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01.三相异步电动机的结构

1.定子铁芯

功能：电机磁路的一部分，定子绕组所在的位置。

构造：定子铁芯通常由表面有绝缘层的0.35-0.5毫米厚的硅钢板冲压叠片而成，在铁芯内圆周上均匀地冲制出嵌有定子绕组的槽。

定子铁芯槽型有以下几种：

半封闭槽：电机效率高，功率因数高，但绕组嵌埋和绝缘较困难。一般用于小型、低压电机。

半开槽：可嵌入模压绕组，通常用于大中型低压电机。所谓定型绕组，是指绕组可以预先绝缘，然后放入槽中。

开槽：用于嵌入模压绕组，是一种方便的绝缘方法，主要用于高压电机。

2、定子绕组

功能：这是电机提供三相交流电并产生旋转磁场的电路部分。

结构：由三个相同结构的绕组组成，以120间隔对称排列，这些绕组的每个线圈按照一定的规则嵌入在定子的每个槽中。

定子绕组的绝缘主要有三项：（保证绕组导电部分与铁芯之间、绕组本身之间的可靠绝缘）。

(1)对地绝缘：整个定子绕组与定子铁心之间的绝缘。

(2)相间绝缘：各相定子绕组之间的绝缘。

(3)绕组间绝缘：各相定子绕组的绕组之间的绝缘。

电机接线盒内接线：

电机接线盒有接线端子，三相绕组的六个线端分上下两排排列，最上面的三个接线柱编号为1（U1）。底排的三个连接柱从左到右编号为2 (V1)、3 (W1)，从左到右编号为6 (W2)、4 (U2)、5 (V2)。连接成星形或三角形连接。所有的制造和维护都必须根据这个序列号进行安排。

3. 机座

作用：通过固定定子铁芯和前后端盖来支撑转子，起到保护和散热的作用。

结构：大型异步电动机的机座通常采用钢板焊接而成。微型电机的底座由铸铝制成。密封电机底座外侧设有散热筋，保护电机底座两端端盖上设有通风孔，使电机内外空气直接对流。促进散热。

4、三相异步电动机转子铁芯：

功能：将转子绕组放置在铁芯槽中，作为电机磁路的一部分。

结构：材质与定子相同，由0.5毫米厚的硅钢板冲压叠压而成，硅钢板外周均匀钻有孔，用于布置转子绕组。通常，转子铁芯是利用从定子铁芯冲裁而成的硅钢板的内周来冲裁而成的。一般小型异步电动机的转子铁心直接压在转轴上，而大中型异步电动机（转子直径300-400毫米以上）的转子铁心则压在转轴上。转子支架。

5、三相异步电动机转子绕组

作用：中断定子的旋转磁场，产生感应电动势和电流，形成电磁扭矩，使电机旋转。

结构：分为鼠笼式转子和绕线式转子。

鼠笼式转子：转子绕组由多个导条和插入转子槽内的两个环形端环组成。当去掉转子铁芯后，整个绕组就变成笼形，这就是为什么它被称为笼绕式。小型笼型电机采用铸铝转子绕组，100KW以上电机采用铜排、铜端环焊接。鼠笼转子分为阻抗转子、单笼转子、双笼转子、深沟转子，每种转子具有不同的特性，例如启动扭矩。

绕线转子：绕线转子绕组与定子绕组类似，是对称的三相绕组，三个输出端子通常连接到转轴的三个集电环上。然后通过电路连接与外部电路连接。

特点：由于绕线电机结构复杂，其应用范围不如鼠笼电机广泛。然而，为了提高异步电动机的启动、制动和调速性能，需要在转子绕组电路中通过集电环和电刷串联附加电阻等元件。因此，此类设备要求速度在一定范围内平滑调节。用于起重机、电梯、空气压缩机等。

02.三相异步电动机的工作原理

当对称三相交流电通过三相定子绕组时，产生旋转磁场，该旋转磁场沿着定子和转子内部的圆形空间以同步速度n1顺时针旋转。由于旋转磁场以n1的速度旋转，转子导体最初是静止的，因此转子导体阻挡了定子的旋转磁场，并产生感应电动势（感应电动势的方向由右手定） ）规则）。由于转子导体的两端被短路环短路，因此，由于感应电动势的作用，在转子导体中产生基本上沿着感应电动势的方向的感应电流。转子的载流导体受到定子磁场内电磁力的作用（力的方向由左手定则确定）。电磁力在转子轴上产生电磁扭矩，使转子沿旋转磁场的方向旋转。

通过以上分析，可以得出电机的工作原理如下： 电机的三相定子绕组（各相位差电角度为120度），当通入三相对称交流电时，产生旋转磁场，转子绕组被旋转磁场切割，转子绕组中产生感应电流（转子绕组为闭路）。承载电流的转子导体产生电磁波。定子旋转磁场的作用下产生力，在电机轴上形成电磁扭矩，使电机旋转。电机的旋转方向与旋转相对应。

03.三相异步电动机品牌参数

三相异步电机的额定值印在每个电机的铭牌上，通常包括：

型号：为了满足不同应用场合和不同工作环境的需要，电机分为不同的系列，每个系列又用不同的型号来代表。例：Y 132 M-4，Y 对于三相异步电动机，YR 为绕线式异步电动机，YB 为防爆异步电动机，YQ 为防爆异步电动机。采用高启动扭矩异步电机。

132机座中心高（mm）；

M 基本长度代码。

4磁极数

连接方式：指定子单元三相绕组的连接方式。通常，鼠笼电机接线盒有六根引出线，标记为U1、V1、W1、U2、V2 和W2。其中，U1 U2为第一相绕组两端，V1 V2为第二相绕组两端，W1 W2为第三相绕组两端。如果U1、V1和W1是三相绕组的起点（头），则U2、V2和W2是相应的终点（尾）。在连接电源之前，这六个读出端子必须正确连接在一起。连接方式有星形（Y）连接和三角形连接两种。通常，3kW以下的三相异步电机采用星形配置，4kW以上的三相异步电机采用三角形配置。

额定功率PN：指电机在制造厂规定的额定条件下运行时输出端的机械功率。单位通常为千瓦(kW)。三相异步电动机的额定功率为PN=UNINNcosN。其中N 和cosN 分别是额定条件下的效率和功率因数。

额定电压UN：电机以额定速度运行时施加到定子绕组的线电压，以伏特(V) 为单位。电动机的工作电压一般规定为额定值的5%以下。若工作电压高于额定值，则磁通增大，励磁电流大于额定电流，绕组发热。同时，由于磁通增加，铁损（与磁通的平方成正比）也增加，如果工作电压低于额定值，定子铁心会过热，输出转矩下降。会减少。当减小时，速度减小，电流增大。这会导致绕组过热，并对电机的运行产生负面影响。我国生产的Y系列中小型异步电动机，额定功率3kW以上，额定电压380V，绕组采用三角形接法。如果额定功率为3kW及以下，额定电压为380/220V，绕组为Y形连接（即如果电源线电压为380V，则电机绕组为星形连接。对于380V，电机绕组为星形连接；对于220 V，电机绕组为三角形连接）。

额定电流IN：指电机在额定电压、额定输出功率时定子绕组中的线电流。单位是安培（A）。电机空载时，转子转速接近旋转磁场的同步转速，两者相对速度很小，因此转子电流几乎为零。几乎任何建立旋转磁场的励磁电流。随着输出功率的增加，转子和定子电流都相应增加，如下图I1=f(P2)曲线所示。图为10kW三相异步电动机的运行特性曲线。

额定频率fN：我国电网频率为50赫兹（Hz），因此国产异步电动机的额定频率为50赫兹，出口产品除外。

额定转速nN：指在额定电压、额定频率下，电机输出端的额定转速。

通电后，转子的转速以每分钟转数(r/min) 为单位测量。生产机器有不同的速度要求，因此需要制造不同磁极数的异步电机，并且存在不同的速度级别。最常用的是4极异步电动机（n0=l500r/min）。

额定效率N：指电机在额定条件下运行时的效率，为额定输出功率与额定输入功率的比值。换句话说，etaN=100%=100%，异步电机的额定效率etaN约为75%至92%。从下图中的=f(P2)曲线可以看出，效率在额定功率的75%左右达到峰值。

额定功率因数cosN：由于电机是感性负载，定子相电流滞后相电压一个角度。 cos 是异步电机的功率因数。三相异步电动机在额定负载时功率因数较低，约为0.70.9，轻载、空载时功率因数更低，空载时仅为0.20.3。因此，必须正确选择电机的容量，防止“大车”，减少空载时间。上图中的cos=f(P2)曲线反映了功率因数与输出功率的关系。

绝缘等级：根据电机绕组所用绝缘材料允许的温度极限进行分类。所谓极限温度是指电机绝缘结构中最热点的最高允许温度。

运行模式：反映异步电机的运行情况，可分为连续运行、短时运行和间歇运行三种基本模式。

04.三相异步电机故障排除

绕组是电机的组成部分，老化、潮湿、高温、腐蚀、异物侵入、外力冲击也会损坏绕组，从而导致电机过载、欠压、过压、电压故障。相作用也会发生。失败。绕组故障一般分为绕组接地故障、短路、开路和接线错误。本节介绍故障现象、原因及检查方法。

绕组接地：指绕组与铁芯或机壳之间绝缘损坏而造成的接地。

1、故障现象

外壳带电，控制电路失控，绕组短路发热，电机无法正常运转。

2. 原因

水分使绕组的绝缘电阻降低；如果电机长期过载，金属异物会渗入绕组内部，损坏绝缘，放卷时接触铁芯。定子绕组端部撞击端盖底座；定子与转子之间的摩擦会造成绝缘烧坏，从而损坏引线绝缘而产生过电压，导致绝缘击穿。

3、检验方法

(1)观察法。目视检查绕组末端和电源绝缘层是否有损坏或烧焦的迹象。如果是这样，那就是接地点。

万用表检查法。检查万用表的低电阻设置，如果读数很小，则说明已接地。

(3)兆欧表法。根据不同等级使用不同兆欧表测量各电阻组的绝缘电阻。读数为零意味着绕组接地。但如果电机的绝缘受潮或因事故而损坏，指针在“0”位置摆动不稳，一般认为存在一定的电阻值。

光照测试法。如果测试灯亮，则说明绕组已接地。如果发现任何地方有火花或冒烟，则表明绕组存在接地故障点。如果光线昏暗，则绝缘层有接地击穿。如果灯不亮，但将测试棒接地时有火花，则说明绕组没有故障，只是受潮严重。你也可以用一块硬木头敲击贝壳的边缘。如果您点击某个点，灯会关闭然后重新打开，电流将打开和关闭，这意味着该点就是那个点。接地点。

现行写法。对于恒压变压器，接地点在接通电源后迅速升温，接地点就是绝缘冒烟的地方。对于小型电机，要特别注意30分钟内不要超过额定电流的两倍。对于大型电机，可将额定电流增加到20%50%，或逐渐增加电流并立即切断电源。当地面点开始冒烟时。

分组淘汰法。如果接地点在铁芯内部，且烧毁严重，则烧焦的铜线会与铁芯熔接在一起。使用的方法是最终找到接地点，例如将接地的单相绕组分成两半。

其他方法还有高压试验法、磁针探针法、工频振动法等，这里不再介绍。

4、治疗方法

(1)如果绕组因受潮而接地，应先将其干燥。一旦温度冷却至大约60——70C，注入绝缘漆并使其干燥。

如果绕组末端绝缘损坏，应重新对接地点进行绝缘，涂漆并晾干。

如果绕组接地点在槽内，则需要重绕绕组或更换部分绕组部件。

最后，为了满足技术要求，采用各种兆欧表进行测量。

绕组短路

由于电机电流过大、电源电压变化过大、单相运行、机械碰撞、制造缺陷等造成绝缘损坏，可分为绕组匝间短路、绕组匝间短路、绕组匝间短路马苏。绕组相间短路。

1、故障现象

当离子磁场分布不均匀、三相电流不平衡时，电机运行时振动和噪声会加剧，严重时电机无法启动，并出现大面积短路。短路时会产生电流。 -电路线圈会很快发热并导致烧毁。

2. 原因

如果电机长期过载，绝缘会恶化并失去效力。 湿绕组会降低绝缘电阻并破坏端部和层间绝缘。材料未正确填充或在成型过程中损坏。过电压和雷击会通过摩擦转子和定子绕组的端部来损坏绝缘。电机内落入过多的油。

3、检验方法

(1)外部观察法。观察接线盒及绕组端部是否被烧焦。过热会在绕组上留下深棕色的颜色和气味。

温度检测方法。空载运行20分钟（如有异常立即停止），用手背触摸绕组各部分，检查温度是否超过室温。

带电实验方法。使用电流表测量。如果某一相的电流太大，则表明该相发生了短路。

桥梁检查。测量每个绕组的直流电阻。通常，如果差异超过5%，则电阻较低的相将发生短路故障。

短路检测方法。如果被测绕组短路，钢板就会振动。

万用表或兆欧表法。测量两相绕组之间的绝缘电阻。如果测量值极小或为零，则说明两相绕组之间存在短路。

电压降法。三个绕组串联，然后通入低压安全交流电。结果发现，测量值最小的那组存在短路故障。

现行方法。如果电机空载运行，先测量三相电流，然后切换两相进行比较，如果电源开关没有变化，则说明电流较大的单相绕组短路。

4、短路处理方法

短路点在末端。短路点可用绝缘层隔离或用绝缘线重新包绕，再次涂漆并干燥。

线槽内有短路。软化后，找到并修复所有短裤，将其放回后备箱，涂漆并使其干燥。

(3)对于短路匝数小于1/12的各相绕组，若该匝数串联，应将所有短路绕组剪断，将导电部分连接起来，形成应急闭环。

若绕组短路点匝数超过1/12，需全部拆下重新绕制。

绕组断裂：焊接不良、使用腐蚀性助焊剂、焊后未清理等可能造成机械应力、松动、线圈短路、短路、接地故障。如果一根或多根电线短路，增加的电流会增加其他电线的温度，从而加热绕组并断开电路。一般分为单相绕组端部断线、匝间短路、并联支路断线、多根导线烧坏、一根断线、转子笼损坏等。

1、故障现象

电机不启动、三相电流不平衡、有异常噪声或振动、温度超过允许值、或冒烟。

2. 原因

(1)在检查或维修过程中出现损坏，或出现质量问题。

绕组、极（相）组、绕组、引出线各部分存在焊接缺陷，长期使用后，产品会过热，焊锡剥落。

(3)如果由于机械力或电磁力而导致绕组损坏或断裂。

匝间或相间短路和接地故障会导致绕组严重烧毁或熔焊。

3、检验方法

(1)观察法。大多数断点出现在绕组的末端，检查是否有碰撞或断裂，并查看接头是否已脱焊。

万用表法。 “Y”连接方法使用电阻，将一根米棒依次连接到“Y”形的中心点，另一根米棒依次连接到三相绕组的一端。无穷大相为断点；“”型接法短路开路后，对各绕组单独测量，无穷大为断点。

(3)光学测试方法。方法与之前相同，不亮的一相视为断线。

兆欧表法。电阻趋于无穷大（即不为零）的阶段是断裂点。

电流表法。当电机运行时，使用电流表测量三相电流。如果三相电流不平衡且没有短路，则电流较小的单相绕组存在局部短路故障。

电桥法。如果电机一相的电阻大于其他两相的电阻，则说明该相绕组存在局部开路故障。

现行余额法。 “Y”型连接可以在三相绕组并联且三相绕组电流差大于10%时提供低压大电流交流电。这是一种将电流较低的一端开路，在“”的情况下，将定子绕组的一个触点拆开，然后将低电压和高电流引入到每一相中的连接方法。开路。

保持架破损检测仪的检查方法。如果在检查过程中转子笼损坏，毫伏表上的读数应该下降。

4、断路处理方法

(1)如果端子线断了，连接好后，焊接牢固，用绝缘材料包好，套上绝缘管，扎紧，晾干。

06.单相电机与三相异步电机的区别

单相电压为220v，只有一种接法。启动时需要移相电容器。电机中只有两组线圈绕组：启动绕组和调速绕组。三相电机的电压为380V。 接线方式有星形接法和三角形接法两种。 电机内部有两组线圈绕组。

工作原理：对于三相电机，当向启动绕组通入三相电源时，电机内部形成旋转磁场，使线圈通电，产生安培力。当它进入磁场时，电机开始旋转。对于单相电机，当启动和调速绕组同时通电时，交流电产生的电磁场方向相同，因此调速绕组根本无法旋转。因此，在启动绕组上串联一个电容器，使通过启动绕组的电压相位与旋转绕组的电压相位之间有一定的相位差，这样启动绕组就会产生不同方向的磁场。有可能。转速大于绕组的转速。这导致电机旋转。

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