电机及电气控制《三相异步电动机拆装》实训教案解析Word文档下载推荐.docx
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5、吃苦耐劳的精神
6、实训报告的书写要求：
1）思路清晰（目的、内容、步骤、注意点、常见及相关问题、体会）
2）语言简单明了（从实习中获取到的信息最大限度的体现出来）
类似与产品的安装说明书
3）体现个人风格
四、仪器和设备：
万用表、兆殴表、钳形电流表、三相鼠笼式异步电动机、撬棍、拉具、厚木板、划线板、绕线机、竹签、沙带、铜线、绝缘材料等
五、三相异步电动机相关理论知识回顾
1、三相异步电动机的结构
基本结构：
定子定子铁心：
嵌放绕组，提供磁路。
定子绕组：
产生旋转磁场。
转子转子铁心：
转子绕组：
感应出电势、电流。
笼型
气隙绕线型
材料：
铁心均由硅钢片叠压而成；
2、工作原理：
1、内容：
三相电通给三相对称的定子绕组，产生旋转磁场，静止的转子相对于旋转磁场有一个相对的切割磁力线的运动，产生感应电动势，产生感应电流，转子绕组上有了电流，在磁场中有会受到电磁力的作用，形成电磁转矩T，克服阻转矩，驱动转子旋转起来，实现了电能转换成机械能的目的。
2、转动条件
1）旋转磁场。
2）转子是闭合导体。
3）n与n1不相等。
（“异步”的含义）
3、定子绕组的相关参数：
1、槽数Z1：
定子铁心总槽数。
2、线圈节距y：
一个线圈的两个有效边所跨定于圆周的距离称为节距，
Y≈τ
。
3、极距τ：
极距是指交流绕组一个磁极所占有定子圆周的距离，τ＝
示。
4、电角度：
电角度=P×
机械角度
5、槽距角：
槽距角是指相邻的两个槽之间的电角度，α
6、每极每相槽数q：
每极每相槽数q是指每相绕组在每个磁极下占的槽数，q
第二讲
三相异步电动机拆装过程
三相异步电动机的结构
提高：
检查安装好的电动机
实物演示操作
1、对照实物逐步拆卸电机
2、演示各安装过程
1、总结电机拆装的步骤和工艺要求。
六、考工必备
对于电动机的性能测试
本次课详细介绍电机拆装的过程及相应的工艺要求，对于故障检修部分为能力提高
内容，依照时间和学生能力对部分学生提出要求。
一、电动机的拆装过程：
【1】、电动机的拆卸
在拆卸前，应准备好各种工具，作好拆卸前记录和检查工作，在线头、端盖、刷握等处做好标记，以便于修复后的装配。
1、拆卸步骤：
（由外到内顺序地拆卸）
１、拆除电动机的所有引线。
２、拆卸此带轮或联轴器，先将皮带轮或联轴器上的固定螺丝钉或销子松脱或取下，再用专用工具“拉马”转动丝杠，把皮带轮或联轴器慢慢拉出。
３、拆卸风扇或风罩。
拆卸皮带轮后，就可把风罩卸下来。
然后取下风扇上定位螺栓,用锤子轻敲扇四周,旋卸下来或从轴上顺槽拔出,卸下风扇。
４、拆卸轴承盖和端盖。
一般小型电动机都只拆风扇一侧的端盖。
５、抽出转子。
对于鼠笼式转子，可直接从定子腔中抽出即可。
2、注意拆装标准件的规范：
全纹六角头螺栓用扳手
螺钉（十字槽）用起子
要求：
观察对应部件的名称；
定子绕组的连接形式；
前后端部的形状；
引线连接形式；
绝缘材料的放置等
获取定子绕组的相关参数：
槽数Z1=24、线圈节距y=5极对数p=2
计算：
极距τ=6，每极每相槽数q=2，槽距角30度
【2】、定子绕组的绕制及嵌放
1、绕制线圈
1）作绕线模。
绕模是由芯板和上下夹板组成，定子线圈是在绕线模上绕制而成的。
2）线圈绕制。
小型三相异发电动机采用的散嵌式线圈都是在绕线机上利用线模绕制的。
线圈示意图
（1）绕线前准备
ａ仔细检查电磁线牌号、规格、绝缘厚度公差是否符号规定。
ｂ检查绕线机运行情况是否良好，要放好绕线模，调好计圈器。
（2）绕线过程
✧工艺要点
ａ.在绕线模上放好卡紧布带,将引线排在右手边,然后由右边向左边开始绕线。
ｂ.用毛毡浸石蜡的压板将电磁线夹紧,绕线时拉力要适当，导线排列要整齐，避免交叉混乱，匝数要准确。
同时,必须保护导线的绝缘不受损坏。
ｃ.检查线圈尺寸、匝数，两个直线边用布带扎紧，以免松散。
2、嵌线
线圈绕完以后,开始嵌线工作,嵌线就是根据绕组设计要求把一个个线圈嵌放进定子槽
内,组成整个绕组。
所以嵌线工序是整个嵌制绕组中最重要的一环
嵌线工艺流程是：
准备绝缘材料→放置槽绝缘→嵌线→封槽口→端部整形。
１）绝缘的选用 电动机的绝缘是决定电动机使用寿命的重要因素，因此必须正确地选用和放置绝缘材料。
异步电动机定子绕组绝缘分为槽绝缘、相绝缘（层间绝缘这里不需要）。
1）槽绝缘用于槽内，是绕组与铁芯之间的绝缘。
2）相绝缘又称端部绝缘，用于绕组端部两个绕组之间的绝缘。
3）层间绝缘是用于双层绕组上下之间的绝缘。
绝缘材料是根据电动机的绝缘等级和电压等级来选择主绝缘材料，并配以适当的补强材料，以保护主绝缘材料不受机械损伤。
常用的补强材料有青壳纸，主绝缘材料有聚脂薄膜、漆布等。
选用绝缘材料时，主绝缘材料和引出线，套管、绑线、浸渍漆等应为同一绝缘等级的，彼此配套使用。
２）槽绝缘的裁剪与放置 根据电动机的绝缘等级，选择好合适的绝缘材料后，再根据具体需要对绝缘材料进行剪裁和放置。
槽绝缘的长度根据电动机容量而定。
太长了，增加线圈直线部分的长度，既浪费绝缘材料和导线，又易造成端盖损伤导线的故障；
太短了，绕组与铁芯的安全距离不够，使得端部相绝缘很难与槽绝缘衔接，造成嵌放端部相绝缘的困难。
✧工艺要点：
考虑到定子槽两端绝缘最容易损坏，一般将伸出铁芯槽外部分的绝缘材料尺寸加倍折回，使槽外部分成为双层，以增强槽口绝缘。
槽绝缘纸的结构形式：
３）嵌线工具 在嵌线过程中，必须有专用工具，才能保证嵌线质量，提高工作效率。
常用的工具有：
棰（木棰和小铁锤）、划线板（理线板）、压线板、剪刀、夹咀钳等等。
理线板
（1）用途有二种：
一是嵌线圈时把导线划进铁芯槽；
二是用来整理已嵌进槽中的导线。
（2）理线板可用毛竹或层压塑料板在砂轮上自己磨削制作。
一般长约15~20cm，宽大约1.0~1.5cm，厚约3mm。
头端略尖，一端稍薄些，如刺刀形，表面须光滑。
４）嵌线工艺 嵌线工艺的关键是保证绕组的位置和次序正确、绝缘良好。
为使线圈按照正确的位置和次序嵌入定子槽内，嵌线前须弄清楚电机的极数、线圈节距、绕组型式和接线方法等。
并检查槽绝缘放置是否合格，槽内是否清洁，要防止铁屑、油污、灰尘等物粘在绝缘材料和导线上，以保证嵌线质量。
①嵌线的理论分析：
三相异步电动机，定子槽数Z1＝24槽，磁极数2p＝4，每槽匝数为100匝，单层，600相带，跨距采用短距式，单层链式绕组，绕组节距ｙ＝5。
从以上已知条件可知：
相数ｍ＝3，每极每相槽数ｑ＝2，槽距角α＝30°
相带顺序列出各相所属槽号。
见表。
表1定子槽分配表
相序
U1
W2
V1
U2
W1
V2
N1S1
1、2
3、4
5、6
7、8
9、10
11、12
N2S2
13、14
15、16
17、18
19、20
21、22
23、24
b．画出绕组展开图
如图所示，该电机需12只绕组，每相４只，并且在接线时每相绕组按尾与尾相连、头与头相连的原则接线。
（b）U相绕组；
（c）三相绕组
a.为了防止嵌线时线圈发生错乱，习惯上把电动机空壳定子有出线孔的一侧放在右手侧。
嵌线时，也应注意使所有线圈的引出线从定子腔的出线孔一侧引出。
b.嵌线时，以出线盒为基准来确定第一槽位置。
嵌线前先用右手把要嵌的线圈一条边捏扁，线圈边捏扁后放到槽口的槽绝缘中间，左手捏住线圈朝里插入槽内，应在槽口临时衬两张薄膜绝缘纸，以保护导线绝缘不被槽口擦伤，进槽后，取出薄膜绝缘纸，如果线圈边捏得好，一次就可以把大部分导线拉入槽内，剩下少数导线可用理线板划入槽内。
导线进槽应按线圈的绕制顺序，不要使导线交叉错乱，槽内部分必须整齐平行，否则影响全部导线的嵌入，而且会造成导线间相擦而损伤绝缘。
嵌线时，还要注意槽内绝缘是否偏移到一侧，防止露出的铁心与导线相碰，造成绕组通地故障。
c.嵌好一个线圈的一条线圈边后，另一条线圈边暂行吊起来在下面垫一张纸，以免线圈边与铁壳相碰而擦伤绝缘。
嵌好以后，再依次嵌入其它绕组，直到嵌完为止。
在实际嵌线过程中，我们把最初安放的两个线圈称为起把线圈，要求隔槽放置。
当嵌绕组的另一边时，我们称为覆槽。
嵌线前，将绕组分三等份放好，依次为U、W、V三相。
嵌线次序如下：
1）选好第一槽位置，嵌U相一只绕组的一条有效边，另一有效边暂时不嵌，此过程简称为嵌U１槽。
2）隔一槽，即在第三槽，嵌W相绕组的一条边，另一边仍暂不嵌，称为嵌W3槽。
3）再隔一槽，即在第五槽，嵌V相绕组的一条边，即V5槽，然后将另一边覆入24槽。
称为嵌V5槽，覆24槽
d.接着嵌线次序为：
嵌U7槽—覆入2槽，嵌W9槽—覆入4槽，嵌V11槽—覆入6槽，嵌U13槽—覆入8槽，嵌W15—覆入10槽，嵌V17槽—覆入12槽，嵌U19槽—覆入14槽，嵌W21槽—覆入16槽，嵌V23槽—覆18槽，最后将开头两只起把线圈的另一条有效边分别进行覆槽，将U1绕组覆入20槽，将W3绕组覆入22槽，这样，嵌线即告完毕。
嵌线时须注意：
绕组端部引线须放在一侧，同时边嵌线边放好相绝缘。
3、封槽口
嵌线完毕后，把高出槽口的绝缘材料齐槽口剪平，把线压实，穿入盖槽纸，从一端把槽楔打入。
槽楔作用：
用来压住槽内导线，防止绝缘和导线松动。
槽楔材料：
一般用竹制成，也可用玻璃层布板做。
竹槽楔应十分干燥并用变压器油煮透。
槽楔长度一般比槽绝缘短2~3mm，其端面呈梯形，厚度为3mm左右，两端的棱角应该去掉。
同槽绝缘接触的一面要光滑，以免在槽楔插入槽内时损坏槽绝缘
✧盖槽纸尺寸：
4、放绕组端部隔相绝缘
相间绝缘是使不同相的相邻两组线圈端部相互绝缘。
为保证三相绕组间的绝缘，在线圈组（极相组）间必须隔一层隔相纸。
一般用0.25毫米厚的薄膜青壳纸。
隔相纸的形状、尺寸根据线圈端部的形状大小而言，一般单层绕组隔相纸的形状近半圆环的一半。
隔相纸形状
隔相纸垫好后，最好测量一次每相线圈或极相组的对地绝缘电阻，以及各相邻两组线圈间的绝缘电阻，以便及时发现故障隐患，避免将来拆检的麻烦。
新嵌绕组的对地绝缘电阻一般应在１００兆殴以上，最小不得低于５０兆殴。
5、后端部整形
1、前端部用三个螺丝支撑（不损伤绝缘）
2、拆除布袋
3、后端部整形 1）用橡皮锤将端部向外敲打，成为喇叭状。
喇叭口均匀，不防碍转子安装。
2）插入隔相纸
喇叭口的大小要合适，口过小影响通风散热，放入转子也困难；
口过大，使端部与机壳太近，影响绝缘。
✧注意点：
喇叭口打成后要检查一下相间绝缘，若在敲打中，绝缘破裂或位移，应予补修。
4、捆扎后端部1）捆扎带隔槽捆扎2）捆扎带整理平整、展开，分布均匀，与线圈基本垂直。
6、前端部接线
1、前端部整形同上
2、按尾尾相接、首首相接的原则进行顺时针接线，最后留出６根引线接在出线盒的接线板上
其中线头的连接采用绞接法。
即直接把导线绞接在一起。
要注意如下几点：
a、将引线在绕组端部排列整齐；
b、套好绝缘套管后，与端部绕组一起包扎。
小型电机的全部接线可布置在端部绕组的外侧。
c、在布置引线位置时，要考虑出线口位置
3、转子安放、加装端盖、装机。
二、装配后的检查
1、主要内容
1、机械检查：
检查机械部分的装配质量
1）包括所有紧固螺钉是否拧紧
2）用手转动出轴，转子转动是否灵活，无扫膛、无松动；
轴承是否有杂声等。
2、电气性能检查：
1）直流电阻三相平衡
2）测量绕组的绝缘电阻。
检测三相绕组每相对地的绝缘电阻和相间绝缘电阻，其阻值不得小于0.5MΩ。
3）按铭牌要求接好电源线，在机壳上接好保护接地线，接通电源，用钳形电流表检测三相空载电流，看是否符合允许值。
查电动机温升是否正常，运转中有无异响。
2、常用仪表使用及应用
（一）兆欧表（摇表）
1、用途：
测量大电阻和绝缘电阻
2、仪表介绍：
有三个接线端，“L”——线路，“E”——接地，“G”——保护环
3、测量前仪表检查：
开路实验：
“L”和“E”端断开，摇动手柄到额定转速，指针应在“∞”的位置
短路实验：
“L”和“E”端短接，缓慢摇动手柄，指针应在“0”的位置
4、使用方法：
测量时，被测电阻两端分别与“L”和“E”线端相连，平衡的转动手柄，使转速保持在120r/min，通常在一分钟后读取数据
5、使用注意点
1）测量前必须将被测设备表面处理干净，同时切断电源，并接地短路放电，以保证人身和设备的安全，获得正确的测量结果。
2）测量时，摇表应放置平衡，并远离带电导体和磁场，以免影响测量的准确度
3）在摇表停止转动和被测设备放电以后，才可用手拆除测量连线
比较：
用万用表的电阻档测量，也可判断绕组是否接地（接地时电阻很小或为零），但难以测出具体的绝缘电阻值。
✧应用：
1）三相异步电动机各绕组对地的绝缘电阻
检查方法：
使用摇表，将“E”端接在不涂漆的机壳上，“L”端依次接在各相绕组的引出端，平衡的转动手柄，使转速保持在120r/min，分别测其阻值应不得小于0.5MΩ
2）三相异步电动机使用前检查三相绕组之间的绝缘电阻
使用摇表，将“L”和“E”端分别接在两相绕组的引出端，平衡的转动手柄，使转速保持在120r/min，测其阻值不得小于0.5MΩ
（二）钳形电流表
1、特点：
在不切断电路的情况下进行电流测量
2、使用方法：
捏紧扳手，铁芯张开，被测电路可穿入铁芯内，放松扳手，铁芯闭合，被测电路作为铁芯的一组线圈（工作类似电流互感器）
3、使用注意点
1）只限于被测电路电压不超过600V时使用
2）要选择合适的量程，在转换量程档位时应在不带电的情况下进行，以免损坏仪表
3）测量时应注意相对带电部分的安全距离，以免发生触电事故
4）测量5A以下的小电流时，将被测导线多绕几圈穿入钳口进行测量，实际电流数值应为读数除以放进钳口内的导线根数
4、应用：
测量电机空载电流（空载电流不大，一般为额定电流的20%-50%）
（三）转速表（手持离心转速表）
测量空载转速
使用方法：
1）将调速盘旋转到所要测量的范围内
2）读数：
调速盘的数值在Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ档，则测得的转速应看分度盘外圈的数字再分别乘以“10”、“100”、“1000”。
若调速盘的数值在Ⅱ、Ⅳ档，则测得的转速应看分度盘内圈的数字再分别乘以“10”、“100”。
1）不得以低转速范围测量高转速
2）测轴与被测轴接触时，动作应缓慢，同时应使两轴保持在一条直线上。
3）测量时，测轴和被测轴不应顶的过紧，以两轴接触不产生相对滑动为原则
4）转速表不能测量瞬时转速。
5）指针偏转方向与被测轴旋转方向无关。
3、三相异步电动机定子绕组首尾端的判别方法
当电动机接线板损坏，定子绕组的6个线头分不清楚时，不可盲目接线，以免引起电动机内部故障，因此必须分清6个线头的首尾端后才能接线。
1）用36V交流电源和灯泡判别首尾端
判别时的接线方式如图所示，判别步骤如下：
a．用摇表或万用表的电阻档，分别找出三相绕组的各相两个线头。
b．先任意给三相绕组的线头分别编号为U1和U2、V1和V2、W1和W2。
并把V1、U2连接起来，构成两相绕组串联。
c．U1、V2线头上接一只灯泡。
d．W1、W2两个线头上接通36V交流电源，如果灯泡发亮，说明线头U1、U2和V1、V2的编号正确。
如果灯泡不亮，则把U1、U2或V1、V2中任意两个线头的编号对调一下即可。
e．再按上述方法对W1、W2两线头进行判别。
2）用万用表或微安表判别首尾端
（1）方法一
a.先用摇表或万用表的电阻档，分别找出三相绕组的各相两个线头。
b.给各相绕组假设编号为U1和U2、V1和V2、W1和W2。
c.按所示接线，用手转动电动机转子，如万用表（微安档）指针不动，则证明假设的编号是正确的；
若指针有偏转，说明其中有一相首尾端假设编号不对。
应逐相对调重测，直至正确为止。
（2）方法二
a.先分清三相绕组各相的两个线头，并将各相绕组端子假设为U1和U2、V1和V2、W1和W2。
b.注视万用表（微安档）指针摆动的方向，合上开关瞬间，若指针摆向大于零的一边，则接电池正极的线头与万用表负极所接的线头同为首端或尾端；
如指针反向摆动，则接电池正极的线头与万用表正极所接的线头同为首端或尾端。
c.再将电池和开关接另一相两个线头，进行测试，就可正确判别各相的首尾端。
附表1通电调试，记录数据
铭牌
额定值
电压______V，电流________A，转速________r/min，功率_______kW，接法________
实
际
检
测
三相电源电压
UUV___________V，UVW___________V，UWU____________V
三相绕组电阻
U相_________Ω，V相__________Ω，W相__________Ω
绝缘
电阻
对地绝缘
U相对地_________MΩ，V相对地_________MΩ，W相对地_________MΩ
相间绝缘
UV间________MΩ，VW间_________MΩ，WU间_________MΩ
三相
电流
空载
IU___________A，IV___________A，IW____________A
转速
r/min
三、故障检修（拓展提高要求）
1、定子绕组接地（槽绝缘不好）
A.用试灯检查
接地点常有绝缘破裂，焦黑等痕迹。
而且接地点最易发生在铁芯槽口附近，所以应先在这些地方查找接地点。
有时，接地点损伤不重，靠直接观察不易发现，采用上面介绍的第二种方法，用一只瓦数较大的灯泡进行检查，接地点可能冒烟或出现火花，这样可以方便地找出接地点。
若用上述方法还不能找到接地点，那就要拆开绕组，用“分组淘汰法”查找接地点。
查出接地点的一相绕组后，把该相的各极组之间的联线剪开，用摇表或试灯逐组检查，找到接地点所在的极相组后，再用同样方法查找接地线圈。
B.接地故障修理方法
（1）若接地点在绕组端部槽口附近，而且没有烧坏，只要在接地处的导线和铁芯之间插入绝缘材料后，涂上绝缘漆即可，不必拆出线圈。
（2）若接地点在槽的里面，可以在故障线圈线槽的槽楔上，用毛刷刷上适当的溶剂（配方为丙酮40％，甲苯35％和酒精25％），约半小时后，绕组可软化，这时轻轻地抽出槽楔，仔细地用划线板将线圈的线匝一根一根地取出来，直至取出有故障的导线为止。
用绝缘带将绝缘损坏处包好，再仔细地将线圈导线嵌直线槽中去，如果是多根导线的绝缘损坏了，处理后再嵌回槽里有困难，可以用同规格的电磁线，更换已损坏的导线，匝数不变。
（3）若发现整个绕组受潮，就要把整个绕组预烘，然后浇上绝缘漆并烘干，直到绕组对地绝缘电阻超过0.5兆欧为止。
如果绕组受潮严重，绕组绝缘大部分因老化焦脆而脱落，接地点较多，可以根据具体情况，把整机绕组拆下换成新的。
（4）有时，铁芯槽内有一片或几片硅钢片凸出来，将绕组绝缘割破造成接地。
遇到这种情况，只要将硅钢片敲下去，再将绝缘被割破的地方重新包好绝缘就可以了。
2、绕组短路
A.现象：
绕组短路就是绕组的线圈导线绝缘损坏，使不应该相通的线匝直接相碰，构成一个低阻抗的环路。
接通电源后，该环路中会产生高于正常电流很多倍的大电流，使线圈迅速发热加速绝缘的老化变质。
若短路匝数过多，会引起电流激增，甚至烧坏电机。
若定子绕组线圈只有几匝短路，电动机可以起动、运转，但电流增大，三相电流不平衡，起动力矩降低。
有严重短路故障时，电机不能起动。
常见的短路情况有：
同一相绕组内线圈匝间短路、两个相邻线圈间短路、两个绕组间短路。
B.绕组短路检查方法
（1）直接观察法 仔细观察绕组，颜色变深或烧焦的线圈就是短路线圈，可以从中查找短路点的位置。
若直接看不出，可让电动机空载运行10分钟。
（若有冒烟或发出焦味应立即停机），然后迅速拆开电动机端盖，用手摸绕组，找出温度较高的线圈，从中可查找短路点。
（2）直流电阻法 电机绕组发生短路时，其电阻将减小，据此，可以用测定电动机绕组的直流电阻大小的方法，确定短路的绕组。
测量的方法是：
对被测电动机的六个出线头，先用万用表的电阻档（Ｒ×
１），找出每个绕组的两个线端，然后用直流电桥分别测量各相绕组的直流电阻值，并将它们加以比较，其中电阻值最小的一相就是可能发生短路的那一相。
C.绕组短路时的修理
（1）局部垫绝缘法若短路线圈的绝缘还未焦脆，可在线圈短路处重垫绝缘，再涂上绝缘漆，烘干。
这种方法适于绕组端部或绕组外层短路的修理。
（2）局部拆修重嵌法若故障发生在线槽里面，可参照前面绕组接地故障修理方法
（2）进行局部拆修重嵌。
若短路故障发生在底层，则必须把上边的线圈取出槽外，待故障线圈修好后，再顺序放回槽内。
（3）跳接法 该方法是把短路线圈从绕组中切除出去的一种应急措施。
方法是把短路线圈导线全部切断，包好绝缘，把这个线圈原来的两个线头连接起来，跳过这个有故障的线圈。
跳接法会破坏相电流的平衡。
一相绕组中可跳过10～15％的
线圈，但必须减小电动机负载。
3、绕组断路故障的检修
电动机定子绕组的导线，连接线和引出线等断开或接头脱落，造成的故障叫绕组断路故障。
电动机定子绕组的断路故障有；
线圈导线断路，一相断路，并绕导线中有一根或几根断路，并联支路断路等。
一相绕组断路，电机便不能起动。
若是电机运转时一相突然断路，电机可能继续运转。
但完好的绕组中电流增大，电机
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