三相鼠笼电机气隙对性能的影响分析

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鼠笼型电动机的起动分析

２起动时冲击电流对电网的影响
对于象刮板运输机、皮带运输机，一些机械惯量较大的生产机
鼠笼电动机一般采用直接起动（全压起动），起动电流约为额定械要。如采用鼠笼电动机拖动，必须很好地考虑起动问题。目前生产电流的５ — ８倍。任何供电网都是有内阻的（变压器阻抗、线路阻抗的重型刮板运输机和皮带运输机都配备有多台电机，即运输距离等），电网容量越小，电源的阻抗越大。在大电流的冲击下，电网电压长、负载大时多安装几台电动机，距离短，负载小时可以少安装几将有较大幅度的降落，这不仅影响起动电动机的起动，而且会影响台：这样既增加了设备使用的灵活性，同时，由于几台小电动机转子接在同一电网上的其他用户的正常工作。所以在考虑鼠笼电动机起的转动惯量要比一台容量相同的大电动机的转动惯量小很多，从而动问题时必须从保证电网电压水平的角度出发。一般在煤矿中规也减小了拖动系统的转动惯量。为了减少鼠笼转子在起动过程的能定：当动力线与照明线分开供电时，允许在起动时母线电压降至电量损失，在这些动输机上常装备有液力联轴器，其作用不仅是解决网额定电压Ｕ。的７０—８０％；当动力、照明混合供电时，如起动频繁，起动时转子损失，也可在一定程度上对多台并联运行的电动机的负母线电压不得降低到Ｕｅ９０％以下，起动次数少而且起动时间很短载起平衡作用。
时，可允许降至Ｕｅ８５％。
当起动时的电网电压降落超过上述限额时，就要采取措施。一般是采用降压起动的办法，用电阻、电抗器，或自耦变压器（俗称起动补偿器）降压，以减小起动电流，但同时起动力矩也降低了。只要起动力矩Ｍｑ大于Ｍｘ就可以，如果小于Ｍｘ，需改用绕线式电动机。３起动过程的能量损耗起动过程中转子回路的能量损耗包括铜损和铁损两部分。在起动过程中电机的磁场中和正常工作时的差不多，只是转子频率较高，故转子铁损会有所增大；但即使在５０Ｈｚ下，铁损也只占很小比重。起动时的转子电流比正常时高好多倍。铜损是与电流平方成正比例的，因此起动过程中转子的发热主要是由铜损引起的。所以讨论时铁损可忽略不计，只考虑铜损的影响。由定子穿过气隙传递到转子回路的电磁功率Ｐｏ＝Ｍｔｏｃ，其中一

大型鼠笼电动机转子断条的原因分析、监(检)测及处理方法

技术资料大型鼠笼电动机转子断条的原因分析、监（检）测及处理方法2021-04大型鼠笼电动机转子断条的原因分析、监（检）测及处理方法大中型高压异步电动机是火力发电厂,炼钢厂、石油化_橡胶厂等工矿企业生产中使用的重要电气设备, 广泛用于拖动磨`煤机、煤机空气压缩机、风机、水泵等设备运行。

随着生产的发展, 大中型高压异步电动机的数量在不断增加, 然而这类电动机在运行中出现的鼠笼转子导条断裂故障不同程度地危及到机组运行的可靠性和经济性。

如果故障初始时不及时发现并加以修复, 故障扩展很快, 甚至导致事故停机。

断条严重时还能甩出来, 从而损坏定子线圈, 会给修理带来困难。

因此, 如能在转子断条故障初期检测出来, 并及时修复处理, 可以有效地避免意外停机及恶性事故的发生。

异步电功机鼠笼转子断条问题一直是电机制造厂家及用户关心和致力解决的难题。

国内外的专家、学者都在积极寻找有效解决鼠笼转子断条问题的方法, 并为此做了大量富有成效的工作。

本文结合生产关际, 对高压异步电动机鼠笼转子断条问题进行综合分析研究。

一、鼠笼转子断条故障的现象及特征大中型高压异步电机的转子采用铜条与两边端环焊接的鼠笼结构, 具有结构简单, 坚固耐用、效率较高的特点。

但是这类电动机一般采用全压下的直接起动, 起动电流较大, 特别是拖动高转动惯量的风机和重载且负荷脉动的球磨机时, 起动电流可高达额定电流的5~7 倍, 加之机组的起动频繁, 导致鼠笼转子导条端环开焊或导条损伤断裂故障的增加。

不能正常运行, 经常会出现下列故障现象:1.电动机起动转矩降低, 起动时间延长。

断条故障点多的电动机在空载起动时也会发出时高时低的嗡嗡声, 机身出现振动, 并且定转子之间有火花产生;2.电动机满载运行时, 定子三相电流波动且不平衡, 三相电流表指针出现周期性摆动;3.负载运行的电动机转速明显下降, 转子发热厉害, 电动机温升增高, 导条断裂处有火花;4.电动机运行时的振动和噪声加剧, 严重的转子断条电动机会发出咯哒咯哒的异常噪声;5.停机抽出转子检查, 会发现转子导条在端环焊口接缝处断裂, 并且导条断裂处的铁心表面常呈蓝色的氧化痕迹。

maxwell软件- 三相感应电机

8 三相感应电动机本章我们将简化RMxprt 一些基本操作的介绍，以便介绍一些更高级的使用。

有关RMxprt 基本操作的详细介绍请参考第一部分的章节。

8.1基本理论三相感应电机的定子绕组通常连接到对称的三相电源上。

定子绕组由p 对极组成，在空间成正弦分布，定子电流产生旋转磁场。

转子绕组一般为鼠笼型，其极数与定子绕组保持一致。

转子导条中感应的电流反过来又产生一个旋转磁场，这两个旋转磁场在电机气隙中相互作用产生合成磁场。

气隙合成磁场与转子导条电流相互作用产生电磁转矩，使转子按磁场旋转的方向旋转，同时有一个大小相同方向相反的转矩反作用于定子上。

定子绕组分为p 组线圈，每一组都按三相对称分布，在电机中占据πD/2p 空间，此处D 为气隙直径。

因而气隙磁场有p 个周期，定子绕组具有p 对极。

三相感应电动机的特性是基于等效电路进行分析的。

电机三相对称，其中一相的等效电路如图8.1所示。

2/s图 8.1 一相的等效电路图8.1中，R 1和R 2分别为定子电阻和转子电阻；X 1为定子漏电抗包括槽漏抗、端部漏抗和谐波漏抗；X 2为转子漏电抗，包括槽漏抗、端部漏抗、谐波漏抗和斜槽漏抗。

由于漏磁场有饱和现象，X 1和X 2为非线性参数。

等效电路中的各项参数均与定子电流、转子电流有关。

由于集肤效应R 2和X 2均为由图8.2所示的分布参数等效电路导出的等效值，且随转子滑差s 变化。

所有转子参数都折算到定子侧。

X sBot R sBot /s图 8.2 一相的分布参数等效电路在激磁回路中，X m 为激磁电抗，R Fe 为铁心损耗所对应的电阻。

X m 是经过线性化处理的非线性参数，其数值随主磁场的饱和程度而变化。

外施相电压U 1时，可方便地由电路分析得出定子电流I 1和折算到定子侧的转子电流 I 2。

电磁功率P m 可由下式确定：s R I 3P 222m = (8.1)电磁转矩 T m 为ωmm P T = (8.2)式中ω为同步转速，单位：rad/s轴端输出机械转矩为fw m 2T T T -= (8.3) 式中T fw 为风阻和摩擦转矩输出功率为222T P ω=(8.4) 式中ω2=ω(1–s )为转子转速，单位：rad/s输入功率为s 1Cu Fe 2Cu fw 21P P P P P P P +++++= (8.5) 式中，P fw 为风摩损耗，P Cu2为转子铜损耗，P Fe 为铁心损耗，P Cu1为定子铜损耗，P s 为杂散损耗。

三相异步电动机等效电路分析

二、电压平衡式（转子静止时的异步电机）
以下标1和2区别定子和转子电路的各物理量，各种数量均取每相值。
从电路分析角度来看，转子不动时的异步电机的电路方程与次级侧短路时的变压器的电路方程相似。
U1 E1 I1r1 jx1 0 E2 I2 r2 jx2
三、磁势平衡式
转子绕组是对称多相绕组，与定子绕组有相同极数。
F1 Fm F1L
第一项用以产生基波磁通；第二项为负载分量，用以抵消转子磁势去磁作用，它与转子磁势大小相等方向相反。
设定子绕组有m1相，磁势的振幅
F1
m1 2
* 0.9*
N 1k N 1 p
I1
转子绕组有m2相，磁势振幅
F2
m2 2
* 0.9*
N 2kN 2 p
I2
激磁磁势
Fm
m1 2
E 2
E 1
I2
R2 s
jX 2
;
I1 I2 Im ;
E 1 Im ( Rm jX m ) Im Z m
五、等效电路
single-phase equivalent circuit
六、参数的物理意义
rm——铁耗等效电阻core-less resistance xm——magnetizing reactance定子每相绕
转子旋转磁势对定子旋转磁势产生去磁作用，二者共同作用在主磁路中产生主磁通，决定于定子电势El
E1 4.44 f1 N1kN 1m
E1受到定子电压平衡支配，决定了基波磁通φm，从而决定了激磁电流Im。
当转子有电流时，定子电流应包含两个分量
I1 Im I1L
由定子电流所产生的磁势也包含两个分量
转子电势和电流的频率（转子频率，与转差率成正比，又称为转差频率）为

三相鼠笼电机的点动自锁控制和正反转控制实验

实验一三相鼠笼式异步电动机点动、自锁控制和正反转控制实验一、点动、自锁控制实验实验目的1. 通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。

2.通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。

原理说明1. 继电─接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电─接触控制。

交流电动机继电─接触控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为：(1) 电磁系统─铁心、吸引线圈和短路环。

(2) 触头系统─主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。

(3) 消弧系统─在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。

(4) 接线端子，反作用弹簧等。

2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。

要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态，这就是自锁，通常用接触器自身的动合触头与起动按钮相并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一动合触头称为“自锁触头”。

使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。

为操作的方便，也为防止因接触器主触头长期大电流的烧蚀而偶发触头粘连后造成的三相电源短路事故，通常在具有正、反转控制的线路中采用既有接触器的动断辅助触头的电气互锁，又有复合按钮机械互锁的双重互锁的控制环节。

3. 控制按钮通常用以短时通、断小电流的控制回路，以实现近、远距离控制电动机等执行部件的起、停或正、反转控制。

按钮是专供人工操作使用。

对于复合按钮，其触点的动作规律是：当按下时，其动断触头先断，动合触头后合；当松手时，则动合触头先断，动断触头后合。

4. 在电动机运行过程中，应对可能出现的故障进行保护。

采用熔断器作短路保护，当电动机或电器发生短路时，及时熔断熔体，达到保护线路、保护电源的目的。

应用频谱与相位分析诊断电机气隙不匀故障

８
Ｊ０７８．
谱进行分析，电机内侧垂电机内侧水平直方向的振动频谱（１电机内侧垂直图）振动分量主要集中在
５．Ｈ００ｚ和１０７ｚ，２０．Ｈ处０
电机轴向
泵内侧水平
３４．２７１．４３８．３
会引起电机的定转子铁心和绕组的损坏甚至发生 “ 扫膛”等故障。因此，如果电机发生此类故障时，要及时处理解决。应用振动频谱分析可以比较容易地判断电机气隙不匀故障，但应注意与不对中故障相区分。以下介绍一起电机气隙不匀故障的分析与
处理过程。１组概况．机
和泵的振动值，发现联轴器两侧的振动值最大，达到７１ｍｍｓ．４／，各测点的振动值见表ｌ。采集电机振动频谱时，分析仪最高分析
频率设置为１０Ｈ，００ｚ谱线数为４０线，０采用加速度传感器在轴承座上直接采集。２振动故障频谱及相．
Ｏ２
Ｏ
２０ｏ
４二热电车间一台多级离心泵，由鼠笼型三相异步电机驱动，电机型号Ｙ０ — ，功率１０ｋ５０２８０Ｗ，额定转速２８￣ｉ，９５ｍｎ电机与泵采用直联式联轴器刚性连接。在检修后开机时振动突然变大。尤其是电机振动更为显著，并且伴有周期性嗡嗡的声音。用Ｅｐｃ５０双通道实时频谱分析仪采集了电机ｎａ２０
图１电机内侧垂直方向振动频谱使振动值达到正常范围，为了进一步确定振源，采用ｒＥｐｃ５０双通道实时频谱分析仪的测相位的功能，对机组各ｎａ２０测点进行相位测量（１，表）电机与泵各测点同向的相位差并没有在１０左右，８。因此排除了振动为联轴器不对中所致。进一步分析时发现电机额定转速２８ｄｎ电机旋转频率９５ｍｉ，

三相异步电动机ppt课件

三相异步电动机的工作原理
通对入称对称三相三绕相电组流三相交流电能
旋转磁场 (磁场能量)
转子绕组在磁场中转子绕组中受到电磁力的作用产生 e 和 i
磁场绕组切割转子绕组
转子旋转起来输出机械能量
机械负载旋转起来
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三相异步电动机的基本原理
• 基本原理——在定子绕组中，通入三相交流电所产生的旋转磁场与转子绕组中的感应电流相互作用产生的电磁力形成电磁转矩，驱动转子转动，从而使电动机工作。
便形成一个合成磁场，如图
所示，可见此时的合成磁场
是一对磁极（即二极），右
边是N极，左边是S极。
两极旋转磁场示意图
i iu
iv
0
3
三相电流波形
iw
3
iu
t
V2 U1
W2
W1 U2
V1
V2 U1
W2
W1
U2 V1
Hale Waihona Puke V2U1 W2W1 U2
V1
t= 0
Iu=Im
t =
Iv=Im
t
=
Iw=Im
• 空间120度对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋转一周，即两个极距；
旋转方向：取决于三相电流的相序。
Im
i1 i2 i3
L1
i1
O
t
旋转磁场是沿着：
U1
V1
W1
L2 i2 W1
L3
i3
V2
U1
W2 U2 V2 V1
U1 W2
◆ 与三相绕组中的三相电流

三相鼠笼式异步电动机点动控制、自锁控制和正反转控制

实验一三相鼠笼式异步电动机点动、自锁控制和正反转控制一、实验目的1. 通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握由电气原理图变换成安装接线图的知识。

2. 通过对三相鼠笼式异步电动机正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。

3. 加深对电气控制系统各种保护、点动控制、自锁、互锁等环节的理解。

4. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。

二、原理说明1. 继电─接触控制在各类生产机械中获得广泛地应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的正、反转继电─接触控制。

交流电动机继电─接触控制电路的主要设备是交流接触器，其主要构造为：(1) 电磁系统─铁心、吸引线圈和短路环。

(2) 触头系统─主触头和辅助触头，还可按吸引线圈得电前后触头的动作状态，分动合（常开）、动断（常闭）两类。

(3) 消弧系统─在切断大电流的触头上装有灭弧罩，以迅速切断电弧。

(4) 接线端子，反作用弹簧等。

2. 在控制回路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁和互锁控制。

（1）自锁。

（2）互锁。

使两个电器不能同时得电动作的控制，称为互锁控制，如为了避免正、反转两个接触器同时得电而造成三相电源短路事故，必须增设互锁控制环节。

○1电气互锁为了避免接触器KM1（正转）、KM2（反转）同时得电吸合造成三相电源短路，在KM1（KM2）线圈支路中串接有KM1（KM2）动断触头，它们保证了线路工作时KM1、KM2不会同时得电（如图30-1），以达到电气互锁目的。

三相异步电动机的拆装及检测汇总

三相异步电动机的拆装技能训练交流电动机拆装与检修任务1三相异步电动机的拆装学时14布置任务知识1.电机的结构2.熟悉基本拆装步骤。

学目 3.掌握三相异步电动机的接线方式与通电步骤。

习标 4. 了解简单常规检测的方法。

目能技能目标：标力 1 .熟练掌握三相异步电动机的拆装工艺。

目2.掌握三相异步电动机的接线方式与检测。

标现有一小型三相笼型异步电动机，对其进行拆分与重装。

具体任务如下：1、按照实训步骤对三相笼型异步电动机进行拆装、检查，并在装配后通电试验。

任务描述信息单欧姆挡的使用（1）选择合适的倍率。

在欧姆表测量电阻时，应选适当的倍率，使指针指示在中值附近。

最好不使用刻度左边三分之一的部分，这部分刻度密集很差。

（2）使用前要调零。

（3）不能带电测量。

（4）被测电阻不能有并联支路。

（5）测量晶体管、电解电容等有极性元件的等效电阻时，必须注意两支笔的极性。

（6）用万用表不同倍率的欧姆挡测量非线性元件的等效电阻时，测出电阻值是不相同的。

这是由于各挡位的中值电阻和满度电流各不相同所造成的，机械表中，一般倍率越小，测出的阻值越小。

万用表使用时应该水平着放。

红表笔插在+孔内，黑表笔插入-孔内。

测试电流就用电流档，而不能误用电压档、电阻挡，其他同理，否则轻则烧万用表内的保险丝，重则损坏表头。

事先不知道量程，就选用最大量程尝试着测量，然后断开测量电路再换档，切不可在线的情况下转换量程。

有表针迅速偏转到底的情况，应该立即断开电路，进行检查。

最后还有一个规矩，就是约定用完后的万用表要把量程开关拨到交流电压最高档，以防别人不慎测量220V市电电压而损坏。

三、钳形电流表钳形电流表就是将可以开合的磁路套在载有被测电流的导体上测量电流值的仪表。

通常用普通电流表测量电流时，需要将电路切断停机后才能将电流表接入进行测量，这是很麻烦的，有时正常运行的电动机不允许这样做。

此时，使用钳形电流表就显得方便多了，可以在不切断电路的情况下来测量电流。

三相异步电动机的故障分析及维修方法

三相异步电动机的故障分析及维修方法一、三相异步电动机结构特点及损坏分析三相异步电动机是由固定部分—定子和转动部分—转子组成的，定子与转子之间留有相对运动所必须的空气隙。

定子是电动机的静止部分，主要由定子铁心、定子绕组和机座等部件组成。

定子铁心它作为电动机的磁路，一般由0.35～0.5mm的硅钢片叠压而成，钢片的表面涂有绝缘漆，内圆表面冲有均匀分布的槽，槽内嵌放定子绕组。

定子绕组的作用是通入三相交流电流，产生旋转磁场。

通常绕组是用高强度漆包线绕制成各种型式的线圈，嵌入定子槽内。

机座是固定定子铁心和定子绕组，并以两个端盖支承转子，同时起到保护整个电动机和发散电动机运行中所产生热量的作用。

转子是电动机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转轴、端盖等部件组成。

转子铁心它作为电动机的磁路是由0.35～0.5mm的硅钢片叠压而成，固定在转轴上。

转子表面冲有均匀分布的槽，槽内嵌放转子绕组。

转子绕组用以切割定子磁场，产生感应电势和电流，并在旋转磁场作用下使转子转动。

转轴用以传递转矩，支撑转子的重量，一般由钢及合金经过机械加工而成。

端盖一般为铸铁件装在机座的两侧，起支撑转子的作用。

三相异步电动机主要有下面两方面损坏情况：1、滚动轴承安装不正确造或润滑脂不合适，造成轴和轴承发生磨擦，使轴磨损严重而损坏。

2、定子绕组损坏。

主要原因是电机过载、匝间、相间、短路、对地击穿等造成定子绕组损坏。

二、三相电动机的定期检修为了避免和减少三相异步电动机突然损坏事故，三相异步电动机需要定期保养和检修。

如遇有电动机过热和定子绕组绝缘太低时，须立即进行检修。

三相异步电动机的检修方法是：将电动机进行解体，对各零件先进行清理，再对它们作表观检查，是否有异常。

然后对关键部位的尺寸进行测量，对电机绕组作电气检查。

1、机械检查检查电机的外壳和端盖是否有裂缝现象，如有裂缝应进行焊接和更换。

检查转子由一侧到另一侧的轴向游隙，测量时将长500~600mm的塞尺，塞入定、转子之间，按4个或8个等分位置来测量气隙，然后取其平均值。

鼠笼式电动机故障判定方法资料(2)

（一）三相异步鼠笼电动机故障的判断方法一、看
观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。
1.定子绕组短路发热时，可能会看到电动机冒烟。
2.电动机严重过载或缺相运行时，可能转速会变慢且运转沉重。
3.电动机正常运行，突然停止时，可能会看到接线盒接线处出现烧焦、开关熔断或某部件被卡住"声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。
（2）若出现"唧哩"声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。
（3）若出现"喀喀"声或"嘎吱"声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用，润滑脂干涸所致。
案例二：日夜班，检修人员20224上风头部溜子，试转启车时分支400馈电开关掉电，经现场兆欧表遥测得知，电机烧毁。更换电机之后，次日，六点班在使用过程中此电机又烧毁。经过详细询问后，并结合6日两点班看溜工的报告发现，电机都是在停车后，重新启车时出现故障，经判断，应是120开关的阻容吸收损毁，致使停车时电机产生的感性负荷过电压将电机定子绕组击穿。故安排六点班维护人员务必在更换电机的同时，更换120开关，更换完成后，直至今日，此电机正常运转。
3.若传动机构和被传动机构发出连续而非忽高忽低的声音，可分以下几种情况处理。
（1）周期性“咚咚”声，可能为联轴器与轴间松动以及键或键槽磨损引起。
（2）不均匀的碰撞声，可能为风叶碰撞风
扇罩引起。
③电动机油泥、灰尘太多影响散热。为确保安全，用手摸时应用手背去碰触电动机外壳、轴承周围部分，若发现温度异常，其原因可能有以下几种。三相异步电动机主要包括定子和转子两个部分，定子由定子绕组和铁心组成，其中定子绕组是电动机的心脏。

三相鼠笼式电机启动过程中能量损耗探讨

一
△ ＾２＝ＪｒＭｄ：ｍｓｔ，Ｉ
（－２２）
从运动方程式得到
Ｍ— ＝；车Ｉ１ｊＭｌ，， ‰（）一ｌ
— ・ｍ。ｄ，ｓ
所有Ｍ＝一争以Ｍ，。
将Ｍ代入（－）２２得到
ＡＡ２＝Ｍ‘ 峨一・ｓｓ，ｄ
铜耗而将铁耗忽略不计。这里不妨假设转子每相电阻为。在启动过程中转子电流，，也
电动机定子绕组在启动过程中的能量损耗可以表示为：
ＡＩＪｌｒｔＡ＝３￣，ｄ
由于在启动过程中可以认为定子电淡Ｉ与转子电淡Ｉ是相等．：的。因此，定子绕组损耗可以表示为：
当电动机带负我启动时， ≠ ０，转子同路又增加了由于负载
转矩引起的能量损耗Ａ，启动时间越长，这部分损耗越大。＾
虽然负载转矩Ｍ对启动时问的长短会有所影响，但影响启动
过程的主要因素是机械惯量。惯量越大，系统的加速度越小，启动
时间越长。因此机械惯量大不仅使 △ ：增大，而且使Ａ也增＾，＾大，这样使更加重了转子回路能量的损耗和发热所以。在考虑转子回路在启动过程中的能量损耗时，应该主要着眼于拖叻系统的机械惯量的影响
其中，为每相电阻折算到定于侧的值。从式（－）以看３１可
出果比ｒｒ越在子的量耗小如值，；小，定中能损就。／
４结论
由于定子穿过气隙传到转子Ｉ路的电磁功率只；，，其中 Ⅱ Ｊ＾
大部分传到电动机转轴上作为机械功率输出。即Ｐ＝Ｍｅ。另一ｏ部分则作为铜耗消耗在Ｋ－网路中。因此，铜耗功率为：Ｔ＂３；一＝Ｍ（ｏ＝，＝Ｐｔ一ＯＭ鳓ｓ于是公式（－）２１可写成如下形式

三相异步电动机的结构与其作用

三相异步电动机结构的各部件起什么作用？异步电动机的结构主要由两个基本部分组成，即定子（静止部分）和转子（旋转部分）。

一．定子它由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。

（1）定子铁心。

它是电动机磁路的一部分，由0.35～0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成，固定在机座内。

定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽口，用来嵌放三相定子绕组。

绕组与铁心之间是互相绝缘的。

（2）定子绕组。

由于它是能量转换的“枢纽”，又称电枢绕组。

它是异步电动机的电路部分，通入三相电源后，就会产生三相旋转磁场。

三相定子绕组是 3个彼此独立、按一定方式连接的对称绕组，它们按一定的空间角度依次嵌在定子槽内。

为了便于变换接法，绕组6个端头都引到接线盒内。

（3）机座。

它一般由铸铁或铸钢制成。

其作用是固定定子铁心和定子绕组。

机座两端的两个端盖，以支承转子轴。

二．转子它是异步电动机的旋转部分，电动机的工作转矩就是从转子轴上输出的。

它由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。

（1）转子铁心。

它是电动机磁路的一部分，是由圆形薄硅钢片叠装而成。

在硅钢片外圆上冲有均匀分布的槽口，用来嵌放转子绕组。

转子铁心压装在轴上。

（2）转子绕组。

它又分为笼型和线绕式两种。

目前中小型异步电动机的笼型转子，一般都用熔化的铝浇入转子铁心槽内，并将两个端环（短路环）与冷却用风扇浇铸在一起而成。

由于转子绕组形状像鼠笼，故称为笼型异步电动机。

线绕式转子绕组和定子绕组相似，也是三相对称绕组，一般都接成星形。

3个出线端通过转轴内孔分别接到与转轴固定的3个铜制互相绝缘的滑环上（集电环），滑环靠电刷与外接变阻器电路相连接，接入变阻器主要是为了改善电动机的起动性能或调节电动机的转速。

（3）转轴。

它主要是支承转子及传递转矩，并保证定、转子之间各处均匀的空气隙。

空气隙也是电机磁路的一部分，空气隙越小，功率因数越高，空载电流越小。

一般中小型电动机的气隙0.2～1.5mm。

2/2二、三相异步电动机的结构（一）定子（静止部分）1、定子铁心作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。

直线感应电动机气隙大小对其起动性能的影响

摘要以一台起动推力为２５２Ｎ的直线感应电动机为例进行分析，整个电机模型作为求将解域，采用有限元方法对电机的起动过程进行了仿真计算，并对电机起动过程进行了实验，结实验果验证了仿真计算的正确性，在磁场数值计算的基础上分析了气隙大小变化对电机性能的影响。关键词直线感应电机；起动性能；隙大小；限元气有
直线感应电动机的电磁场是一个三维场，因为铁磁材料的非线性以及次级的实心结构，使其成为—个非线性场。三维场问题计算量大，为将其转化为二维场，本文做出以下几点假设：
（）忽略初级铁心的磁滞效应，１铁磁材料的非线性由基本磁化曲线考虑；
（）各层媒质是均匀的，２各向同性的；（）３各场量随时间作正弦变化；（）次级仅在纵向移动。４建立直线电机堵转时的电磁场求解模型如
影响进行了仿真计算，并对电机起动过程进行了实验，实验结果验证了仿真计算的正确性。
１直线感应电动机有限元分析
１１直线电机模型．台起动推力为２５２Ｎ的直线感应电动机，
一
Ｊ吉）（），）昙＋吉＝（，一（茜＋一罢
０引言
直线感应电动机不需要中间传动机构就可以将电能直接转化为直线运动，它具有结构简单、随
动性好、控制方便、散热效果好等一系列优点，因此得到了广泛的应用。直线感应电动机具有和旋
长初级直线感应电动机的基本参数如表１所示。
表１电机的基本参数
转电机相同的工作原理，所不同的是，由于直线电机铁心两端开端造成直线电机绕组的不连续，导致它存在特殊的边端效应：向边端效应和横向纵边端效应Ｈ。边端效应的存在严重影响了直线电机的性能，引起直线电机功率因数和起动推力的减少。又因为直线感应电动机主要运行在起动

三相交流鼠笼式异步电动机的故障及检修

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三相交流鼠笼式异步电动机的故障及检修
赵忠林
（华电能源股份有限公司富拉尔基热电厂，黑龙江齐齐哈尔１６１０４１）
摘要：三相交流鼠笼式异步电动机是一种将电能转变为机械能的设备，其结构简单、造价低，因此被广泛用作一般机械设备的动力。它作为电力企业中的重要设备、各种故障经常发生，有时故障的发生是各种原因同时存在的，我们对电动机各种故障的分析、判断和处理，以找到解决处理故障的最佳方法，以最快、最准确的方法，判断和处理电动机发生的各种故障，消除设备缺陷而带来的隐患，保证电功机安全、经济、稳定运行。／关键词：电机；故障；隐患；处理在电力生产中，电动机的异常运行会直接导致电动机本身的损坏和分，又是容易磨损的部件。２２．１故障睑渣：运行中检查允｛午轴承有均匀而有低的轰轰声，但噪音不得过大，噪音大的轴承所拖机械设备的停产。危及设备和人身的安全，降低设备的利用率。及时连续的哗哗声和丝丝声，判断和处理电动机的故障和隐患Ｘ帔备安全、稳定运行具ｊ艮重要的作般工作面鞍９勘随，内外圈径向儒摧睦等命较短。２２２运行中轴承有断续的而均匀的嚓嚓敲击声和沙沙嘶哑声，可根据经验４断轴承内有硬质用。沙粒或滚动体不圆，滚动体或内外圈滚道有裂痕锈蚀。２２３轴承内外圈不１异步电动机的常见故障分析及处理方法１．１当确定为电动机本身故障时：应检查定、转子是否有接地或绕组同心，轴承内外圈滚道偏斜，轴承径向间隙太小。２２．４有时轴承噪声开始但电机运ｆ亍一段时间后，桑声减弱， —般是润湖勖Ⅱ 的太少，轴承发局部有匝间短路、短路严重时，电动机绕组很快就会冒烟烧损电动机。检很大，查劲鞋煳常用兆欹４绕组的对地绝缘，若指针为零则绕组接地。测热后润滑脂自动形成均匀油膜的缘故，轴承长期运转后工作面自动磨合２５故障修理：轴承内有硬质沙粒可停机拆卸后清洗，消量绕组匝间短路，则用双臂电桥测量三相绕组的直流电阻的平衡情况。若也是—个原因。２轴承内外圈不同心、滚动体不圆、滚道有裂痕、三相绕组的直流电阻相差很大，（按规定２０ＫＷ及以上电动机的三相绕组除锈蚀可用砂布进行处理，直流电阻值相差不允许超过２％、否则必须查明原因）在各部连线接触良要及时更换新轴承，新的轴承型号要符苣要求。好的隋况下，说明绕组存在匝间短路现象。对于绕组接地，绕组短路的处２３转轴的修理。２３．１转轴弯曲：如果电动机运行时振动过大，或者转子受到强烈碰撞后，应将转子夹在车床匕用千分表检查转轴是否有弯曲理通常就是重绕。１２电动机绕组绝缘电阻低及处理方法：１２１电动机内部进水、受潮。现象。假如轴伸弯曲，轴伸在胡械强度允许的情况下，可将轴伸车小，再用镶轴套加工到轴伸要求的尺寸，公差和光洁度。也可处理方法：电动机解体定子绕组做烘干处理。１２２绕组匕有油污、杂物，影热套的方法在轴伸Ｅ响电机绝缘。处理方法：清除绕组匕的油污、杂物。１２３电动机绕组绝缘老以在轴伸上用电焊堆焊的方法将轴伸加粗（堆焊后要局部热处理），然后再放到车床匕精车，加工到轴伸要求的尺寸，公差和光洁度。２３２键槽窗化。处理方法：检查绕组绝缘老化隋况，更换绕组绝缘。１３电动书电原因：１３．１电动机的引出线绝缘不良碰壳，或接损：键槽睫损后，可将键槽的周围锉平、打光，然后在磨损键槽的对面、另铣假如原来的键借磨损并不严重，也可以将轴伸及联轴器的键槽宽线盒接线柱绝缘不良。处理方法：检查后套匕绝缘管或包扎绝缘带。１３２键槽。另配轴键继续使用。２３３轴承挡磨损：轴承挡磨损后，轴承就绕组端部太长接触电动棚两侧端盖。处理方法：端盖拆下后接地现象即消度放大—号，除，应将绕组端音０匕绝缘漆，并垫上绝缘纸再装Ｅ端盖。１３３电动机绕会走内圈。也称‘ ‘ 研轴” 。轴承—走内圈，轴承挡的磨损就更加厉害，引起电发展到严重时会引起定、转子相擦，也称‘ 扫膛” 。如轴承档只有组拯她。处理方法：应仔细检查找出接地点，常遇到的接地点—般发生在动机振动。可采用电镀的方法在轴承档上镀一层络，如磨损较多，可在绕组伸出槽外的交接处，如该处故障不严重，此时应加热将绕组软化退出轻微的磨损，故障绕组槽楔，可用竹片或绝缘纸插入铁与绕组之间，如接地线故障排轴承档表面用电焊堆焊一层（堆焊后要局部热处理）然后在车床上加工到也可以将轴承挡车小后，用热套的方法镶套，除，可将此处用绝缘带包扎好，打匕槽楔并刷上绝缘漆，如接地点发生在规定的尺寸公差和光洁度，槽内，必须引奂绕组。然后将轴承档加工到规定的形状，尺寸，光洁度。１４电动机ｊ绗时声音不正常的原因及处理方法：在带负荷运行时转２４电机端盖的检修。如果电机端盖与轴承外套配合过松时，可将端Ｏｍｍ左右，然后再车—合适的套（套的内径与轴承外速明显下降并发生低沉的吼声：原因可能是由于三相电流不平衡、负荷过盖内圈用车库车去ｌ｝径与端蛊车好的内圈公差配台适当）镶在端盖重或单相ｉ亍弓Ｉ起的噪音。处理方法：查明是否定子三相绕组ｉ等在圃司短圈公差配合适当，套的夕路现象和三相电源电压是否平衡，减轻负荷，检查是绕组断线、还是电源上，且用短丝呈１２０度角固定使其牢固，将轴承打人端盖内，也可以使用电镀方法进行修补，对于小功率的电机也可以使用冲子进行修整，然后将缺相、然后消除故障。１５电动机振动的处理方法；１５．１电动机地脚螺栓松动或基础不牢。轴承打人端盖内。无论使用任何方法修补，加强巡视检查和日常维护对减处理方法：将电动机地脚螺丝打紧，将电动机基础安装平稳牢固。１＿５２电少和避免电动机在运行中发生故障是相当重要的，其中最重要的环节是动机转子不稳定。处理方法：需＿￣ ≈Ｊ一－１ｚ侧－校刘稳定。１５３电动机加强巡视检查和及时排除任何不正常现象的引发根源。出现事故后认真转轴弯曲。处理方法：需将电动机转子转轴校直使之符合规定值。１．５Ａ小分析采取对策，减少事故次数，降低检修工作量，提高电动机的工作效率，容量电动机风扇损坏，松动。处理方法：更换合格风扇。１．５５皮带或联轴器是我们必不可少的技术工作。现在各企业领导和技术＾员已经认识到，只常巡视检查；（巡视检查人员要做到；眼看：观察电动机不平衡，中心不对称。处理方法：重新对皮带轮或联轴器校平衡，并重新找有加强电动机的日前后轴承端盖、电源引＾线有无过热变色现象。耳听：使用听力棒监听轴正使之对称。承运行时的声音，有无杂音及异常声响。手摸：用手感触电动机在运行中２电动机机械常见的故障分析和处理２．１定转子铁芯故障的检修：定转子铁芯都是与相互绝缘的硅钢片叠的振动值、电动机席撇、前后轴承的温度是否超过规程规定枥准。）（电动机为滚动轴承的要定期添加或更换润滑脂，润滑脂添加成是电动机的碰避涪盼，为了提高产品的技术经济指标，异步电机的气隙维修保养；都很小，定转子铁芯的故障原因主要由以下几点：２１．１加工或：装配不良，要适量，滚动轴承的油室也应充入适当的润滑脂，注入量占油室的／２２／３为适宜。并仔细检查前后轴承的间隙是逯过规定际准，超过规轴承损坏时造成定转子相擦，也称“ 扫膛” 使铁芯表面损坏造成硅钢片间１短路，形成涡流，电动机铁口，温升过高，附ｎ嘣抹ｅ噌大。处理方法：这定必须更换新轴承。并清除电动机的各部灰尘和油污）。才能使电动机更时应用细锉等工具除去毛刺，消除硅钢干净后涂上绝缘漆，并经济安全地为企业仓雌更多的财富。参考文献加热烘干。２．１２因进水或受

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三相鼠笼电机气隙对性能的影响分析王道元摘要：感应电机的气隙大小直接影响电机运行的各项性能指标，是电机设计和优化过程中最为关注的参数之一。

本文以一个三相笼型异步电动机为例，首先在MaxwellAnsof t 电磁分析软件中建立感应电机有限元仿真模型，然后得出了在不同气隙大小情况下对气隙磁密、相反电动势、功率因数、附加损耗、效率和启动转矩的影响。

关键词：感应电机；气隙大小；功率因数；效率；The Influence of Air-gap on the Performance Analysis of Induction Motor Abstract:Air-gap of induction motor which directly influences the performance of motor, is one of the most important indexes when design and optimizing motors. This paper sets up a model of three-phase squirrel-cage asynchronous motor，The Ansoft Maxwell software was used to have created a finite element simulation model of induction motor. Under different air-gap length, the air-gap magnetic field, back electromotive force, power factor,supplement losses, power efficiency and starting torque were influenced.Key words:induction motor; air-gap length; power factor; power efficiency1 引言鼠笼电机因其转子绕组形状像一个鼠笼而得其名。

由于其结构简单，价格低廉，运行可靠，坚固耐用，易于控制等优点，是应用最为广泛的电机之一。

而电机的气隙大小则对电机的性能和运行可靠性影响很大。

因此，气隙对电机运行的影响研究日益重要。

气隙的大小取决于定子内径、轴的直径和转子铁心的长度。

由于电机定、转子冲片的开槽和转子的旋转，气隙磁场并不是我们想要的理想正弦波磁场，所以气隙并不是越小越好或是越大越好，应该有最佳值。

因此。

电机气隙长度的选取显得极为重要，为此，需要直接进行电机电磁场的数值计算和分析[]31-。

本文采用有限元法对三相笼型异步电动机电磁场进行数值计算,分析、计算了三相笼型异步电动机不同的气隙长度与气隙磁密、相反电动势、功率因数、附加损耗、效率和起动转矩的关系。

2 气隙长度的确定[]4通常气隙δ选取得尽可能地小，以降低空载电流，因为感应电机的功率因数ϕcos主要取决于空载电流。

但是气隙不能过小，否则除影响机械可靠性外，还会谐波磁场及谐波漏抗增大，导致启动转矩和最大转矩减小，谐波转矩和附加损耗增加，进而造成较高温升和较大噪声。

气隙δ的数值基本上决定于定子内径、轴的直径和转承间的转子长度。

因为机座、端盖、铁心等在加工和装配时都有一定偏差；而轴的直径和轴承间的距离决定了轴的挠度；定转子装配在一起后。

定子铁心内圆和转子外圆的不同心度决定了气隙的不均匀度，其值对电机运行性能有很大影响。

气隙的大小要综合上述两个方面，并根据生产经验和所设计电机的特点加以确定。

对于功率较小的电机，可用经验公式来求δ()m 单位为： ()31i 1074.03.0-⨯+=i l D δ (1) 式中 1i D —定子内经，单位为m ；i l —铁心长度，单位为m 。

对于大、中型电机。

16~22=p ,可用经验公式来求δ()m 单位为： 3110291-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≈p D i δ (2) 式中 1i D 单位为m .3 有限元仿真分析在仿真分析中，一个完整的分析过程包括：创建模型、赋予材料属性、添加激励与边界条件、网格剖分、求解设置、求解和结果后处理。

Ansoft Maxwell 的磁场分析包括静磁场分析、涡流磁场分析、瞬态磁场分析。

为了方便对电机各部分损耗进行对比分析，本文采用Ansoft Maxwell 中的Magnetic/Transient 分析模块。

3.1 电机模型及参数三相异步电动机的工作原理：三相电源给定子绕组供电，产生以同步转速旋转的磁场，磁场相对于转子绕组转动，在转子绕组中感应电动势。

转子绕组闭合，有电流流过，转子电流在磁场中受力并产生电磁转矩，带动转子和负载旋转。

而本文所采用的是三相单鼠笼异步电动机，模型结构如图1所示。

图1 三相鼠笼异步电动机模型电机主要参数如表1所示。

表1 电机主要参数参数单位数值额定功率kW 11额定电压V 380 相数 3极对数 2定子外径mm 260定子内经mm 170铁芯长度mm 155定/转子槽数36/26额定转速r/min 1462转子外径mm 169转子内径mm 603.2 仿真结果本文所设计的是三相笼型异步电机，气定转子间的气隙是非均匀的，通过有限元仿真可求的电机在不同气隙长度下的相反电动势、效率、功率因数和转矩。

电机效率曲线如图2所示：如图2 电机效率曲线如图2横坐标是电机的输入功率，纵坐标是电机的效率，从图中可以看出，随着气隙的不断变大，电机的效率越低。

因为气隙越大，磁阻越大，在磁势一定的情况下，磁通变小，那么电机的效率就会降低。

[]8如图3 电机功率因数曲线如图3所示是电机功率因数曲线，横坐标是电机的输入功率，纵坐标是电机的功率因数。

从图中可以看出，随着气隙的逐渐变大，电机的功率因数逐渐减小[]7。

因为随着气隙增大，损耗变大，从而导致功率因数减小。

如图4 相反电动势计算波形如图4所示是相反电动势计算波形，横坐标表示时间，纵坐标表示相反电动势。

在电机启动初期，气隙越大相反电动势逐渐减小，但是随着逐渐趋于稳定时，相反电动势不再随气隙大小而变化[]6。

如图5 气隙长度为1mm如图6 气息长度为1.5mm如图7 气隙长度为2mm如图5、图6、图7所示是启动转矩曲线，从图形可以看出，随着时间的推移，转矩逐渐趋于稳定，由于转矩与转速成反比，当转速达到额定值时，电机的启动转矩也就将趋于稳定。

所以转矩最后趋于稳定。

然而随着气隙的逐渐增大，转矩变小，转速增大[]5。

从计算结果可以看出，气息对转矩和反电动势有影响，同时对效率和功率因数均有较大的影响。

气隙长度越小，反电动势越大，效率和功率因数也得到提高[]9。

但是气隙越小也会影响启动转矩，使启动转矩下降，从而影响电机性能。

因此气隙长度的选择需要综合考虑，本文三相鼠笼异步电动机所选择的定转子气隙长度是1mm。

4 结束语本文采用有限元法对三相鼠笼异步电动机电磁场进行数值计算,计算了电机在不同气隙长度下的相反电动势、功率因数、效率和起动转矩;并对本文设计的三相11 kW三相鼠笼异步电动机的空载相反电动势进行了数值计算和实验研究,结果表明气隙长度的选取对自起动实心转子永磁同步电动机的起动转矩、效率、功率因数等参数具有较大的影响,电机设计时应综合考虑各方因素来选择合适的电机气隙长度[]4。

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