異步電機試驗

2010年6月2日，財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺《關(guān)于印發(fā)節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機推廣實施細(xì)則的通知》，將高效電機納入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程實施范圍，采取財政補貼方式進行推廣。

研制高效電機的同時，采用變頻調(diào)速技術(shù)是另一項行之有效的節(jié)能措施。高效電機和變頻電機試驗對測試設(shè)備的功能及性能指標(biāo)提出了較高的要求，為了準(zhǔn)確獲取電機的效率，應(yīng)該采用帶微處理器的寬頻功率分析儀和準(zhǔn)確級較高的變頻電量變送器/傳感器。

異步電動機的基本特點是，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng);與其他電機相比，異步電動機的結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用、維護方便，運行可靠性高，重量輕，成本低。以三相異步電動機為例，與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動機相比，前者重量只及后者的二分之一，成本僅為三分之一。異步電動機還容易按不同環(huán)境條件的要求，派生出各種系列產(chǎn)品。它還具有接近恒速的負(fù)載特性，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械拖動的要求。其局限性是，它的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速有固定的轉(zhuǎn)差率(見異步電機)，因而調(diào)速性能較差，在要求有較寬廣的平滑調(diào)速范圍的使用場合(如傳動軋機、卷揚機、大型機床等)，不如直流電動機經(jīng)濟、方便。此外,異步電動機運行時,從電力系統(tǒng)吸取無功功率以勵磁，這會導(dǎo)致電力系統(tǒng)的功率因數(shù)變壞。因此，在大功率、低轉(zhuǎn)速場合(如拖動球磨機、壓縮機等)不如用同步電動機合理。

由于異步電動機生產(chǎn)量大,使用面廣,要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機械配套。因此，異步電動機的設(shè)計、生產(chǎn)特別要注意標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。在各類系列產(chǎn)品中，以產(chǎn)量最大、使用最廣的三相異步電動機系列為基本系列;此外還有若干派生系列(在基本系列基礎(chǔ)上作部分改變導(dǎo)出的系列)、專用系列(為特殊需要設(shè)計的具有特殊結(jié)構(gòu)的系列)。

三相異步電動機定子繞組加對稱電壓后，產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)氣隙磁場，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割該磁場產(chǎn)生感應(yīng)電勢。由于轉(zhuǎn)子繞組處于短路狀態(tài)會產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流與氣隙磁場相互作用就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電動機的轉(zhuǎn)速一定低于磁場同步轉(zhuǎn)速，因為只有這樣轉(zhuǎn)子導(dǎo)體才可以感應(yīng)電勢從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩。所以該電機被稱為異步機，也叫感應(yīng)電機。

異步電動機的種類繁多，有防爆型三相異步電動機、ys系列三相異步電動機、y、y2系列三相異步電動機、YVP系列變頻調(diào)速電動機等等.

電機的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，從而叫為異步電機。它和感應(yīng)電機基本上是相同的。$\text{s=(n_s-n)/n_s}$。s為轉(zhuǎn)差率，$n_s$為磁場轉(zhuǎn)速，n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

異步電動機按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式:有鼠籠式(

鼠籠式異步電機)、繞線式異步電動機。

作電動機運行的異步電機。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動機。異步電動機是各類電動機中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機械中，約有90%左右為異步電動機，其中小型異步電動機約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中，異步電動機的用電量占相當(dāng)大的比重。在中國，異步電動機的用電量約占總負(fù)荷的60%多。

異步電機是一種交流電機，其負(fù)載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)頻率之比不是恒定值。感應(yīng)電機(Induction motor)是一種僅有一套繞組聯(lián)接電源的異步電機。在不致引起誤解和混淆的情 況下，一般可稱感應(yīng)電動機為異步電動機。IEC標(biāo)準(zhǔn)中指出:"感應(yīng)電機"一詞，在許多國家中實際上是作為"異步電機"的同義詞使用，而其他一些國家則只使用"異步電機"一詞來表示這兩種概念。

異步電機是一種交流電機，其負(fù)載時的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機包括感應(yīng)電機、雙饋異步電機和交流換向器電機。感應(yīng)電機應(yīng)用最廣，在不引起誤解或混淆的情況下，一般可稱感應(yīng)電機為異步電機。

普通異步電機的定子繞組接交流電網(wǎng)，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此，它具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運行，能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的傳動要求。異步電機還便于派生成各種防護型式，以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機運行時，必須從電網(wǎng)吸取無功勵磁功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此，對驅(qū)動球磨機、壓縮機等大功率、低轉(zhuǎn)速的機械設(shè)備，常采用同步電機。由于異步電機的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系，其調(diào)速性能較差(交流換向器電動機除外)。對要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運輸機械、軋機、大型機床、印染及造紙機械等，采用直流電機較經(jīng)濟、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，適用于寬調(diào)速的異步電機的調(diào)速性能及經(jīng)濟性已可與直流電機的相媲美。

異步電機主要用作電動機，其功率范圍從幾瓦到上萬千瓦，是國民經(jīng)濟各行業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最廣泛的電動機，為多種機械設(shè)備和家用電器提供動力。例如機床、中小型軋鋼設(shè)備、風(fēng)機、水泵、輕工機械、冶金和礦山機械等，大都采用三相異步電動機(Asynchronous Motor)拖動;電風(fēng)扇、洗衣機、電冰箱、空調(diào)器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動機。異步電機也可作為發(fā)電機，用于風(fēng)力發(fā)電廠和小型水電站等。

1.故障原因

①電源未通(至少兩相未通) ;

②熔絲熔斷(至少兩相熔斷) ;

③過流繼電器調(diào)得過小;

④控制設(shè)備接線錯誤。

2.故障排除

①檢查電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點，修復(fù);

②檢查熔絲型號、熔斷原因，換新熔絲;

③調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動機配合;

④改正接線。

二、通電后電動機不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷

1.故障原因

①缺一相電源，或定干線圈一相反接;

②定子繞組相間短路;

③定子繞組接地;

④定子繞組接線錯誤;

⑤熔絲截面過小;

⑥電源線短路或接地。

⑦轉(zhuǎn)子軸承磨損

2.故障排除

①檢查刀閘是否有一相未合好，可電源回路有一相斷線;消除反接故障;

②查出短路點，予以修復(fù);

③消除接地;

④查出誤接，予以更正;

⑤更換熔絲;

⑥消除接地點。

三、通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲

l.故障原因

①定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路(一相斷線)或電源一相失電;

②繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反;

③電源回路接點松動，接觸電阻大;

④電動機負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡住;

⑤電源電壓過低;

⑥小型電動機裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬;

⑦軸承卡住。

2.故障排除

①查明斷點予以修復(fù);

②檢查繞組極性;判斷繞組末端是否正確;

③緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù);

④減載或查出并消除機械故障，

⑤檢查是還把規(guī)定的 ? 接法誤接為 Y;是否由于電源導(dǎo)線過細(xì)使壓降過大,予以糾正;

⑥重新裝配使之靈活;更換合格油脂;

⑦修復(fù)軸承。

四、電動機起動困難，額定負(fù)載時，電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多

1.故障原因

①電源電壓過低;

②? 接法電機誤接為 Y;

③籠型轉(zhuǎn)子開焊或斷裂;

④定轉(zhuǎn)子局部線圈錯接、接反;

③修復(fù)電機繞組時增加匝數(shù)過多;

⑤電機過載。

2.故障排除

①測量電源電壓，設(shè)法改善;

②糾正接法;

③檢查開焊和斷點并修復(fù);

④查出誤接處，予以改正;

⑤恢復(fù)正確匝數(shù);

⑥減載。

五、電動機空載電流不平衡，三相相差大

1.故障原因

①重繞時，定子三相繞組匝數(shù)不相等;

②繞組首尾端接錯;

③電源電壓不平衡;

④繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。

2.故障排除

①重新繞制定子繞組;

②檢查并糾正;

③測量電源電壓，設(shè)法消除不平衡;

④峭除繞組故障。

六、電動機空載，過負(fù)載時，電流表指針不穩(wěn)，擺動

1.故障原因

①籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條開焊或斷條;

②繞線型轉(zhuǎn)子故障(一相斷路)或電刷、集電環(huán)短路裝置接觸不良。

2.故障排除

①查出斷條予以修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子;

②檢查繞轉(zhuǎn)子回路并加以修復(fù)。

七、電動機空載電流平衡,但數(shù)值大

1.故障原因

①修復(fù)時，定子繞組匝數(shù)減少過多;

②電源電壓過高;

③Y 接電動機誤接為 ?;

④電機裝配中，轉(zhuǎn)子裝反，使定子鐵芯未對齊，有效長度減短;

⑤氣隙過大或不均勻;

⑥大修拆除舊繞組時，使用熱拆法不當(dāng)，使鐵芯燒損。

2.故障排除

①重繞定子繞組，恢復(fù)正確匝數(shù);

②設(shè)法恢復(fù)額定電壓;

③改接為 Y;

④重新裝配;

③更換新轉(zhuǎn)子或調(diào)整氣隙;

⑤檢修鐵芯或重新計算繞組，適當(dāng)增加匝數(shù)。

八、電動機運行時響聲不正常,有異響

1.故障原因

①轉(zhuǎn)子與定子絕緣紙或槽楔相擦;

②軸承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物;

③定轉(zhuǎn)子鐵芯松動;

④軸承缺油;

⑤風(fēng)道填塞或風(fēng)扇擦風(fēng)罩，

⑥定轉(zhuǎn)子鐵芯相擦;

⑦電源電壓過高或不平衡;

⑧定子繞組錯接或短路。

2.故障排除

①修剪絕緣，削低槽楔;

②更換軸承或清洗軸承;

③檢修定、轉(zhuǎn)子鐵芯;

④加油;

⑤清理風(fēng)道;重新安裝置;

⑥消除擦痕，必要時車內(nèi)小轉(zhuǎn)子;

⑦檢查并調(diào)整電源電壓;

⑧消除定子繞組故障。

九、運行中電動機振動較大

1.故障原因

①由于磨損軸承間隙過大;

②氣隙不均勻;

③轉(zhuǎn)子不平衡;

④轉(zhuǎn)軸彎曲;

⑤鐵芯變形或松動;

⑥聯(lián)軸器(皮帶輪)中心未校正;

⑦風(fēng)扇不平衡;

⑧機殼或基礎(chǔ)強度不夠;

⑨電動機地腳螺絲松動;

⑩籠型轉(zhuǎn)子開焊斷路;繞線轉(zhuǎn)子斷路;加定子繞組故障。

2.故障排除

①檢修軸承，必要時更換;

②調(diào)整氣隙，使之均勻;

③校正轉(zhuǎn)子動平衡;

④校直轉(zhuǎn)軸;

⑤校正重疊鐵芯，

⑥重新校正，使之符合規(guī)定;

⑦檢修風(fēng)扇，校正平衡，糾正其幾何形狀;

⑧進行加固;

⑨緊固地腳螺絲;

⑩修復(fù)轉(zhuǎn)子繞組;修復(fù)定子繞組。

三相異步電機功率大，主要制成大型電機。它一般用于有三相電源(Triple-phase power)的大型工業(yè)設(shè)備中。首先說明一點的是，三相異步電機只用于電動機，極少用作發(fā)電機，都是同步電機用來發(fā)電。

對于1kW以下的小功率三相異步電機，不僅可以作三相運行，而且也可以作單相運行。