一、三相异步电动机的发展历史
电机的历史可以追溯到1820 年,当时Hans Christian rsted 发现了电流的磁效应。一年后,迈克尔·法拉第发现了电磁旋转并制造了第一台原始直流电机。法拉第于1831 年发现了电磁感应,但直到1883 年特斯拉才发明了感应(异步)电机。即使在今天,电机的主要类型仍然是直流电机、感应电机(异步)和同步电机,所有电机都基于Orsted、法拉第和特斯拉100 多年前开发和发现的理论。
2、三相异步电动机的定义
三相异步电动机是一种感应电动机,转子和定子同时接受380V三相交流电(相位差120度)在磁场中旋转。由于相异步电动机同向和异向旋转,恒速旋转时会出现滑差,故称为三相异步电动机。
3、三相异步电动机的工作原理
当三相对称交流电通过电机的三相定子绕组(每相电角度相差120度)时,会产生旋转磁场,切割转子绕组并发电。当转子绕组中产生感应电流时(转子绕组为闭合电路),载流转子导体在定子旋转磁场的作用下产生电磁力,在电机轴上形成电磁扭矩,驱动电机。它旋转,电机的旋转方向与旋转磁场的方向相同。
4、三相异步电动机的特点
负载力矩(扭矩)与速度的关系可以在一定范围内自动调节。
5、三相异步电动机的分类
1、按电机结构尺寸分类
a) 大型电机:电机机座中心高为630mm以上,或机座为16号以上,或定子铁心外径990mm以上。
b) 中型电机:电机机座中心高为355-630mm,或机座为11-15号,或定子铁芯外径为560-990mm。
c) 小型电机:电机机座中心高80-315mm,或机座不大于10号,或定子铁心外径125-560mm。
2、按电机转速分类
a) 恒速电机
b) 调速电机
c) 变速电机
3、按力学性能分类
a) 通用鼠笼异步电动机:适用于小容量、转差变化小、启动转矩小、恒负载的恒速运行,如鼓风机、离心泵、车床等。
b) 深沟笼式:中等容量,适用于启动转矩比京都鼠笼式异步电动机稍大的场合。
c) 双笼型异步电动机:用于中、大型笼型转子电动机,起动转矩较大,但最大转矩稍小。适用于需要大启动扭矩的恒速负载,如带式输送机、压缩机、破碎机、搅拌机、往复泵等。
d) 特殊双笼异步电动机:采用高电阻导体材料制成。其特点是启动扭矩大、最大扭矩小、滑差大。适用于冲床、切割机等设备。
e) 绕线转子式异步电动机:适用于启动转矩大、启动电流小的场所,如传送带、压缩机、压延机等设备。
4、按电机保护类型分类。
a) 打开电机
b) 受保护的电机
c) 密封电机
d) 防水电机
e) 防水电机
f) 潜水电机
g) 防爆电机
5、按电机使用环境分类
可分为普通型、湿热型、干热型、船用型、化学型、高原型、户外型等。
6、三相异步电动机结构配置
三相异步电动机主要由定子(固定部分)、转子(旋转部分)、轴承等组成。定子主要由定子铁芯、三相绕组、机械底座、端盖等组成。转子主要由转轴、转子铁芯和转子绕组组成。
定子铁心:通常是由一堆厚度为0.35至0.5毫米的冲压硅钢板组成,表面有绝缘层,并在铁心内圆周上均匀间隔地嵌入定子绕组。
三相绕组:三个相同结构的绕组以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。其作用是流过三相交流电并产生旋转磁场。
机座:大型异步电动机的机座通常采用钢板焊接而成。微电机底座通过固定定子铁芯和前后端盖来支撑转子。还起到保护和散热的作用。
端盖:主要起固定、支撑和保护转子的作用。
转子铁芯:与定子材质相同,由0.5mm厚硅钢板冲压叠片而成,均匀钻孔用于放置转子绕组。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。
转子绕组:
a) 鼠笼式转子:转子绕组由多个导条和插入转子槽中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。
b) 绕线转子:绕线转子绕组与定子绕组类似,通常以星形结构连接。通过外部电路连接连接到转子。
7.如何启动三相异步电动机
a) 软启动:软启动采用交流调压器,利用晶闸管移相调压原理来实现电机的调压启动。主要用于电机启动控制。电流保护、电机过载、电压不足、过压、缺相、接地故障等保护。该启动方式适用于不同功率值的三相交流异步电动机的启动控制,如6极接法、3极接法等。
b) 直接启动: 这种启动方法是最基本、最简单的电机启动方法。首先,使用刀开关将电机连接到电网,电机将以额定电压启动。虽然时间短,但启动转矩小,电流大,适合启动小容量电机。
c) 降压启动: 直接启动的主要缺点是降压启动。该启动方式适用于空载和轻载启动环境。由于降压启动方式同时限制了启动扭矩和启动电流,因此启动后需要使运行电路恢复到正常状态。起始工作已完成的状态。
八、三相异步电动机的优点
a) 电能长距离输送简单经济,配电简单,检修方便,价格低廉。
b) 三相异步电机拖动比其他形式的拖动效率更高,运行效率更高。连接到牵引机也很容易。
c) 电机结构简单,制造容易,工作可靠,坚固耐用,维护比较方便。
d) 三相异步电动机有多种类型,具有不同的特性,可以适应不同生产机器的需要。三相异步电动机的启动、制动、换向、调速简单快捷。控制良好,速度调节性能也不错。
e) 实现远程控制和自动调节,实现生产过程自动化。
9、三相异步电动机的缺点
a) 功率因数较低,通常小于1。
b) 启动性能和调速性能差。
10、三相异步电动机的应用范围
a)工业领域:各种机床及设备、传动鼓风机、磨煤机、轧机、绞车、压缩机、搅拌机、起重设备、输送带、货物装卸设备、电动挖掘机、水泵、风机、纺织机械等。
b) 农业领域:电力排水、灌溉、农业机械如脱粒机、碾压机、榨油机、破碎机等。
c) 交通行业:电气化铁路、城市地铁、其他电气化公共交通等。
e) 家用电器:电风扇、洗衣机、冰箱、空调等。
除上述领域外,三相异步电动机还广泛应用于国防工业和各种军事装备。例如,各种陆地和舰船雷达以及武器装备跟踪系统大多采用三相异步电机驱动。同时,它还广泛应用于文化、教育、医学、科研等领域。
11、三相异步电动机常见问题分析
1. 在额定负载下,电机转速低于额定转速。
故障原因: a) 电源电压过低; b) 星形接线错误; c) 笼式转子开路或损坏; d) 定子和转子局部线圈未连接。 e) 修理电机绕组。 f) 如果电机过载。
2. 接通电源后,电机不转动,并发出嗡嗡声并冒白烟。
故障原因: a) 定、转子绕组短路(一相断线)或电源一相断电。 b) 绕组引线的起点和终点连接不正确。绕组内部连接颠倒。 c)电源电路中触点松动,接触电阻大。 d) 电机过载或转子卡住。 f) 电源电压过低。 )小电机装配太紧或轴承内的润滑脂太硬。 g) 轴承卡住。
3. 即使打开电源,电机也不转动且保险丝熔断。
故障原因:a)定子绕组缺相或一相短路;d)定子绕组走线;f)熔断器截面过小;电源线是否短路或接地;
4、即使接通电源,电机也不转动,无异常噪音、异味、冒烟。
故障原因:a)电源未接通(至少2相未接通),b)保险丝熔断(至少2相熔断),c)过电流继电器失调过小。启动控制装置发生故障。
5、电机空载电流不平衡,三相相位差较大。
故障原因: a) 放卷时,定子三相绕组匝数不相等。 b) 绕组首尾连接不正确。 c) 电源电压不平衡。 d) 绕组存在异常,如匝间短路或线圈反接等。
6、电机空载或过载时,电流表指针不稳定、摆动。
故障原因: a) 鼠笼式转子导体排开路或损坏; b) 绕组转子有缺陷(一相开路)或电刷与集电环内有短路装置接触不良。
7、行驶时电机振动较大。
故障原因: a) 轴承间隙过大; b) 转子不平衡; d) 轴承变形;或f) 机壳或基础强度不足。 h) 电机固定螺丝松动。
8、轴承过热
故障原因:a)润滑脂过多或过少;b)油质差且含有杂质;c)轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧)。它是偏心的并且与轴摩擦。 e) 电机端盖或轴承端盖不平整。 f) 电机与负载之间的联轴器不固定。或者皮带太紧。 h) 电机轴弯曲。
12、三相异步电动机常见问题如何修复
1、绕组接地修复
断开极、相组之间的连接,确定接地极、相组,用兆欧表找到接地线圈。
a) 修复槽形接地点:对绕组通电加热,绝缘变软时拔出槽楔,用划线板划开接地点绝缘,用同等级划线器插入绝缘材料。涂上凹槽并晾干。
b) 槽内有接地点的修复:如果双层绕组在槽内,则通过加热线圈并在绝缘软化后提起上层线圈来更换槽内的部分绝缘层。如果底部线圈槽接地,则需要卸下并重新插入旧绕组。
2、绕组短路的修复
如果绕组发生短路,故障点会产生高热,绝缘层会变脆。仔细检查绕组的外表面,看看是否有任何烧焦的区域或气味。如果槽外有短路,可用标记板插在两个线圈或匝之间,隔离短路点,并用绝缘纸覆盖。若槽内有短路,加热绝缘体,拔出槽楔,提起短路线圈,换上槽绝缘子,用绝缘体包住线圈损坏部分,嵌入槽内,涂漆并让其干燥。
3、滚动轴承的维护
轴承损坏占机械故障的大部分。拆卸并清洗轴承后,首先观察是否有裂纹、变色、珠子、孔洞和锈迹。外钢圈转动时,如果轴承有缺陷,转动时会发出噪音和振动,或者像刹车一样突然停止,必须更换。检查磨损情况时,左手握住轴承外钢圈,右手拇指和食指捏住内钢圈,如果轴承有松动,则向各个方向推压。如果磨损严重,则添加规定量的1/32/3的润滑脂。
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