1、电电 机机 控控 制制 技技 术术三相异步电动机的三相异步电动机的安装与调试安装与调试任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 2.1三相异步电动机的结构三相异步电动机的结构 三相异步电动机是由固定不动的部分（定子）和旋三相异步电动机是由固定不动的部分（定子）和旋转的部分（转子）组成，定、转子间有气隙。此外，还转的部分（转子）组成，定、转子间有气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒和风扇等。按转子结构的不同，有端盖、轴承、接线盒和风扇等。按转子结构的不同，三相异步电动机分为鼠笼式和绕线式两大类。笼型转子三相异步电动机分为鼠笼式和绕线式两大类。笼型转子异步电动机结构如图异步电动机结构如
2、图2-1所示；绕线转子异步电动机的结所示；绕线转子异步电动机的结构如图图构如图图2-2所示。所示。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 一、异步电动机的定子一、异步电动机的定子 它是电机的固定部分，一般由定子铁芯、定子绕组它是电机的固定部分，一般由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。和机座三部分组成。（一）定子铁芯（一）定子铁芯 异步电动机的定子铁芯是一个在圆周上冲有齿和槽异步电动机的定子铁芯是一个在圆周上冲有齿和槽的空心圆筒形铁芯，如图的空心圆筒形铁芯，如图2-3
3、（a）所示。定子铁芯的作）所示。定子铁芯的作用一是导磁，二是安放定子绕组。由于旋转磁场以同步用一是导磁，二是安放定子绕组。由于旋转磁场以同步转速相对于定子旋转，因此，铁芯中的磁通是交变的，转速相对于定子旋转，因此，铁芯中的磁通是交变的，所以铁芯一般用厚度为所以铁芯一般用厚度为0.5mm、表面涂绝缘漆的硅钢片、表面涂绝缘漆的硅钢片叠压而成，以减小涡流和磁滞损耗，如图叠压而成，以减小涡流和磁滞损耗，如图2-3（b）所示）所示。铁芯外径小于。铁芯外径小于1m时，硅钢片冲成整圆的；外径大于时，硅钢片冲成整圆的；外径大于1m时，用扇形片拼成。定子硅钢片的内圆冲有均匀分布时，用扇形片拼成。定子硅钢片的内圆
4、冲有均匀分布的齿和槽，槽内安放线圈。的齿和槽，槽内安放线圈。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （二）定子绕组（二）定子绕组 定子绕组是电机定子部分的电路，每相绕组由若干定子绕组是电机定子部分的电路，每相绕组由若干个良好绝缘的线圈组成，安放于槽内，并按一定规律连个良好绝缘的线圈组成，安放于槽内，并按一定规律连接。线圈放入槽内，用绝缘材料与铁芯可靠绝缘，以免接。线圈放入槽内，用绝缘材料与铁芯可靠绝缘，以免运行时绕组对铁芯击穿，造成接地短路。槽内定子线圈运行时绕组对铁芯击穿，造成接地短路。槽内定子线圈用槽楔紧固。用槽楔紧固
5、。小型电机常用单层绕组，容量大的电机一般用双层小型电机常用单层绕组，容量大的电机一般用双层短距叠绕组，上、下层线圈间用层间绝缘隔开，以防层短距叠绕组，上、下层线圈间用层间绝缘隔开，以防层间短路。间短路。高压和大、中型异步电动机的定子绕组常采用高压和大、中型异步电动机的定子绕组常采用Y接，接，只有三根引出线，而中、小容量低压异步电动机常把定只有三根引出线，而中、小容量低压异步电动机常把定子绕组的三相六根出线头都引出来，根据需要接成子绕组的三相六根出线头都引出来，根据需要接成Y或或D，如图，如图2-4所示。所示。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的
6、拆装三相异步电动机的拆装 （三）机座（三）机座 机座的主要作用是固定、支撑定子铁芯，转子也通机座的主要作用是固定、支撑定子铁芯，转子也通过轴承、端盖固定在机座上，所以它是电机机械结构的过轴承、端盖固定在机座上，所以它是电机机械结构的重要组成部分。中、小型电机一般都用铸铁机座，有的重要组成部分。中、小型电机一般都用铸铁机座，有的电机铁芯紧贴机座内圆，这样绕组和铁芯产生的热量就电机铁芯紧贴机座内圆，这样绕组和铁芯产生的热量就要通过机座表面散发到空气中去。为增加散热面积，小要通过机座表面散发到空气中去。为增加散热面积，小型封闭式电动机表面铸出散热筋，防护式电动机的机座型封闭式电动机表面铸出散热筋，防
7、护式电动机的机座上开有通风孔，增加机内、外空气对流以便散热。大容上开有通风孔，增加机内、外空气对流以便散热。大容量异步电动机一般都采用钢板焊接机座，为便于通风散量异步电动机一般都采用钢板焊接机座，为便于通风散热，往往留有冷却空气的通道。热，往往留有冷却空气的通道。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 二、异步电动机的转子二、异步电动机的转子 它是电机的转动部分，其作用是导磁、产生感应电它是电机的转动部分，其作用是导磁、产生感应电动势、产生转矩并拖动负载。由转子铁芯、转子绕组和动势、产生转矩并拖动负载。由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分构成。轴端外接负载，整个转子靠轴承和端转轴三
8、部分构成。轴端外接负载，整个转子靠轴承和端盖支承。盖支承。转子铁芯也是磁路的一部分，通常也由转子铁芯也是磁路的一部分，通常也由0.5mm厚的厚的硅钢片叠成。中、小型异步电机的转子铁芯可采用热套硅钢片叠成。中、小型异步电机的转子铁芯可采用热套、装键或轴滚花等方式与电机轴固接；大型异步电动机、装键或轴滚花等方式与电机轴固接；大型异步电动机的转子铁芯则套于转子支架上。转子硅钢片铁芯外圆也的转子铁芯则套于转子支架上。转子硅钢片铁芯外圆也冲有均匀分布的齿与槽，槽内安放转子绕组。转子绕组冲有均匀分布的齿与槽，槽内安放转子绕组。转子绕组构成转子电路，其作用是流过电流和产生电磁转矩。构成转子电路，其作用是流过
9、电流和产生电磁转矩。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 根据转子绕组的不同，三相异步电动机转子分绕线根据转子绕组的不同，三相异步电动机转子分绕线转子和笼型转子两大类。转子和笼型转子两大类。（一）绕线转子（滑环转子）（一）绕线转子（滑环转子）如图如图2-5所示为绕线转子。绕线转子绕组一般做成对所示为绕线转子。绕线转子绕组一般做成对称绕组，极数与定子绕组相同，但不一定要求有相同的称绕组，极数与定子绕组相同，但不一定要求有相同的相数，而在实际中常常制成相同的相数，故通常所用的相数，而在实际中常常制成相同的相数，故通常所用的三相异步电动机的转子均采用对称的三相绕组。三相异步电动机的
10、转子均采用对称的三相绕组。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 转子绕组多为双层短距波绕组，一般接成星形。它转子绕组多为双层短距波绕组，一般接成星形。它的三相引出线接到固定在转轴上的三个相互绝缘的滑环的三相引出线接到固定在转轴上的三个相互绝缘的滑环上，有三组安装在滑环上的电刷与滑环接触，转子绕组上，有三组安装在滑环上的电刷与滑环接触，转子绕组通过电刷与外电路接通，如图通过电刷与外电路接通，如图2-6（a）所示。有时为了）所示。有时为了减少电刷磨损和机械损耗，还装有提刷装置，并能同时减少电刷磨损和机械损耗，还装有提刷装置，
11、并能同时短接三个滑环，如图短接三个滑环，如图2-6（b）所示。）所示。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （二）笼型转子（短路转子）（二）笼型转子（短路转子）笼型转子的铁芯外圆也有均匀分布的槽，每个槽中笼型转子的铁芯外圆也有均匀分布的槽，每个槽中安放一个导体并伸出铁芯以外，然后用两个端环把所有安放一个导体并伸出铁芯以外，然后用两个端环把所有导条的两端分别连接起来。导条的两端分别连接起来。鼠笼转子中的导条可以是铜或铝。如果是铜材料，鼠笼转子中的导条可以是铜或铝。如果是铜材料，就是事先把做好的裸铜条插入转子铁芯槽中，再用铜
12、端就是事先把做好的裸铜条插入转子铁芯槽中，再用铜端环在两端铜条的头上，并用铜焊或银焊把它们焊在一起环在两端铜条的头上，并用铜焊或银焊把它们焊在一起，如图，如图2-7（a）所示。对中、小型电机一般都采用铸铝）所示。对中、小型电机一般都采用铸铝转子，是用熔化了的铝液直接浇铸在转子铁芯槽内，连转子，是用熔化了的铝液直接浇铸在转子铁芯槽内，连同端环和风扇一次铸出，如图同端环和风扇一次铸出，如图2-7（b）所示。）所示。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 由于转子齿和槽的存在使空气的磁导不均匀，而产由于转子齿和槽的存在使空气的磁
13、导不均匀，而产生齿谐波，由于齿谐波的存在，会使某一转子磁场和某生齿谐波，由于齿谐波的存在，会使某一转子磁场和某一定子磁场有相同的次数时，它们之间相互作用产生同一定子磁场有相同的次数时，它们之间相互作用产生同步转矩。同步转矩的存在使机械特性曲线出现较大的下步转矩。同步转矩的存在使机械特性曲线出现较大的下陷，严重地影响起动。为避免定子齿谐波和转子齿谐波陷，严重地影响起动。为避免定子齿谐波和转子齿谐波间产生同步转矩，定子槽数与转子槽数不应相等，它们间产生同步转矩，定子槽数与转子槽数不应相等，它们之间的差数也不应等于极数。之间的差数也不应等于极数。为消除或减小由齿谐波引起的附加转矩，可在转子为消除或减
14、小由齿谐波引起的附加转矩，可在转子上应用斜槽，转子条的两端应斜过一定距离，使其等于上应用斜槽，转子条的两端应斜过一定距离，使其等于定子齿距。这样，在同一转子导条中，由于切割定子齿定子齿距。这样，在同一转子导条中，由于切割定子齿谐波而产生的感应电动势为零，可使定子齿谐波与转子谐波而产生的感应电动势为零，可使定子齿谐波与转子齿谐波不易胶着，可以大大减小转子的振动以及伴随而齿谐波不易胶着，可以大大减小转子的振动以及伴随而来的噪音。来的噪音。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 三、气隙三、气隙 为了实现能量转换，拖动负载旋转，异步电动机的为了实现能量转换，拖动负载旋转，异步电动机的
15、定、转子间必须有气隙。气隙是电机磁路的一个重要部定、转子间必须有气隙。气隙是电机磁路的一个重要部分，对电机性能影响很大。制造良好的异步电动机，气分，对电机性能影响很大。制造良好的异步电动机，气隙不仅应当均匀，气隙长度值也应适当。气隙越大励磁隙不仅应当均匀，气隙长度值也应适当。气隙越大励磁电流也越大，耗用的无功功率也越多，电机功率因数越电流也越大，耗用的无功功率也越多，电机功率因数越低。为了减少励磁电流，提高功率因数，气隙应当愈小低。为了减少励磁电流，提高功率因数，气隙应当愈小愈好。但气隙过小会引起电动机的附加损耗增加，甚至愈好。但气隙过小会引起电动机的附加损耗增加，甚至发生定、转子相擦。为减小
16、磁场脉振引起的附加损耗和发生定、转子相擦。为减小磁场脉振引起的附加损耗和减少谐波漏磁，并使制造方便、装配容易、运行可靠，减少谐波漏磁，并使制造方便、装配容易、运行可靠，气隙又不能太小，因此须兼顾各方面的要求。中、小型气隙又不能太小，因此须兼顾各方面的要求。中、小型异步电动机的气隙通常为异步电动机的气隙通常为0.21.5mm。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 2.2 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理 一、三相异步电动机的工作原理一、三相异步电动机的工作原理 异步电动机的结构原理图如图异步电动机的结构原理图如图2-8所示。它的定子铁所示。它的定子铁芯上安放三相
17、对称绕组，转子外圆的槽内嵌放导体，导芯上安放三相对称绕组，转子外圆的槽内嵌放导体，导体两端用铜环短路，形成一闭合回路。当三相定子绕组体两端用铜环短路，形成一闭合回路。当三相定子绕组接于三相对称电源，并流过三相对称电流时，三相合成接于三相对称电源，并流过三相对称电流时，三相合成磁动势在气隙中产生旋转磁场。磁动势在气隙中产生旋转磁场。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 旋转磁场在气隙中以同步转速旋转磁场在气隙中以同步转速 旋转。旋转。同步转速同步转速 与电源频率与电源频率 及电机极对数及电机极对数 有有如下关系：如下关系：设定子旋转磁场顺时针旋转并切割转子设定子旋转磁场顺时针旋
18、转并切割转子导体，根据电磁感应定律，转子导体中将有感导体，根据电磁感应定律，转子导体中将有感应电动势产生，感应电动势的方向按右手定则应电动势产生，感应电动势的方向按右手定则确定。确定。N极下导体电动势由图面向外指，极下导体电动势由图面向外指，S极极下的导体电动势指向图面。在感应电动势作用下的导体电动势指向图面。在感应电动势作用下，闭合的转子绕组中便有电流流过。根据电下，闭合的转子绕组中便有电流流过。根据电磁力定律，转子电流与合成磁场作用产生电磁磁力定律，转子电流与合成磁场作用产生电磁力。转子导体受到的电磁力形成电磁转矩使转力。转子导体受到的电磁力形成电磁转矩使转子按旋转磁场的方向旋转，如图子按
19、旋转磁场的方向旋转，如图2-8所示。所示。1n1n1fppfn1160任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 异步电动机不可能依靠自身的电磁转矩达到旋转磁异步电动机不可能依靠自身的电磁转矩达到旋转磁场的同步转速，因为如果两者相等，转子导体与旋转磁场的同步转速，因为如果两者相等，转子导体与旋转磁场之间便没有相对运动，转子导体中便没有感应电动势场之间便没有相对运动，转子导体中便没有感应电动势和感应电流，电动机便没有电磁转矩。和感应电流，电动机便没有电磁转矩。由于转子转速与定子旋转磁场的转速必须有差异才由于转子转速与定子旋转磁场的转速必须有差异才能产生电磁转矩，所以称为异步电动机。又
20、由于转子导能产生电磁转矩，所以称为异步电动机。又由于转子导体中的电动势和电流是由电磁感应产生的，所以异步电体中的电动势和电流是由电磁感应产生的，所以异步电动机又称为感应电动机。动机又称为感应电动机。可见，三相电流通入三相绕组产生旋转磁场，旋转可见，三相电流通入三相绕组产生旋转磁场，旋转磁场在转子导体中感应电流，通过电流的转子导体又与磁场在转子导体中感应电流，通过电流的转子导体又与旋转磁场作用产生电磁转矩使转子转动，这就是异步电旋转磁场作用产生电磁转矩使转子转动，这就是异步电动机的工作原理。动机的工作原理。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 定子旋转磁场的同步转速定子旋转磁场
21、的同步转速 与转子的转速与转子的转速 之之差差 ，称为转差。转差与同步转速之比称为转差，称为转差。转差与同步转速之比称为转差率率s，即，即正常运行的电动机，其正常运行的电动机，其s很小，一般很小，一般 0.010.05。1nnnnn1111nnnnnss任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 二、三相异步电动机的三种运行状态二、三相异步电动机的三种运行状态 转差率是表征异步电动机运行性能的一个重要参数，根据转差转差率是表征异步电动机运行性能的一个重要参数，根据转差率的大小和符号，便可以判断异步电动机运行在电动状态、发电状率的大小和符号，便可以判断异步电动机运行在电动状态、发电状
22、态还是电磁制动状态。态还是电磁制动状态。（一）电动运行状态（一）电动运行状态 如果转子顺着旋转磁场的方向旋转，且如果转子顺着旋转磁场的方向旋转，且 ，也就是，也就是 ，电机处于电动状态。这时各电磁量的方向如图，电机处于电动状态。这时各电磁量的方向如图2-9（b）所示。假）所示。假设旋转磁场以逆时针方向旋转，相当于转子导体顺时针方向切割磁设旋转磁场以逆时针方向旋转，相当于转子导体顺时针方向切割磁力线，极下的转子导体中感应电动势的方向，由右手定则知为指力线，极下的转子导体中感应电动势的方向，由右手定则知为指向图面，转子电流有功分量向图面，转子电流有功分量 与与 同相，与旋转磁场作用产生电同相，与旋
23、转磁场作用产生电磁力并形成电磁转矩，由左手定则知电磁转矩为逆时针方向，带动磁力并形成电磁转矩，由左手定则知电磁转矩为逆时针方向，带动转子顺旋转磁场方向旋转，克服轴上负载的阻转矩作功，输出机械转子顺旋转磁场方向旋转，克服轴上负载的阻转矩作功，输出机械功率，因而是电动运行状态。功率，因而是电动运行状态。10nn 10 sai22e任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （二）发电运行状态（二）发电运行状态 如果用原动机拖动转子顺旋转磁场的方向旋转，使如果用原动机拖动转子顺旋转磁场的方向旋转，使转子的转速高于旋转磁场的转速，即转
24、子的转速高于旋转磁场的转速，即 ，异，异步电机便运行于发电状态，如图步电机便运行于发电状态，如图2-9（c）所示。转子导）所示。转子导体切割磁力线的方向与电动状态相反，转子电动势和电体切割磁力线的方向与电动状态相反，转子电动势和电流都改变了方向，所以电磁转矩也变为顺时针方向，与流都改变了方向，所以电磁转矩也变为顺时针方向，与原动机拖动转子的方向相反，对原动机起制动作用，转原动机拖动转子的方向相反，对原动机起制动作用，转子从原动机吸收机械功率，送出电功率，因而是发电状子从原动机吸收机械功率，送出电功率，因而是发电状态。态。1nn 0s任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （三）
25、电磁制动运行状态（三）电磁制动运行状态 假设在某种外因（这外因可能是电的，也可能是机假设在某种外因（这外因可能是电的，也可能是机械的）作用下，使转子反着旋转磁场方向转动，即械的）作用下，使转子反着旋转磁场方向转动，即 ，时，电机就运行于电磁制动状态，如图时，电机就运行于电磁制动状态，如图2-9（a）所示。由于这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动）所示。由于这时转子导体切割旋转磁场的方向与电动运行时相同，所以转子感应电动势、电流有功分量和转运行时相同，所以转子感应电动势、电流有功分量和转矩的方向都不变。这时的电磁转矩方向与旋转磁场的转矩的方向都不变。这时的电磁转矩方向与旋转磁场的转向相同，与转子
26、转向相反，因此起制动作用。向相同，与转子转向相反，因此起制动作用。0n1s任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 2.3 三相异步电动机的铭牌三相异步电动机的铭牌 一、额定值一、额定值 异步电动机的机座上有一个铭牌，铭牌上标注着一系列额定数异步电动机的机座上有一个铭牌，铭牌上标注着一系列额定数据如图据如图2-10所示。电机按照铭牌条件和额定数据运行就叫额定运行所示。电机按照铭牌条件和额定数据运行就叫额定运行。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （1）额定功率）额定功率 指电动机在规定的额定状态下运行时，轴端指电动机在规定的额定状态下运行时，轴端输出的机械功率
27、，对三相异步电动机输出的机械功率，对三相异步电动机式中式中 、分别为额定的电压、电流、效率和功分别为额定的电压、电流、效率和功率因数。率因数。（2）额定电压）额定电压 指电动机额定运行时，外加于定子绕组的线电指电动机额定运行时，外加于定子绕组的线电压。压。（3）额定电流）额定电流 指电动机外加额定频率、额定电压，轴端有额指电动机外加额定频率、额定电压，轴端有额定输出时的定子线电流。定输出时的定子线电流。（4）额定频率）额定频率 我国工业电网标准频率为我国工业电网标准频率为50HZ（赫兹）。（赫兹）。（5）额定转速）额定转速 指电动机在额定电压、额定频率和额定负载下指电动机在额定电压、额定频率和
28、额定负载下的转速。的转速。（6）额定功率因数）额定功率因数 指电动机在额定运行时定子边的功率因指电动机在额定运行时定子边的功率因数。数。NPNNNNNIUPcos3NUNINNcos任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装（7）型号）型号三相异步电动机的型号含义如下：三相异步电动机的型号含义如下：任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （8）防护型式）防护型式 防护型式有：防护型式有：IP11（开启式）、（开启式）、IP22或或IP23（防护（防护式）和式）和IP44（封闭式）等。（封闭式）等。IP后的数字含义如表后的数字含义如表2-1和和2-2所示。所示。任务一
29、任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （9）绝缘等级）绝缘等级 电机绕组绝缘材料的等级主要有电机绕组绝缘材料的等级主要有A、E、B、F、H，电动机绝缘等级、极限温度及温升关系如表电动机绝缘等级、极限温度及温升关系如表2-3所示。所示。表表2-3 电动机绝缘等级、极限温度及温升关系电动机绝缘等级、极限温度及温升关系任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （10）定额）定额 指电动机符合铭牌规定数据可以持续运行的时间，一般用连续指电动机符合铭牌规定数据可以持续运行的时间，一般用连续、短时和断续工作定额表示。、短时和断续工作定额表示。1）连续工作制定额（）连续工作制定额（
30、S1）在额定负载下不受时间限制可连续运行。在额定负载下不受时间限制可连续运行。2）短时工作制定额（）短时工作制定额（S2）短时运行的标准持续时间为短时运行的标准持续时间为10min、30min、60min和和90min 4种。种。3）断续工作制定额（）断续工作制定额（S3）在额定数据下电动机只能间断运行，以在额定数据下电动机只能间断运行，以10min为一个周期。电为一个周期。电动机负载工作时间所占的百分比称为负载持续率。标准负载持续率动机负载工作时间所占的百分比称为负载持续率。标准负载持续率分为分为15、25。40和和604种。种。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 绕线转
31、子异步电动机还标出额定转子电压和额定转绕线转子异步电动机还标出额定转子电压和额定转子电流。其中额定转子电压系指转子静止、转子绕组开子电流。其中额定转子电压系指转子静止、转子绕组开路、定子绕组加上额定电压时的转子绕组线电压。路、定子绕组加上额定电压时的转子绕组线电压。一般说来，铭牌数据反映了电机适宜的工作条件和一般说来，铭牌数据反映了电机适宜的工作条件和负载，在额定情况下运行，可以保证电机的正常使用年负载，在额定情况下运行，可以保证电机的正常使用年限。额定数据是选择、使用电机的重要依据。限。额定数据是选择、使用电机的重要依据。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 二、异步电动机
32、的主要系列二、异步电动机的主要系列几种产品代号说明如下：几种产品代号说明如下：Y一般用途的鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机；一般用途的鼠笼全封闭自冷式三相异步电动机；YR三相绕线式异步电动机三相绕线式异步电动机YD多速三相异步电动机；多速三相异步电动机；YDT一通风机用多速三相异步电动机；一通风机用多速三相异步电动机；YQ高起动转矩的三相异步电动机；高起动转矩的三相异步电动机；YTD电梯用多速三相异步电动机；电梯用多速三相异步电动机；YZ和和YZR起重和冶金用三相异步电动机。起重和冶金用三相异步电动机。YZ是鼠笼式，是鼠笼式，YZR是是绕线式。绕线式。其他类型的异步电动机可参阅有关产品目录。其他
33、类型的异步电动机可参阅有关产品目录。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 【例例2-1】三相异步电动机，额定功率三相异步电动机，额定功率 ，额定电压额定电压 ，额定电流，额定电流 ，额定转速，额定转速 ，额定功率因数，额定功率因数 ，求同步转速，求同步转速、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频率、极对数、额定负载时的效率和转差率。已知电网频率为为50HZ。kWPN55VUN380AIN119min/570rnN89.0cosN任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 解解 因电机额定运行时转速接近同步转速，所以同步因电机额定运行时转速接近同步转速，所以同
34、步转速为转速为 。电机极对数：电机极对数：由于由于 所以所以 额定负载时的效率额定负载时的效率min/6001rn pfn1160560050606011nfp79.089.011938031055cos33NNNNNIUP任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 额定负载时的转差率额定负载时的转差率05.060057060011nnnsN任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 2.4 三相异步电动机的功率和转矩三相异步电动机的功率和转矩 异步电动机是通过电磁感应作用把电能传送到转子异步电动机是通过电磁感应作用把电能传送到转子再转化为轴上输出的机械能。在能量变换的
35、过程中电磁再转化为轴上输出的机械能。在能量变换的过程中电磁转矩起了非常关键的作用。转矩起了非常关键的作用。一、功率变换与功率平衡方程式一、功率变换与功率平衡方程式 电源输入到电动机的功率为电源输入到电动机的功率为11111cosIUmP 任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 的一小部分，变成了定子铜损耗的一小部分，变成了定子铜损耗 另一部分变成定子铁芯的涡流与磁滞损耗即铁损耗另一部分变成定子铁芯的涡流与磁滞损耗即铁损耗 由于正常运行时，转速较高，主磁场切割转子铁芯由于正常运行时，转速较高，主磁场切割转子铁芯的速度很低，感应电动势频率约为的速度很低，感应电动势频率约为HZ，所以
36、转子，所以转子铁损耗较小，可以略去。铁损耗较小，可以略去。1P1cup12111rImpcuFepmmFerImp21任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 输入电功率减去定子铜、铁损耗后所剩的大部分功率，借助于输入电功率减去定子铜、铁损耗后所剩的大部分功率，借助于定、转子间的电磁感应作用，经气隙传送到转子，称为电磁功率定、转子间的电磁感应作用，经气隙传送到转子，称为电磁功率 。等于转子回路全部电阻上的损耗，由等值电路知等于转子回路全部电阻上的损耗，由等值电路知电磁功率也可表示为电磁功率也可表示为式中式中 转子回路的功率因数角。转子回路的功率因数角。MPFecuMppPP11M
37、PsrImrssrImPM222122221122222221coscosIEmIEmPM2任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 传送到转子的电磁功率，一小部分变成了转子的铜损耗传送到转子的电磁功率，一小部分变成了转子的铜损耗 另一部分就是电机的总机械功率另一部分就是电机的总机械功率 它是转子绕组中的电流与气隙主磁场作用产生的电磁转矩，带它是转子绕组中的电流与气隙主磁场作用产生的电磁转矩，带动转子旋转所对应的功率。机械功率与电磁功率间可由等值电路得动转子旋转所对应的功率。机械功率与电磁功率间可由等值电路得出如下关系出如下关系 即总机械功率为电磁功率与转差功率即总机械功率为电磁
38、功率与转差功率 的差，转差功率也就的差，转差功率也就是转子的铜损耗。由转子铜损耗等于转差率与电磁功率的乘积这一是转子的铜损耗。由转子铜损耗等于转差率与电磁功率的乘积这一关系可以看出，当关系可以看出，当s越大，转速越低时，转子铜损耗越大。当越大，转速越低时，转子铜损耗越大。当 时时，转子铜损耗比电磁功率还大，即由定子传送到转子的电磁功率和，转子铜损耗比电磁功率还大，即由定子传送到转子的电磁功率和由轴上输入的机械功率都消耗于转子铜损耗，这就是电磁制动状态由轴上输入的机械功率都消耗于转子铜损耗，这就是电磁制动状态。McusPrImp22212ssrImpPPcuM122212McuMPssrImsr
39、ssImpPP)1()1(1222122212MsP1s任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 电机旋转时由于轴承磨擦和风阻转矩而要损耗一部分功率，叫电机旋转时由于轴承磨擦和风阻转矩而要损耗一部分功率，叫机械损耗机械损耗 。另外还有一些附加损耗。另外还有一些附加损耗 。这样，异步电动机轴上所得到的总机械功率应减去机械损耗和这样，异步电动机轴上所得到的总机械功率应减去机械损耗和附加损耗，才是轴上输出的机械功率附加损耗，才是轴上输出的机械功率 附加损耗与气隙大小和工艺因素有关，很难计算，一般根据经附加损耗与气隙大小和工艺因素有关，很难计算，一般根据经验选取：验选取：对大型异步电动机
40、对大型异步电动机 对小型铸铝转子异步电动机对小型铸铝转子异步电动机 mpadpadmppPP2NadPp%5.01(adpNP)%3任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 这样，输入电动机的电功率减去定子铜耗、定子铁这样，输入电动机的电功率减去定子铜耗、定子铁耗、转子铜耗和机械损耗、附加损耗后，就可得到电机耗、转子铜耗和机械损耗、附加损耗后，就可得到电机输出功率，可用下式表示输出功率，可用下式表示式中式中 为异步电动机总损耗。为异步电动机总损耗。pPpppppPPadmcuFecu12112admcuFecupppppp21任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装
41、 依照上式可以画出异步电动机的功率流图，如图依照上式可以画出异步电动机的功率流图，如图2-11所示。所示。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 应当指出，如果电机转速较低，转差率较大，应当指出，如果电机转速较低，转差率较大，较较高，转子铁损耗就不能忽略。另外，异步电动机定、转高，转子铁损耗就不能忽略。另外，异步电动机定、转子绕组流过电流时，除了产生基波主磁通外，还产生了子绕组流过电流时，除了产生基波主磁通外，还产生了一系列高次谐波磁通；由于槽和齿的存在引起磁通的脉一系列高次谐波磁通；由于槽和齿的存在引起磁通的脉振，这些都会产生附加铁损耗。铜线中由于集肤效应也振，这些都会产生附
42、加铁损耗。铜线中由于集肤效应也会产生附加铜损耗。在计算效率和转矩中有时须加以考会产生附加铜损耗。在计算效率和转矩中有时须加以考虑。虑。2f任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 二、转矩平衡方程式二、转矩平衡方程式 机械功率等于作用在旋转物体上的转矩与它的机械角速度的乘机械功率等于作用在旋转物体上的转矩与它的机械角速度的乘积。由于机械功率平衡方程式为积。由于机械功率平衡方程式为公式两边同除以转子机械角速度公式两边同除以转子机械角速度 ，就能得到稳态时的转矩方程，就能得到稳态时的转矩方程式式即即式中式中 气隙主磁场与转子电流作用产生的电磁转矩，气隙主磁场与转子电流作用产生的电磁转
43、矩，电机轴上输出的转矩；电机轴上输出的转矩；空载转矩。空载转矩。admppPP2022pPppPPadm02TTTMMT2T0T任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 还可从另一方面推导出电磁转矩，因为还可从另一方面推导出电磁转矩，因为又因为又因为 ，所以将式所以将式(12-44)除以除以 得得因此因此 MMMcuMPssPPpPP)1(211nnns1)1(nsn1)1(s)1()1(1ssPPMPPTMM1任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 式式(2-15)说明，电磁转矩既等于总机械功率除以转子说明，电磁转矩既等于总机械功率除以转子旋转角速度，也等于电磁
44、功率除以旋转磁场的同步角速旋转角速度，也等于电磁功率除以旋转磁场的同步角速度。这两者相等是很自然的。用总机械功率除以转子角度。这两者相等是很自然的。用总机械功率除以转子角速度计算电磁转矩是从转子本身产生的机械功率导出的速度计算电磁转矩是从转子本身产生的机械功率导出的，而用电磁功率除以旋转磁场角速度计算电磁转矩则是，而用电磁功率除以旋转磁场角速度计算电磁转矩则是从旋转磁场与转子电流相互作用对转子作功这一概念出从旋转磁场与转子电流相互作用对转子作功这一概念出发的。前者是转子的角速度，对应于机械功率，所以发的。前者是转子的角速度，对应于机械功率，所以 ；后者是磁场的同步角速度，对应于旋转磁场传；后者
45、是磁场的同步角速度，对应于旋转磁场传送到转子的电磁功率，所以送到转子的电磁功率，所以 。两种角速度对应两。两种角速度对应两种功率，转矩却是一个，都来源于气隙磁场与转子电流种功率，转矩却是一个，都来源于气隙磁场与转子电流的作用。的作用。PTM1MMPT任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 三、电磁转矩公式三、电磁转矩公式 将式（将式（2-7）及同步角速度）及同步角速度代入式（代入式（2-15）得）得式中式中 为一常数。为一常数。pf112221221111122211cos/2cos)44.4(/2cosICpfIkWfmpfIEmPTmMmWMM244.4111WMkpWmC
46、任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 式（式（2-16）表明，电磁转矩）表明，电磁转矩 与主磁通与主磁通 及转子电流的有及转子电流的有功分量功分量 乘积成正比。即电磁转矩是气隙主磁场与转子电流乘积成正比。即电磁转矩是气隙主磁场与转子电流有功分量共同作用产生的。有功分量共同作用产生的。前面几节推出的异步电机的各种方程式，只适用于稳定运行状前面几节推出的异步电机的各种方程式，只适用于稳定运行状态。态。MTm22cosI任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 【例例2-2】一台三相绕线式异步电动机，额定数据为：一台三相绕线式异步电动机，额定数据为：，。在额定转速下运
47、行时，机。在额定转速下运行时，机械损耗械损耗 ，忽略附加损耗。求额定运行时的，忽略附加损耗。求额定运行时的 （1）转差率；）转差率；（2）电磁功率；）电磁功率；（3）电磁转矩；）电磁转矩；（4）转子铜损耗；）转子铜损耗；（5）输出转矩；）输出转矩；（6）空载转矩。）空载转矩。kWPN94VUN380min/950rnNZHf501kWpm1任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 解解：由：由 可知同步转速可知同步转速 。（1）额定转差率）额定转差率 （2）电磁功率）电磁功率Nnmin/10001rn 05.01000950100011nnnsNNNsMPkWspPsPPNmNN
48、M10005.0119411任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （3）电磁转矩）电磁转矩或或 （4）转子铜损耗）转子铜损耗mNnPnPPTMMMM955100010095509550602111mNnpPPTNmNNM95595019495509550kWPspMNcu510005.02任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的拆装 （5）输出转矩）输出转矩 （6）空载转矩）空载转矩 可见可见 mNnPPTNNNN9.94495094955095502mNnppTNmNm1.10950195509550002TTTM任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机的
49、拆装 任务实施任务实施 （一）电动机拆卸前的准备工作（一）电动机拆卸前的准备工作 (1)用压缩空气吹净电动机表面灰尘，并将电动机表用压缩空气吹净电动机表面灰尘，并将电动机表面污垢擦拭干净。面污垢擦拭干净。(2)清理施工现场环境。清理施工现场环境。(3)熟悉电动机结构特点和检修技术要求。熟悉电动机结构特点和检修技术要求。(4)准备好解体电动机的工具和设备，并了解和掌握准备好解体电动机的工具和设备，并了解和掌握用工具解体和安装电动机的主要使用方法。用工具解体和安装电动机的主要使用方法。(5)拆除电动机外部接线，做好记录。拆除电动机外部接线，做好记录。任务一任务一 三相异步电动机的拆装三相异步电动机
50、的拆装 （二）拆装电机注意事项（二）拆装电机注意事项 (1)所用工具应合适，特别是螺丝扳手、改锥等。不所用工具应合适，特别是螺丝扳手、改锥等。不合适的工具有可能严重损坏联结件。如螺母、螺帽等，合适的工具有可能严重损坏联结件。如螺母、螺帽等，给拆装工作造成较大困难。给拆装工作造成较大困难。(2)拆卸轴承盖及端盖的安装螺栓时，应先逐一松开拆卸轴承盖及端盖的安装螺栓时，应先逐一松开少许，并且采用对角轮流进行的方式进行拆卸。这样做少许，并且采用对角轮流进行的方式进行拆卸。这样做的目的是防止因一处螺栓全部拆下后，由于部件的应力的目的是防止因一处螺栓全部拆下后，由于部件的应力等因素造成部件局部变形甚至开裂
