一、三相异步电动机定子绕组首尾及绝缘电阻测定
1、测量三相异步电动机绝缘电阻
异步电动机各相绕组之间以及各相绕组对机壳之间的绝缘电阻,可判别绕组是否严重受潮或有缺陷。测量方法通常用手摇式兆欧表,额定电压低于500伏的电动机用500伏的兆欧表测量,额定电压在500~3000伏的电动机用1000伏的兆欧表测量,额定电压大于3000伏的电动机用2500伏的兆欧表测量。电动机在热状态(75℃)条件下,一般中小型低压电动机的绝缘电阻值应不小于0.5兆欧,高压电动机每千伏工作电压定子的绝缘电阻值应不小于1兆欧,每千伏工作电压绕线式转子绕组的绝缘电阻值,最低不得小于0.5兆欧;电动机二次回路绝缘电阻不应小于1兆欧。
①选用合适的量程的兆欧表。
②测量前要先检查兆欧表是否完好。即在兆欧表未接上被测物之前,摇动手柄使发电机达到额定转速(120转/分),观察指针是否指在标尺的\"∞\"位置。将接线柱“线”(L)和“地”(E)短接,缓慢摇动手柄,观察指针是否指在标尺的“0”位。如果指针不能指到该指的位置,表明兆欧表有故障,应检修后再用。
③测量三相异步电动机的绝缘电阻。
(1)将兆欧表置于水平位置,把三相绕阻的每二相接于E和L两端钮间,以每分钟120转速度摇动兆欧表手柄,将三次测量结果填于下表。 绕阻 绝缘电阻 A—B相 B—C相 A—C相 (2)测量三相绕阻对地(或电动机外壳)的绝缘电阻,测量时将E端钮良好接地(电机外壳),L端分别接三相绕阻,以每分钟120转速度摇动兆欧表手柄,将测量结果填入下表
绕阻 绝缘电阻 A相 B相 C相
2、异步电动机定子绕组的首尾端 (1)万用表检查方法之一
①判断各相绕组的两个出线端。
用万用表电阻档分清三相绕组各相的两个线头,并进行假设编号。按图1-1的方法接线。
②判断首尾端。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0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。
③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。
图1万用表检查方法之一
(2)用万用表检查方法之二
①判断各相绕组的两个出线端。
用万用表电阻档分清三相绕组各相的两个线头。
②给各相绕组假设编号为U1、U2、V1、V2和W1、W2。
③按图1-2接线,判断首尾端。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。
图2 万用表检查方法之二
二、三相异步电动机修理
1.电动机发热超标或冒烟的原因 ⑴电压过低或过高;(电压高发热迅速,电压低转矩小,转速下降。故电压高于+ 10%及-5%时,应改善电源条件后,才投入运行)。
⑵负载过大,拖动机械被卡住或润滑不当; ⑶电动机通风不好; ⑷接法错误;
⑸转子断条或滑轮滚珠被阻; ⑹正反转次数过多;
⑺定子绕组小范围短路或局部接地;
⑻接线松动; ⑼定子与转子相碰。
⑽空载连续起动超过4~6次,热状态连续起动超过2~4次。 ⑾三相电源严重不平衡。(任何一相电压与三相电压平均值之差不超过三相电压平均值5%)。
2.电动机不能起动,并伴有“嗡嗡” 的声音的原因
⑴缺相(如保险断一相、一相电源线断、一相电断、一相接触不良、一相绕组断等); ⑵电压过低,转矩小。
⑶黄油太硬或带动的机械被卡住; ⑷定子和转子绕组断路; ⑸电动机内绕组首末端接反。
3.电动机一通电,马上烧保险原因
⑴欠相; ⑵定子和转子绕组有短路;
⑶电动机带动的负载过大; ⑷保险丝选择太细。
4.电动机起动困难,加上负载后,转速立即下降的原因 ⑴电压过低;
⑵应接“△” 形,误接“Y” 形; ⑶转子绕组松动或断开;
⑷定子绕组内的线圈引线接错; ⑸绕组内部匝间短路; ⑹机械故障。
5.电动机的绝缘电阻降低的原因和处理 原因:⑴潮气侵入或雨水滴入电机内。 处理:用兆欧表测量后烘干处理。
原因:⑵绕组上灰尘太多。 处理:清除灰尘,浸漆处理。
原因:⑶引线接头的绝缘被破坏。
处理:重新包扎引出线的连接头。
原因:⑷电机过热后绝缘老化。
处理:7KW以下电动机可浸漆处理,7KW以上要大修。
三、定子绕组的基本知识
线圈是用高强度漆包线在绕组模板上按一定规律绕制而成。如图示:
线圈有两个直边分别嵌入定子槽内,直接参与电磁过程,称为“有效边” , 连接两个有效边形成完整线圈的称为“端部” 。
2.绕组是由几个线圈连接而成。
3.极相组是指一个极下(N极或S极)的几个线圈串接成的一组线圈。即每极 每相槽数:
式中Z为总槽数 P极对数 m三相电
例:一台4极36槽电动机,每极下对应9槽,而每极下均有三组,故q=3槽。
4.极距τ。极距又称为每个线圈的跨距,即每一磁极对应的园周表面的距离。
式中Z为总槽数 P极对数 τ极距 单位:槽数
5.节距y。是指一个线圈的两个有效边所占的槽数。 如果: τ=Y 满距 τ<Y 长距 τ>Y 短距
为了获得较好的电气性能,绕组尽量选Y接近τ的值。※节矩概念引用,主要从几何图形和电气性能考虑,单层绕法不考虑电气性能,双层绕法才考虑电气性能。
6.单层和双层绕组。单层是指每个槽内只放入一个有效边;双层是每个槽内放入不 同线圈各一有效边;单双层是指有的槽内放一个有效边,有的槽放入不同线圈各一有效边
7.电度角、槽间角和相带
⑴电度角=P×360O(机械角) ⑵槽间角=电角度/总槽数 ⑶相带是指一个极相组在电动机园周上占有的电角度,也就是每极下一相所占的宽度。如果每极对应180O,若每极(N或S)下三相均分,则相带宽为60O。采用60O相带的电动机使用很广,这种电动机每对极下的绕组,可分为6个相带。
8.绕组构成原则
a) 三相线组在定子槽的分布应相互间隔120O电角度。
b) 每相绕组的总槽数相等,三相绕组的参数(匝数、尺寸、线径、并联支路数)
均应相同。
c) 三相绕组的有效边在一对磁极下均匀分成6个相带。 9.定子绕组的连接方式 单层链式绕法 此法用于10KW以下小容量三相异步电动机。优点下线容易,端部短节省铜线,不需要层间绝缘,线槽面积利用率高。另外,单层绕组圈数少,仅为总槽数一半,嵌放线圈简便、省工。缺点是不好选择合适的节矩来抑制高次谐波,因而产生旋转磁势波形得不到改
善,使电动机性能得不到改善。由于绕组交迭排列,对端部整形比较困难。
例1:一台36槽6极小容量电动机,采用单层链式绕法,试计算极距、槽间角、每极每相槽数,并画出一相绕组的展开圈,说明有几种连接方式。
画图:a=1 (a为支路数)
规律: 头 尾尾 头头 尾尾 头头 尾尾 头
根据以上规律,要产生6极,有下列几种连接,分别接成a=2、a=3、a=6。其中
a=2 连接有
头—尾尾—头头—尾(支路一) 口诀:外、里里、外外、里、 尾—头头—尾尾—头(支路二) 口诀: 里、外外、里里、外
隔一抓一
a=3 连接有
头—尾尾—头(支路一) 口诀:里里相接、 头—尾尾—头(支路二) 隔一抓一
头—尾尾—头(支路二) 头—尾尾—头(支路三)
a=6 连接有
头——尾 (支路一) 尾——头 (支路二)
头——尾 (支路三) 口诀:隔二抓二 尾——头 (支路四) 头——尾 (支路五) 尾——头 (支路六)
注:⑴培训中使用的是6极36槽三相异步电动机,采用单层链式绕法,要产生6极有不同接法;⑵不能在原有的基础上换接其它接法,要换接,必须重新计算。
例2:如下图所示为三相异步电动机定子的一相绕组,请画出串联、反接、并联三种接法,并指出各种接法其定子绕组产生的磁对数,计算同步转速和标出绕组的电流方向。 解:⑴正串线圈为头接尾,如图示
特征:每相线圈数是磁极数一半。 n=3000/P=3000/2=1500转/分
⑵反串线圈头接头、尾接尾,如下图
特征:每相线圈数与磁极数相等。
⑶并联接法如图示
特征:每相线圈数与磁极数相等。
并接在电动机容量较大,线圈组数较多时,常把一些线圈组串联后,分几路并联起来接入电源。这时并联支路数>1,参加并联的各支路必须结构一样,参数相同,才不至于并联后引起环流造成电动机异常,甚至损坏。
例3:请把下图a和图b三相异步电动机的定子的绕组改接为双星形接法。并把改接后电动机的转速、功率、电流变化的情况填入下表中。
项目 转速 功率 电流 图号 a图
b图
图a 图b
解:根据题意将上图改为双星接法
项目 转速 功率 电流 图号 图a 增加一倍 增加一倍 变大 图b 增加一倍 增加 变大 上述可看出对于36槽6极电动机只能采用单层链式绕法,反过来说对36槽机采用单层链式绕制,只能产生6极。同理可计算24槽4极三相异步电动机。
要绕36槽4极电动机,可采用单层交叉绕制或双层叠绕法,这里分别介绍。 单层交叉绕法
极矩τ=36/2=9槽 槽间角=720O/36=20O 节距y=9-1=8槽 每相每极的槽数q=3槽
双层叠绕法
极距=9槽 y=8槽 q=3槽 槽间角=20O
短距
双层叠绕法适用于10KW以上大容量电动机。除通过短距来改善电机性能外,双层叠绕组还具有突出特点。如它的线圈尺寸统一,即便于绕制,端部整齐美观。由于它的线圈数圈较多,给接成一相绕组时提供了较多的串并方案,使导线可不致太粗而造成下线操作不便。但是,双层叠绕组下线时,且在一槽内存在相间击穿的可能。
四、电工线路施工要求
电动机控制电路接线要求:
⑴布线方式:板底布线、板面布线、线槽布线。 ⑵引线要短,走线要合理。 ⑶元器件分布要合理。
⑷线要与螺钉相连时,要正弯连接,不要反弯连接。
⑸走上线要高进低出,元器件引出线要先低后高(如螺旋式熔断器)。各引出线摆放要行平垂直。线转弯要90 O转弯,要园弧过渡。
⑹各元器件之间相邻要求1cm~1.5cm,最远要求6cm~8cm间隔。 ⑺用线槽布线,要求线槽离元器件3cm以上。 ⑻各元器件上标注的文字,要按顺序进行排列,并按线号顺序分别接入接线端(线排)。要求每线端最多只能接两根线。
⑼接线点引线露出导线部分不能多于1.5mm。 ⑽板内引线要硬线,接线端外要软线。
⑾两导线交叉连接时,每边至少绕4到5圈以上,使绕线的接触面积是该导线截面积的2倍。
⑿导线包扎胶布时,应采用半叠绕包扎,至少要包4层以上。
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