任務(wù)1：三相異步電動(dòng)機(jī)拆裝

學(xué)習(xí)目標(biāo)1．基本知識(shí)⑴掌握交流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及接線方式；⑵了解電動(dòng)機(jī)有哪些常見(jiàn)故障；⑶了解三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝步驟。

2．技能⑴識(shí)別三相異步電動(dòng)機(jī)的零部件。⑵掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的故障檢修方法。

一、任務(wù)描述

交流異步電動(dòng)機(jī)利用電磁線圈把電能轉(zhuǎn)換成電磁能，再依靠電磁力做功，從而把電磁能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可產(chǎn)生較大功率，在有交流電源的地方都可以使用。三相交流異步電動(dòng)機(jī)在工業(yè)設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，如：機(jī)床、紡織機(jī)械、起重機(jī)、礦山機(jī)械等。電動(dòng)機(jī)在使用中需要啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速等控制，或因故障、檢查需進(jìn)行拆卸與裝配，以及日常維護(hù)等原因，只有掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理、基本結(jié)構(gòu)，只有掌握正確的拆卸與裝配技術(shù)，才能保證能夠正確控制電動(dòng)機(jī)，才能保證電動(dòng)機(jī)的維修維護(hù)質(zhì)量。通過(guò)本任務(wù)的學(xué)習(xí)，掌握三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，了解三相異步電動(dòng)機(jī)的拆裝步驟，了解如何對(duì)其進(jìn)行日常維修維護(hù)。二、知識(shí)準(zhǔn)備1．三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

1）定子定子在空間靜止不動(dòng)，主要由定子鐵芯、定子繞組、機(jī)座等部分組成。機(jī)座上有銘牌和接線盒。①定子鐵芯

定子鐵芯是電動(dòng)機(jī)的磁路部分，由厚度為0.5mm、彼此絕緣的硅鋼片疊成，目的是減小鐵損（渦流和磁滯損耗）。②定子繞組定子繞組由三相繞組組成，按照一定的規(guī)律分散嵌放在定子鐵芯槽內(nèi)，每相在空間上相差120°電角度、對(duì)稱排列。每相繞組可以由多個(gè)線圈串聯(lián)組成，構(gòu)成不同的磁極對(duì)，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生不同的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)速度。③機(jī)座機(jī)座通常由鑄鐵或鑄鋼制成，是整個(gè)電機(jī)的支撐部分，用于容納定子鐵心和繞組并固定端蓋，起保護(hù)和散熱作用。為了加強(qiáng)散熱能力，其外表面有散熱筋。④接線盒三相定子繞組有六個(gè)接線端，固定在電動(dòng)機(jī)外殼的接線盒內(nèi)的六個(gè)接線柱上，分別標(biāo)注字母U1、U2、V1、V2、W1、W2。通過(guò)六個(gè)接線柱，電動(dòng)機(jī)三相繞組可以構(gòu)成星形聯(lián)結(jié)或三角形聯(lián)結(jié)，再與三相交流電源相接。2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。①轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心是電動(dòng)機(jī)主磁通磁路的一部分。轉(zhuǎn)子鐵心固定在轉(zhuǎn)軸上，可繞軸向轉(zhuǎn)動(dòng)。與定子鐵心一樣，轉(zhuǎn)子鐵心也是由0.5mm厚的硅鋼片沖壓而成。轉(zhuǎn)子外表面分布有沖槽，槽內(nèi)可安放轉(zhuǎn)子繞組。②轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)子繞組是自成閉路的短路線圈，稱為籠型繞組。籠型繞組鑄于鐵心槽內(nèi)，鋁質(zhì)或銅質(zhì)，兩端鑄有端環(huán)。整個(gè)轉(zhuǎn)子套在轉(zhuǎn)軸上形成緊配合，被支承在端蓋中央的軸承中。轉(zhuǎn)子繞組不需外接電源供電，其電流是由電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的。如去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個(gè)繞組的外形就像一個(gè)籠子，由此而得名。③轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯固定在一起，用于輸出機(jī)械轉(zhuǎn)矩。3）其他附件其他部分包括前后端蓋、軸承、軸承蓋、風(fēng)扇、風(fēng)扇罩等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。軸承連接電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不動(dòng)部分，軸承端蓋用于保護(hù)軸承。風(fēng)扇則用來(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm～1.5mm。

2．三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生

在空間位置上對(duì)稱的定子繞組中通入時(shí)間相位上對(duì)稱的三相交流電，各相繞組按右螺旋定則產(chǎn)生磁場(chǎng)，每一相繞組產(chǎn)生一對(duì)N極和S極，三相繞組的磁場(chǎng)合成起來(lái)，形成一對(duì)合成磁場(chǎng)的N極和S極。隨著電流周期性變化，這個(gè)合成磁場(chǎng)是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度與電流頻率和電動(dòng)機(jī)極數(shù)有關(guān)。2）異步電動(dòng)機(jī)工作原理該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)電磁力定律，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力作用，形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí)，便向外輸出機(jī)械能。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速必然要小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即二者的轉(zhuǎn)速之間有差異，所以這種類型的電動(dòng)機(jī)稱為“異步”電動(dòng)機(jī)。又因?yàn)槠滢D(zhuǎn)子導(dǎo)體的電流是由于電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以又稱為“感應(yīng)”電動(dòng)機(jī)。3）同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向是由通入三相繞組的三相電流的相序決定的，當(dāng)改變交流電動(dòng)機(jī)供電電源的相序，就可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)電動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向是與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相一致的，所以任意對(duì)調(diào)兩根電源線就可實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)控制。4）轉(zhuǎn)差率及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速常用公式：轉(zhuǎn)差率：三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中需注意：若其中一相和電源斷開，則變成單相運(yùn)行。此時(shí)電動(dòng)機(jī)仍會(huì)按原來(lái)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。但若負(fù)載不變，三相供電變?yōu)閱蜗喙╇?，電流將變大，?dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。使用中要特別注意這種現(xiàn)象；三相異步電動(dòng)機(jī)若在啟動(dòng)前有一相斷相，將不能啟動(dòng)。此時(shí)只能聽(tīng)到嗡嗡聲，長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)不了，也會(huì)過(guò)熱，必須趕快排除故障。注意外殼的接地線必須可靠地接大地，防止漏電引起人身傷害。3．三相異步電動(dòng)機(jī)的銘牌

1）型號(hào)三相異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)表明了電動(dòng)機(jī)的類型、用途和技術(shù)特征。2）額定功率PN表示電動(dòng)機(jī)在額定工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)軸上輸出的機(jī)械功率。單位是瓦（W）或千瓦（kW）。3）額定電壓UN指電動(dòng)機(jī)定子繞組規(guī)定使用的線電壓，單位是伏（V）或千伏（kV）。4）接法指電動(dòng)機(jī)在額定電壓下定子三相繞組的聯(lián)結(jié)方法。5）額定電流IN指電動(dòng)機(jī)在額定情況下運(yùn)行時(shí)電源輸入電動(dòng)機(jī)的線電流。單位是安培（A）。6）額定頻率fN指輸入電動(dòng)機(jī)交流電的頻率，單位是赫茲（Hz）。7）額定轉(zhuǎn)速表示電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行情況下的轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)／分（r／min）。8）絕緣等級(jí)與溫升絕緣等級(jí)表示電動(dòng)機(jī)所用絕緣材料的耐熱等級(jí)。溫升表示電動(dòng)機(jī)發(fā)熱時(shí)允許升高的溫度。三、任務(wù)實(shí)現(xiàn)1．電動(dòng)機(jī)的拆裝1）電動(dòng)機(jī)拆卸前的準(zhǔn)備工作①準(zhǔn)備好拆卸工位與拆卸電動(dòng)機(jī)的專用工具，如拉具、扳手、手錘、螺絲刀、毛刷、木塊等。②作好相應(yīng)記錄和標(biāo)記。在線頭、端蓋、刷握等處作好標(biāo)記，記錄好聯(lián)軸器或帶輪與端蓋之間的相應(yīng)距離位置。2）電動(dòng)機(jī)的拆卸步驟①切斷電源后，首先拆除電動(dòng)機(jī)的電源線，并用絕緣膠布包好電源線端頭。②卸下傳動(dòng)帶，拆卸地腳螺栓，將螺母、墊圈等小零件用小盒裝好，以免丟失。③拆卸帶輪或聯(lián)軸器。④卸下風(fēng)罩和風(fēng)扇。⑤旋下前后端蓋緊固螺釘，拆下前軸承外蓋。⑥抽出或吊出轉(zhuǎn)子。⑦卸下前端蓋。⑧用拉具拆卸前后軸承及軸承內(nèi)蓋。3）電動(dòng)機(jī)的裝配與檢驗(yàn)①檢查電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是否輕便靈活，若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，應(yīng)調(diào)整端蓋緊固螺栓的松緊程度，使之轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。檢查繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的刷握位置是否正確，電刷在刷握內(nèi)有無(wú)卡阻，電刷與集電環(huán)接觸是否良好。②檢查電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻值，用絕緣電阻表測(cè)電動(dòng)機(jī)定子繞組相與相、各相對(duì)機(jī)殼之間的絕緣電阻；對(duì)于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，還應(yīng)檢查轉(zhuǎn)子繞組及繞組對(duì)機(jī)殼之間的絕緣。所測(cè)的絕緣電阻值應(yīng)在0.5MΩ以上，說(shuō)明絕緣電阻達(dá)到工作要求（電動(dòng)機(jī)絕緣電阻一般按1KV一個(gè)MΩ計(jì)算）。③根據(jù)電動(dòng)機(jī)的銘牌與電源電壓正確接線，并在電動(dòng)機(jī)外殼上安裝好接地線，通電后用鉗形電流表分別檢測(cè)三相電流是否平衡。三相空載電流的偏差值應(yīng)小于10%。2．電動(dòng)機(jī)電氣常見(jiàn)故障的分析和處理

故障現(xiàn)象1：電動(dòng)機(jī)接通電源起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)但有嗡嗡聲音。故障可能原因：①由于電源的接通問(wèn)題，造成單相運(yùn)轉(zhuǎn)；②電動(dòng)機(jī)的運(yùn)載量超載；③被拖動(dòng)機(jī)械卡住；④定子內(nèi)部首端位置接錯(cuò)，或有斷線、短路。排除方法：第一種情況需檢查電源線，主要檢查電動(dòng)機(jī)的接線與熔斷器，是否有線路損壞現(xiàn)象；第二種情況將電機(jī)卸載后空載或半載起動(dòng)；第三種情況估計(jì)是由于被拖動(dòng)器械的故障，卸載被拖動(dòng)器械，從被拖動(dòng)器械上找故障；第四種情況需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線和短路。故障現(xiàn)象2：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后發(fā)熱超過(guò)溫升標(biāo)準(zhǔn)或冒煙。故障可能原因：①電源電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下升溫過(guò)快；②電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境的影響，如濕度高等原因；③電動(dòng)機(jī)過(guò)載或單相運(yùn)行；④電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)故障，正反轉(zhuǎn)過(guò)多。排除方法：第一種情況調(diào)整電動(dòng)機(jī)電網(wǎng)電壓；第二種情況檢查風(fēng)扇運(yùn)行情況，加強(qiáng)對(duì)環(huán)境的檢查，保證環(huán)境的適宜；第三種情況檢查電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理；第四種情況減少電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的次數(shù)，及時(shí)更換適應(yīng)正反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)。故障現(xiàn)象3：絕緣電阻低。故障可能原因：①電動(dòng)機(jī)內(nèi)部進(jìn)水，受潮；②繞組上有雜物，粉塵影響；③電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組老化。排除方法：第一種情況電動(dòng)機(jī)內(nèi)部烘干處理；第二種情況處理電動(dòng)機(jī)內(nèi)部雜物；第三種情況需檢查并恢復(fù)引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板；第四種情況及時(shí)檢查繞組老化情況，及時(shí)更換繞組。故障現(xiàn)象4：電動(dòng)機(jī)外殼帶電。故障可能原因：①電動(dòng)機(jī)引出線的絕緣或接線盒絕緣線板；②繞組端蓋接觸電動(dòng)機(jī)機(jī)殼；③電動(dòng)機(jī)接地問(wèn)題。排除方法：第一種情況恢復(fù)電動(dòng)機(jī)引出線的絕緣或更換接線盒絕緣板；第二種情況如卸下端蓋后接地現(xiàn)象即消失，可在繞組端部加絕緣后再裝端蓋；第四種情況按規(guī)定重新接地。故障現(xiàn)象5：電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)聲音不正常。故障可能原因：①電動(dòng)機(jī)內(nèi)部連接錯(cuò)誤，造成接地或短路，電流不穩(wěn)引起噪音；②電動(dòng)機(jī)內(nèi)部抽成年久失修，或內(nèi)部有雜物。排除方法：第一種情況需打開進(jìn)行全面檢查；第二種情況可以處理抽成雜物或更換為軸承室的1/2-1/3。故障現(xiàn)象6：電動(dòng)機(jī)振動(dòng)。故障可能原因：①電動(dòng)機(jī)安裝的地面不平；②電動(dòng)機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子不穩(wěn)定；③皮帶輪或聯(lián)軸器不平衡；④內(nèi)部轉(zhuǎn)頭的彎曲；⑤電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇問(wèn)題。排除方法：第一種情況需將電動(dòng)機(jī)安裝平穩(wěn)底座，保證平衡性；第二種情況需校對(duì)轉(zhuǎn)子平衡；第三種情況需進(jìn)行皮帶輪或聯(lián)軸器校平衡；第四種情況需校直轉(zhuǎn)軸，將皮帶輪找正后鑲套重車；第五種情況對(duì)風(fēng)扇校靜。故障現(xiàn)象7：通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但無(wú)異響，也無(wú)異味和冒煙。故障可能原因：①電源未通（至少兩相未通）；②熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；③控制設(shè)備接線錯(cuò)誤。排除方法：第一種情況需檢查電源回路開關(guān)，接線盒處是否有斷點(diǎn)，修復(fù)；第二種情況檢查熔絲型號(hào)、熔斷原因，換新熔絲；