三相異步電動機 作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉子的轉速低于旋轉磁場的轉速，轉子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產生電磁轉矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉子結構的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調速困難。繞線式三相異步電動機的轉子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調節(jié)電動機的轉速。
三相異步電動機原理
當向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產生了一個以同步轉速n1沿定子和轉子內圓空間作順時針方向旋轉的旋轉磁場。由于旋轉磁場以n1轉速旋轉，轉子導體開始時是靜止的，故轉子導體將切割定子旋轉磁場而產生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由于導子導體兩端被短路環(huán)短接，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。轉子的載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉子軸產生電磁轉矩，驅動轉子沿著旋轉磁場方向旋轉。
通過上述分析可以總結出電動機工作原理為：當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。
三相異步電動機的故障分析和處理方法
繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害,電機過載、欠電壓、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤。現(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產生的原因及檢查方法。
一、繞組接地
指繞組與貼心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。
1、故障現(xiàn)象
機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱,致使電動機無法正常運行。
2、產生原因
繞組受潮使絕緣電阻下降；電動機長期過載運行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機座；定、轉子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。
3.檢查方法
(1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點。
(2)萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀數(shù)很小,則為接地。
(3)兆歐表法。根據(jù)不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數(shù)為零,則表示該項繞組接地,但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據(jù)經驗判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時,可認為其具有一定的電阻值。
(4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮,但測試棒接地時也出現(xiàn)火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮時,說明電流時通時斷,則該處就是接地點。
(5)電流穿燒法。用一臺調壓變壓器,接上電源后,接地點很快發(fā)熱,絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘；大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點剛冒煙時立即斷電。
(6)分組淘汰法。對于接地點在鐵芯心里面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最后找出接地點。
此外,還有高壓試驗法、磁針探索法、工頻振動法等,此處不一一介紹。
4.處理方法
(1)繞組受潮引起接地的應先進行烘干,當冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆后再烘干。
(2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理,涂漆,再烘干。
(3)繞組接地點在槽內時,應重繞繞組或更換部分繞組元件。
最后應用不同的兆歐表進行測量,滿足技術要求即可。
二、繞組短路
由于電動機電流過大、電源電壓變動過大、單相運行、機械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。
1.故障現(xiàn)象
離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇,嚴重時電動機不能啟動,而在短路線圈中產生很大的短路電流,導致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。
2.產生原因
電動機長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機內部和油污過多。
3.檢查方法
(1)外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱后留下深褐色,并有臭味。
(2)探溫檢查法。空載運行20分鐘(發(fā)現(xiàn)異常時應馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。
(3)通電實驗法。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。
(4)電橋檢查。測量個繞組直流電阻,一般相差不應超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障。
(5)短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會產生振動。
(6)萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀數(shù)極小或為零,說明該二相繞組相間有短路。
(7)電壓降法。把三繞組串聯(lián)后通入低壓安全交流電,測得讀數(shù)小的一組有短路故障。
(8)電流法。電機空載運行,先測量三相電流,在調換兩相測量并對比,若不隨電源調換而改變,較大電流的一相繞組有短路。
4.短路處理方法
(1)短路點在端部。可用絕緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。
(2)短路在線槽內。將其軟化后,找出短路點修復,重新放入線槽后,再上漆烘干。
(3)對短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時切斷全部短路線,將導通部分連接,形成閉合回路,供應急使用。
(4)繞組短路點匝數(shù)超過1/12時,要全部拆除重繞。
三、繞組短路
由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑,焊接后又未清除干凈,就可能造成壺焊或松脫；受機械應力或碰撞時線圈短路、短路與接地故障也可使導線燒毀,在并燒的幾根導線中有一根或幾根導線短路時,另幾根導線由于電流的增加而溫度上升,引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯(lián)支路處斷路、多根導線并燒中一根斷路、轉子斷籠。
1.故障現(xiàn)象
電動機不能啟動,三相電流不平衡,有異常噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。
2.產生原因
(1)在檢修和維護保養(yǎng)時碰斷或制造質量問題。
(2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運行過熱脫焊。
(3)受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。
(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴重燒焦或熔斷等。
3.檢查方法
(1)觀察法。斷點大多數(shù)發(fā)生在繞組端部,看有無碰折、接頭出有無脫焊。
(2)萬用表法。利用電阻檔,對“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點上,另一根依次接在三相繞組的首端,無窮大的一相為斷點；“△”型接法的短開連接后,分別測每組繞組,無窮大的則為斷路點。
(3)試燈法。方法同前,等不亮的一相為斷路。
(4)兆歐表法。阻值趨向無窮大(即不為零值)的一相為斷路點。
(5)電流表法。電機在運行時,用電流表測三相電流,若三相電流不平衡、又無短路現(xiàn)象,則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。
(6)電橋法。當電機某一相電阻比其他兩相電阻大時,說明該相繞組有部分斷路故障；
(7)電流平衡法。對于“Y”型接法的,可將三相繞組并聯(lián)后,通入低電壓大電流的交流電,如果三相繞組中的電流相差大于10%時,電流小的一端為斷路；對于“△”型接法的,先將定子繞組的一個接點拆開,再逐相通入低壓大電流,其中電流小的一相為斷路。
(8)斷籠偵察器檢查法。檢查時,如果轉子斷籠,則毫伏表的讀數(shù)應減小。
4.斷路處理方法
(1)斷路在端部時,連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。
(2)繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換新繞組。
(3)對斷路點在槽內的,屬少量斷點的做應急處理,采用分組淘汰法找出斷點,并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。
(4)對籠形轉子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復。
四、繞組接錯
繞組接錯造成不完整的旋轉磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀,嚴重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯；極(相)組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯；“△”、“Y”接法錯誤。
1、故障現(xiàn)象
電動機不能啟動、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲、燒斷保險絲等現(xiàn)象。
2、產生原因
誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動是抽頭位置選擇不合適或內部接線錯誤；新電機在下線時,繞組連接錯誤；舊電機出頭判斷不對。
3.檢修方法
(1)滾珠法。 如滾珠沿定子內圓周表面旋轉滾動,說明正確,否則繞組有接錯現(xiàn)象。
(2)指南針法。如果繞組沒有接錯,則在一相繞組中,指南針經過相鄰的極(相)組時,所指的極性應相反,在三相繞組中相鄰的不同相的極(相)組也相反；如極性方向不變時,說明有一極(相)組反接；若指向不定,則相組內有反接的線圈。
(3)萬用表電壓法。按接線圖,如果兩次測量電壓表均無指示,或一次有讀數(shù)、一次沒有讀數(shù),說明繞組有接反處。
(4)常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動機轉向法等。
4.處理方法
(1)一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應進廠返修。
(2)引出線錯誤的應正確判斷首尾后重新連接。
(3)減壓啟動接錯的應對照接線圖或原理圖,認真校對重新接線。
(4)新電機下線或重接新繞組后接線錯誤的,應送廠返修。
(5)定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據(jù)這個特點查找故障并進行維修。
(6)把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應及時更正。 怎樣測量三相異步電動機六股引出線的相同端頭用干電池和萬用表判別,
（1）先判別三相繞組的各自的兩個首尾端.將萬用表調到電阻檔進行測量,凡是同一相的線圈就相連接沒有阻值，凡不是同一相的線圈就不相通，因此根據(jù)萬用表可分清兩個線端屬于同一相繞組引出線。
（2）判別其中兩側線圈引出線的同名端，將指針式萬用表調到量程最小的直流電流檔，再將任意一相的繞組的兩個線端接到表上，然后將另一相繞組的兩個線端一同分別瞬時碰觸一下干電池的正極和負極，在干電池與線圈接通的一瞬間如果表針擺向大于零的一邊（也就是順時針擺動），則電池正極和萬用表黑色表筆為同名端，逆則反矣。
[編輯本段]三相異步電動機的結構
（一）定子（靜止部分）
1、定子鐵心
作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。
構造：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，在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。
定子鐵心槽型有以下幾種：
半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。
半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理后再放入槽內。
開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。
2、定子繞組
作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。
構造：由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構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。
定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。
（1）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。
（2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。
（3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。
電動機接線盒內的接線：
電動機接線盒內都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2），.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應按這個序號排列。
3、機座
作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用。
構造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內外的空氣可直接對流，以利于散熱。
（二）轉子（旋轉部分）
1、三相異步電動機的轉子鐵心：
作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。
構造：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，用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。一般小型異步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上，大、中型異步電動機（轉子直徑在300~400毫米以上）的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。
2、三相異步電動機的轉子繞組
作用：切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。
構造：分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。
（1）鼠籠式轉子：轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉子分為：阻抗型轉子、單鼠籠型轉子、雙鼠籠型轉子、深槽式轉子幾種，起動轉矩等特性各有不同。
（2）繞線式轉子：繞線轉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，三個出線頭接到轉軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。
特點：結構較復雜，故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調速性能，故在要求一定范圍內進行平滑調速的設備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。
（三）三相異步電動機的其它附件
1、端蓋：支撐作用。
2、軸承：連接轉動部分與不動部分。
3、軸承端蓋：保護軸承。
4、風扇：冷卻電動機。