浅谈三相异步电动机的维修毕业论文.doc
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1、浅谈三相异步电动机的维修毕业设计(论文)任务书 题目浅谈三相异步电动机的维修学生姓名学院名称 专业班级课题类型论文课题意义通过大量的理论和实践,总结三相异步电动机的维修方法、注意事项,为企业的正常运转及人民生活,带来较多的参考和极大的方便。任务与进度要求3月20日以前完成布置安排论文实施计划3月31日以前完成选题、撰写提纲工作 4月20日以前收集查阅材料、完成初稿。 5月10日以前完成审阅、修改、定二稿。5月30日以前完成打印及递交论文工作。6月30日以前完成答辩。主要参考文献1 郭晓泼电机与电力拖动北京航空航天大学出版社,2007-92 潘再平. 电机学. 浙江大学出版社, 2008-083
2、 方荣惠. 电机原理及拖动基础. 中国矿业大学出版社, 2008-014 解建军电机原理与维修西安电子科技大学出版社,2007-085 杨庆堂. 维修电工技能鉴定. 哈尔滨工程大学出版社,2009.036 唐义锋. 维修电工与实训. 化学工业出版社, 20067 赵承荻. 电机与变压器. 中国劳动出版社,19948 李元庆. 电机技术与维修.中国电大出版社,2008起止日期2011年3月1日-2011年6月30日备注 摘 要在现代化生产程度很高的今天,企业的生产,产品的加工制造以及人们的日常生活都离不开电动机的使用,在电动机的使用过程当中有很多注意事项以及要求,否则将会发生机器的损坏,这对企业
3、的运转,人民生活等都会带来诸多不便。对电动机常见的故障,主要分为电气和机械两种,每一种故障都给电动机的安全运行带来极大威胁。因此,对电动机的故障分析维护与检修更显得至关重要。 电动机具有结构简单,运行可靠,使用方便,价格低廉等特点。为保证时机的正常工作对运行的电动机要按电动机完好质量标准的要求进行检查,运行中的电动机与被拖动设备的轴心要对正,运行中无明显的振动,一定要保持通风良好、风翅等要完整无缺。要时刻观察和测量电动机电网电压和正常工作电流,电压变化不应超过额定电压的5%,电动机的额定负荷电流不能经常超过额定电流,以防时机过热,同时检查电机起动保护装置的动作是否灵活可靠。检查电动机各部分温升
4、是否正常,还要经常检查轴承温度,滑动轴承不得超过度,滚动轴承不得超过70度,滚动轴承运转中的声音要清晰、无杂音。对于电动机的运转环境要做到防砸、防淋、防潮。对于环境不良,经常挪动、频繁起动、过载运行等要加强日常维护和保养,及时发现和消除隐患。 关键词:电动机;维护;检修;故障;分析。目 录第一章 三相异步电动机的结构 11.1结构11.2定子部分11.3转子部分21.4其他部分3第二章 三相异步电动机的工作原理 42.1三相交流电机的旋转磁场42.2三相电动机的转动原理 52.3铭牌 6第三章 三相异步电动机故障判段与维修73.1定子绕组接地故障的检修73.2定子绕组短路故障的检修93.3定子
5、绕组断路故障的检修123.4常见机械故障的检修15参考文献18附录19谢辞20 第一章 三相异步电动机的结构1.1 结构 三相异步电动机的基本结构是由定子和转子这两大基本部分组成。此外,还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件,如图1.1所示。 图1.1 封闭式三相笼型异步电动机结构图1轴承;2前端盖;3转轴;4接线盒;5吊环;6定子铁心; 7转子;8定子绕组;9机座;10后端盖;11风罩;12风扇1.2定子部分 三相电动机的定子一般由外壳(包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件)、定子铁心、定子绕组等部分组成。 机座:它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组,通常机座的外表一般都铸有散热片
6、,要求散热性能好。端盖:它的作用是把转子固定在定子内腔中心,使转子在定子中均匀地旋转。 轴承盖:它的作用是固定转子,使其不能轴向移动,起存放润滑油和保护轴承的作用。 接线盒:其作用是保护和固定绕组的引出线端子。 吊环:安装在机座的上端,用来起吊、搬抬三相电动机。 定子铁心:异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分,由0.35mm0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成,如图1.2所示。可以减少由于交变磁通通过而引起的涡流损耗。 (a)定子铁心 (b)定子冲片 图1.2 定子铁心及冲片示意图 定子绕组:是电动机的电路部分,有三相绕组,通入三相对称电流时,产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组
7、组成,且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相,每个绕组在空间相差120度。定子三相绕组的六个出线端,可以接成星形或三角形。如图1.3所示 a)星形连接 (b)三角形连接 图1.3 定子绕组的联结1.3转子部分转子铁心:用0.5mm厚的硅钢片叠压而成,套在转轴上,作用和定子铁心相同,作为电动机磁路的一部分。在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条,在铜条两端各用一个铜环(称为端环)把导条连接起来,称为铜排转子,如图1.5(a)所示。也可用铸铝的方法,把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成,称为铸铝转子,如图1.5(b)所示。 (a)铜排转子 (b)铸铝转子 图1.5 笼形转子绕组1.4其
8、他部分其他部分:风扇,风扇则用来通风冷却电动机;风罩,风罩是用来保护风扇及安全保护的作用。第二章 三相异步电动机的工作原理 三相异步电动机的工作原理就是将电能装换成机械能。2.1三相交流电机的旋转磁场三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换,是因为转子气隙内有一个旋转磁场。三相交流电电源相与相之间在相位上是相差120度的,三相异步电动机定子中的三个绕组在空间方位上也互差120度,这样,当在定子绕组中通入三相电源时,定子绕组就会产生一个旋转磁场,电流每变化一个周期,旋转磁场在空间旋转一周,即旋转磁场的旋转速度与电流的变化是同步的.。图2.2 两极旋转磁场示意图设: 假设电流为正值时,在绕组中
9、从始端流向末端,电流为负值时,在绕组中从末端流向首端。当wt=0的度瞬间,iu=0,iv为负值,iw为正值,根据”右手螺旋定则”,三相电流所产生的磁场叠加的结果,便形成一个合成磁场,如图2.2(a)所示,可见此时的合成磁场是一对磁极(即二极),右边是N极,左边是S极。当wt=90时,即经过1/4周期后,iu由零变成正的最大值,iv仍为负值,iw已变成负值,如图2.2(b)所示,这时合成磁场的方位与wt=0时相比,已按逆时针方向转过了90。用同样的方法,可以得出如下结论:当wt=180时,合成磁场就转过了180,如图2.2(c)所示;当wt=300时合成磁场方向旋转了300,如图2.2(d)所示
10、;当wt=360时合成磁场旋转了360,即转1周,如图2.2(a)所示。以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况,当定子绕组连接形成的是两对磁极时,运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期,磁场只转动了半圈,即转速减慢了一半。由此类推,当旋转磁场具有p对极时(即磁极数为2p),交流电每变化一个周期,其旋转磁场就在空间转动1/p转。因此,三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是2. 2三相电动机的转动原理三相交流电通入定子绕组后,便形成了一个旋转磁场,其转速 。旋转磁场的磁力线被转子导体切割,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的,则转
11、子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转,且某时刻为上为北极N下为南极S,如图2.3所示。根据右手定则,在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外,用表示;在下半部则由外向里,用表示。 图2.3为三相异步电动机转动原理示意图。原理:定子旋转磁场以速度n1切割转子导体感生电动势(发电机右手定则),在转子导体中形成电流,使导体受电磁力作用形成电磁转矩,推动转子以转速n顺n1方向旋转(电动机左手定则),并从轴上输出一定大小的机械功率。(n不能等于n1) 特点:电动机内必须有一个以n1旋转的磁场。实现能量转换的前提;电动机运行时n恒不等于n1(异步)必要条件nn1;建立转矩的电流由感应产生。感应名
12、称的来源。转差率:旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率s,即:2. 3铭牌 铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据,铭牌的主要内容如下。型号:国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列,是按国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机,它是以电机中心高度为依据编制型号谱的见附表1、2,如Y-200L2-6 Y-异步电动机200-中心高度200mm L-L长机座、M中机座、S短机座2-2号铁芯6-6极 额定功率:额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率,用表示,以千瓦(kW)或瓦(W)为单位。额定功率与其他额定数据之间的关系式:额定功率因数
13、额定效率额定电压:额定电压是指接到电动机绕组上的线电压,用UN表示。三相电动机要求所接的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的5%。额定电流:额定电流是指三相电动机在额定电源电压下,输出额定功率时,流入定子绕组的线电流,用IN表示,以安(A)为单位。额定频率:额定频率是指电动机所接的交流电源每秒钟内周期变化的次数,用fN表示。我国规定标准电源频率为50Hz。额定转速:额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速,用nN表示。绝缘等级:绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力,它表明三相电动机允许的最高工作温度。定额:是指三相电动机的运转状态,即允许连续使用的时间,分为连续、
14、短时、周期断续三种。接法:三相电动机定子绕组的连接方法有星形(Y)和三角形()两种。防护等级:防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中IP是防护等级标志符号,其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大,防护能力越强。第三章 三相异步电动机故障判段与维修三相异步电动机常见的故障有电气和机械故障,电气故障是指电机绕组线圈,机械故障是指端盖、轴承、转子心轴等,针对不同故障采取不同的检修方法。3.1定子绕组接地故障的检修三相异步电动机的绕组绝缘电阻低,绕组与电机铁短接即绕组接地。3.1.1定子绕组接地的原因(1) 绕组受潮、(2) 绝缘老化、(3) 绕组制造工艺不良、(4) 绕组线圈重绕
15、后,在嵌放绕组时操作不当而损伤绝缘、(5) 铁心硅钢片凸出,或有尖刺等损坏了绕组绝缘、(6) 绕组端部过长,与端盖相碰、(7) 引线绝缘损坏,与机壳相碰、 (8) 电动机受雷击或电力系统过电压而使绕组绝缘击穿损坏、(9) 槽内或线圈上附有铁磁物质,在交变磁通作用下产生振动,将绝缘磨穿等。3.1.2定子绕组接地故障的检查首先应将各相绕组接线端的连接片拆开,然后再分别逐相检查是否有接地故障。找出有接地故障的绕组后,再拆开该相绕组的极相组连线的接头,确定接地的极相组。最后拆开该极相组中各线圈的连接头,最终确定存在接地故障的线圈。常用的检查方法有以下几种。 (1) 观察法 电动机拆开后,查看绕组端部或
16、铁心槽口部分,是否绝缘有破裂和烧焦发黑的痕迹。如果引线和这些地方没有接地的迹象,接地点可能在槽里。 (2) 兆欧表检查法 根据被测电动机的额定电压来选择兆欧表的等级。测量时,兆欧表的一端接电动机绕组,另一端接电动机机壳。按 120r / min 的速度摇动摇柄,若指针指向零,表示绕组接地;若指针摇摆不定,说明绝缘已被击穿;如果绝缘电阻在 0.5M 以上,则说明电动机绝缘正常。(3) 万用表检查法 先将三相绕组连接线拆开,然后将万用表的量程旋到 R10k 挡位上,将一只表笔碰触在机壳上,另一只表笔分别碰触三相绕组的接线端。若测得的电阻较大,则表明没有接地故障;若测得的电阻很小或为零,则表明该相绕
17、组有接地故障。图 3 .1 用校验灯检查绕组接地(4) 校验灯检查法 将绕组的各相接头拆开,用一只 40100w 的灯泡串接于 220V 火线与绕组之间,如图 3.1所示。一端接机壳,另一端依次接三相绕组的接头。若校验灯亮,表示绕组接地;若校验灯微亮,说明绕组绝缘性能变差或漏电。 (5) 电流定向法 将有故障一相绕组的两个头接起来,例如将 U 相首末端并联加直流电压。电源可用 6 12V 蓄电池,串联电流表和可调电阻,如图 3.2所示。调节可调电阻,使电路中电流为 0 . 20 . 4 倍额定电流,线圈内的电流方向。则故障槽内的电流流向接地点。此时若用小磁针在被测绕组的槽口移动,观察小磁针的方
18、向变化,可确定故障的槽号,再从找到的槽号上、下移动小磁针,观察磁针的变化,则可找到故障的位置。图 3.2 电流定向法(7) 分段淘汰法 首先应确定有接地故障的相绕组,然后在极相组的连接线中间位置剪断或拆开,使该相绕组分成两半,然后用万用表、兆欧表或效验灯等进行检查。电阻为零或校验灯亮的一半有接地故障存在。接着再把接地故障这部分的绕组分成两部分,以此类推分段淘汰,逐步缩小检查范围,最后就可找到接地的线圈。图 3.3 分段淘汰法检查接地绕组3.1.3定子绕组接地故障的检修只要绕组接地的故障程度较轻,又便于查找和修理时,都可以进行局部修理。 (1)接地点在端部槽口附近且又没有严重损伤时,则可按下述步
19、骤进行修理。a 在接地的绕组中,通入低压电流加热,在绝缘软化后打出槽楔。b 用划线板把槽口的接地点撬开,使导线与铁心之间产生间隙,再将与电动机绝缘等级相同的绝缘材料剪成适当的尺寸,插人接地点的导线与铁心之间,再用小木锤将其轻轻打入。 c 在接地位置垫放绝缘以后,再将绝缘纸对折起来,最后打入槽楔。 (2) 槽内线圈上层边接地可按下述步骤检修。 a 在接地的线圈中通入低压电流加热,待绝缘软化后,再打出槽楔。b 用划线板将槽机绝缘分开,在接地的一侧,按线圈排列的顺序,从槽内翻出一半线圈。c 使用与电动机绝缘等级相同的绝缘材料,垫放在槽内接地的位置。 d 按线圈排列顺序,把翻出槽外的线圈再嵌入槽内。e
20、 滴入绝缘漆,并通入低压电流加热、烘干。 f 将槽绝缘对折起来,放上对折的绝缘纸,再打入槽楔。 (3) 槽内线圈下层边接地可按下述步骤检修。a 在线圈内通入低压电流加热。待绝缘软化后,即撬动接地点,使导线与铁心之间产生间隙,然后清理接地点,并垫进绝缘。b 用校验灯或兆欧表等检查故障是否消除。如果接地故障已消除,则按线圈排列顺序将下层边的线圈整理好,再垫放层间绝缘,然后嵌进上层线圈。c 滴入绝缘漆,并通入低压电流加热、烘干。d 将槽绝缘对折起来,放上对折的绝缘纸,再打入槽楔。(4) 绕组端部接地可按下述步骤检修。a 先把损坏的绝缘刮掉并清理干净。b 将电动机定子放入烘房进行加热,使其绝缘软化。c
21、 用硬木做成的打板对绕组端部进行整形处理。整形时,用力要适当,以免损坏绕组的绝缘。d 对于损坏的绕组绝缘,应重新包扎同等级的绝缘材料,并涂刷绝缘漆,然后进行烘干处理。3.2定子绕组短路故障的检修定子绕组短路是异步电动机中经常发生的故障。绕组短路可分为匝间短路和相间短路。相间短路包括相邻线圈短路、极相组之间短路和两相绕组之间的短路。匝间短路是指线圈中串联的两个线匝因绝缘层破裂而短路。3.2.1定子绕组短路的原因(1)嵌线操作不熟练,造成绝缘损伤,或在焊接引线时烙铁温度过高、焊接时间过长而烫坏线圈的绝缘。(2) 绕组因年久失修而使绝缘老化,或绕组受潮,未经烘干便直接运行,导致绝缘击穿。 (3) 电
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