《电机驱动与调速》第13讲（三相电动机选择测试维修）

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1、1 第第 1313 讲讲 项目项目3 3 交流异步电动机及其检修交流异步电动机及其检修 任务任务6 6 三相异步电动机三相异步电动机 情景情景2 2 三相异步电动机的选择、测试与故障维修三相异步电动机的选择、测试与故障维修 教学目标教学目标 1 1、熟悉三相异步电机的选择、测试、熟悉三相异步电机的选择、测试 2 2、掌握三相异步电机的故障维修、掌握三相异步电机的故障维修 教学重点教学重点 三相异步电机的选择、测试三相异步电机的选择、测试 教学难点教学难点 三相异步电机的故障维修三相异步电机的故障维修 教学方法教学方法 探究式、演示、情境交融、启发互动式教学法探究式、演示、情境交融、启发互动式教

2、学法 教学手段教学手段 多媒体教学、动画演示教学多媒体教学、动画演示教学 作业布置作业布置 作业题作业题3 3-2 2 2 教学过程：教学过程：情景情景2 2 三相异步电动机的选择、测试与故障维修三相异步电动机的选择、测试与故障维修 1 1、三相异步电动机的选择、三相异步电动机的选择 电机的选择主要是选择电机的功率、种类、型式。电机的选择主要是选择电机的功率、种类、型式。(1(1）功率的选择）功率的选择 电动机的功率根据负载的情况选择合适。电动机的功率根据负载的情况选择合适。若功率选大了虽能保证正常运行，但不经济且电动机的效率若功率选大了虽能保证正常运行，但不经济且电动机的效率和和 功率因数都

3、不高。功率因数都不高。若功率选小了就不能保证电动机和生产机械的正常运行，不若功率选小了就不能保证电动机和生产机械的正常运行，不能能 充分发挥生产机械的效能，并使电动机由于过载而过早损坏。充分发挥生产机械的效能，并使电动机由于过载而过早损坏。3 1 1）连续运行（）连续运行（s s1 1）电动机功率的选择）电动机功率的选择 先算出生产机械的功率，所选电动机的额定功率等于或稍大于先算出生产机械的功率，所选电动机的额定功率等于或稍大于 生产机械的功率即可。生产机械的功率即可。2 2）短时运行（）短时运行（s s2 2）电动机功率的选择）电动机功率的选择 短时工作制电动机的运行时间有短时工作制电动机的

4、运行时间有1515、3030、6060、90min90min四种定额。四种定额。拖动闸门的电机常采用短时工作。拖动闸门的电机常采用短时工作。若没有合适的专为短时运行设计的电动机，可选用连续运行若没有合适的专为短时运行设计的电动机，可选用连续运行的的 电动机。电动机。因热惯性，短时运行时可容许过载。工作时间愈短，则过载因热惯性，短时运行时可容许过载。工作时间愈短，则过载可可 以愈大。但电动机的过载是受到限制的。以愈大。但电动机的过载是受到限制的。通常根据过载系数选择短时运行电机的功率。电动机的额定通常根据过载系数选择短时运行电机的功率。电动机的额定功功 率可选生产机械所需功率的率可选生产机械所需

5、功率的1/1/e e。4 3 3）周期工作（）周期工作（s s3 3s s8 8）电动机功率的选择）电动机功率的选择 周期断续工作制是指电动机带额定负载运行时，运行时间周期断续工作制是指电动机带额定负载运行时，运行时间t tL L很很 短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间t t0 0也很短，使电动也很短，使电动 机的温升降不到零，工作周期小于机的温升降不到零，工作周期小于10min10min的工作方式。的工作方式。工作时间占工作周期的百分比称为工作时间占工作周期的百分比称为负载持续率负载持续率，用，用e e表示。表示。e e 100%(3100%

6、(3-7)7)我国的周期断续工作制电动机的负载持续率有我国的周期断续工作制电动机的负载持续率有15%15%、25%25%、40%40%、60%60%四种定额。要求频繁启动、制动的电动机常采用周期断续工四种定额。要求频繁启动、制动的电动机常采用周期断续工作作 制电动机，如拖动电梯、起重机的电动机等。制电动机，如拖动电梯、起重机的电动机等。5 电动机的功率按照下式计算选择。电动机的功率按照下式计算选择。(3(3-8)8)式中式中e es s为电机的实际为电机的实际负载持续率负载持续率，PsPs为电机的实际功率，为电机的实际功率，e esNsN为为 电机的额定负载持续率。电机的额定负载持续率。(2(

7、2）种类和型式的选择）种类和型式的选择 1 1）种类的选择）种类的选择 电动机种类的选择可以考虑交或直流、机械特性、调速与起电动机种类的选择可以考虑交或直流、机械特性、调速与起动动 性能、维护及价格等要素。性能、维护及价格等要素。交、直流电动机的选择交、直流电动机的选择 若无特殊要求，若无特殊要求，一般采用交流电动机一般采用交流电动机。6 鼠笼式与绕线式的选择鼠笼式与绕线式的选择 三相鼠笼式异步电机结构简单、坚固耐用、工作可靠、价格三相鼠笼式异步电机结构简单、坚固耐用、工作可靠、价格低低 廉及维护方便，但调速困难、功率因数较低、起动性能较差。因廉及维护方便，但调速困难、功率因数较低、起动性能较

8、差。因而而 要求机械特性较硬而无调速要求的要求机械特性较硬而无调速要求的一般生产机械尽可能采用鼠笼一般生产机械尽可能采用鼠笼式式 电动机拖动，仅在不方便采用鼠笼式才采用绕线式异步电机。电动机拖动，仅在不方便采用鼠笼式才采用绕线式异步电机。2 2）结构型式的选择）结构型式的选择 电动机常制成以下几种结构型式。电动机常制成以下几种结构型式。类型类型 特特 点点 适用场合适用场合 开启式开启式 无特殊防护，通风良好无特殊防护，通风良好 用于干燥无尘场所用于干燥无尘场所 防护式防护式 机壳或端盖下有通风罩，以防铁屑等杂物。机壳或端盖下有通风罩，以防铁屑等杂物。用于灰尘不多、用于灰尘不多、或将外壳做成挡

9、板状，以防一定角度内或将外壳做成挡板状，以防一定角度内 比较干燥的场所比较干燥的场所 有雨水溅入其中有雨水溅入其中 封闭式封闭式 它的外壳严密封闭，靠自身风扇或外部风扇它的外壳严密封闭，靠自身风扇或外部风扇 用于灰多、潮湿用于灰多、潮湿 冷却，并在外壳带有散热片。冷却，并在外壳带有散热片。或含有酸性气体场所或含有酸性气体场所 防爆式防爆式 整个电机严密封闭整个电机严密封闭 用于易燃或有爆炸性用于易燃或有爆炸性 气体的场所气体的场所 7 3 3）安装结构型式的选择）安装结构型式的选择 IMB3IMB3：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。：卧式，机座带底脚，端盖上无凸缘。IMB5IMB5：卧式，机座

10、不带底脚，端盖上有凸缘。：卧式，机座不带底脚，端盖上有凸缘。IMB35IMB35：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。：卧式，机座带底脚，端盖上有凸缘。4 4）电压的选择）电压的选择 电动机电压等级的选择要考虑电动机类型、功率及使用地点电动机电压等级的选择要考虑电动机类型、功率及使用地点的的 电源电压。电源电压。Y Y系列鼠笼式电动机的额定电压只有系列鼠笼式电动机的额定电压只有380V380V一个等级一个等级,只有大功只有大功率率 异步电动机才采用异步电动机才采用3KV3KV和和6KV6KV等。等。8 5 5）转速的选择）转速的选择 电动机的额定转速根据生产机械的要求而选定。通常转速不电动机的额定

11、转速根据生产机械的要求而选定。通常转速不低于低于500r/min500r/min，因为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺，因为当功率一定时，电动机的转速愈低，则其尺寸愈大，价格愈贵，且效率也较低。寸愈大，价格愈贵，且效率也较低。因此通常选择一台高速电动机再配减速器。因此通常选择一台高速电动机再配减速器。异步电机常用异步电机常用4 4个极，同步转速个极，同步转速n n0 0=1500r/min=1500r/min。2 2、交流电动机基本参数的测试、交流电动机基本参数的测试 （1 1）直流电阻测量）直流电阻测量 将三相定子绕组出线端的连接拆开，将三相定子绕组出线端的连接拆开，用万用表欧姆挡测量

12、定用万用表欧姆挡测量定子子 三相绕组的通断情况，以判断三相定子绕组有无断路三相绕组的通断情况，以判断三相定子绕组有无断路。如三相绕。如三相绕组组 正常，则各相电阻值一致。正常，则各相电阻值一致。9 （2 2）绝缘电阻测量）绝缘电阻测量 测量各相绕组对地绝缘电阻时，可将兆欧表的接线柱“测量各相绕组对地绝缘电阻时，可将兆欧表的接线柱“L L”接”接 被测相绕组一端，接线柱“被测相绕组一端，接线柱“E E”接电动机机座上无油漆部位。”接电动机机座上无油漆部位。进行相间绝缘电阻测量时将兆欧表的接线柱“进行相间绝缘电阻测量时将兆欧表的接线柱“L L”及“”及“E E”分”分别别 接在两相绕组出线端上。接

13、在两相绕组出线端上。将测量值分别记录下来。将测量值分别记录下来。如测得的绝缘电阻如测得的绝缘电阻0.5M0.5M及以上，说明该电动机绝缘尚好，及以上，说明该电动机绝缘尚好，可可 继续使用；继续使用；如在如在0.5M0.5M以下，说明该电动机绕组已受潮，或绕组绝缘很以下，说明该电动机绕组已受潮，或绕组绝缘很差，差，需进行烘干处理，或需重新进行浸漆处理；需进行烘干处理，或需重新进行浸漆处理；如测得绝缘电阻为零，说明该电动机绕组接地，必须进行修如测得绝缘电阻为零，说明该电动机绕组接地，必须进行修理，理，排除故障后方能使用。排除故障后方能使用。10 （3 3）绕组首末端的判别）绕组首末端的判别 三相定

14、子绕组首末端的判别方法有以下三种。三相定子绕组首末端的判别方法有以下三种。1 1）低压交流电源法（）低压交流电源法（36V36V）用万用表欧姆档先将三相绕组分开。用万用表欧姆档先将三相绕组分开。给三相绕组的六个接线端进行假设编号，分别编为给三相绕组的六个接线端进行假设编号，分别编为U1U1、U2U2、V1V1、V2V2、WlWl、W2W2。然后按图。然后按图3 3-1313所示把任意两相中的两个接线端所示把任意两相中的两个接线端 （设为（设为V1V1和和U2U2）连接起来，构成两相串联绕组。）连接起来，构成两相串联绕组。（a a）电压表有读数）电压表有读数 （b b）电压表无读数）电压表无读数

15、 图图3 3-13 13 低压交流法检查绕组首末端低压交流法检查绕组首末端 11 在另外两个接线端在另外两个接线端V2V2和和U1U1上接交流电压表。上接交流电压表。在另一相绕组在另一相绕组WlWl和和W2W2上接上接36V36V交流电源，如电压表有读数，交流电源，如电压表有读数，则则U1U1、U2U2和和V1V1、V2V2的编号正确。如无读数，则把的编号正确。如无读数，则把U1U1、U2U2或或V1V1、V2V2的编号对调一下即可。的编号对调一下即可。用同样方法判定用同样方法判定WlWl、W2W2的两个接线端。的两个接线端。2 2）发电机法）发电机法 用万用表欧姆档先将三相绕组分开。用万用表

16、欧姆档先将三相绕组分开。给三相绕组做假设编号，分别为给三相绕组做假设编号，分别为U1U1、U2U2、V1V1、V2V2、WlWl、W2W2。接线如图接线如图3 3-1414所示，用手转动电动机转子。由于电动机定所示，用手转动电动机转子。由于电动机定子子 及转子铁心中通常均有少量的剩磁，当磁场变化时，在三相定子及转子铁心中通常均有少量的剩磁，当磁场变化时，在三相定子绕绕 组中将有微弱的感应电动势产生，此时若并接在绕组两端的微安组中将有微弱的感应电动势产生，此时若并接在绕组两端的微安表表 （或万用表微安档）指针不动，则说明假设的编号是正确的。（或万用表微安档）指针不动，则说明假设的编号是正确的。若

17、指针有偏转，说明其中有一相绕组的首末端假设编号错误，若指针有偏转，说明其中有一相绕组的首末端假设编号错误，应逐相对调重测，直至正确为止。应逐相对调重测，直至正确为止。12 3 3）干电池法）干电池法 用前述方法分开三相绕组，并进行假设编号。用前述方法分开三相绕组，并进行假设编号。接线如图接线如图3 3-1515所示，闭合电池开关的瞬间，若微安表指针所示，闭合电池开关的瞬间，若微安表指针摆向大于零，则连接电池正极的接线端与微安表负极所连的接线摆向大于零，则连接电池正极的接线端与微安表负极所连的接线端同为首端端同为首端(或同为末端或同为末端)。再将微安表连接另一相绕组的两接线端，用上述方法判定再将

18、微安表连接另一相绕组的两接线端，用上述方法判定首末端即可。首末端即可。图图3 3-14 14 发电法检查绕组首末端发电法检查绕组首末端 图图3 3-15 15 干电池法检查绕组首末端干电池法检查绕组首末端 13 3 3）计算判断）计算判断 根据测量结果计算判断电机三相电流是否平衡。根据测量结果计算判断电机三相电流是否平衡。三相平衡电流的计算公式为三相平衡电流的计算公式为 各相空载电流的偏差一般不应大于各相空载电流的偏差一般不应大于10%10%。（5 5）空载转速的测量）空载转速的测量 用转速表测量电动机通电正常运行的空载转速。用转速表测量电动机通电正常运行的空载转速。14 3 3、故障处理、故

19、障处理 （1 1）电动机过热故障）电动机过热故障 15 （2 2）绕组接地故障）绕组接地故障 指绕组与铁心或机壳绝缘破坏而造成的接地。指绕组与铁心或机壳绝缘破坏而造成的接地。1 1）故障现象）故障现象 机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。正常运行。2 2）产生原因）产生原因 绕组受潮使绝缘电阻下降，电动机长期过载运行，有害气体绕组受潮使绝缘电阻下降，电动机长期过载运行，有害气体腐腐 蚀，金属异物侵入绕组内部损坏绝缘，重绕定子绕组时绝缘损坏蚀，金属异物侵入绕组内部损坏绝缘，重绕定子绕组时绝缘损坏铁铁 心，绕组端部碰端盖

20、机座，定、转子磨擦引起绝缘灼伤，引出线心，绕组端部碰端盖机座，定、转子磨擦引起绝缘灼伤，引出线绝绝 缘损坏与壳体相碰，过电压（如雷击）使绝缘击穿。缘损坏与壳体相碰，过电压（如雷击）使绝缘击穿。16 3 3）检查方法）检查方法 观察法观察法:通过目测绕组端部及线槽内绝缘有无损伤和焦黑的通过目测绕组端部及线槽内绝缘有无损伤和焦黑的痕迹，若有就是接地点。痕迹，若有就是接地点。万用表检查法万用表检查法:用万用表低阻档检查，如读数很小，则为用万用表低阻档检查，如读数很小，则为接地。接地。兆欧表法兆欧表法:根据不同的等级选用不同的兆欧表测量各组电根据不同的等级选用不同的兆欧表测量各组电阻的绝缘电阻，如读数

21、为零，则该相绕组接地。但对电机绝缘受阻的绝缘电阻，如读数为零，则该相绕组接地。但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需凭借经验判定，当指针在“潮或因事故而击穿，需凭借经验判定，当指针在“0 0”附近摇摆不”附近摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。定时，可认为其具有一定的电阻值。试灯法试灯法:试灯亮则绕组接地，如发现某处伴有火花或冒烟，试灯亮则绕组接地，如发现某处伴有火花或冒烟，则该处绕组接地。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测则该处绕组接地。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花，则绕组尚未击穿，只是严重受潮。还可试棒接地时也出现火花，则绕组尚未击穿，只是严重受潮。还可

22、用硬木在外壳的止口边缘轻敲，若敲到某处试灯一灭一亮表示电用硬木在外壳的止口边缘轻敲，若敲到某处试灯一灭一亮表示电流时通时断，则该处就是接地点。流时通时断，则该处就是接地点。17 电流穿烧法电流穿烧法:用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘冒烟处即为接地点。需注意：小型电机不得超过额定发热，绝缘冒烟处即为接地点。需注意：小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的电流的两倍，时间不超过半分钟；大电机为额定电流的20%20%-50%50%或或逐步增大电流逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。到接地点刚冒烟时立即断电。分组淘汰法分组淘汰法:对于接地点在铁心里且烧灼较厉害，烧损的对于接地点在铁心里且烧灼较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。依此类推，最后找出接地点。其它：还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等。其它：还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等。4 4）处理方法）处理方法