一、三相異步電動機(jī)發(fā)展歷程
電機(jī)的歷史可以追溯到1820年,·克里斯蒂安·奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),一年后,邁克爾法·拉第發(fā)現(xiàn)了電磁旋轉(zhuǎn),并建立了第一個原始直流電機(jī)。法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng),但直到1883年特斯拉才發(fā)明了感應(yīng)(異步)電機(jī)。今天,電機(jī)的主要類型仍然是相同的,直流、感應(yīng)(異步)和同步電機(jī),都是基于歐爾斯特德、法拉第和特斯拉一百多年前發(fā)展和發(fā)現(xiàn)的理論。
二、三相異步電動機(jī)定義
三相異步電動機(jī)是感應(yīng)電機(jī)的一種,380V三相交流電流(相位差120度)供電的一類電動機(jī),由于三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),存在轉(zhuǎn)差率,所以叫三相異步電動機(jī)。
三、三相異步電動機(jī)工作原理
當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組(各相差120度電角度),通入三相對稱交流電后,將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組,從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流(轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路),載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力,從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn),并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。
四、三相異步電動機(jī)特點
在一定范圍內(nèi),能自動調(diào)節(jié)負(fù)荷力矩(轉(zhuǎn)矩)和轉(zhuǎn)速的關(guān)系。
五、三相異步電動機(jī)分類
1、按電動機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸分類
a)大型電動機(jī):電動機(jī)機(jī)座中心高度大于630mm,或者16號機(jī)座及以上.或定子鐵芯外徑大于990mm。
b)中型電動機(jī):電動機(jī)機(jī)座中心高度在355一630mm之間.或者11-15號機(jī)座.或定子鐵芯外徑在560~990mm之間。
c)小型電動機(jī):電動機(jī)機(jī)座中心高度在80-315mm.或者10號及以下機(jī)座,或定子鐵芯外徑在125-560mm之間。
2、按電動機(jī)轉(zhuǎn)速分類
a)恒轉(zhuǎn)速電動機(jī)
b)調(diào)速電機(jī)
c)變速電動機(jī)
3、按機(jī)械特性分類
a)普通籠型異步電動機(jī):適用于小容量、轉(zhuǎn)差率變化小的恒速運(yùn)行的場所.如鼓風(fēng)機(jī)、離心泵、車床等低啟動轉(zhuǎn)矩和恒負(fù)載的場合。
b)深槽籠型:適用于中等容量、啟動轉(zhuǎn)矩比井通籠型異步電動機(jī)稍大的場所。
c)雙籠型異步電動機(jī):用于中、大型籠型轉(zhuǎn)子電動機(jī).啟動轉(zhuǎn)矩較大.但最大轉(zhuǎn)矩稍小。適用于傳送帶、壓縮機(jī)、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、往復(fù)泵等需要啟動轉(zhuǎn)矩較大的恒速負(fù)載上。
d)特殊雙籠型異步電動機(jī):采用高阻抗導(dǎo)體材料制成。特點是啟動轉(zhuǎn)矩大.最大轉(zhuǎn)矩小,轉(zhuǎn)差率較大.可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。適用于沖床、切斷機(jī)等設(shè)備。
e)繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī):適用于啟動轉(zhuǎn)矩大、啟動電流小的場所,如傳送帶、壓縮機(jī)、壓延機(jī)等設(shè)備
4、按電動機(jī)防護(hù)形式分類。
a)開啟式電動機(jī)
b)防護(hù)式電動機(jī)
c)封閉式電動機(jī)
d)防水式電動機(jī)
e)水密式電動機(jī)
f)潛水式電動機(jī)
g)隔爆式電動機(jī)
5、按電動機(jī)使用環(huán)境分類
可分為普通型、濕熱型、干熱型、船用型、化工型、高原型和戶外型。
六、三相異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)成
三相異步電動機(jī)主要由定子(固定部分)、轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)部分)、軸承等構(gòu)成,定子主要由定子鐵心、三相繞組、機(jī)座、端蓋組成。轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心和轉(zhuǎn)子繞組組成。
定子鐵心:一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成,在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。
三相繞組:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成,這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。其作用是通入三相交流電,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。
機(jī)座:通常為鑄鐵件,大型異步電動機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成,微型電動機(jī)的機(jī)座采用鑄鋁件,其作用是固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子,并起防護(hù)、散熱等作用。
端蓋:主要起固定轉(zhuǎn)子,支撐和防護(hù)作用。
轉(zhuǎn)子鐵心:所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成,硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上,大、中型異步電動機(jī)(轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上)的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。
轉(zhuǎn)子繞組:
a)鼠籠式轉(zhuǎn)子:轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組,對于100KW以上的電動機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為:阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種,起動轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。
b)繞線式轉(zhuǎn)子:繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上,再通過電刷與外電路聯(lián)接。
七、三相異步電動機(jī)啟動方式
a)軟啟動:軟起動就是采用一個交流調(diào)壓器,它利用了晶閘管的移相調(diào)壓原理來實現(xiàn)對電動機(jī)的調(diào)壓啟動,主要用于電動機(jī)的啟動控制,具有過電流保護(hù),電機(jī)過載、失壓、過壓、斷相、接地故障保護(hù)。該起動方式適合各種功率值的三相交流異步電動機(jī)包括六根和三根連接方式的起動控制。
b)直接啟動:此種起動方式是電機(jī)起動方式中最基礎(chǔ)最簡單的,首先借助刀開關(guān)使,動并運(yùn)行起來,,,電流較大,比較適合應(yīng)用在容量小的電動機(jī)起動。
c)降壓啟動:由于直接起動存在較大的缺點,降壓起動隨之產(chǎn)生。這種起動方式適用的起動環(huán)境為空載和輕載這兩種情況,由于降壓起動起動電流的,因此起動工作結(jié)束后需要使工作的電路恢復(fù)到額定狀態(tài)。
八、三相異步電動機(jī)優(yōu)點
a)電能的遠(yuǎn)距離輸送簡便經(jīng)濟(jì),分配簡單,檢側(cè)方便,價格低廉。
b)三相異步電動機(jī)拖動比其他形式的拖動效率高,運(yùn)行效率較高。與拖動機(jī)械的連接簡便。
c)電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,運(yùn)行可靠,堅固耐用,且維護(hù)比較方便。
d)三相異步電動機(jī)的型式與種類很多,具有各種各樣的特性,可適應(yīng)不同生產(chǎn)機(jī)械的需要,且三相異步電動機(jī)拖動的起動、制動、反向與調(diào)速等控制簡便迅速,調(diào)速性能良好。
e)可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制與自動調(diào)節(jié),并進(jìn)而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。
九、三相異步電動機(jī)缺點
a)功率因數(shù)較低,通??偸切∮谝?。
b)啟動和調(diào)速性能差。
十、三相異步電動機(jī)應(yīng)用范圍
a)工業(yè)領(lǐng)域:各類機(jī)床設(shè)備、傳動鼓風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、軋鋼機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、起重設(shè)備、傳送帶、運(yùn)料裝置、電鏟、水泵、風(fēng)機(jī)和紡織機(jī)械等。
b)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域:電力排灌、脫粒機(jī)、輾米機(jī)、榨油機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械。
c)交通運(yùn)輸業(yè):電氣化鐵道、交通工具等。
e)家用電器:電扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等。
除以上領(lǐng)域外,三相異步電動機(jī)在國防工業(yè)和各類軍事裝備中也得到越來越廣泛的應(yīng)用。例如,各類陸用、艦用雷達(dá)和武器裝備的隨動系統(tǒng)大都是由三相異步電動機(jī)拖動的。、醫(yī)療和科學(xué)研究中也有廣泛使用。
十一、三相異步電動機(jī)常見問題分析
1、電動機(jī)啟動困難,,電動機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速
故障原因:a)電源電壓過低;b)三角形接法電機(jī)誤接為星形;c)籠型轉(zhuǎn)子開焊或斷裂;d)定轉(zhuǎn)子局部線圈錯接、接反;e)修;f)電機(jī)過載。
2、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲或冒白煙
故障原因:a)定、轉(zhuǎn)子繞組有短路(一相斷線)或電源一相失電;b)繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反;c)電源回路接點松動,接觸電阻大;d)電動機(jī)負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡??;e)電源電壓過低;f)小型電動機(jī)裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬;g)軸承卡住;
3、通電后電動機(jī)不轉(zhuǎn),然后熔絲燒斷
故障原因:a)缺一相電源,或定子線圈一相反接;b)定子繞組相間短路;c)定子繞組接地;d)定子繞組接線錯誤;e)熔絲截面過??;f)電源線短路或接地。
4、通電后電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動,單無異響,也無異味和冒煙。
故障原因;a)電源未通(至少兩相未通);b)熔絲熔斷(至少兩相熔斷);c)過流繼電器調(diào)得過小;d)啟動控制設(shè)備發(fā)生故障;
5、電動機(jī)空載電流不平衡,三相相差大
故障原因:a),定子三相繞組匝數(shù)不相等;b)繞組首尾端接錯;c)電源電壓不平衡;d)繞組存在匝間短路、線圈接反等故障。
6、電動機(jī)空載,,電流表指針不穩(wěn),擺動
故障原因:a)籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條開焊或斷條;b)繞線型轉(zhuǎn)子故障(一相斷路)或電刷、集電環(huán)短路裝置接觸不良。
7、運(yùn)行中電動機(jī)振動較大
故障原因:a)由于磨損軸承間隙過大;b)氣隙不均勻;c)轉(zhuǎn)子不平衡;d)軸承彎曲;e)鐵芯變形或松動;f)風(fēng)扇不平衡;g)機(jī)殼或基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠;h)電動機(jī)地腳螺絲松動。
8、軸承過熱
故障原因:a)油脂過多或過少;b)油質(zhì)不好含有雜質(zhì);c)軸承與軸頸或端蓋配合不當(dāng)(過松或過緊);d)軸承內(nèi)孔偏心,與軸相擦;e)電動機(jī)端蓋或軸承端蓋未平;f)電動機(jī)與負(fù)載間聯(lián)軸器未校正,或皮帶過緊;g)軸承間隙過大或過??;h)電動機(jī)軸彎曲。
十二、三相異步電動機(jī)常見問題維修方法
1、繞組接地的修理
打開極相組之間的連線,確定接地的極相組,用兆歐表查找出接地線圈。
a)接地點在槽口的修理:將繞組通電加熱,絕緣軟化后抽出槽楔,用劃線板劃開接地處絕緣,插入大小、厚度適當(dāng)?shù)耐坏燃壍慕^緣材料,后涂漆烘干,封槽。
b)接地點在槽內(nèi)的修理:雙層繞組在槽內(nèi)的將線圈加熱,待絕緣軟化后抬出上層線圈,更換部分槽內(nèi)絕緣。下層線圈槽內(nèi)接地的一般要將舊繞組拆除全部重嵌。
2、繞組短路的修理
繞組發(fā)生短路后在故障處產(chǎn)生高熱使絕緣焦脆,可在繞組外在面細(xì)心觀察,有沒有燒焦的地方和嗅到氣味。槽外短路的用劃線板插入兩線圈或線匝間,把短路點分開墊上絕緣紙。槽內(nèi)短路的將絕緣加熱,退出槽楔,抬出短路線圈,換上槽絕緣將線圈傷部用絕緣包好,嵌入槽內(nèi)涂漆烘干。
3、滾動軸承檢修
機(jī)械故障中,軸承損壞占有很大比例,軸承拆卸清洗后首先觀察是否破裂、變色、珠痕、麻點和銹蝕。旋轉(zhuǎn)外鋼圈,如果軸承有缺陷則轉(zhuǎn)動中有雜音和振動,,這樣應(yīng)更換。檢,右手拇指和食指捏住內(nèi)鋼圈,并用力向各個方向推動它,如感到很松,則軸承磨損嚴(yán)重應(yīng)更換,按規(guī)定加潤滑脂達(dá)到容積的1/3~2/3。