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异步电动机基本知识

基本特点

  转子绕组不需与其他电源相连,其定子电流直接取自交流电力系统;与其他电机相比,异步电动机的结构简单,制造、使用、维护方便,运行可靠性高,重量轻,成本低。以三相异步电动机为例,与同功率、同转速的直流电动机相比,前者重量只及后者的二分之一,成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求,派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性,能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。其局限性是,它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率(见异步电机),因而调速性能较差,在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合(如传动轧机、卷扬机、大型机床等),不如直流电动机经济、方便。此外,异步电动机运行时,从电力系统吸取无功功率以励磁,这会导致电力系统的功率因数变坏。因此,在大功率、低转速场合(如拖动球磨机、压缩机等)不如用同步电动机合理。

应用

  由于异步电动机生产量大,使用面广,要求其必须有繁多的品种、规格与各种机械配套。因此,异步电动机的设计、生产特别要注意标准化、系列化、通用化。在各类系列产品中,以产量最大、使用最广的三相异步电动机系列为基本系列;此外还有若干派生系列(在基本系列基础上作部分改变导出的系列)、专用系列(为特殊需要设计的具有特殊结构的系列)。

  
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异步电动机的种类繁多,有防爆型三相异步电动机、ys系列三相异步电动机、y、y2系列三相异步电动机、YVP系列变频调速电动机等等.

  新中国第一台异步电动机于50年代初在合肥工业大学诞生。

故障处理

如何判断是机械故障还是电气故障

  
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异步电动机出现异常声音有机械方面和电气方面的原因。首先确定是哪方面引起的,其方法是接上电源,有不正常的声音存在,切断电源。不正常声音仍存在,为机械故障,否则为电气方面故障。

机械方面

  (1)轴承损坏或润滑油严重缺少,油中有杂质等。

  消除方法:更换或清洗轴承并换新油。清洗轴承要先将轴承中旧油除去,然后用毛刷或布块蘸汽油煤油等溶剂来清洗。一定要清洗干净,否则轴承会损坏。正在刷扫时轴承不要转动,避免有毛、线等杂物轧入轴承滚道。洗净后的轴承,用干净的布擦干,不能用棉纱等多绒毛的东西擦,以免有绒毛等杂物落入轴承,也不要用手摸,免得轴承沾染汗水而锈蚀。

  洗净并干燥后的轴承要按照规定重新加入纯净的润滑脂,一般润滑脂占轴承内腔容积的1/2~1/3为宜。

  (2)风罩或转轴上零件(风扇、联轴器等)松动。

  消除方法:固紧风罩或其他零件。

  (3)风罩内有杂物。

  消除方法:用毛刷或布清除杂物。

  (4)轴承内圈和轴配合太松。

  消除方法:堆焊转轴轴承档,并按规定尺寸车好,使其配合紧密。

  (5)定转子相擦。

  消除方法:找出相擦原因,可能是端盖轴承室内孔磨损,或端盖止口与机座止口变形,使机座、端盖和转子三者不同心而引起扫膛。也有因铁芯受高温而变形相摩擦。

  消除方法:先检验轴承是否处于合格状态,然后可在车床上校验转子铁芯有无异常变形。根据变形程序,将转子铁芯外径减小(用车床加工)0.2~0.3mm。

电气方面

  
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(1)电动机单相运转

  消除方法:检查线路绕组断线或接触不良。

  如果查明断路点是引出线或线圈过桥线的焊接部分开焊,可将脱焊处清理干净,然后在待焊处附近的线圈上铺垫一层绝缘纸,防止焊锡流入而损伤线圈绝缘,最后进行补焊。

  如果是端部线圈烧断一根或几根导线时,需将线圈加热至于30℃左右,使绝缘软化,然后将烧断的线匝撬起,分清每根导线的端头,用相同规格的导线连接在烧断的导线端头上,连接好后进行焊接,焊好后,包扎绝缘,涂漆处理。

  若断线处在槽内,可在故障线圈线槽的槽楔上,用毛刷刷上适当的溶剂(其配方为丙酮40%、甲苯35%和酒精浓度5%),约半小时后,绕组绝缘可软化。这时轻轻地抽出槽楔,仔细地用划线板将线圈的线匝一根一根地取出,直至取出有故障的导线为止。用绝缘带把绝缘损坏处包好,再仔细将线圈导线嵌回线槽中去。处理后再嵌回槽中有困难,可用同规格的电磁线,更换已损坏的导线,匝数不变,重要设备所使用的电动机,为了确保质量,可以重换绕组,但修理费用较多。

  绕线型电机由于电刷机构失灵,或电刷过短接触不良造成转子单相运转,可检查电刷机构的拉簧是否失效。如电刷过短,必须用牌号、同规格的新电刷更换,并用细砂布磨出相吻合的接触弧面,若电刷机构的短路长环与短路夹因过热而失去弹性也会导致单相故障,此时,要更换短路夹。

  (2)绕组有短路或接地。

  消除方法:把短路探测器沿定子铁芯逐槽移动检查,可找到短路线圈。

  若短路线圈的绝缘还未焦脆,可在线圈短路处重垫绝缘,再涂上绝缘漆,烘干,这种方法适用于绕组端部或绕组外层短路的修理。

  若故障发生在线槽里面,可参照前面绕组断线故障的修理方法。

  用摇表测接地故障,若接地点在绕组端部槽口附近,而且没有严重烧损,则只要在接地处的导线和铁芯之间插入绝缘材料后,涂刷绝缘漆就行,不必拆出线圈。

  若接地点在槽的里面,可参照前面断线故障的处理方法。

  若发现整个绕组受潮,就要把整个绕组预烘,然后涂绝缘漆并烘干,直到绕组对地绝缘电阻超过0.5MΩ为止。若绕组受潮严重,绕组绝缘大部分因老化焦脆而脱落,接地点较多,可以根据具体情况,把整机绕组拆下,换成新的。

  (3)电源电压过低。

  消除方法:设法调整电压或等线路电压正常时再使用。

  (4)电动机过载。

  消除方法:减轻负载。

  (5)转子笼条和端环断裂。

  消除方法:若断裂现象发生在端环或槽个别明显部位时,可将裂纹凿出V形槽,用气焊进行焊接修补。

  若铜质笼条的个别断条,可把断条的端环两端开一缺口,凿去一边端环部分,把断条敲出,换上一条与原截面相同的新笼条,并要长出端环5~20mm,将伸出部分敲弯,紧贴在短路环上,然后用气焊焊牢,在车床上车平,校正平衡即可。

  若是个别铸铝条断条时,也可将断条钻掉,把槽清理干净,做一根与槽相同的铝条打入槽内,再用铝焊药把铝条与端环用气焊焊牢。

单相异步电动机

  定义

  单相异步电动机(single-phase asynchronousmotor)是靠220V单相交流电源供电的一类电动机,它适用于只有单相电源(single-phasepower)的小型工业设备和家用电器中。

单相异步电动机的工作原理

  在交流电机中,当定子绕组通过交流电流时,建立了电枢磁动势,它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势,该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和,从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体,并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。

  该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转;反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。

  不论是还是,他们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。若电动机的转速是,

  则对正转磁场而言,转差率为:

  对反转磁场而言,转差率为:

  单相异步电动机的T-s曲线见左图

  由图可知单相异步电动机的主要特点有:

  (1)n=0,s=1,T=T++ T- =0,说明单相异步电动机无启动转矩,如不采取其他措施,电动机不能启动。

  (2)当s≠1时, T≠0,T无固定方向,它取决于s的正、负。

  (3)由于反向转矩存在,使合成转矩也随之减小,故单相异步电动机的过载能力较低。

  电容分相式起动工作原理

  启动时开关K闭合,使两绕组电流I1,I2相位差约为90°,从而产生旋转磁场,电机转起来;转动正

  常以后离心开关被甩开,启动绕组被切断。

  罩极式单相电机的工作原理

  定子通入电流以后,部分磁通穿过短路环,并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化,致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差,从而形成旋转磁场,使转子转起来。

  上图中电机的转动方向:瞬时针旋转。因为没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先。

单相异步电机的使用

  单相异步电动机功率小,主要制成小型电机。它的应用非常广泛,如家用电器(洗衣机、电冰箱、电风扇)、电动工具(如手电钻)、医用器械、自动化仪表等。

异步电机特征

  1、一般来说,小型异步电机指的就是感应运转型异步电机。这种电机不只在启动时,在运转时也使用辅助线圈和电容器。虽然启动转矩不是很大,但其结构简单,信赖度高,效率也高。

  2、可以连续运转。

  3、随负荷的大小,电机的额定转速也会改变。

  4、使用于不需要速度制动的应用场合。

  5、用E种绝缘等级,而UL型电机则用A种。

  6、有感应运转型单相异步电机和三相异步电机两种。

  7、单相电机为感应运转型异步电机,效率高,噪声低。

  8、单相电机的电源有A(110V 60Hz)、B(22V 60Hz)、C(100V 50/60Hz)、D(200V50/60Hz)、E(115V 60Hz)、X(200-240V50Hz)等。

  9、单相异步电机运转时,产生与旋转方向相反的转矩,因此不可能在短时间内改变方向。应在电机完全停止以后,再转换其旋转方向。

  10、三相电机时使用U(200V 50/60Hz)、T(220V 50/60Hz)、S(380-440V50/60Hz)电源的异步电机。[1]

异步电机的一般规格

  项目事项绝缘阻抗在常温、常湿度下,运转电动机后,以DC500V的绝缘电阻表来测量电动机。金属阻和电动机外壳之间的绝缘电阻超过100MΏ绝缘内压在常温、常湿度下,运转电动机后,在电动机的金属绕组和电动机箱之间的电压温度上升以1500V、50/60Hz输入1min时没有任何问题。运转电动机后,用温度计发测量时,温度上升数值在60℃以下(装有计算机的电动机则应该在45℃以下)绝缘等级E种(120℃)过热保护装置内装过热保护装置(自动复归型):开放(120±5℃);复归(77±5℃)使用温度-10~50℃(UL CE规格电动机使用温度为-10~40℃)

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