)四、交磁電機擴大機的使用與維護五、交磁電機擴大機常見故障的修理第七節(jié)電動機故障的檢修技能訓(xùn)練實例訓(xùn)練1三相異步電動機定子繞組接地故障的檢修訓(xùn)練2直流電動機電樞繞組故障的檢修訓(xùn)練3測速發(fā)電機勵磁繞組線引起控制軸振動的故障處理訓(xùn)練4一種FANUCAC伺服電動機故障的維修訓(xùn)練5步進電動機運行中失步故障的處理復(fù)習(xí)思考題第三章電動機和特種電機的使用與維護目錄第一節(jié)三相異步電動機1.三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)（1）定子一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖3-1三相籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)（2）轉(zhuǎn)子1）籠型轉(zhuǎn)子2）繞線轉(zhuǎn)子圖3-2三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)2.三相異步電動機的工作原理第一節(jié)三相異步電動機二、三相異步電動機的使用與維護1.定子繞組的展開圖（1）定子繞組參數(shù)1）極距2）繞組的節(jié)距（跨度）3）每極每相的槽數(shù)4）槽距角5）極相組6）繞組的接線電動機的極相組數(shù)=極數(shù)×相數(shù)第一節(jié)三相異步電動機（2）三相繞組的分類1）單層鏈式繞組例1有一臺極數(shù)2p=4、槽數(shù)Z=24三相單層鏈式繞組的電機，說明原理及繪出展開圖。圖3-3三相單層鏈式繞組展開圖例2一臺Z=36、2p=4交流電動機，繪制出展開圖。2）單層交叉式繞組圖3-4三相單層交叉式繞組展開圖第一節(jié)三相異步電動機3）單層同心式繞組4）三相雙層疊繞組例3繪制Z=24、p=1的三相交流電動機展開圖。圖3-5三相單層同心式繞組展開圖圖3-6三相雙層疊繞組展開圖例4繪制2p=4、Z=36、y=8三相交流電動機的展開圖。圖3-7三相4極圓形接線圖U相的畫法2.繞組圓形接線參考圖第一節(jié)三相異步電動機3.三相異步電動機繞組的故障分析及檢查（1）繞組接地1）故障原因2）故障檢查圖3-8用拖燈檢查繞組碰殼圖3-9拆開星點圖3-10拆開各相接頭第一節(jié)三相異步電動機（2）斷路檢查（3）短路檢查圖3-11短路偵察器檢查斷路故障（4）反接檢查1）線圈的反接檢查2）電動機的首尾端接錯圖3-12極相組接線正確時指南針的指向圖3-13測量三相繞組首尾端的直流法第一節(jié)三相異步電動機三、三相異步電動機定子繞組的重繞1.查明損壞原因，記錄原始數(shù)據(jù)（1）鐵心長度及槽形尺寸（2）繞組數(shù)據(jù)2.繞組的拆除1）電流加熱法2）用烘箱、煤球爐、煤氣、乙炔、噴燈等加熱3）溶劑溶解法4）冷拆法3.準備絕緣材料1）按材料的形態(tài)分2）按材料的化學(xué)成分分3）按材料的耐熱高低分第一節(jié)三相異步電動機4.繞制線圈（1）繞制線圈的導(dǎo)電材料（2）繞線模的簡易計算與制作1）雙層迭繞式繞組線模的計算圖3-14繞組線模尺寸a）雙層迭繞式繞組b）單層同心式或鏈式繞組①線模寬度②線模直線部分長度③端部長度第一節(jié)三相異步電動機2）單層同心式或鏈式繞組線模的計算①線模寬度②線模直線部分長度③端部圓弧半徑例5某異步電動機定子鐵心內(nèi)徑110mm，鐵心長105mm，定子槽數(shù)36槽，槽深19.6mm，采取單層交叉式繞組，線圈組中有兩個線圈的節(jié)距1～9，一個線圈的節(jié)距是1～8，試決定線模尺寸。第一節(jié)三相異步電動機3）活絡(luò)繞線模制作方法圖3-15活絡(luò)繞線?？傃b圖（3）線圈的繞制1）導(dǎo)線必須排列整齊2）線圈匝數(shù)必須準確3）導(dǎo)線直徑必須符合要求4）繞線時，必須保護導(dǎo)線的絕緣不受損壞。5.嵌線與接線第一節(jié)三相異步電動機（1）嵌入第一節(jié)距線圈的下層邊圖3-18嵌線方法a)捏扁線圈邊b）將線圈拉入槽內(nèi)c）吊起線圈另一條邊第一節(jié)三相異步電動機（2）嵌入上層邊圖3-19槽絕緣、層間絕緣及槽楔的構(gòu)成（3）嵌入最后一個節(jié)距線圈圖3-20把繞組端部敲成喇叭口（6）嵌線質(zhì)量檢查外表檢查直流電阻測定耐壓試驗（5）端部接線（4）端部整形及綁扎第一節(jié)三相異步電動機6.浸漆與烘干（1）浸漆與烘干的步驟1）預(yù)烘2）浸漆3）烘干（2）烘干方法1）循環(huán)熱風(fēng)干燥室2）燈泡干燥法3）煤爐（或電爐）干燥法4）電流干燥法圖3-21烘干方法a)循環(huán)熱風(fēng)干操b)用煤爐干燥圖3-22電流干燥法a)各相繞組串聯(lián)加熱b）、c）按先后順序加熱第一節(jié)三相異步電動機7.三相異步電動機性能測試（1）繞組冷態(tài)直流電阻的測定1）測試目的2）測試方法（2）絕緣電阻試驗1）測試目的2）測試方法3）注意事項①應(yīng)選用與被測電動機電壓相應(yīng)的等級②應(yīng)使絕緣電阻表達到規(guī)定的轉(zhuǎn)速120r/min③判斷是否受潮，還要作出絕緣吸收試驗。圖3-23絕緣耐壓試驗電路第一節(jié)三相異步電動機（3）絕緣耐壓試驗1）測試目的2）測試方法①繞組對地和繞組間的耐壓試驗②匝間耐壓試驗3）注意事項①進行耐壓試驗時，必須注意安全。②在試驗一相繞組時，其他繞組在電氣上都應(yīng)與接地機殼連接。③試驗開始時的電壓，應(yīng)不超過試驗電壓1/3。④試驗電壓由半值升高到全值的時間，不應(yīng)小于10s。第一節(jié)三相異步電動機（4）空載試驗1）試驗?zāi)康?）空載試驗方法3）注意事項圖3-24空載試驗接線圖在電動機起動時，應(yīng)將電流表、功率表短接。在試驗繞線轉(zhuǎn)子異步電動機時，應(yīng)將起動變阻器全部短接。對于多速電動機，其空載試驗應(yīng)在各個額定轉(zhuǎn)速下進行。監(jiān)測三相交流電壓是否平衡。第一節(jié)三相異步電動機（5）超速試驗1）測試目的2）測試方法①各類型電機應(yīng)能承受標準規(guī)定的轉(zhuǎn)速。②超速試驗前，應(yīng)仔細檢查電機的裝配質(zhì)量。（6）升溫試驗1）測試目的2）測試方法①溫度計法②電阻法第二節(jié)直流電動機一、直流電動機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1.基本結(jié)構(gòu)圖3-25小型直流電動機結(jié)構(gòu)1）定子2）轉(zhuǎn)子圖3-26小型直流電動機的剖面圖第二節(jié)直流電動機2.工作原理3.電樞繞組的主要參數(shù)1）繞組原件（圖3-27）2）實槽與虛槽（圖3-28）3）極距4）繞組的第一節(jié)距y15）繞組的第二節(jié)距y26）合成節(jié)距y7）換向節(jié)距yk圖3-27繞組原件圖3-28虛槽結(jié)構(gòu)示意圖圖3-29繞組節(jié)距示意圖a）單疊繞組b）單波繞組單疊繞組：y=y1-y2單波繞組：y=y1+y2圖3-30單疊繞組展開圖第二節(jié)直流電動機4.單疊繞組的展開圖（1）特點（2）計算節(jié)距（3）繪制單疊繞組的展開圖1）畫16根等長的等距的平行實線和虛線2）1號元件的繪制3）將1號元件首端連在1號換向片上4）依次畫出2～16號元件5）畫磁極（圖3-30）6）畫電刷及并聯(lián)支路數(shù)（圖3-31）圖3-31單疊繞組并聯(lián)之路第二節(jié)直流電動機5.繪制單波繞組展開圖例6一臺直流電機，Z=S=K=15，2p=4，u=1接成單波繞組，其特點是y=yK=，負號為左行繞組。解具體繪制步驟如下：K+1－p（1）計算節(jié)距（2）繪制展開圖1）繪出元件的連接順序第二節(jié)直流電動機3）電刷的位置和并聯(lián)支路數(shù)2）繪制展開圖圖3-32單波繞組展開圖a）展開圖b）元件連接順序圖3-33單波繞組并聯(lián)支路第二節(jié)直流電動機6.直流電動機的勵磁方式圖3-34直流電動機各種勵磁方式接線圖a)他勵電動機b)并勵電動機c)積復(fù)勵電動機d)差勵電動機e)串勵電動機（1）他勵直流電動機（2）并勵直流電動機（3）串勵直流電動機（4）積復(fù)勵直流電動機（5）差復(fù)勵直流電動機第二節(jié)直流電動機二、直流電動機的使用與維護1.電樞繞組的故障與修理（1）電樞繞組的短路與斷路故障1）故障檢查2）故障處理（2）電樞繞組接地1）故障拖燈檢查法2）故障處理圖3-35檢查電樞繞組的短路與斷路故障圖3-36用拖燈檢查電樞繞組的接地點圖3-39云母溝的正確刻法圖3-37換向器的結(jié)構(gòu)a）換向片b）換向器2.直流電機換向器的修理第二節(jié)直流電動機（1）換向器的作用（2）直流電機換向器故障與修理1）換向片短路2）電刷位置偏離中性線的處理3）換向器表面處理圖3-38電刷中性線的確定第二節(jié)直流電動機3.直流電機性能的試驗（1）電機繞組的極性檢查試驗1）檢查試驗的目的2）檢查的方法①檢查主磁極與換向極繞組連接的正確性②檢查換向極繞組和補償繞組對電樞繞組之間連接的正確性圖3-40換向極和補償繞組對電樞極性的檢查接線a）換向極對電樞b）補償極對電樞第二節(jié)直流電動機（2）電刷中性線位置的確定1）確定的目的2）常用方法①感應(yīng)法②電動機正反轉(zhuǎn)法（3）繞組直流電阻的測定1）測定的目的2）測定方法（4）空載試驗1）試驗的目的2）試驗方法（5）負載試驗1）試驗的目的2）試驗方法圖3-41直流電動機負載實驗（6）短時過載試驗1）試驗的目的2）試驗方法圖3-45空心杯形轉(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機的工作原理第三節(jié)測速發(fā)電機一、測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.直流測速發(fā)電機（1）基本結(jié)構(gòu)（2）工作原理圖3-42直流測速發(fā)電機工作原理If—勵磁電流n—轉(zhuǎn)速Ia—電樞電流RL—負載電阻2.交流測速發(fā)電機（1）異步測速發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)（2）異步測速發(fā)電機的工作原理圖3-44非磁性空心杯形轉(zhuǎn)子交流測速發(fā)電機的結(jié)構(gòu)1—空心杯形轉(zhuǎn)子2—外定子3—內(nèi)定子4—機殼5—端蓋第三節(jié)測速發(fā)電機二、測速發(fā)電機的使用與維護1.直流測速發(fā)電機1）轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過最大工作轉(zhuǎn)速；負載電阻不應(yīng)小于規(guī)定的負載最小電阻。2）在勵磁回路中，串聯(lián)一個比勵磁繞組的電阻值大幾倍的溫度系數(shù)小的電阻。3）直流測速發(fā)電機的接線。圖3-46引出線端標記的檢查第三節(jié)測速發(fā)電機2.交流異步測速發(fā)電機1）交流異步測速發(fā)電機對精度的要求2）負載阻抗的要求3）電源電壓和頻率的波動的影響4）采用補償網(wǎng)絡(luò)或溫度控制措施5）移相6）工作轉(zhuǎn)速限制圖3-47溫度補償圖3-48輸出回路中移相第四節(jié)伺服電動機一、伺服電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.直流伺服電動機（1）基本結(jié)構(gòu)（2）工作原理圖3-49電磁式直流伺服電動機的接線1）電樞控制2）磁場控制（3）控制特性1）機械特性2）調(diào)節(jié)特性圖3-50直流伺服電動機的特性a）機械特性b）調(diào)節(jié)特性2.交流伺服電動機第四節(jié)伺服電動機（1）基本結(jié)構(gòu)（2）工作原理圖3-51交流伺服電動機的原理接線圖3-52交流伺服電動機自轉(zhuǎn)現(xiàn)象的避免（3）交流伺服電動機的控制方式1）幅值控制2）相位控制3）幅值—相位控制圖3-53幅值—相位控制接線第四節(jié)伺服電動機二、伺服電動機的使用與維護1.直流伺服電動機1）電磁式電樞控制的直流伺服電動機的使用2）可控硅整流電源的使用3）自動控制中的直流伺服電動機的使用4）直流伺服電動機的控制方式的選擇5）對直流伺服電動機的機械特性的要求6）直流伺服電動機在低速運行的要求2.交流伺服電動機第四節(jié)伺服電動機1）交流伺服電動機磁極2）輸入阻抗Z的變化3）電源頻率和電壓波動的影響4）放大器內(nèi)阻抗的影響5）交流伺服電動機的接線圖3-55ADP型交流伺服電動機接線圖3-54SL系列交流伺服電動機接線a)串聯(lián)接法b)并聯(lián)接法第四節(jié)伺服電動機6）控制繞組與放大器連接圖3-56控制繞組與放大器連接a)采用輸出變壓器放大b）采用晶體管放大第五節(jié)步進電動機一、步進電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.基本結(jié)構(gòu)和分類圖3-57三相反應(yīng)步進電動機的基本結(jié)構(gòu)2.步進電動機的工作原理①A相通電時，A相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒一一對齊，B相磁極的小齒與轉(zhuǎn)子小齒相互錯開1/3齒。②B相通電，A相斷電時，則轉(zhuǎn)子沿ABC旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)過1/3齒距。③C相通電時，轉(zhuǎn)子在原來的旋轉(zhuǎn)方向上，再轉(zhuǎn)過1/3齒距。第五節(jié)步進電動機二、步進電動機的使用與維護1）電動機步距角的選擇2）傳動比的傳動效應(yīng)3）驅(qū)動電源供電的考慮的選擇圖3-58步進電動機驅(qū)動電源系統(tǒng)框圖4）對起動和停止的頻率的要求第六節(jié)交磁電機擴大機一、交磁電機擴大機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理1.基本結(jié)構(gòu)2.工作原理圖3-59定子沖片形狀及各繞組嵌方位置圖3-60交磁電機擴大機的工作原理第六節(jié)交磁電機擴大機二、交磁電機擴大機自動調(diào)速系統(tǒng)的種類（1）具有轉(zhuǎn)速負反饋的交磁電機擴大機自動調(diào)速系統(tǒng)圖3-61具有轉(zhuǎn)速負反饋自動調(diào)速系統(tǒng)的電路負載T↑→n↓→UTG↓→△U(△U=UC－UTG)↑→IC↑→UA↑→UG↑→n↑（2）具有電壓負反饋和電流正反饋的自動調(diào)速系統(tǒng)（3）具有電流截止負反饋的自動調(diào)速系統(tǒng)圖3-62具有電流截止負反饋的自動調(diào)速系統(tǒng)電路第六節(jié)交磁電機擴大機圖3-63阻容穩(wěn)定環(huán)節(jié)電路圖第六節(jié)交磁電機擴大機三、交磁電機擴大機調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定環(huán)節(jié)（1）穩(wěn)定環(huán)節(jié)在主流調(diào)速系統(tǒng)中的作用（2）阻容穩(wěn)定環(huán)節(jié)（3）穩(wěn)定變壓器穩(wěn)定環(huán)節(jié)（4）橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)圖3-64穩(wěn)定變壓器穩(wěn)定環(huán)節(jié)電路圖圖3-65橋形穩(wěn)定環(huán)節(jié)電路圖四、交磁電機擴大機的使用與維護第六節(jié)交磁電機擴大機1）正確確定電刷的位置2）適當施加交流去磁繞組電壓3）應(yīng)避免短路、自激、過分強勵磁及長期單一方向使用五、交磁電機擴大機常見故障的修理交磁電機擴大機常見故障及處理方法第七節(jié)電動機故障的檢修技能訓(xùn)練實例訓(xùn)練1三相異步電動機定子繞組接地故障的檢修1.工具、儀表、器材故障電機1臺、絕緣電阻表、MF47型萬用表、電工工具、絕緣材料等。2.訓(xùn)練步驟1）拆開繞組連接片。2）取出端蓋及轉(zhuǎn)子。3）測量各相繞組與機殼之間的絕緣電阻。4）將定子繞組加熱。5）用萬用表測量并找出接地部分。6）通過測量查找出接地點。

3.注意事項4.評分標準1）合格后即可恢復(fù)接線及打上槽楔。2）不能使齒片損壞絕緣。3）要仔細操作和觀察。7）在接地處撬動線圈，墊上絕緣材料，并涂上少量絕緣漆。8）絕緣電阻合格，即可恢復(fù)接線及打上槽楔。9）對定子繞組進行浸漆、烘干處理。第七節(jié)電動機故障的檢修技能訓(xùn)練實例圖3-67檢查電樞繞組接地方法a)校驗燈法b)毫伏表法第七節(jié)電動機故障的檢修技能訓(xùn)練實例訓(xùn)練2直流電動機電樞繞組故障的檢修1.設(shè)備、儀表、工具2.訓(xùn)練步驟直流電動機、萬用表、直流毫伏表、6V直流電源、6V低壓校驗燈、大功率電烙鐵及焊錫、電工工具等。（1）電樞繞組接地故障的檢查（2）電樞繞組短路故障的檢查（3）電樞繞組斷路故障的檢查圖3-68用毫伏表檢查電樞繞組短路3.注意事項1）毫伏表要選擇合適的量程2）注意防止直流電源直接短路4.評分標準第七節(jié)電動機故障的檢修技能訓(xùn)練實例訓(xùn)練3測速發(fā)電機勵磁繞組線引起控制軸振動的故障處理1.設(shè)備、儀表、工具測速發(fā)電機、軸承拉具、活扳手、錘子、銅棒、常用電工工具、萬用表、絕緣電阻表、指南針等。2.訓(xùn)練步驟3.評分標準（1）故障現(xiàn)象（2）故障分析①機器人在第七軸運行時遇到障礙②驅(qū)動電機超載，電磁剎車沒有松開③驅(qū)動電機通過電流，但不能正確換向（3）故障解決①檢查各連接電纜的連線及接頭和驅(qū)動板是否正常②檢查強電電路④驅(qū)動電機沒有通過電流。訓(xùn)練4一種FANUCAC伺服電動機故障的維修1.設(shè)備、儀表、工具伺服電動機、軸承拉具、活扳手、錘子、銅棒、常用電工工具、萬用表、絕緣電阻表、指南針等。2.訓(xùn)練步驟（1）故障現(xiàn)象機床開機時全部動作正常，伺服進給系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件精度全部達到要求。當機床正常工作5～7h后，Z軸出現(xiàn)劇烈振蕩，C