三相鼠籠式電動機啟動器

鼠籠式感應(yīng)電動機由機架、定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。定子(或電動機靜止部分)內(nèi)部裝有三相繞組,轉(zhuǎn)子為由鋼片疊制而成的圓柱形構(gòu)件，牢固地安裝在電動機轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子繞組為鑲嵌在轉(zhuǎn)子構(gòu)件上的銅條(或鋁條)，銅條的兩端通過圓環(huán)連接,由銅各和周環(huán)所構(gòu)成的裝置看起來像鼠籠，這就是鼠籠式電動機名稱的由來。

在工業(yè)應(yīng)用中，三相鼠籠式電動機是應(yīng)用最為廣泛的電動機，占全部電動機的30%左右。結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)久耐用、可靠性高等諸多優(yōu)點使得三相鼠籠式電動機成為各種交流恒速應(yīng)用的首選，與相同功率和轉(zhuǎn)速的直流電動機相比，三相鼠籠式電動機價格更便宜，維護費用更低。在討論不同類型的電動機啟動器之前,我們先簡要介紹一下三相鼠籠式電動機的工作特性。

電動機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)：

轉(zhuǎn)子是三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)部分，由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等部分組成。轉(zhuǎn)子的鐵心也是電動機磁路的一部分，由外圓周上沖有均勻線槽的硅鋼片疊壓而成，并固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子鐵心的線槽中放置轉(zhuǎn)子繞組。按轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機又可分為鼠籠式和繞線式兩種。鼠籠式異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組因其形狀像鼠籠而得名，它的結(jié)構(gòu)是嵌入線槽中銅條為導(dǎo)體，銅條的兩端用短路環(huán)焊接起來。中小型鼠籠式異步電動機采用較便宜的鋁替代銅，將轉(zhuǎn)子導(dǎo)體、短路環(huán)和風(fēng)扇等鑄成一體，成為鑄鋁鼠籠式轉(zhuǎn)子。(見附圖)

繞線式轉(zhuǎn)子的鐵心和鼠籠式轉(zhuǎn)子的鐵心相同。

轉(zhuǎn)子繞組和定子繞組相似，是由絕緣導(dǎo)線繞制而成，按一定規(guī)律嵌放在轉(zhuǎn)子槽中，組成三相對稱繞組。通常其三個繞組的末端聯(lián)在一起，首端分別與固定在轉(zhuǎn)軸上的三個互相絕緣的銅質(zhì)滑環(huán)相接，并連成星型。轉(zhuǎn)子繞組通過滑環(huán)及其上面的電刷與外加的三相變阻器連接，供電動機起動及小范圍內(nèi)的調(diào)速使用。鼠籠式和繞線式三相異步電動機的工作原理相同，其差別僅在于轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的不同 。

這種電動機的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子上無繞組，維修成本低，而使用壽命長。使用的場合很多，幾乎使用在日常生活、工廠設(shè)備、港口碼頭、油田煤礦等各個領(lǐng)域。

鼠籠式電動機在龐大的電動機家族中居于重要地位，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、運行可靠、效率較高、維護方便、價格低廉；其缺點是功率因數(shù)較低、調(diào)速性能較差 (但隨著單繞組多速電動機的出現(xiàn)和采用晶閘管無級調(diào)速，調(diào)速性能正在得到改善)。

鼠籠式電動機適用范圍廣，在我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，在電力拖動的機械中，有90%左右的機械是用鼠籠式電動機拖動的。這種電動機的社會擁有量最大，其用電量占總動力負載用電量的85%以上。廠礦和農(nóng)村電工在日常工作中也主要是安裝、維護和保養(yǎng)這種電動機。

由于電動機的修理比較復(fù)雜，要求修理人員不但要有修理方面的專業(yè)知識和技術(shù)水平，而且還要有各種專門的設(shè)備和多種器材，一般電工都不具備這些條件，修理電動機有一定的困難 。

鼠籠式二三相異步電動機故障可分為機械和電磁兩大部分。

鼠籠式電機機械故障

機械部分主要是由于軸承、轉(zhuǎn)子軸、端蓋、軸承蓋等各部件的間隙配合及工況不良而引起的電動機電流增大、發(fā)熱、聲音異常、轉(zhuǎn)子卡死等現(xiàn)象，它與電動機的安裝及日常維護有著密切關(guān)系。只要我們在裝配和安裝過程中注意遵循有關(guān)的安裝使用規(guī)程即可解決。

鼠籠式電機電磁故障

電磁故障則較為復(fù)雜，主要有：

1.繞組接地

繞組接地就是電動機定子繞組由于受潮或受外力作用而損壞，造成繞組與電動機定子鐵芯和轉(zhuǎn)子問絕緣值降低．甚至為零。若發(fā)生該故障，電動機機殼帶電不能正常啟動，機體溫度升高，甚至燒壞?？捎谜讱W表對各相繞組進行對地檢測直流電阻，若阻值較小，可判定繞組受潮；若阻值等于零．則繞組已完全接地。

其原因有：

(1) 電動機長期不用或維護保養(yǎng)不當(dāng)、造成繞組受潮，阻值減少。應(yīng)在運行前做絕緣電阻檢測．低于0.5兆歐時不能使用，同時在運行中定期測試，一旦發(fā)現(xiàn)絕緣電阻降低應(yīng)及時烘干。

(2) 電動機在腐蝕性氣體環(huán)境里長期過載、過壓、過流、缺相運行，造成絕緣老化，性能降低。應(yīng)重新調(diào)整電機使之達到良好的工作狀態(tài)。

(3) 電動機繞組燒壞。

(4) 修復(fù)電動機時，由于操作不當(dāng)破壞了電磁線和引出線的絕緣層或局部槽絕緣以及槽絕緣未墊好或端部線圈過長、過大、過小造成的碰殼接地。

2.短路故障

該故障一般分為相間短路、匝間短路（或線圈間短路）和極相組間短路。

（1）相間短路

相間短路是由于繞組端部或雙層繞組槽內(nèi)，層間絕緣未處理好或電動機長期過壓、過載和缺相運行，使相間絕緣層老化、擊穿、受潮所致。

當(dāng)發(fā)生該故障時電源熔絲速熔，電動機不能啟動．自動空氣開關(guān)或漏電保護裝置動作，嚴(yán)重時可能燒壞繞組。用兆歐表或萬用表電阻檔測量各相間直流電阻值．若低于規(guī)定值，就應(yīng)檢查內(nèi)部繞組間有無燒焦的痕跡。若不嚴(yán)重則用絕緣材料處理好受損點，墊好相間絕緣紙，綁好端部．涂上漆進行烘干，并在運行前再次測量，保證阻值不低于0.5兆歐,。若繞組已嚴(yán)重?zé)龤В畡t需重新嵌線，更換繞組。

（2）匝間短路

匝間短路是由于導(dǎo)線本身絕緣損壞，導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線接觸而發(fā)生的短路現(xiàn)象。

若匝間短路時，三相電流不平衡，有明顯的電磁噪音，而且其短路電流使繞組迅速發(fā)熱、冒煙甚至發(fā)出焦臭味。

造成該故障的原因有：

繞組端部被機械碰傷；嵌線時線圈絕緣漆層被刮壞；長期過載過壓運行使絕緣老化、開裂、脫落、繞組受潮后進行放電所造成。可用萬用表電阻檔或電橋測量每相繞組的直流電阻值，若比正常值小得多，需打開端蓋檢查繞組．根據(jù)特征找出故障點，損傷較輕的可用絕緣漆、絕緣布或MDM復(fù)合絕緣紙等材料進行修復(fù)。如果嚴(yán)重短路，線圈已燒壞，應(yīng)根據(jù)實際情況做重新嵌線處理．

（3）極相間短路

大都是因為繞組連接線的絕緣套管未套好所致。一般多發(fā)生在修復(fù)后的電機中．可將繞組加熱軟化后，重新套好套管或用復(fù)合絕緣紙隔離來處理。

3.斷路故障

該故障一般發(fā)生在電動機繞組端部的各接線頭或引出線端．是由于焊接不良、腐蝕性焊劑未清除干凈而造成的虛焊或松脫．還有繞組受機械應(yīng)力或受機械碰撞造成線圈斷路。

該故障在修復(fù)時最為常見，只要嚴(yán)格遵循工藝標(biāo)準(zhǔn)，強化維修質(zhì)量，問題就不難解決。

4.缺相運行

缺相運行就是三相電動機在一相繞組不工作的狀態(tài)下運行．也稱之為兩相運行。兩相電壓不能啟動電動機，只有在運行中突然斷相方才發(fā)生。它會導(dǎo)致電動機在短時問內(nèi)發(fā)熱燒毀，電源熔絲熔斷。

引起該故障的主要有：

開關(guān)觸點接觸不良，接觸器接觸壓力過小以及供電線路有一相斷路：三相引出線有一相接線不實或斷開等：電動機繞組斷路：繞組間接線虛焊等都會造成缺相運行。如果是電源、引線故障．則用萬用表查明原因后修復(fù)。若內(nèi)部出現(xiàn)問題，則打開端蓋，查找故障，重新焊接、包扎、浸漆烘干．經(jīng)測試正常后再使用。若繞組已嚴(yán)重損壞，應(yīng)更換新繞組。

5.過載運行

過載運行表現(xiàn)出的特點為電動機工作聲音沉悶、轉(zhuǎn)速下降、無力、電機溫升過高，甚至聞到絕緣漆的焦臭味或冒煙以及指示電流增大。

發(fā)生過載運行的主要原因是對電動機和負載配置不合理所造成。

在選擇電動機時．應(yīng)了解電動機的性能．了解負載所需的最小功率．合理配置才能避免過載運行所帶來的不必要的損失。