三相異步電動機(jī)論文

熱能5班胡光燦201*4017

三相異步電動機(jī)

一．三相異步電動機(jī)的研發(fā)背景

雖然直流電動機(jī)有優(yōu)良的調(diào)速性能，但由于直流電動機(jī)的機(jī)械式換向器不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費(fèi)時(shí)、價(jià)格昂貴，而且在運(yùn)行中容易產(chǎn)生或會員，此外還存在換向器機(jī)械強(qiáng)度不夠，電刷容易磨損等問題。因此運(yùn)行中需要經(jīng)常性的維護(hù)檢修，并且對環(huán)境的要求也比較高，不能適用于化工、礦山等周圍環(huán)境中有灰塵、腐蝕性氣體和易燃、易爆氣體的場所。特別是換向問題的存在，使直流電動機(jī)無法做成高速大容量的機(jī)組，因而不能適應(yīng)現(xiàn)在生產(chǎn)向高速大容量化發(fā)展的要。二．關(guān)于三相異步電動機(jī)1.簡介

與單相異步電動機(jī)相比，三相異步電動機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種�；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動性能和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。2.重要組成部分（1）定子

異步電動機(jī)的定子是異步電動機(jī)固定不動的部分，由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座組成。

定子鐵心：裝載機(jī)做內(nèi)，為一個(gè)內(nèi)壁開槽的中空圓柱體，槽內(nèi)嵌放定子繞組。定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分。為減少鐵心中的損耗，定子鐵心用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，片間有絕緣、

定子繞組：用絕緣的銅線繞成，嵌放在定子鐵心槽內(nèi)，繞組與槽壁用絕緣材料隔開。定子繞組是電動機(jī)的電路本分，其主要作用是通過電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三項(xiàng)定子繞組的六個(gè)引出端（即是哪相繞組的始端和末端分別用U1、V1、W1和U2、V2、W2表示）都引到了接線盒的接板上。可根據(jù)需要接成三角形或星形聯(lián)接。機(jī)座：就是電動機(jī)的外殼，起支撐作用，因此要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能承受運(yùn)輸和運(yùn)行過程中的各種作用力，通常用鑄鐵鑄成，較大容量的異步電動機(jī)，一般采用鋼板焊接機(jī)座。（2）轉(zhuǎn)子

異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。

轉(zhuǎn)子鐵心：為電動機(jī)磁路一部分，一般也有0.5mm厚的硅鋼片疊成。鐵心固定在電動機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，大型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心則套在轉(zhuǎn)子支架上。

轉(zhuǎn)子繞組：其作用是感應(yīng)電動勢，流過電流和產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子繞組的結(jié)構(gòu)形式有籠型和繞線轉(zhuǎn)子兩種，根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式不同，異步電動機(jī)分為了籠型異步電動機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)�；\型轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組的外形想一個(gè)鼠籠，由于異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組不必由外界電源提供供電，因此可以自行閉合構(gòu)成短路繞組。工藝最簡單的轉(zhuǎn)子繞組就是在轉(zhuǎn)子鐵心的每個(gè)槽中插入一根導(dǎo)條，在鐵心兩端槽口外用兩個(gè)端環(huán)分別把所有導(dǎo)條的兩端連接起來，形成一個(gè)短接回路，為了散熱，端環(huán)上裝有風(fēng)扇。

繞線轉(zhuǎn)子；繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是用絕緣導(dǎo)線嵌于轉(zhuǎn)子鐵心槽內(nèi)，接成星形聯(lián)接的三項(xiàng)隊(duì)稱繞組，然后將三根引出線接到裝在轉(zhuǎn)子端軸上的三個(gè)集

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電環(huán)（也稱滑環(huán)）上，用一套電刷引出，當(dāng)不需要外接電阻時(shí)，可直接將三個(gè)集電環(huán)短路，為了改善電動機(jī)的氣動性能或調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可通過集電環(huán)和電刷裝置外接電阻。3．原理

當(dāng)向三相定子繞組成中通入對稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)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(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為：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(gè)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。交流三相異步電動機(jī)繞組分類單層繞組：

單層繞組就是在每個(gè)定子槽內(nèi)只嵌置一個(gè)線圈有效邊的繞組，因而它的線圈總數(shù)只有電機(jī)總槽數(shù)的一半。單層繞組的優(yōu)點(diǎn)是繞組線圈數(shù)少工藝比較簡單；沒有層間絕緣故槽的利用率提高；單層結(jié)構(gòu)不會發(fā)生相間擊穿故障等。缺點(diǎn)則是繞組產(chǎn)生的電磁波形不夠理想，電機(jī)的鐵損和噪音都較大且起動性能也稍差，故單層繞組一般只用于小容量異步電動機(jī)中。單層繞組按照其線圈的形狀和端接部分排列布置的不同，可分為鏈?zhǔn)嚼@組、交叉鏈?zhǔn)嚼@組、同心式繞組和交叉式同心繞組等幾種繞組形式。

1：鏈?zhǔn)嚼@組鏈?zhǔn)嚼@組是由具有相同形狀和寬度的單層線圈元件所組成，因其繞組端部各個(gè)線圈像套起的鏈環(huán)一樣而得名。單層鏈?zhǔn)嚼@組應(yīng)特別注意的是其線圈節(jié)距必須為奇數(shù)，否則該繞組將無法排列布置。2：交叉鏈?zhǔn)嚼@組當(dāng)每極每相槽數(shù)9為大于2的奇數(shù)時(shí)鏈?zhǔn)嚼@組將無法排列布置，此時(shí)就需要采用具有單、雙線圈的交叉式繞組。

3：同心式繞組在同一極相組內(nèi)的所有線圈圍抱同一圓心。

4：當(dāng)每級每相槽數(shù)Q為大于2的偶數(shù)時(shí)則可采取交叉同心式繞組的形式。單層同心繞組和交叉同心式繞組的優(yōu)點(diǎn)為繞組的繞線、嵌線較為簡單，缺點(diǎn)則為線圈端部過長耗用導(dǎo)線過多�，F(xiàn)除偶有用在小容量2極、4極電動機(jī)中以外，如今已很少采用這種繞組形式。雙層疊式繞組單雙層混合繞組星接與角接的關(guān)系

星接改角接：原星接時(shí)線徑總截面積除以1.732等于角接時(shí)的線徑總截面積。角接改星接：原角接時(shí)線徑總截面積乘以1.732等于星接時(shí)的線徑總截面積。星接與角接本質(zhì)上的區(qū)別

星接時(shí)線電壓等于相電壓的1.732倍，相電流等于線電流。

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角接時(shí)相電壓等于線電壓，線電流等于相電流的1.732倍。

同功率的電機(jī)，星接時(shí)，線徑粗，匝數(shù)少，角接時(shí)，線徑細(xì)，匝數(shù)多。角接時(shí)的截面積是星接時(shí)的0.58倍。（即角接時(shí)線徑總截面積除以0.58等于星接時(shí)的線徑總截面積。星接時(shí)線徑總截面積乘以0.58等于角接時(shí)的線徑總截面積）

線徑截面積計(jì)算公式：截面積S=直徑的平方乘以0.785

電機(jī)的內(nèi)部連接有顯極和庶極之分，顯極和庶極連接是由電機(jī)的設(shè)計(jì)屬性決定的，是不能更改的

三．對于三相異步電動機(jī)的探索

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對三相異步電動機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行探索。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握電機(jī)定子繞組的連結(jié)方法

掌握電機(jī)的啟動方式及實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的方法

實(shí)驗(yàn)器材

電動機(jī)、按鈕、交流接觸器、起子片

實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)電路

電機(jī)直接啟動、正反轉(zhuǎn)的方法對調(diào)任意兩相線1）、點(diǎn)動控制電路①、按鈕

STSB

②、交流接觸器

KMKM線圈常開觸頭KM常閉觸頭

3

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③、按下ST>交流接觸器線圈KM獲電。

>交流接觸器的常開觸頭閉合>電機(jī)主干線電路通電>電機(jī)轉(zhuǎn)動

松下按鈕ST>線圈KM斷電>常開觸頭在復(fù)位彈簧作用下斷開>電機(jī)停轉(zhuǎn)

STm3KM3、長動自鎖電路工作流程

按下SB1>線圈KM獲電>所有的常開KM閉合>電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)松下SB1由于3-5的KM閉合而實(shí)現(xiàn)自鎖電機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)（故而稱長動控制）

按下SBSTOP>線圈KM斷電>所有的KM斷電>電機(jī)停轉(zhuǎn)

~

SBSTOPSB1KM

35m實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

KM

電機(jī)在啟動時(shí)，如果缺一

相電，電機(jī)能否啟動，現(xiàn)象如3何？若電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果缺一相電，電機(jī)能否轉(zhuǎn)動，現(xiàn)象如何？

通過在《電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)》課程的研究發(fā)現(xiàn)，不管空載還是帶負(fù)載電源缺一相都不能啟動，但是如果已經(jīng)啟動之后缺一相，空載還是會轉(zhuǎn)的，在空載的情況下缺一相運(yùn)行，對電機(jī)沒什么影響。

四．對于本次對三相異步電動機(jī)探索總結(jié)

~在進(jìn)行本次論文之前，我首先翻閱了《電工學(xué)電機(jī)與電氣控制》從而對三相異步電動機(jī)的工作原理進(jìn)行初步了解。為界定三相異步電動機(jī)與單相的實(shí)質(zhì)差別，所以我通過上述實(shí)驗(yàn)，對三相異步電動機(jī)的各相與啟動運(yùn)行的關(guān)系進(jìn)行研究。當(dāng)中涉及到了是否空載的問題。研究結(jié)果表示，不管空載還是負(fù)載，電源缺一相都不能啟動。但是在運(yùn)行過程中，缺一相，空載還是會轉(zhuǎn)的，對電機(jī)沒什么影響。所以我通過對這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出三相異步電動機(jī)的安全性之一的結(jié)論：就是在空載過程中，如果由于供電故障，卻一相電，也不會對其造成很大影響。但翻閱《三相異步電動機(jī)缺相的原因及處理》（邱�。┑臅r(shí)候，發(fā)現(xiàn)了卻有三相異步電動機(jī)因缺相而導(dǎo)致燒壞的實(shí)例。

實(shí)驗(yàn)由查閱書本，到上網(wǎng)看三相異步電動機(jī)的具體構(gòu)造，最后抓住三相異步

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電動機(jī)的啟動與運(yùn)行兩點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這就是整個(gè)探索的過程。在今后對于電工科目的探索中，我會繼續(xù)以這個(gè)程序來進(jìn)行，并且加以思考。

摘要：

1.《電工學(xué)電機(jī)與電氣控制》2.《電工電子學(xué)實(shí)驗(yàn)》3.百度百科4.百度文庫

5.《三相異步電動機(jī)啟動方式的討論》徐維克6.《三相異步電動機(jī)缺相的原因及處理》邱俊

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作者：關(guān)于三相異步電動機(jī)的畢業(yè)論文

第一章電動機(jī)分類、發(fā)展現(xiàn)狀及未來

1.1電動機(jī)分類

電動機(jī)機(jī)應(yīng)用廣泛，種類繁多、性能各異，分類方法也很多。

（一）根據(jù)電動機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動機(jī)和交流電動機(jī)。其中交流電動機(jī)還分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)。

（二）電動機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動機(jī)和同步電動機(jī)。同步電動機(jī)還可分為永磁同步電動機(jī)、磁阻同步電動機(jī)和磁滯同步電動機(jī)。異步電動機(jī)可分為感應(yīng)電動機(jī)和交流換向器電動機(jī)。感應(yīng)電動機(jī)又分為三相異步電動機(jī)、單相異步電動機(jī)和罩極異步電動機(jī)。交流換向器電動機(jī)又分為單相串勵(lì)電動機(jī)、交直流兩用電動機(jī)和推斥電動機(jī)。

（三）電動機(jī)按起動與運(yùn)行方式可分為電容起動式電動機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)、電容起動運(yùn)轉(zhuǎn)式電動機(jī)和分相式電動機(jī)。

按用途分類。電動機(jī)按用途可分為驅(qū)動用電動機(jī)和控制用電動機(jī)。驅(qū)動用電動機(jī)又分為電動工具用電動機(jī)、家電用電動機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備用電動機(jī)�？刂朴秒妱訖C(jī)又分為步進(jìn)電動機(jī)和伺服電動機(jī)等。

（四）電動機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機(jī)。（五）電動機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機(jī)、低速電動機(jī)、恒速電動機(jī)、調(diào)速電動機(jī)。

1.2電動機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

電動機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)、電能量轉(zhuǎn)換的電磁裝置。它是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機(jī)的發(fā)展也促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動生產(chǎn)機(jī)械的原動機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來，雖然電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大

--1--XX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

的改進(jìn)和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電動機(jī)，控制電動機(jī)具有高可靠性好精確度快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電動機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。

電動機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的動力，是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動力機(jī)械。

在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單調(diào)節(jié)性能好耗損小經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動。

按照電動機(jī)的種類不同，電力拖動系統(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。

縱觀電力拖動的發(fā)展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動機(jī)，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機(jī)械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進(jìn)步，對電力拖動在起動，制動，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動，而交流電力拖動則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。

雖然直流電動機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），其電壓等級，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機(jī)的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中，并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。

作者：關(guān)于三相異步電動機(jī)的畢業(yè)論文

經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。

未來電動機(jī)將會沿著單位功率體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批"巨無霸’電機(jī)、一批"光怪陸奇"電機(jī)將同時(shí)展現(xiàn)在世人眼前。

1.3電動機(jī)的未來

經(jīng)歷了一百多年的技術(shù)發(fā)展，電動機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。

未來電動機(jī)將會沿著體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。

第二章電動機(jī)的工作原理

2.1三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理

電機(jī)的機(jī)組結(jié)構(gòu)主要由磁路部分，電路部分以及機(jī)械三部組成，如圖。磁路又是

由定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心構(gòu)成的。定子鐵心是由0.35mm～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈用的。轉(zhuǎn)子鐵心用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機(jī)磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。電路部分是由定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組構(gòu)成的。定子繞組三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。機(jī)械部分主要是機(jī)座、端子、軸和軸承等組成。

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圖2-1

異步電動機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子的繞組的結(jié)構(gòu)不同，可分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組本身自成閉合回路，整個(gè)轉(zhuǎn)子形成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體，其結(jié)構(gòu)簡單牢固、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜，應(yīng)用最為廣泛，小型異步電動機(jī)絕大部分屬于這類。繞線式異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)比鼠籠式復(fù)雜，但啟動性能較好，需要時(shí)還可以調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。三相鼠籠式異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)。2.1.1異步電動機(jī)的定子結(jié)構(gòu)

定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的，主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等部分組成。鼠籠式和繞線式異步電動機(jī)的定子結(jié)構(gòu)是完全一樣的。

1、定子鐵心：異步電動機(jī)定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。

2、定子繞組：是三相電動機(jī)的電路部分，三相電動機(jī)有三相繞組，通入三相對稱電流時(shí)，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若

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干線圈連接而成。每個(gè)繞組即為一相，每個(gè)繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為U1,V1,W1，末端分別標(biāo)為U2,V2,W2。這六個(gè)出線端在接線盒里的排列如圖4.3所示，可以接成星形或三角形。

3、機(jī)座是電動機(jī)的外殼和支架，它的作用是固定和保護(hù)定子鐵心、定子繞組并支撐端蓋，所以要求機(jī)座具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，能承受運(yùn)輸和運(yùn)行過程中的各種作用力。

中、小型異步電動機(jī)通常采用鑄鐵機(jī)座，定子鐵心緊貼在機(jī)座的內(nèi)壁，電動機(jī)運(yùn)行時(shí)鐵心和繞組產(chǎn)生的熱量主要通過機(jī)座表面散發(fā)到空氣中去，因此，為了增加散熱面積，在機(jī)座表面裝有散熱片。

對大型異步電動機(jī)，一般采用鋼板焊接機(jī)座，此時(shí)為了滿足通風(fēng)散熱的要求，機(jī)座內(nèi)表面與鐵心隔開適當(dāng)距離，以形成空腔，作為冷卻空氣的通道。2.1.2異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子是異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動部分，它在定子繞組旋轉(zhuǎn)磁場的作用下獲得一定的轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸器或皮帶輪帶動其他機(jī)械設(shè)備做功。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸等部分組成。

（一）轉(zhuǎn)子鐵心

是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機(jī)磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。

（二）轉(zhuǎn)子繞組

異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)與籠形異步電動機(jī)。

①繞線形繞組與定子繞組一樣也是一個(gè)三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)與轉(zhuǎn)軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機(jī)的運(yùn)行性能。②籠形繞組在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個(gè)銅環(huán)（稱為端環(huán)）把導(dǎo)條

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連接起來，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖3.5（a）所示。也可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，100kW以下的異步電動機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。

2.1.3電動機(jī)工作原理

目前較常用的主要是交流電動機(jī)，它可分為兩種：1、三相異步電動機(jī)。2、單相交流電動機(jī)。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。下面以三相異步電動機(jī)為例介紹其基本工作原理。

下圖2-1所示為一臺三相籠型異步電動機(jī)的示意圖。在定子鐵心里嵌放著對稱的三相繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2。轉(zhuǎn)子槽內(nèi)放有導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端用短路環(huán)短接起來，形成一個(gè)籠型的閉合繞組。定子三相繞組可接成星形，也可以接成三角形。

圖2-2三相籠型異步電動機(jī)的示意圖

由旋轉(zhuǎn)磁場理論分析可知，如果定子對稱三相繞組被施以對稱的三相電壓，就有對稱的三相電流流過，并且會在電機(jī)的氣隙中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場，這個(gè)磁場的轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速，它與電網(wǎng)的頻率f1及電機(jī)的磁極對數(shù)p的關(guān)系為：n1=60f1/p

轉(zhuǎn)向與三相繞組的排列以及三相電流的相序有關(guān)，圖中U、V、W相以順時(shí)針方向排列，當(dāng)定子繞組中通人U、V、W相序的三相電流時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場為順時(shí)針轉(zhuǎn)向。由于轉(zhuǎn)子是靜止的，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割定子磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)便有電流流通。轉(zhuǎn)子有功電流與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢同相位，其方向可由"右手發(fā)電機(jī)定則"確定。載有有功分量電流的轉(zhuǎn)子繞組在定子

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旋轉(zhuǎn)磁場作用下，將產(chǎn)生電磁力F，其方向由"左手電動機(jī)定則"確定。電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)距，其作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，拖著轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，將輸入的電能變成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。如果電動機(jī)軸上帶有機(jī)械負(fù)載，則機(jī)械負(fù)載隨著電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)對機(jī)械負(fù)載做了功。

對稱三相交流電流通入對稱三相繞組時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。下面選取各相電流出現(xiàn)最大值的幾個(gè)瞬間進(jìn)行分析。

當(dāng)=0°時(shí)，U相電流達(dá)到正最大值，電流從首端U1流入，用表示，從末端U2流出，用⊙表示；V相和W相電流均為負(fù)，因此電流均從繞組的末端流入，首端流出，故末端V2和W2應(yīng)填上，首端V1和W1應(yīng)填上⊙，合成磁場的軸線正好位于U相繞組的軸線上。

當(dāng)=120°時(shí)，V相電流為正的最大值，因此V相電流從首端V1流入，用表示，從末端V2流出，用⊙表示。U相和W相電流均為負(fù),則U1和W1端為流出電流，用⊙表示，而U2和W2為流入電流，用表示，此時(shí)合成磁場的軸線正好位于V相繞組的軸線上，磁場方向已從=0°時(shí)的位置沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了120°。

當(dāng)=240°和=360°時(shí)，合成磁場的位置。當(dāng)=360°時(shí)，合成磁場的軸線正好位于U相繞組的軸線上，磁場方向從起始位置逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)了360°，即電流變化一個(gè)周期，合成磁場旋轉(zhuǎn)一周。

由此可見，對稱三相交流電流通入對稱三相繞組所形成的磁場是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)的方向從U→V→W，正好和電流出現(xiàn)正的最大值順序相同，即由電流超前相轉(zhuǎn)向電流滯后相。

如果三相繞組通入負(fù)序電流，則電流出現(xiàn)正的最大值的順序是U→W→V。通過圖解法分析可知，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向也為U→W→V。

綜上分析可知，三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動的基本工作原則是：

(1)三相對稱繞組中通入三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速為異步轉(zhuǎn)速（1）且

1=f/p

式中：為電源頻率，單位為Hz；為電機(jī)極對數(shù)。

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(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流。

(3)轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)速（n）小于同步轉(zhuǎn)速（1）。異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不可能達(dá)到定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，即同步轉(zhuǎn)速，因?yàn)槿绻�到達(dá)同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體與旋轉(zhuǎn)磁場之間沒有相對運(yùn)動，隨之在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中不能感應(yīng)出電勢和電流，也就不能產(chǎn)生推動轉(zhuǎn)子的電磁力。因此，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速，即兩種轉(zhuǎn)速之間總是存在差異，異步電動機(jī)因此而得名。又因?yàn)楫惒诫妱訖C(jī)轉(zhuǎn)子電流是通過電磁感應(yīng)作用產(chǎn)生的，所以又稱為感應(yīng)電動機(jī)。

（4）異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場的方向又取決于異步電動機(jī)的三相電流相序，因此，三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致。要改變轉(zhuǎn)向，只要改變電流的相序即可，即任意對調(diào)電動機(jī)的兩根電源線，便可使電動機(jī)反轉(zhuǎn)。

綜上分析可知，三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動的基本工作原理是：（1）三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。（2）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動勢和電流；

（3）轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

2.2三相異步電動機(jī)接線圖

三相異步電機(jī)接線圖:三相電動機(jī)的三相定子繞組每相繞組都有兩個(gè)引出線頭。一頭叫做首端，另一頭叫末端。規(guī)定第一相繞組首端用D1表示，末端用D4表示；第二相繞組首端用D2表示，末端用D5表示；第三相繞組首末端分別用D3和D6來表示。這六個(gè)引出線頭引入接線盒的接線柱上，接線柱相應(yīng)地標(biāo)出D1～D6的標(biāo)記，見圖(1)。三相定子繞組的六根端頭可將三相定子繞組接成星形或三角形，星形接法是將三相繞組的末端并聯(lián)起來，即將D4、D5、D6三個(gè)接線柱用銅片連結(jié)在一起，而將三相繞組首端分別接入三相交流電源，即將D1、D2、D3

分別接入A、B、C相電源，如圖(2)所示。而三角形接法則是將第一相繞組的首

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端D1與第三相繞組的末端D6相連接，再接入一相電源；第二相繞組的首端D2與第一相繞組的末端D4相連接，再接入第二相電源；第三相繞組的首端D3與第二相繞組的末端D5相連接，再接入第三相電源。即在接線板上將接線柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分別用銅片連接起來，再分別接入三相電源，如圖(3)所示。一臺電動機(jī)是接成星形還是接成三角形，應(yīng)視廠家規(guī)定而進(jìn)行，可以從電動機(jī)銘牌上查到。三相定子繞組的首末端是生產(chǎn)廠家事先設(shè)定好的，絕不可任意顛倒，但可將三相繞組的首末端一起顛倒，例如將三相繞組的末端D4、D5、D6倒過來作為首端，而將D1、D2、D3作為末端，但絕不可單獨(dú)將一相繞組的首末端顛倒，否則將產(chǎn)生接線錯(cuò)誤。如果接線盒中發(fā)生接線錯(cuò)誤，或者繞組首末端弄錯(cuò)，輕則電動機(jī)不能正常起動，長時(shí)間通電造成啟動電流過大，電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，影響壽命，重則燒毀電動機(jī)繞組，或造成電源短路。

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三相電機(jī)接線圖

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電機(jī)接線圖

電機(jī)y接時(shí)，接線盒里，連接片的連接方式

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電機(jī)角接時(shí)，接線盒連接片的連接方式

在承受相同電壓及相同線徑的繞組線圈中，星型接法比三角型接法每相匝數(shù)少根號

3倍(1.732倍)，功率也小根號3倍。成品電機(jī)的接法已固定為承受電壓380V，一般不適宜更改。只有三相電壓級別與正常380V不同時(shí)才改變接法，如三相電壓220V級別時(shí)，原三相電壓380V星型接法改為三角型接法就能適用；如三相電壓660V級別時(shí)，原三相電壓380V三角型接法改為星型接法就能適用，其功率不變。一般小功率電機(jī)是星型接法，大功率的是三角接法。額定電壓下，應(yīng)該使用三角形連接的電動機(jī)，如果改成星形連接，則屬于降壓運(yùn)行，電動機(jī)功率減小，啟動電流也減少。額定電壓下，應(yīng)該使用星形連接的電動機(jī)，如果改成三角形連接，則屬于超壓運(yùn)行，是不允許的。大功率電機(jī)(三角型接法)起動時(shí)的電流很大，為了減少起動電流對線路的沖擊，一般采用降壓起動，原三角型接法運(yùn)行改為星型接法起動就是其中一種方法，星型接法起動后轉(zhuǎn)換回三角型接法運(yùn)行。

2.3異步電動機(jī)的用途及主要系列

2.3.1異步電動機(jī)的用途

三相異步電機(jī)主要用作電動機(jī)，拖動各種生產(chǎn)機(jī)械，例如：風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)、機(jī)床、輕工及礦山機(jī)械、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的脫粒機(jī)和粉碎機(jī)、農(nóng)副產(chǎn)品中的加工機(jī)械等等

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在民用生活中，電扇、洗衣機(jī)、電冰箱和空調(diào)器等一般由單相異步電動機(jī)來拖動。異步電動機(jī)能在生產(chǎn)和生活領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用，是有著眾多優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行效率較高并具有適用的工作特性

缺點(diǎn)：功率因數(shù)較差，電機(jī)在運(yùn)行過程中必須從電網(wǎng)吸收感性無功功率，功率因數(shù)總小于1。

2.3.2異步電動機(jī)主要系列

在三相電動機(jī)的外殼上，釘有一塊牌子，叫銘牌。銘牌上注明這臺三相電動機(jī)的主

要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）三相電動機(jī)的重要依據(jù)，銘牌的主要內(nèi)容如下。

1．型號：國產(chǎn)中小型三相電動機(jī)型號的系列為Y系列，是按國際電工委員會IEC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的三相異步電動機(jī)，它是以電機(jī)中心高度為依據(jù)編制型號譜的，如Y-200L2-6機(jī)電混合橋電機(jī)型號2、額定功率額定功率是指在滿載運(yùn)行時(shí)三相電動機(jī)軸上所輸出的額定機(jī)械功率，用表示，以千瓦（kW）或瓦（W）為單位。3、額定轉(zhuǎn)速額定轉(zhuǎn)速表示三相電動機(jī)在額定工作情況下運(yùn)行時(shí)每分鐘的轉(zhuǎn)速，用nN表示，一般是略小于對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n1。如n1=1500r/min，則nN=1440r/min。4、絕緣等級絕緣等級是指三相電動機(jī)所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相電動機(jī)允許的最高工作溫度。F級可長期承受155℃，按電機(jī)實(shí)際運(yùn)行最高環(huán)溫40℃計(jì)算，則電機(jī)允許工作溫度為：F級時(shí)≤145℃（環(huán)溫40℃+溫升105）＜155℃。5、電機(jī)的工作制電機(jī)的工作制是指三相電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時(shí)間，分為連續(xù)、短時(shí)、周期斷續(xù)三種，機(jī)電混合橋所使用的電機(jī)工作制是S1。S1、連續(xù)工作制：在恒定負(fù)載下的運(yùn)行時(shí)間足以達(dá)到熱穩(wěn)定。6、接法三相電動機(jī)定子繞組的連接方法有星形（Y）和三角形（△）兩種。定子繞組的連接只能按規(guī)定方法連接，不能任意改變接法，否則會損壞三相電動機(jī)。7、防護(hù)等級防護(hù)等級表示三相電動機(jī)外殼的防護(hù)等級，其中IP是防護(hù)等級標(biāo)志符號，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護(hù)能力越強(qiáng)，如IP55中第一位數(shù)字“5”表示防塵完全防止外物侵入，雖不能完全防止灰塵進(jìn)入，但侵入的灰塵量并不會影響電機(jī)的正常工作。第二位數(shù)字“5”表示防止噴射的水侵入防止來自各方向噴嘴射出的水進(jìn)入電機(jī)內(nèi)造成損害。

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第三章電動機(jī)保護(hù)及其裝置

根據(jù)保護(hù)裝置的裝設(shè)部位分為兩大類：1.安裝在電動機(jī)內(nèi)部的保護(hù)裝置；2.安裝在電動機(jī)外部的各種保護(hù)裝置。

3.1安裝在電動機(jī)內(nèi)部的保護(hù)裝置

3.1.1溫度保護(hù)及裝置

（1）雙金屬盤式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器通常裝在電動機(jī)端蓋上，其體積和觸頭的電流容量一般都較大，外殼用酚醛塑料制成。雙金屬盤式溫度保護(hù)器不但對溫度敏感，而且對電流也敏感，因此它具有更全面的保護(hù)功能。

（2）嵌入式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器通常裝在電動機(jī)繞組中、繞組表面或繞組端面上，與電動機(jī)繞組一起進(jìn)行浸漬處理。嵌入式溫度保護(hù)器具有體積小、靈敏度高、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)，常用于各類小容量電動機(jī)的直接保護(hù)。

（3）熱斷式溫度保護(hù)器。這種溫度保護(hù)器是一次性動作的熱保護(hù)器。由于感溫材料融化后不能復(fù)原，所以這種保護(hù)器只能一次性使用，它通常裝在電動機(jī)的外殼上。

（4）正溫度系數(shù)熱敏電阻式溫度保護(hù)器。這類溫度保護(hù)器是一種對溫度敏感的新型半導(dǎo)體元件（簡稱PTC），即通稱的熱敏電阻。為準(zhǔn)確反應(yīng)電動機(jī)繞組的溫度，通常在電動機(jī)制造時(shí)將其埋設(shè)在定子繞組中，導(dǎo)線綁扎后有電動機(jī)接線盒引出。此外，熱敏電阻也可用于檢測電動機(jī)斷相溫度信號，實(shí)現(xiàn)斷相保護(hù)。

3.2安裝在電動機(jī)外部的保護(hù)裝置

3.2.1過載熱保護(hù)及裝置

通常，交流電動機(jī)的故障主要是定子繞組損壞造成的。這些繞組的損壞大多是電動機(jī)過載引起的。電動機(jī)過載運(yùn)行時(shí)，會出現(xiàn)電流增加，繞組過熱現(xiàn)象。如果時(shí)間過長，就會損壞絕緣。過載熱保護(hù)裝置的功能就是在電動機(jī)過載情況下，及時(shí)切斷電源，限制電動機(jī)過熱時(shí)間，防止絕緣損壞。其保護(hù)原理是通過熱效應(yīng)元件對電動機(jī)過載時(shí)增大的電流靈敏反應(yīng)而發(fā)生動作，以斷開電路。常用的有雙金屬片熱繼電器和空氣斷路器。其中熱繼電器純屬過載熱保護(hù)裝置，只起過載熱保護(hù)，對短路、欠電壓等不具備保護(hù)功能；空氣斷路器的保護(hù)功能較多，可同時(shí)起電流過載熱保護(hù)、短路保護(hù)、欠電壓保護(hù)等多種功能。

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3.2.2過載電流保護(hù)及裝置

（1）用于小電流過載保護(hù)時(shí)，造成電動機(jī)不能充分發(fā)揮其過載能力。這是因?yàn)�，感�?yīng)式繼電器的動作電流最長延遲時(shí)間只有60s，而實(shí)際上電動機(jī)在過載20%的情況下至少能完全運(yùn)行20min。

（2）過載電流保護(hù)裝置與電動機(jī)之間無直接的熱聯(lián)系，當(dāng)造成絕緣損壞的主要危險(xiǎn)過熱不是由電流過大所引起的，而是由通風(fēng)不良、機(jī)械損耗增大等原因引起的，過載電流保護(hù)無效。

3.2.3漏電保護(hù)及裝置

當(dāng)人體可能觸及的電動機(jī)漏電時(shí)，保護(hù)裝置以人體接觸的安全電壓值或流過人體的安全電流值為基準(zhǔn)，，自動及時(shí)切斷電源，以保護(hù)人身安全，這種保護(hù)稱為電動機(jī)的漏電保護(hù)。在中性點(diǎn)直接接地的低壓電網(wǎng)中，為提高接地保護(hù)的保護(hù)效果，可在電動機(jī)的電源側(cè)裝設(shè)漏電開關(guān)（漏電保護(hù)器）。當(dāng)電動機(jī)發(fā)生碰殼故障時(shí)，漏電開關(guān)立即動作，切斷電源，從而殼防止人身觸電。

3.2.4短路保護(hù)及裝置

（1）對于單臺電動機(jī)，熔體的額定電流（IRe）應(yīng)大于或等于電動機(jī)額定電流（In）的1.5-2.5倍，即IRe≥(1.5-2.5)In。電動機(jī)輕載起動時(shí)間較短時(shí)，系數(shù)可取1.5；帶負(fù)載起動、起動時(shí)間較長或起動頻繁時(shí)，系數(shù)可取2.5.

（2）對于多臺電動機(jī)，熔體的額定電流（IRe）應(yīng)大于或等于最大一臺電動機(jī)額定電流（In,max）的1.5-2.5倍加上同時(shí)使用的其他電動機(jī)額定電流之和（∑In），即IRe≥(1.5-2.5)In,max+∑In。

（3）熔斷器的額定電壓和額定電流不應(yīng)小于線路的額定電壓和所裝熔體的額定電流，熔斷器的型式隨線路要求和安裝條件而定。

3.2.5缺相保護(hù)及裝置

（1）利用燈光信號報(bào)警裝置或雙刀開關(guān)對三相異步電動機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。由于三相異步電動機(jī)的缺相運(yùn)行大多是一相熔斷器熔斷造成的，所以在條件簡陋而又有值班人員經(jīng)常值班的場合，給每一項(xiàng)熔斷器并聯(lián)一只小紅色燈泡，就可及時(shí)發(fā)現(xiàn)一相斷線故障。這種方法只能反映熔斷器熔斷所引起的缺相運(yùn)行，而不能反映其他原因造成的斷相故

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障。此外，由于燈泡只能給出故障信號，不能產(chǎn)生保護(hù)動作，所以值班人員必須經(jīng)常注意監(jiān)視。

（2）利用欠電流繼電器對三相異步電動機(jī)進(jìn)行缺相保護(hù)。在電動機(jī)的每相線路中個(gè)串聯(lián)一個(gè)欠電流繼電器，分別流過三相線電流。當(dāng)電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三個(gè)繼電器的常開觸點(diǎn)全部接通。當(dāng)某相發(fā)生斷線故障時(shí)，串聯(lián)在該相的欠電流繼電器就因失電而動作，斷開接觸器的線圈電路，電動機(jī)脫離電源，于是電動機(jī)停轉(zhuǎn)。這種保護(hù)方案具有動作準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是繼電器線圈長期通過電動機(jī)的工作電流，而且當(dāng)電動機(jī)容量較大時(shí)，還需要配用電流互感器，因而費(fèi)用較高。但對一些重要的生產(chǎn)機(jī)械或科研設(shè)備來說，采用欠電流繼電器來保護(hù)電動機(jī)，還是很適宜的。

（3）帶缺相保護(hù)裝置的熱繼電器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在普通熱繼電器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)差動機(jī)構(gòu)，該繼電器即可對三相均衡過載起保護(hù)作用，又可對缺相運(yùn)行起保護(hù)作用。

3.2.6欠壓保護(hù)及裝置

電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、定子電流與電壓有著密切關(guān)系。當(dāng)電源電壓上下波動時(shí)，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和定子電流相應(yīng)發(fā)生變化。與過電壓相比，電動機(jī)欠電壓運(yùn)行的危害更大，電磁轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比地減少，導(dǎo)致電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，溫升增高，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致電動機(jī)悶車。通常，500V以下低壓電動機(jī)多采用空氣斷路器作為欠壓保護(hù)裝置。當(dāng)電壓低于某一整定值時(shí)，空氣斷路器的欠壓脫扣器便動作，使電動機(jī)的主電路斷開。此外，也可采用接觸器自鎖控制線路來避免電動機(jī)欠壓運(yùn)行當(dāng)線路電壓下降到一定值（一般為額定電壓的85%左右）時(shí)，接觸器線圈的兩端電壓也同樣下降到該值，從而使接觸器線圈的磁通減弱，產(chǎn)生的電磁引力減少。當(dāng)電磁吸力減少到小于反作用彈簧的拉力時(shí)，動鐵芯被迫釋放，帶動著主觸頭、自鎖觸頭同時(shí)斷開，自動切斷主電路和控制短路，于是電動機(jī)失電停轉(zhuǎn)，從而達(dá)到欠壓保護(hù)的目的。

3.2.7失壓保護(hù)及裝置

當(dāng)電網(wǎng)由于某種原因而突然停電時(shí)，電源電壓下降為零，電動機(jī)停轉(zhuǎn)，生產(chǎn)機(jī)械也隨之停轉(zhuǎn)。一般情況下，生產(chǎn)機(jī)械的操作人員不可能及時(shí)拉開電源開關(guān)。如果不采用失壓保護(hù)措施，當(dāng)電網(wǎng)故障排除，電源恢復(fù)供電時(shí)，電動機(jī)便會自行運(yùn)作，從而生產(chǎn)機(jī)械也隨之轉(zhuǎn)動，此時(shí)很可能造成人身和設(shè)備事故，并引起電網(wǎng)過電流和瞬間網(wǎng)絡(luò)電壓下降。因此，電動機(jī)應(yīng)有失壓（零壓）保護(hù)電器。在電動機(jī)的電氣控制線路中，起失壓保護(hù)作用的電器是接觸器和中間繼電器。當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí)，接觸器和中間繼電器中的電流消失，電磁吸力減小為零，動鐵芯釋放，觸頭復(fù)位，從而切斷主電路和控制短路的電源。當(dāng)電

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網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，若不重新按下起動按鈕，則電動機(jī)就不會自行起動。這樣，就達(dá)到了對電動機(jī)的失壓（零壓）保護(hù)的目的。

第四章電動機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

4.1電動機(jī)啟動前的準(zhǔn)備

一、為了保證電動機(jī)正常安全地啟動，一般啟動前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備：

（1）檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動。（2）啟動器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。

（3）熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。（4）電動機(jī)接線板上接頭有無松動或氧化。

（5）檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。

（6）傳動電動機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動是否靈活。

（7）檢查電動機(jī)及啟動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。

（8）搬開電動機(jī)周圍的雜物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。（9）檢查負(fù)載機(jī)械是否妥善地作好了啟動準(zhǔn)備。

（10）對正常運(yùn)行中的繞線式電動機(jī)，應(yīng)經(jīng)常觀察電動機(jī)滑環(huán)有無偏心擺動現(xiàn)象；觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異常現(xiàn)象�；�環(huán)上碳刷是否要更換。

4.2啟動時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）接通電源后，如果電動機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動機(jī)發(fā)故障，否則將會燒毀電動機(jī)和發(fā)生危險(xiǎn)。

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（2）啟動時(shí)應(yīng)注意觀察電動機(jī)、傳動裝置、負(fù)載機(jī)械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異常現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動。

（3）利用手動補(bǔ)償器或手動星三角啟動器啟動電動機(jī)時(shí)，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動位置，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故。

（4）同一線路上的電動機(jī)不應(yīng)同時(shí)啟動，一般應(yīng)由大到小逐臺啟動以免多太電動機(jī)同時(shí)啟動，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動機(jī)啟動困難引起線路故障或使開關(guān)設(shè)備跳閘。

（5）啟動時(shí)，若電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反了，應(yīng)立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向

4.3電動機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視

電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)，值班工作人員可以通過儀表和感覺器官監(jiān)視其運(yùn)行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。

4.3.1監(jiān)視電動機(jī)的溫度

電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會發(fā)熱，使電動機(jī)溫度升高，但不應(yīng)超出允許的限度。如果電動機(jī)負(fù)載過大，使用環(huán)境溫度過高，通風(fēng)不暢或運(yùn)行中發(fā)生故障，就會使其溫度超出允許限度，導(dǎo)致繞組

過熱燒毀，因此電動機(jī)溫度的高低是反映電動機(jī)運(yùn)行的主要標(biāo)志，在運(yùn)行中經(jīng)常檢查。判斷電動機(jī)是否過熱，可以用以下方法：

（1）憑手的感覺：如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動機(jī)溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動機(jī)已經(jīng)過熱。

（2）在電動機(jī)外殼上滴2-3滴水，如果只冒熱氣沒有聲音，則說明電動機(jī)沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時(shí)伴有"咝咝"聲，說明電動機(jī)已經(jīng)過熱。

（3）判別電動機(jī)是否過熱的準(zhǔn)確方法還是用溫度計(jì)測量。

發(fā)現(xiàn)電動機(jī)過熱應(yīng)該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。

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4.3.2監(jiān)視電動機(jī)的電流

一般容量較大的電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)電流表，隨時(shí)對其電流進(jìn)行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應(yīng)立即停車檢查。容量較小的電動機(jī)一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測量。

4.3.3監(jiān)視電動機(jī)的電壓

電動機(jī)的電源上最好裝設(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便對其三相電源、壓進(jìn)行監(jiān)視。電動機(jī)的電源電壓過高、過低或三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會帶來不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。

4.3.4注意電動機(jī)的振動、響聲和氣味

電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)、輕快、無異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動，噪音和焦臭氣味，應(yīng)停車進(jìn)行檢查修理。

4.3.5注意傳動裝置的檢查

電動機(jī)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無松動，傳動皮帶是否有過緊、過松的現(xiàn)象等，如果有，應(yīng)停車上緊或進(jìn)行調(diào)整。

4.3.6注意軸承的工作情況

電動機(jī)運(yùn)行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正�；蜻^熱，應(yīng)檢查潤滑情況是否良好和有無磨損。

4.3.7注意交流電動機(jī)的滑環(huán)或直流電動機(jī)的換向器火花

電動機(jī)運(yùn)行中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。如果所發(fā)生的火花大于某一規(guī)定限度，尤其是出現(xiàn)放電性的紅色電弧火花時(shí)，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時(shí)加以糾正。

4.4電動機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)

為了保證電動機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運(yùn)行過程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時(shí)間可根據(jù)電動機(jī)的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下：

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（1）及時(shí)清除電動機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃一次。

（2）經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。

（3）定期測量電動機(jī)的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測量。（4）定期用煤油清洗軸承并更換新油（一般半年更換一次），換油時(shí)不應(yīng)上滿，一般占油腔的1/2~1/3，否則，容易發(fā)熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來。

（5）定期檢查啟動設(shè)備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。（6）絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異，所以保持電動機(jī)繞組的干燥是非常重要的。電動機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會破壞電動機(jī)的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動機(jī)正常工作。還會危及人身安全。所以電動機(jī)在使用中，應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機(jī)機(jī)殼接地是否可靠。

（7）除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)容對電動機(jī)定期維護(hù)外，運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于，對電動機(jī)進(jìn)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電動機(jī)缺少、磨損的元件，徹底清除電動機(jī)內(nèi)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。（8）軸電流的防范針對軸電流形成的根本原因，正常情況下，轉(zhuǎn)軸與軸承間有潤滑油膜存，起到絕緣作用。對于較低軸電壓，這層潤滑油膜仍能保護(hù)其絕緣性能，不會產(chǎn)生軸電流.

加到一定數(shù)值時(shí)，尤其電動機(jī)啟動時(shí)，軸承內(nèi)潤滑油膜還未穩(wěn)定形成，軸電壓將擊穿油膜而放電，構(gòu)成回路，軸電流將從軸承和轉(zhuǎn)軸金屬接觸點(diǎn)，該金屬接觸點(diǎn)很小，這些點(diǎn)電流密度大，瞬間產(chǎn)生高溫，使軸承局部燒熔，被燒熔軸承合金碾壓力作用下飛濺，軸承內(nèi)表面上燒出小凹坑。

一般轉(zhuǎn)軸硬度及機(jī)械強(qiáng)度比軸承燒熔合金高，通常表現(xiàn)出來癥狀是軸承內(nèi)表面被壓出條狀電弧傷痕。

一般在現(xiàn)場采用如下防范措施:在軸端安裝接地碳刷，以降低軸電位，使接地碳刷可靠接地，并且與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸電位為零電位，以此消除軸電流。為防止磁不平衡等原因產(chǎn)生軸電流.往往在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板，以切斷軸電流的回路

為了避免其他電動機(jī)附件導(dǎo)線絕緣破損造成的軸電流，往往要求檢修運(yùn)行人員細(xì)致

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檢查并加強(qiáng)導(dǎo)線或墊片絕緣，以消除不必要的軸電流隱患。

一般通過以上處理，大多電動機(jī)的軸電流微乎其微，已對電動機(jī)構(gòu)不成實(shí)質(zhì)上危害。現(xiàn)場實(shí)踐證明，經(jīng)上述方式處理后實(shí)際使用壽命可由原幾十個(gè)小時(shí)提高到上萬小時(shí)，效果比較明顯，尤其對高壓電動機(jī)軸電流的防范效果好，對安全生產(chǎn)具有積極作用。

4.5對電動機(jī)軸電流的分析及防范

在電動機(jī)運(yùn)行過程中，如果在兩軸承端或電機(jī)轉(zhuǎn)軸與軸承間有軸電流的存在，那么對于電機(jī)軸承的使用壽命將會大大縮短。輕微的可運(yùn)行上千小時(shí)，嚴(yán)重的甚至只能運(yùn)行幾小時(shí)，給現(xiàn)場安全生產(chǎn)帶來極大的影響。同時(shí)由于軸承損壞及更換帶來的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失也不可小計(jì)。

1、軸電壓和軸電流的產(chǎn)生

軸電壓是電動機(jī)兩軸承端或電機(jī)轉(zhuǎn)軸與軸承間所產(chǎn)生的電壓，其產(chǎn)生原因一般有以下幾種：

2、磁不平衡產(chǎn)生軸電壓

電動機(jī)由于扇形沖片、硅鋼片等疊裝因素，再加上鐵芯槽、通風(fēng)孔等的存在，造成在磁路中存在不平衡的磁阻，并且在轉(zhuǎn)軸的周圍有交變磁通切割轉(zhuǎn)軸，在軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。

3、逆變供電產(chǎn)生軸電壓

電動機(jī)采用逆變供電運(yùn)行時(shí)，由于電源電壓含有較高次的諧波分量，在電壓脈沖分量的作用下，定子繞組線圈端部、接線部分、轉(zhuǎn)軸之間產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使轉(zhuǎn)軸的電位發(fā)生變化，從而產(chǎn)生軸電壓。4、靜電感應(yīng)產(chǎn)生軸電壓

在電動機(jī)運(yùn)行的現(xiàn)場周圍有較多的高壓設(shè)備，在強(qiáng)電場的作用下，在轉(zhuǎn)軸的兩端感應(yīng)出軸電壓。

外部電源的介入產(chǎn)生軸電壓由于運(yùn)行現(xiàn)場接線比較繁雜，尤其大電機(jī)保護(hù)、測量元件接線較多，哪一根帶電線頭搭接在轉(zhuǎn)軸上，便會產(chǎn)生軸電壓。5、其他原因

如靜電荷的積累、測溫元件絕緣破損等因素都有可能導(dǎo)致軸電壓的產(chǎn)生。軸電壓建立起來后，一旦在轉(zhuǎn)軸及機(jī)座、殼體間形成通路，就產(chǎn)生軸電流。6、軸電流的防范

針對軸電流形成的根本原因，一般在現(xiàn)場采用如下防范措施：

(1)在軸端安裝接地碳刷，以降低軸電位，使接地碳刷可靠接地，并且與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸電位為零電位，以此消除軸電流。

(2)為防止磁不平衡等原因產(chǎn)生軸電流，往往在非軸伸端的軸承座和軸承支架處加絕緣隔板，以切斷軸電流的回路。

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(3)為了避免其他電動機(jī)附件導(dǎo)線絕緣破損造成的軸電流，往往要求檢修運(yùn)行人員細(xì)致檢查并加強(qiáng)導(dǎo)線或墊片絕緣，以消除不必要的軸電流隱患。

一般通過以上處理，大多電動機(jī)的軸電流微乎其微，已對電動機(jī)構(gòu)不成實(shí)質(zhì)上危害�，F(xiàn)場實(shí)踐證明，經(jīng)上述方式處理后實(shí)際使用壽命可由原幾十個(gè)小時(shí)提高到上萬小時(shí)，效果比較明顯，尤其對高壓電動機(jī)軸電流的防范效果好，對安全生產(chǎn)具有積極作用。

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[8]孔祥東王益群主編.控制工程基礎(chǔ)[M].武漢：機(jī)械工業(yè)出版社，201*

[9]顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，201*[10]辜承林等編著.電機(jī)學(xué)[M].重慶：華中科技大學(xué)出版社，201*

作者：關(guān)于三相異步電動機(jī)的畢業(yè)論文

致謝

時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個(gè)字，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結(jié)，意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。

三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語致以最崇高的敬意。

還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會，養(yǎng)育之恩沒齒難忘；他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報(bào)答他們！，

還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時(shí)間對本文進(jìn)行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！

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