鼠笼型异步电动机转子断条是一种常见故障,断条后的异常表现: (1)接上三相电源后,机身振动且伴有噪声;电机转速降低,且随负载增加而迅速下降。(2)空载电流增加,电流表指针周期性摆动;电机转矩降低,带负荷无力,严重时无法起动。上述现象随着转子断条的增多而加剧。笼型转子断条的原因：(1)浇铸质量不佳, (2)结构设计不合理(3)起动频繁的冲击负荷(4)操作不当和违章操作，使用过程负载过大，或者转子上的感应电流分布不均匀，造成转子槽内导条烧断，铸铝多发生在槽内，而铜条多发生在与端环的联接处。(5)使用场所对电机的腐蚀。
有的电机就是这样，如果烧了从绕就必须加多线圈。槽满率太高的话就减细线径。
看电流大小而定加线圏的多少，加线圈一般是电流增加10％，线圈增加1％。
只是经验。一般也很准的。
短路环用来短路转子线圈使其线圈中的感应电动势闭合产生电流，电流形成磁场与定子旋转磁场相互作用并转起来；
若转子不短路电机就是个二次侧开路的空载变压器。
电机通电后产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过转子的短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动。所以说三相异步电动机转子末端短路环的作用是形成感生电流的。
三相异步电动机转子铁芯开槽是为了嵌入转子绕组，定子上通常也开槽，作用也是嵌入定子绕组。而且这些槽都是斜槽，斜槽的作用如下：
电机内部有各种频率的谐波，因定子采用分布短距绕组，所以除齿谐波之外的其它频率的谐波磁势幅值均被极大程度地削弱。由于齿谐波绕组系数等于基波绕组系数，所以齿谐波磁势几乎不受影响。因为三相异步电动机的定、转子开槽，造成整个气隙圆周范围磁阻不均匀，电机运转时电磁转矩和感应电动势相应波动。转子斜槽后，形成的电磁转矩和感应电动势近似于同一根转子导条均匀分布在一段圆周范围内的平均值，能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，降低电磁振动和噪声。转子斜槽后虽然也会使转子感应的基波电动势减少，但一般选择的斜槽度相对于极距来说小得多，因而对电机基本性能影响很小，故中小型铸铝转子异步电动机普遍采用转子斜槽
双鼠笼电机笼条断裂的原因分析及解决方案×××（××××××发电有限责任公司×××× 044602） 摘要：笼条断裂是双鼠笼式电机转子的常见故障，本文通过对××××发电厂#6炉高压电机转子检修时发现的问题及处理方法进行分析和总结。 Abstract: The Cage fracture is a two-squirrel-cage rotor common faults, this paper Douhe by Datang International Power Plant # 6 furnace repair high-pressure rotor and found the problems and treatment methods for analysis and summary。 关键词：双鼠笼，笼条断裂，分析和总结 Key words: double-cage, cage of fracture, analysis and summary 引言 双鼠笼式电机对比单鼠笼电机改善了启动性能，近年来得到广泛应用，但是双鼠笼和单鼠笼电机的共性问题——笼条易断裂至今未得到彻底解决，作者根据××电厂的实践提出新的解决方案。 情况介绍 ××电厂#6炉配备4台排粉机电机，型号为JS1510_4，电压6000V，电流90.8，功率850KW，功率因数0.89，是兰州或沈阳电机厂1983年左右生产的双鼠笼异步电动机，至今已有27年左右。 在本次#6机组炉侧高压电机检修中发现，排粉机电机转子存在不同程度的鼠笼条断裂现象，最严重的断条达20根，并且断条位置都在外笼。 笼条断裂原因分析 一）频繁启动。启动时电流是平时的5~~7倍，此时，笼条因受到较大的感应电流而迅速升温，材质强度下降，热应力增加，再加上电磁扭矩的作用，使笼条产生较大的剪切力和离心力，频繁启动使笼条频繁受到上述力的作用，很容易达到疲劳极限，导致笼条断裂。 二）装配选用尺寸不合适。装配时，笼条与槽之间间隙太大，使笼条在槽内晃动，笼条在受到扭力和离心力的同时，还受到倍频振动，加剧了笼条疲劳极限的形成。 三）笼条伸出槽口与端环连接部分过长，使笼条受到扭力作用时仅靠笼条本身无法承受而产生扭曲变形，甚至断裂。 四）焊接工艺不良。笼条与端环的焊接由磷铜焊条进行点焊的，所以焊接处受力后很容易开焊，另外，断裂后进行补焊修复的笼条因与原笼条不是一次焊接成型，容易形成应力不均，所以补焊后的笼条相邻笼条断裂可能性大为增加。 排粉机电机投运至今已经有将近30年，加之近年来因电力行业发展，机组经常不能满
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点 一、前言 随着国民经济的飞速发展，科学技术的日新月异，钻井设备的更新与发展，对电气配套设备的技术要求也越来越高。软启动控制系统得到了广泛的应用。如：水站配电柜、高低压移动变电站、无人值守泵站、无人值守供热站、各种遥控调度系统、生产作业自动化等等。这正是国家实现科学技术现代化的重要标志，也是每一个技术人员肩负的重要责任。 软启动技术的应用，给我们提出了很多要求。如电网的波动性，执行机构的智能配套等，都要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动机来说，它的控制方式受到广大技术人员的高度重视。既要为智能控制打下良好基础，又要降低电动机起动时对电网的冲击。所以，不得不在电动机的起动设备上做工作。 鼠笼型异步电动机电子软启动器的诞生给技术人员解决了这个问题。它既能改变电动机的起动特性保护拖动系统，更能保证电动机可靠起动，又能降低起动冲击，而且配有计算机通讯接口实现智能控制。 二、电动机起动方式的选择 传统启动装置与软启动装置的优缺点： 电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压、延边△减压及串电抗器减压（磁控式），其共同特点是控制线路简单，启动转矩不可调并有二次冲击电流，对负载有冲击转矩。如电网电压下降可能会造成堵转。上述方式在停机时均为瞬间动作，如无机械缓冲装置会对相关设备造成损坏。 软启动装置有下特点：
1)降低电机启动电流和配电容量，避免增容投资。 2)降低启动机械应力，延长电机及相关设备的寿命。 3)启动参数可视负载调整，以达到最佳启动效果。 4)多种启动模式及保护功能，易于改善工艺、保护设备。 5)备有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制。 6)全数字开放式操作显示键盘，操作灵活简便。 7)高度集成的Intel微处理器控制系统，性能可靠。 8)大电流无触点交流开关无级调压，调压范围宽、过载能力强。 9)产品可用作频繁或不频繁启动。 有关研究资料报道，绝大部分故障都是在启动过程中出现的，软启动的出现，避免了以上传统启动的缺点。 作为应用最广泛的鼠笼型异步电动机，它采用降压起动的条件：一是电动机起动时，机械不能承受全压起动的冲击转矩；二是电动机起动时，其端电压不能满足规范要求；三是电动机起动时，影响其他负荷的正常运行。 对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。他经过了三个发展阶段，一是“Y-Δ” 起动器和自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子软启动器一般都是采用16位单片机进行智能化控制，他既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲击，同时，还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。 它们的造价比较是：“Y-Δ”起动器须六根出线而且故障率太高，维修
实验十一 三相鼠笼式异步电动机 一、实验目的 1. 熟悉三相鼠笼式异步电动机的结构和额定值。 2. 学习检验异步电动机绝缘情况的方法。 3. 学习三相异步电动机定子绕组首、末端的判别方法。 4. 掌握三相鼠笼式异步电动机的起动和反转方法。 二、原理说明 1. 三相鼠笼式异步电动机的结构 异步电动机是基于电磁原理把交流电能转换为机械能的一种旋转电机。 三相鼠笼式异步电动机的基本结构有定子和转子两大部分。 定子主要由定子铁心、三相对称定子绕组和机座等组成，是电动机的静止部分。三相定子绕组一般有六根引出线，出线端装在机座外面的接线盒内，如图11—1所示，根据三相电源电压的不同，三相定子绕组可以接成星形(Y)或三角形() △，然后与三相交流电源相连。 图 转子主要由转子铁心、转轴、鼠笼式转子绕组、风扇等组成，是电动机的旋转部分。小容量鼠笼式异步电动机的转子绕组大都采用铝浇铸而成，冷却方式一般都采用扇冷式。 2. 三相鼠笼式异步电动机的铭牌 三相鼠笼式异步电动机的额定值标记在电动机的铭牌上，如下表所示为本实验装置三相鼠笼式异步电动机铭牌。 型号 DJ24 电压 380V/220V 接法Y/△ 功率 180W 电流 1.13A/0.65A 转速 1400转/分 定额连续 其中： (1) 功率额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率。 (2) 电压额定运行情况下，定子三相绕组应加的电源线电压值。 (3) 接法定子三相绕组接法，当额定电压为380V/220V时，应为Y/△接法。 (4) 电流额定运行情况下，当电动机输出额定功率时，定子电路的线电流值。 3. 三相鼠笼式异步电动机的检查 电动机使用前应作必要的检查
鼠笼式异步电动机Y－△启动电路 鼠笼式异步电动机Y－△启动电路（时间继电器自动切换） 该电路电动机启动过程的Y－△转换是靠时间继电器自动完成的。 控制电路分析如下： 1、合上空气开关QF引入三相电源。 2、按下启动按钮SB2，交流接触器KM1线圈回路通电吸合并通过自己的辅助常开触点自锁，其主触头闭合接通电动机三相电源，时间继电器KT线圈也通电吸合并开始计时，交流接触器KM3线圈通过时间继电器的延时断开接点通电吸合，KM3的主触头闭合将电动机的尾端连接，电动机定子绕组成Y形连接，这是电动机在Y形接法下降压启动。
3、当时间继电器KT整定时间到时后，其延时常开触点打开，交流接触器KM3线圈回路断电，主触点打开定子绕组尾端的接线，KM3的辅助常闭触点闭合为KM2线圈的通电做好准备。 4、时间继电器KT动作使，其延时常开触点闭合，接通KM2线圈回路，使得KM2通电吸合并通过自己的辅助常开触点自锁，KM2主触头闭合将定子绕组接成三角形，电动机在△接法下运行。 5、电动机的过载保护由热继电器FR完成 6、线路中的互锁环节有：KM2常闭触点接入KM3线圈回路。 KM3常闭触点接入KM2线圈回路。 7、空气开关下面的电流互感器和电流表，是为了测量电动机电流，便于监视电动机的运行情况。 安装注意事项： 1、Y－△降压启动电路，只适用于△形接线，380V的鼠笼异步电动机。不可用于Y形接线的电动机应为启动时已是Y形接线，电动机全压启动，当转入△形运行时，电动机绕组会应电压过高而烧毁。 2、接线时应先将电动机接线盒的连接片拆除。 3、接线时应特别注意电动机的首尾端接线相序不可有错，如果接线有错，在通电运行会出现启动时电动机左转，运行时电动机右转，应为电动机突然反转电流剧增烧毁电动机或造成掉闸事故。
Y802-4 0.75 kW三相鼠笼式 异步电动机设计方案 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】 Y802-4 0.75 kW三相鼠笼式异步电动机设计 一、选题的依据及意义 现在社会中，电能是使用最广泛的一种能源，在电能的生产、输送和使用等方面，作为动力设备的电机是不可缺少的一部分。电机在国家经济建设，节约能源、环保和人民生中起着十分重要的作用。发电机主要用于移动电源、风力发电、小型发电设备中；电动机在生产和交通运输中得到广泛使用，电动机主要用于驱动水泵、风机、机床、压缩机、冶金、石化、纺织、食品、造纸、建筑、矿山等机械产品上。随着科学技术的不断创新和工农业的迅猛发展，电气化与自动化水平不断提高，国民经济各部门对异步电动机的需求量日益增加，对其性能，质量，技术经济指标也相应地提出了越来越高的要求。因此，对异步电动机品种，必须适时实地做出更新与发展，以适应各个新兴工业领域不同的特殊要求，特别是对需求量最大的中小型异步电动机，在保证其质量运行，寿命长和能满足使用要求的同时，进一步节约铜、铁等材料，提高效率和功率因数，以提高其经济技术指标与降低耗电量，是具有十分重要的意义。 由于Y系列异步电动机具有体积小，重量轻，运行可靠，结构坚固耐用，外形美观等特点，具有较高的效率，有良好的节能效果，而且噪音低，寿命长，经久耐用。作为普遍用于拖动各种机械的动力设备，其用电量在总的电网的总的负荷中占有重要的一席。Y系列共有两个基本系列、十六个派生系列、九百多个规格，能满足国民经济各部门的不同需要。所以设计研究三相异步电动机意义重大。 国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）
1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱 2、电机行业发展趋势 1）企业在改造中求发展 企业要自己选准位置，立足生求，真抓实干，稳步发展。我国中小电机生产销售受各种因素的影响，变化幅度比较大，企业要看准改革市场，并重点地去占领他，发挥企业自身的优势，例如，目前的稀土永磁电机，大量用于风机、水泵、机床、压缩机、城市交通及工矿电动车辆等变频调速装置，预测会有较大的发展前途。 2）发展派生、专用系列电机 我们要开拓多用途、多品种派生和符合国外先进标准的电机产品。随着社会的不断前进，科技水平的不断提高，电机行业的不断发展，市场需求会不断变化，电机产品的外延和内涵也不断拓展，电机产品配套面广，它广泛地应用于能源、交通、石油、化工、冶金、矿山、建筑等各个领域，并且电机的通用性逐步向专用性方面发展，打破了过去同一类电机同时用于不性质、不同场合的局面。电机产品正向着专业性、特殊性、个性化方面发展，这也是国外企业发展的最新观点与动向。 3）电机要高效、节能 我国中小型电机作为各种机械设备的动力源，其耗电总量已占全国发电量的70%左右。因此，发展中国高效电机，推广节能产品，是响应国家节能政策、实现节能降耗的重要举措。 在产品开发中，以前的科学院所、企业在产品设计采用了许多办法，如采用降低起动力矩、电容补偿、阻尼槽方法来节约电能，但这些都是在频率不变的条件下来实现的。自从有了逆变器后，电源的变频变压变的更加容易，从而可以调节异步电机在最佳工作点上运行，保证出力不变的情况下，可用最大效率和功率因数代替额定效率和额定功率因数，减小了电机尺寸，减轻了电机重量，降低了成本，提高了企业经济效益和社会效益。 4) 机电一体化、智能化 随着科学技术的发展，机电一体化技术得到长足发展，同时，各种高新技术也为电机产品注入了新的活力，制造工艺和管理信息化技术通过微电子、计算机、网络技术的应用，国家政策的鼓励、各企业对科技的重视，使新产品开发的周期逐渐缩短，机电一体化、智能化电机（如交流变频调速电机是
鼠笼式电动机转子笼条断裂开焊故障 一、笼条断裂开焊故障的特征 1、笼条断裂的断口呈疲劳断口。 2、笼条断裂的发生与笼条在转子铁芯槽内的夹紧程度密切相关，在槽内松动的笼条容易发 生断裂。 3、一台新电动机发生笼条断裂的起始时间与运行启动次数直接相关。启动频繁的，笼条断 裂发生的时间就早，启动次数少的笼条断裂发生的时间就晚。笼条断裂故障多发生在电动机启动过程中。 4、笼条断裂多发生在端环（短路环）附近，且与笼条和端环的焊接工艺质量密切相关。有 的笼条开焊处检修焊补后，运行不久就开焊。 5、双笼电动机笼条开焊或断裂一般都是从外笼开始，如未能及时发现和处理，则会很快扩 大到整个转子，以致损坏整台电动机。 6、高压电动机，转子笼条断裂在不解体情况下，通常不易被发现，但却常常伴随一些症状 发生，比如产生一定的振动，这种振动是由于转子笼条断裂后，原来的电机定子、转子电磁拉力产生不平衡。虽然有时通过调整动平衡能使振动得到暂时消减，但维持不了多久，出现新的断条时，振动又会加大。此外，仔细观察断条处，可以看到微弱的放电弧光。 7、笼条开焊断裂故障多发生在磨煤机等负荷重、启动频繁的拖动电动机上。电动机笼条截 面和端环尺寸偏小的电动机笼条容易产生开焊和断裂。据调查分析，我国JSQ158-6电动机外笼条直径为Φ8—Φ12，易开断，而国外同容量电机笼条直径约16mm，电流密度〈1A/mm2,不易开焊断裂。 二、笼条断裂应力分析 从上述笼条断裂的特征可以得出电动机笼条的开焊和断裂主要发生在电动机启动过程中，笼条所受的应力超过了笼条的机械强度。笼条的断裂应力包括静态应力和交变应力两个分量，主要包括： 1、热应力。在启动过程中，笼条和端环将流过很大的启动电流，其值可达额定电 流的5—7倍（双笼式电动机启动过程中，外笼条和外端环将流过很大的启动电 流）。由此而产生的损耗可使笼条和端环产生200—300℃的温度，从而使端环 产生相当大的热变形。端环的热变形将使笼条受到一个弯曲应力。据计算，此 弯曲应力比笼条所受的离心应力高约6倍。 2、焊接残余应力。国产电动机转子笼条的焊接多采用手工气焊，焊接温度难以准 确控制。由于端环在焊接中局部受热而产生热变形，焊好后因冷却收缩而造成 笼条弯曲应力。由于每根笼条在焊接温度上的差异，此应力的分布极不均匀， 可能造成很高的局部高应力。而且焊接所必须的温度使焊接区域内的端环和笼 条受到退火处理，从而使材料的机械强度有所降低。 3、交变应力。笼条所受的交变应力有两种，一种是启动过程中的电磁力，这是笼 条中的启动电流与转子磁场的作用力。笼条受到压向槽底的电磁力以2倍电流 频率脉动，若笼条在槽内固定良好，则此脉动力仅表现为对槽内铜条的脉动压 力，对铜条外悬部分不产生作用。但如笼条在转子槽内处于悬空状态（实际上 国产双笼电动机笼条与槽之间配合公差为0.2—0.5mm），笼条在槽内除一些支 撑点与铁芯接触外，其余部分均处于悬空状态），则在此脉动力的作用下，笼条 将产生振动，在笼条的两个固定端（即笼条与端环的焊接处），将附加一个二倍 电流频率的脉动应力。另一种交变应力是电动机启动过程中的低频循环应力。 此循环应力的幅值即为笼条的全部机械应力，其交变频率即为电动机的启停次
4—1 三相鼠笼异步电动机的工作特性 一、实验目的 1.掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼有电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼异步电动机的参数。 二、预习要点 1.异步电动机的工作特性指哪些特征？ 2.异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？ 3.工作特性和参数的测定方法。 三、实验设备
四、测量定子绕组的冷态直流电阻 将电机在室放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为世纪冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。
用伏安法测定子绕组电阻，测量线路如图4-1.直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用D51挂箱，R用D42挂箱上1800Ω可调电阻。 图4-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50mA，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50Ω，因而当流过的电流为50mA时二端电压约为2.5V，所以直流电压表量程用20V档。 按图4-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温
度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA，40mA,30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，采集数据： 表4-1 五、负载情况 （一）针对DDSZ-1电机教学实验台 1.空载实验
电动机转子笼条断裂的原因分析及预防措施Analyse and Prevent about B reakdow n of E lectric Mober R otor C age 廖松涛 L IAO Song2tao (江西新余发电有限责任公司,江西 新余 338002) 摘要:分析了新电公司200MW汽轮发电机组多年来高压异步电动机转子鼠笼断条原因,提出了一些预防措施。 关键词:电动机;转子;断条;预防措施 中图分类号:TM343.307.1 文献标识码:B 文章编号:1671-8380(2004)04-0022-02 1 引言 厂用电动机是火力发电厂重要的厂用电气设备之一。江西新余发电有限责任公司(以下简称新电公司)两台200MW火力发电机组自1995年、1996年相继投产以来,其厂用高、低压电动机先后发生各种故障100多台次,造成了较大的经济损失,其中一个主要的故障原因就是电动机鼠笼转子断条。本文主要分析高压异步感应电动机转子鼠笼断条故障发生的原因,进而提出了一些相应的预防措施。 2 鼠笼断条的基本特征 ①鼠笼型电机断条多发生在具有频繁,重载启动的鼠笼型电机单、双鼠笼型电机。双鼠笼电机外笼条断条最多,约占断条电机的95%以上,内笼和端环断裂的不到5%。 ②圆形笼条断条的几率大大高于矩形笼条断条的几率,约占断条总数的80%。 ③外笼条断裂时有明显的位移现象。这说明笼条在槽内松动。断条上有明显被槽壁突出的硅钢片磨损的沟槽,在伸出铁芯端笼条有明显的向上变形现象,短路环也有扭曲变形现象。 ④笼条断口多发生在与端环的焊口里侧部位,槽内断条的很少,笼条开焊多发生在笼条与端环的焊接部位。开焊后笼条在离心力作用下向外侧甩出刮伤定子造成定子线圈短路。笼条槽内断口处有明显电弧烧伤痕迹,断口两断面吻合严密,呈脆性疲劳断列性质。 ⑤断条槽的铁芯多有局部过热变色烧损现象,开焊处的端环孔周围也有过热变色及电弧烧伤痕迹。 3 转子断条原因分析 电动机转子频繁发生断条,均是转子受各种应力作用的结果,而且应力超过了笼条所能承受的极限,或是交变应力的长期作用使笼条产生疲劳。主要有以下几方面的原因。 3.1 制造工艺产生的应力和启动时交变应力 由于焊接质量不一致,引起笼条热膨胀有差异,造成笼条之间产生的较大温差。笼条上下的不均匀温升会使笼条产生向转子中心弯曲的应力,端环中强大的启动电流使之发热产生径向位移,造成笼条产生背离转子中心的弯曲应力。笼条铁芯冲孔工艺会使笼条嵌装的松紧程度不一致。当电流的相位不同,传递给端环的振动力会使端环产生扭曲,受力最大的部位仍是笼条的焊接处,而此处恰恰是鼠笼结构最薄弱点。由于热传导性能差异会使各笼条间产生不均匀的温升,因而各笼条之间将产生不同的轴向位移而使笼条产生轴向的拉应力。且使笼条产生电磁振动应力,特别是在电动机刚启动的瞬间,振动幅值达到最大值,是正常运行时50～60倍;频率为100Hz,随着转速的升高和启动电流的增加而增大。由于各应力作用点大都集中于笼条与端环的焊口附近,且每启动一次便交变一次,这样各应力的破坏作用随启动的次数的增加和温升积累而增大。 3.2 负载变化使鼠笼条产生切向交变应力 由于笼条在槽内有一定的间隙,转子铁芯和与 收稿日期:2004-03-13;修订日期:2004-07-19 22广西电力 2004年第4期
三相鼠笼式异步电动机实验报告 实验名称：三相鼠笼异步电动机实验 实验目的：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 实验项目：1.掌握三相异步电机的负载试验的方法。 2.用直接负载法测取三相鼠笼异步电动机的工作特性。 3.测定三相鼠笼型异步电动机的参数 （一）填写实验设备表 序号名称型号和规格用途 1 电机教学实验台NMEL-II 提供电源，固定 电机
2 三相笼型异步电动机M04 实验所需电机 3 电机导轨及测功机实验所需电机 4 转矩、转速测量及控制平台NMEL-13 测量和调节转矩 5 交流表NMEL-001 提供实验所需电压 表，电流表功率表以 及功率因数表 6 三相可调电阻器NMEL-03 改变输出电流 7 直流电压、毫安、安培表NMEL-06 测量直流电压，电流 8 直流电机仪表电源NMEL-1 提供电压 9 旋转指示灯及开关NMEL05 通断电路 （二）测量定子绕组的冷态直流电阻 填写实验数据表格 表3-1 室温25 ℃绕组I 绕组Ⅱ绕组ⅢI（mA）50 40 30 50 40 30 50 40 30 U（V） 2.35 1.89 1.41 2.35 1.88 1.41 2.36 1.89 1.41 R（Ω）160 120 80 160 120 80 160 120 80 （三）测取三相异步电动机的运行特性 填写实验数据表格 表3-2 N U=220V() 序号 I OL（A）P O（W） T2 （N. m） n （r/ min） P2（W）I A I B I C I1P I P II P1
一、毕业设计的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求） 1、 原始数据 ① 型号：丫 ② 额定功率：P N =55KW ③ 额定电压：U N =380V ④ 额定转速：n N = 750n/min ⑤ 额定频率：f N =50H Z 2、 主要性能指标 ① 效率： =92% ② 功率因数：cos =0.88 ③ 最大转矩倍数：Tm T N =22倍 3、 设计中选用的基值 ① 电压基准值：U N 、=380V 为电动机额定相电压 ② 功率基准值：P N =55KW 为电动机额定功率 ③ 电流基准值：％ 为电动机每相的功电流Ikw —Y =48.2456 A 2 2 ④ 阻抗基准值：聖竺-=7.876 I kw P N 55000 ⑤ 转矩基准值：T N 为电动机额定转矩 T N =9550』=9550^^~ =95.5n/min n N 550 4、 设计指标要求 ① 效率：耳―“ <0 005 H —计算值，耳’ 一修改值 n F T '整改值，F T —+算值, （1-$）'整改值，（1-1）—计算值 ③满载电势标么值: （1 一 ；L ）一（1 一 ；L ） ::0.005 ④起动电流倍数: 1 St — 1 st 1st ：：:0.01~0.03 1ST '整改值，1ST —计算值 ④起动转矩倍数: ⑤ 起动电流倍数:
5、电磁设计中若干参数的选择及经验数据
① 槽满率： sf=75% -80% ② 槽绝缘厚：采用聚脂薄膜和聚脂无纺布复合材料( DMD , DMD+M 和 DMDM ) ③ 槽楔厚h ：槽楔采用新型软槽楔和3240环氧玻璃布压板，计算时厚度 h=2mm ： ④ 叠压系数：H80-H160 定子冲片不涂漆时 =0.95 H180-H280定子冲片涂漆时 =0.92 ⑤ 冲剪余量：S =0.5cm ⑥ 转子斜槽：为一个定子齿距 ⑦ 定子绕组型式：H160及以下全部采用单层软绕组；H180及以上采用双 层迭绕组 ⑧ 硅钢片材料：采用D23硅钢片， ⑨ 导电材料：定子绕组采用 QZ-2型高强度聚脂漆包圆铜线； 转子铸铝，采用AL-1 ; 线径为0.63-1.0(mm)时，漆膜双面厚度计算时取 0.06mm; 线径为1.0-1.6(mm)时，漆膜双面厚度计算时取 0.08mm; ⑩ 设计时杂散损耗假定值： &设计要求 ① 复算原设计方案； ② 上机设计三个方案： 在原复算方案的基础上节省材料； 在原复算方案的基础上提高性能； 在原复算方案的基础上既节省材料，又提高性能; ③ 将最好的一个方案的全部设计步骤、计算过程写出来(要有文档、电子 版本及幻灯片)； ④ 将三个方案进行比较，并用已学过的理论进行分析。 H80—H112 H132—H160 H180—H280 Ci=0.25（mm ） Ci=0.3 （ mm ）
鼠笼型电动机转子断条的检查与修狸 2010-04-22 11:55:08|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅 鼠笼型电动机转子断条的故障，一般厂矿和农村社队的用户都能遇到，从事修理电机的单位更是屡见不鲜。对那些空载不能起动，或空载能起动但发出时高时低的嗡嗡声，机身振动，尤其加上负载后转速明显下降，甚至停转的电机，经过初步检查，确定定子绕组没有毛病的，就应对转子的笼条进行检查。作为修理单位，对那些绕组过热甚至烧毁的电机，凡未检查出烧毁原因的，都应对转子进行必要的检查，特别对农村中广泛使用的一些老杂牌和非专业厂生产的电机，更应认真检查。检查的方法有许多种，十几年来，各种方法我们先后都使用过，现将自己感到比较简便的几种方法简介如下： 1、观察法将转子抽出，仔细观察转子笼条及转子端环与笼条的交接处，如发现有过热、变色的迹象，就是断条的地方。 2、换同型号转子一试若怀疑转子断条时，将它抽出，用同型号转子换上，试运转一会，如果带负荷运行时转速、声音都正常，就说明换下的转子有断条的地方。 3、用三相低电压电源试将三相对称的30～40V的交流电源，串上电流表通入三相定子绕组，如图1。通入的电压高低，以电流表的读数不超过电机的额定电流为准，然后用手慢慢转动转子的轴，如果转子笼条是完好的，三相电流表上指示的电流数基本上稳定不变，若转子笼条有断裂的，电流表有突然下降的情形，随转子慢慢转动，会引起三相电流大小循环的变动。2、3两法仅能判断出笼条是否有断裂现象，而不能找到断条的确回位置，这对只需要找出毛病，不能修理的单位是可以使用的。既能断定出转子是否有断裂，又能指示出断裂的确切位置
的方法有： 4、用铁粉检查利用转子笼条通入电流（或转子内有感应电流生成）时，笼在条周围能形成磁场的原理，在转子通电（或有感应电流）的同时，向转子上撒铁粉（用打磨粉器的砂轮下面的粉沫最好）。从转子上铁粉的分布情况，便可以看出转子笼是否断裂，若铁粉都很整齐的一行一行的顺笼排列，说明笼条是完好的。若笼条断了，铁粉撒不上（不吸铁粉）。具体又有以下几种方法： （1）用调压器和变压器检查。如图2，调整调压器，使变压器二次电流逐渐增大，再向转子上撒铁粉，到铁粉能排列整齐为止。 （2）只用调压器检查。若有现成的调压器，其大小在1KVA以上，将其外罩去掉，调压器的输出部分间置不用，用20㎜2的软线在调压器的铁蕊上穿绕2——3匝，做为二次，引出线上转子。当输入部分通入220V交流电时，二次可感应出足够的电流供测试用。如果无完好的调压器，可找一台2～3KVA的废调压器（或变压器）铁蕊，用1．20左右的漆包线在其上面绕320匝（不需排到很平整）做为一次，二次仍用20㎜2左右的软线绕2～3匝即可。 （3）利用电焊机检查。若现场无专用设备可使用，有电焊机的单位，可直接用它的一次做电源，拿去外罩，在其铁蕊上穿绕1～2匝软线做为二次，若现场无软线可用，可用焊把线绕上1——2匝做为二次（必要时，可把活动铁蕊退出后
2006年第21卷第3期 电 力 学 报 Vol.21No.32006 (总第76期) JOURNAL OF ELECT RIC POWER (Sum.76) 文章编号: 1005-6548(2006)03-0310-04 笼型异步电动机转子断条故障诊断技术 安永红, 夏昌浩 (三峡大学,宜昌湖北 443002) Techniques of Broken Rotor Bar Fault Diagnosis For Squirrel Cage Induction Motor AN Yong hong, XIA Chang hao (Three Gorge University,Yichang 443002,China) 摘 要: 对笼型异步电动机转子断条故障诊断进行了研究,归纳和总结出几种方法。这些方法均由研究人员进行了仿真或实验验证,对检测笼型异步电动机的转子故障是有效的。并对各种方法进行了分析比较,指出了各自的优缺点。 关键词: 异步电动机;转子断条;故障检测 中图分类号: TM343+.3 文献标识码: A Abstract: This paper focuses on the study of bro ken rotor bar fault diagnosis for squirrel cage induc tion motor,and concludes several effective methods. All of the methods have been tested by reseachers to simulate or identify their validity in motor rotor fault analysis.This paper compares these methods and points out their advantages and disadvantages. Key Words: induction motor;broken rotor bar; fault detection 鼠笼式异步电动机的转子绕组比较坚固,但如果转子温度过高或作用在端环的离心负荷过大,可能会导致转子故障。另外,在制造过程中的某些缺陷(如铸导条或焊端环时的质量不良)也会导致电阻过高,从而引起过热。而在高温条件下,鼠笼的强度降低,鼠笼条可能出现裂纹,导致笼条伸出转子槽外而得不到转子铁芯的支撑。导条与转子槽的相对位移,连续的高温运行可引起端环和导条变形,并最终导致端环与鼠笼条的断裂[1]。 笼型异步电动机转子断条故障将导致电机出力下降,运行性能恶化,一旦发生,不仅会损坏电动机本身,而且会影响整个生产系统,甚至会危及人身安全,造成巨大的经济损失和恶劣的社会影响[2]。因此必须对其进行检测,特别是进行早期检测,早期检测系统可以在故障发生初期及时告警,有助于现场组织,安排维修,避免事故停机,具有显著经济效益。 1 转子断条故障诊断方法 笼型异步电动机转子故障的检测与诊断方法有许多种,如:磁通检测法,定子电流检测法,机械信号检测法,傅立叶变换法等。但这些方法有时很难提取转子故障特征,因此,必须寻求其它的检测与诊断方法。 1 1 基于小波变换的方法 笼型异步电动机正常运行时,定子绕组中只含 收稿日期: 2006-04-27 修回日期: 2006-09-10 作者简介: 安永红(1967-),男,湖北钟祥人,硕士研究生,小波理论及应用; 夏昌浩(1965-),男,湖北江陵人,副教授,硕士生导师,检测与自控,智能信号处理。
实验报告 课程名称： 电机学 指导老师： 陈敏祥老师 成绩：_____________________ 实验名称：三相鼠笼式异步电动机 实验类型： 异步电机实验 同组学生姓名： 第三次实验 三相鼠笼式异步电动机的参数测定和工作特性 一、实验目的 1.1测定三相异步电动机的参数； 1.2测定三相异步电动机的工作特性。 二、实验项目 空载试验、短路试验、负载试验，具体操作步骤请见第三节。 三、操作方法和实验步骤 电机额定：PN=100W ，UN=220V ，IN=0.48A ，nN=1420r/min ，定子绕组△接法。 3.1空载试验 3.1.1测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 3.1.2仪表量程选择：交流电压表 250V ，交流电流表0.5A ，功率表250V 、0.5A 。 3.1.3试验步骤： 安装电机时，将电机和测功机脱离，旋紧固定螺丝。实验前先将三相交流可调电源电压调至零位，接通电源，合上起动开关S1，缓缓升高电源电压使电机起动旋转，注意观察电机转向应符合测功机加载的要求（右视机 组，电机旋转方向为顺时针方向），否则调整电源相序。注意：调整相序时应将电源电压调至零位并切断电源。 接通电源，合上起动开关S1，从零开始缓缓升高电源电压，起动电机，保持电动机在额定电压时空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。 调节电源电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低，直至电机电流或功率显著 增大为止，在此范围内读取空载电压、空载电流、空载功率，共读取7~9组数据，记录于表4-3中。注意：在额定电压附近应多测几点。试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机。数据记录在4.1节。 3.2短路试验 3.2.1测量线路图：见图4-4，电机绕组△接法。 3.2.2仪表量程选择：交流电压表 250V ，交流电流表1A ，功率表250V 、2A 。 3.2.3试验步骤： 安装电机时，将电机和测功机同轴联接，旋紧固定螺丝，并用销钉把测功机的定子和转子销住。 首先将三相电源电压调至零位，接通电源，合上起动开关S1，逐渐升高电源电压至1.2倍额定电流，然后逐渐降压至0.3倍额定电流为止。在此范围内读取短路电压、短路电流、短路功率共4~5组数据。 试验完毕，将三相电源电压退回零位，按下电源停止按钮，停止电机，并拔出销钉。注意：试验时控制调节电源电压大小，并尽量减小电机试验时间。数据记录在4.2节。 装 订 线
1，高压电动机鼠笼转子断条改进方法 1）在鼠笼条和端环整体连接处加强机械强度，避免转子鼠笼条断后翘起扫膛，利用制作合适尺寸的钢环或无纬环氧玻璃丝带及钢线绑扎来增加转子端部鼠笼条和端环的机械强度。对于转子直径较小，可以不扎钢线或无纬玻璃丝带，而用一个钢环，包以绝缘，置于端头，用玻璃丝带扎牢，再浸漆烘干。 2）对于鼠笼条在铁芯槽内松动的转子，必须制作比原铜条尺寸略大的铜条来打进槽孔，槽孔和铜条夹紧没松动、翘起。 3）避免电动机超载、频繁短时间开启，改善电动机运行工况，制定合适的运行方式，保证电动机的安全运行。 2，高压电动机鼠笼转子断条技改工艺 1）更换断裂的转子铜条。如果铜条断条或裂纹在槽内，首先用铣床铣去端环上对应孔洞内的焊接部位，用与槽型匹配的钢杆顶出断裂的导条，仔细吹扫铁心槽，检查槽内清洁无杂物。再以重新定制的铜条（尺寸略大一点）打入转子槽内。 2）笼条与端环焊接，钎焊前彻底清理焊接部位，打好45°坡涂上溶剂进行施焊。为了减少内应力和保证强度，要低温钎焊，且均匀加热，当温度达到800℃时，用45%银钎料银焊条焊接，以减少接触电阻；将银焊条触及接头处，让钎料溶化并逐渐填满间隙，焊接4～5 个接头后，转180°后再焊接另一面的接头，要交叉进行焊接，以减少焊接后的残余应力。钎焊后，当端环冷却到180℃时，用10％的柠檬酸水溶液洗刷，并吹干。 3）防护环采用磁性钢环，工艺要标准，采用热套法装入。厚度为2～3mm，厚度不得超过铁心外圆。 4）无纬玻璃丝带绑扎。用厚度为 0.17mm 宽度为 25 （或 15）mm无纬环氧玻璃丝带绑扎。将转子安放在绑扎机上，通过拉紧装置将无纬玻璃丝带拉至转子，调整好合适的拉力及转速，然后进行缠绕绑扎，绑扎厚度不得超过转子铁心外圆。无纬玻璃丝带浸漆烘干固化后，用小榔头敲打可发出清脆的金属声为合格。用锉刀锉平箍环。 5）转子进行动平衡校验。 5 转子改造后的效果1）逐步改进后转子断条故障情况见表。 2）电动机转子经过改进后，效果良好，运行至今没有出现过鼠笼条断条故障。 6 结束语总之，做好电动机的定期检查和维护工作，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障 扩大，保证电动机安全运行，延长使用寿命的有效措施。 控制导条与端环焊接温度和时间，采用45％银铜整体中频焊接。
三相异步电动机结构图解 图1封闭式三相异步电动机的结构 1—端盖2—轴承3—机座4—定子绕组5—转子 6—轴承7—端盖8—风扇9—风罩10—接线盒 异步电动机的结构也可分为定子.转子两大部分。定子就是电机中固定不动的部分，转子是电机的旋转部分。由于异步电动机的定子产生励磁旋转磁场，同时从电源吸收电能，并产生且通过旋转磁场把电能转换成转子上的机械能，所以与直流电机不同，交流电机定子是电枢。另外，定.转子之间还必须有一定间隙(称为空气隙)，以保证转子的自由转动。异步电动机的空气隙较其他类型的电动机气隙要小，一般为0.2mm～2mm。
三相异步电动机外形有开启式.防护式.封闭式等多种形式，以适应不同的工作需要。在某些特殊场合，还有特殊的外形防护型式，如防爆式.潜水泵式等。不管外形如何电动机结构 基本上是相同的。现以封闭式电动机为例介绍三相异步电动机的结构。如图1所示是一台封闭式三相异步电动机解体后的零部件图。 1.定子部分 定子部分由机座.定子铁心.定子绕组及端盖.轴承等部件组成。 (1)机座。机座用来支承定子铁心和固定端盖。中.小型电动机机座一般用铸铁浇成，大型电动机多采用钢板焊接而成。 (2)定子铁心。定子铁心是电动机磁路的一部分。为了减小涡流和磁滞损耗，通常用0.5mm厚的硅钢片叠压成圆筒，硅钢片表面的氧化层(大型电动机要求涂绝缘漆)作为片间绝缘，在铁心的内圆上均匀分布有与轴平行的槽，用以嵌放定子绕组。
(a)直条形式(b)斜条形式 图2 笼型异步电动机的转子绕组形式 (3)定子绕组。定子绕组是电动机的电路部分，也是最重要的部分，一般是由绝缘铜(或铝)导线绕制的绕组联接而成。它的作用就是利用通入的三相交流电产生旋转磁场。通常，绕组是用高强度绝缘漆包线绕制成各种型式的绕组，按一定的排列方式嵌入定子槽内。槽口用槽楔(一般为竹制)塞紧。槽内绕组匝间.绕组与铁心之间都要有良好的绝缘。如果是双层绕组(就是一个槽内分上下两层嵌放两条绕组边)，还要加放层间绝缘。 (4)轴承。轴承是电动机定.转子衔接的部位，轴承有滚动轴承和滑动轴承两类，滚动轴承又有滚珠轴承(也称为球轴承)，目前多数电动机都采用滚动轴承。这种轴承的外部有贮存润滑油的油箱，轴承上还装有油环，轴转动时带动油环转动，把油箱中的润滑油带到轴与轴承的接触面上。为使润滑油能分布在整个接触面上，轴承上紧贴轴的一面一般开有油槽。 2.转子部分
高压电动机转子笼条断条的原因及改进方法 1 引言 大武口发电厂锅炉辅机设备高压异步电动机自投产以来 频繁出现电动机线圈烧毁、转子笼条断条、转子熔铝等故障。故 障多发生在频繁启动且负荷大的排粉机、磨煤机及渣浆泵。仅 1993年就发生了2起因磨煤机转子熔铝致使高压电动机报废的 事故，造成了很大的经济损失。1994年利用机组大小修将该设 备转子改为铜条笼，但转子断条故障又相继发生，仅1995年统计为11次，故障率为35%，严重影响了电力生产的正常运行和 安全。 2 转子笼条断条分析 2.1 转子笼条断条现象 笼条断裂与电机负载形式及起动情况有关，大武口发电厂转子笼条断裂90%发生在起动频繁的排粉机、磨煤机和渣浆泵。从 笼条断裂部位看，大多发生在笼条与端环焊接处，如图1所示。
图1 笼条断裂部位示意图 从端环结构图看，端部转子笼条断裂如外翘时，将磨损定子端部绝缘从而引起电机烧坏。 2.2 转子笼条断条原因分析 (1) 笼条端环结构不合理，端环为整体，笼条与端环采用刚性连接，对单根笼条而言，其不能自由伸缩，易在焊接处产生应力集中。 (2) 外笼条为保证其电阻率大，其材质机械强度低，不能承受大的拉力，如焊接工艺不良，其热应力将很容易造成在端环处断条。 (3) 笼条在铁芯槽内压接不紧，运行中在离心力作用下窜动较 大。 (4) 由于电机的频繁启动，笼条在启停中加热和冷却过程反复进行，使笼条交替受力，极易被拉断或胀鼓与定子磨擦断裂。
3 转子改进方法 3.1 改进方法 利用大小修机会对锅炉辅机及除灰的5台渣浆泵的转子进行了改进，参见图2和图3。 图2 改造前笼条端环结构图及端环平面图 (1) 将原刚性悬充端环改造为两部分：指型弹性环部分和防护环部分。 (2) 与笼条连接部分改为指型弹性环部分，保证每根笼条轴向自由伸缩，以消除和减少热应力，同时消除笼条由于焊接工艺不良而产生的热应力。 (3) 增改防护环以增加转子端部笼条整体紧固力，防止笼条断后翘起刮坏定子绝缘，防护环可用磁性钢环或环氧与玻璃丝布带固 定成型的环。 (4) 将笼条镀铬加粗使笼条槽孔的间隙小于0.2 mm，减少纵向和轴向移动。
鼠笼型异步电动机转子断条是一种常见故障,断条后的异常表现: (1)接上三相电源后,机身振动且伴有噪声;电机转速降低,且随负载增加而迅速下降。(2)空载电流增加,电流表指针周期性摆动;电机转矩降低,带负荷无力,严重时无法起动。上述现象随着转子断条的增多而加剧。笼型转子断条的原因：(1)浇铸质量不佳, (2)结构设计不合理(3)起动频繁的冲击负荷(4)操作不当和违章操作，使用过程负载过大，或者转子上的感应电流分布不均匀，造成转子槽内导条烧断，铸铝多发生在槽内，而铜条多发生在与端环的联接处。(5)使用场所对电机的腐蚀。 有的电机就是这样，如果烧了从绕就必须加多线圈。槽满率太高的话就减细线径。 看电流大小而定加线圏的多少，加线圈一般是电流增加10％，线圈增加1％。 只是经验。一般也很准的。 短路环用来短路转子线圈使其线圈中的感应电动势闭合产生电流，电流形成磁场与定子旋转磁场相互作用并转起来； 若转子不短路电机就是个二次侧开路的空载变压器。 电机通电后产生一个旋转磁场，这个磁场的励磁是由电流的无功产生。旋转磁场切割转子导体产生感应电势，通过转子的短路环形成感生电流，这个电流在磁场中受力，使电动机转动。所以说三相异步电动机转子末端短路环的作用是形成感生电流的。 三相异步电动机转子铁芯开槽是为了嵌入转子绕组，定子上通常也开槽，作用也是嵌入定子绕组。而且这些槽都是斜槽，斜槽的作用如下： 电机内部有各种频率的谐波，因定子采用分布短距绕组，所以除齿谐波之外的其它频率的谐波磁势幅值均被极大程度地削弱。由于齿谐波绕组系数等于基波绕组系数，所以齿谐波磁势几乎不受影响。因为三相异步电动机的定、转子开槽，造成整个气隙圆周范围磁阻不均匀，电机运转时电磁转矩和感应电动势相应波动。转子斜槽后，形成的电磁转矩和感应电动势近似于同一根转子导条均匀分布在一段圆周范围内的平均值，能有效地削弱齿谐波磁场所产生的谐波电动势，从而削弱由这些谐波磁场引起的附加转矩，降低电磁振动和噪声。转子斜槽后虽然也会使转子感应的基波电动势减少，但一般选择的斜槽度相对于极距来说小得多，因而对电机基本性能影响很小，故中小型铸铝转子异步电动机普遍采用转子斜槽