三相异步电动机是怎么旋转起来的?
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三相异步电机如何转动可以从以下三个方面说明:
1.电生磁(即旋转磁场的产生)三相异步电动机的定子绕组接成星形,如图1(a)所示。当定子绕组中通入三相对称交流电流时,则在绕组中有对称三相电流流过,其波形图如图1(b)所示。设三相电流的相序为U-V-W,且iu的初相角为零,则各相电流的三角函数表示式为iu=Imsinωtiv=Imsin(ωt-120度) iw=Imsin(ωt+120度)为说明方便,现设定:三相交流电为正半周时,电流由绕组的首端流入,从末端流出;反之,电流从绕组的末端流入,从首端流出。这样,按不同时刻的电流方向,根据右手螺旋定则,即可画出ω=0、ωt=-60度、ωt=120度及ωt=-180度时电流产生的合成磁场,如图2所示。同理。可判断出定子空间在ωt=240度、ωt=300度及ωt=360度的磁场方向,是随定子绕组的三相电流不断地变化的,它所产生的合成磁场也将在空间不断地旋转,如同磁极在空间旋转一样,这个磁场称为旋转磁场。旋转磁场的转向与相序一致,为顺时针方向。若电源频率为f,定子绕组的磁极对数为p,则转速n1=60f/p。
上述是两极旋转磁场,每相绕组即一个线圈,在空间位置互差120度。如果把线圈增加一倍,每相绕组由两个线圈组成,各线圈的始端(或末端)之间在定子内圆周上以互差60度的空间角度排列,并把两个沿轴线互差180度的两线圈串联成一相绕组,三相绕组连接成星形,如图3所示。当三相绕组通人三相正弦交流电时,便产生四极旋转磁场。若每相定子绕组由三个线圈串联组成,线圈在定子内圆周上以互差40度的空间角度排列,通入对称的三相交流电流时,就会得到六极旋转磁场。可见,适当布置定子绕组,便可得到具有不同个数磁极的旋转磁场。
2.磁生电假定某瞬间定子空间磁场方向向下。定子旋转——磁场旋转切割转子绕组,根据右手螺旋定则,可确定转子绕中组感应电动势的方向。由于转子绕组是闭合的,便有感生电流通过,其方向与感应电动势方向相同,如图4所示。
3.电生力矩定子空间有旋转磁场,转子绕组中有感应电流,根据左手定则可知转子绕组受到电磁力的作用,对转轴形成力矩,称电磁转矩。在电磁转矩的作用下,电动机便顺着旋转磁场的方向转动起来。电动机旋转的转速总是略小于旋转磁场的转速,故称作异步电动机。
对于现场做维修的人来说,首先电机的故障大多来自电机不转了,使用的是万用表摇表来检测线圈是否短路或者断路等,其实电机损坏的原因很多,我们平时接触最多的交流异步电动机,一般电机功率大小不一,对于电机,我们在平时的点检的时候一般会观察电机振动情况,大电机的的话,可以使用测温枪测量一下轴承附近的温度时候异常等,有些老师傅可以使用螺丝刀靠着电机外壳来听电机是否异常,一般试听电机轴承是否异常,其实电机在使用可能会出现如下情况损坏:
1、电机轴承间隙大,轴承转动不灵活等导致电机转动不平衡,扫堂烧坏;
2、电机所在的环境恶劣,比如在高温、蒸汽、潮湿的环境中,电机容易受潮损坏;
3、电机的轴电流大损坏
4、电机的电源问题导致电机烧坏等
针对以上情况,对于电机的维护保养我们一般都是预防性维护,这种在很多生产现场都是这样做,但是如果能够做到预测性维护,对于工厂生产将更好,如有专门用来测量电机振动判断电机轴承是否异常,这样可以推荐性的建议是否更换轴承等损坏。
对于电动机故障的判断,现场很多都是接触普通的万用表和摇表来检测线圈是否完好,打开电机检测轴承情况等,其实很多如轴电流是否影响电机,电机轴的动平衡等都需要专门的设备来检测,这些很多都是需要外委厂来做的。
电动机故障判断步骤
来谈谈自己总结的一点小经验
我感觉这设备也和人一样,维护好了,它就不生病
给电动机看病就像给人看病,总结起来四个字:望 闻 问 切
望:首先要会看,一般情况下电动机故障都会有特征的
如:电机发热电流偏高,我们可以看电机周围通风是否良好,风扇是否完好
电机不能启动,我们看看是否有异物卡住
闻:许多时候问一问能发现很大的问题,接触不良、短路、接地都会引起温度急剧的升高,绝缘损坏,这味道很难闻的
问:没有亲眼看到电动机的故障,紧靠其他的判断会走弯路,浪费时间的,所以首先要问操作工具体的故障是什么样的,如何发生的,这个是判断故障最简单的方法
如:操作工操作不当、设备进水、调入异物等等吧
切:最后就得上工具啦,万用表、摇表等等,这些是判断设备好坏的具体依据
感觉总结的有点可笑,呵呵
首先检查熔体,开关电源线和接头是否有接触不良处,然后检查电源电压是否有断路,最后检查绕组断路接地和接错,若不是重换线圈且过去运行正常,不必检查绕组是否接错。
电源电压不平衡时,应查处线路电压不平衡的原因排除;电动机绕组中有短路或接地故障时,应检查短路接地处,并予以修复;重换线圈后,部分线圈接线错误时,应查出接错处改接过来;电动机绕组断路时,应找出断路点重新接好。
2.电动机三相电流同时增大,温度过高甚至冒烟
首先检查定子绕组的接线是否与铭牌相符,然后检查线路电压是否正常,最后调整负载检查被拖动的机械。
电源电压过高或过低时,应调整线路电压或等电压正常时再工作;电动机过载时,应减轻负载;被拖动机械故障时,应检查负载机械和传动装置;电动机绕组接法错误时,应改接过来。
3.电流没有超过额定值,但温度过高
分别检查以下几项:环境温度过高时,应设法降低环境温度或降低电动机的使用容量;通风不畅时,应清理风道或搬开影响通风的东西;电动机灰尘、油泥过多影响散热,应清除灰尘、油泥。
4.电动机不正常振动
首先判断故障是机械故障还是电气故障。判断的方法是:接通电源,电动机发生振动,切断电源电动机的振动,为机械故障;若接通电源有振动,切断电源振动消失为电气故障。
机械方面按以下五项检查:电动机基础不稳固或校正不好时,应加固基础或重新校正;风扇叶片损坏造成转子不平衡时,应更换风扇或设法校定转子;轴弯或有裂纹时,应更换弯轴或校正弯轴;传动皮带接头不好时,应重新接好;机座和铁心配合不紧密时,应重新加固。
电气方面按以下四项检查:电动机单相运转时,应查找线路或绕组的断线和接触不良处并予以修复,;绕组有短路和接地故障时,应查找短路和接地处并予以修复;并联绕组有支路短路时,应查处断线处以修复;转子导条或端环断裂时,应重新铸铝或另换转子。
5.电动机运行时有噪声
首先确定噪声是机械方面引起的,还是电气方面引起的。其方法是接上电源,有噪声存在,切断电源噪声消失,为电气故障。不管接上电源或切断电源噪声都存在,为机械故障。
机械方面的原因按以下六项原因分别检查:轴承损坏或润滑油严重缺少,润滑油中有杂质时,应更换或清洗轴承,并换润滑油;定转子相擦时,找出相擦原因予以排除;风罩或转轴上零件松动时,应固紧风罩或其他零件;风罩内有杂物时,应清除杂物;轴承内圈和轴配合不紧密时,应堆焊轴承挡,并按规格尺寸车好,使其紧密配合;机座和铁心配合不紧密时,应重新加固。
电气方面的按以下七项分别检查:电动机单相运转时,应检查线路,绕组断线或接触不良处予以排除;绕组有短路或接地时,应检查短路、接地处修好;线圈有接地错误时,应查出接错处改接过来;并联支路中有支路断路时,应检查断路点重新接好;电源电压过低时,应设法调正电压或等电压正常再工作;转子导条和端环断裂时,应使转子重新铸铝或更换新转子;电动机过载时应减轻负载。
三、结论
通过对电动机运行状态的随时观察、分析、判断,做到及早发现与判断故障,及时排除故障,不断总结实践经验,减少事故的发生,延长设备的使用寿命,从而大大提高生产效率。