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第5章 三相异步电动机
本章要点
三相异步电动机的基本知识
三相异步电动机绕组的基本知识
三相异步电动机的安装、运行和维护
三相异步电动机运行前的检查
三相异步电动机运行中的常见故障和处理及技能训练
电动机技能训练
5.2 异步电动机的选用原则
1.常用的异步电动机的型号、结构和用途
2．电动机的选配
（1）电动机的选配必须适应各种不同机械设备和不同的工作环境的需要，根据机械设备对电动机的起动特性、机械特性的要求选择电动机种类。选用原则如下：
①无特殊的变速、调速要求的一般机械设备，可选用机械特性较硬的鼠笼式异步电动机。
②要求起动特性好、在不大的范围内平滑调速的设备，应选用绕线式异步电动机。
③有特殊要求的设备，则选用特殊结构的电动机。例如小型卷扬机、升降设备及电动葫芦，可选用锥型转子制动电动机。
④根据电动机的使用场合选择它的结构型式。在灰尘较少而无腐蚀性气体的场合，可选用一般的防护式电动机；而潮湿、灰尘多或含腐蚀性气体的场合应选用封闭式电动机；在有易爆气体的场合，则选用防爆式电动机。
（2）电动机功率要严格按机械设备的实际需要选配，不可任意增加或减小容量。在具有同样功率的情况下，要选用电流小的电动机。
电动机的容量（功率）应当根据所拖动的机械负荷选择。如果电动机的容量选得过小，则造成电动机过载发热。长时间的过载将引起电动机绝缘破坏，甚至烧毁电动机。所以选择电动机容量时应留有余地，一般应使电动机的额定功率比拖动的负荷稍大—些，当然也不可过大，否则会使电动机的效率、功率因数下降，造成电力的浪费。
（3）电动机的转速应根据机械设备的要求选配，可选择高速电动机或齿轮减速电动机，还可以选用多速电动机。
（4）电动机工作电压的选定，应以不增加起动控制设备的投资为原则。
（5）电动机温升的选择，应根据具体使用环境的实际要求。高温高湿和通风不良等环境，应选用具有较高温升的电动机，当然电动机允许温度越高，价格也越高。
5.3 电动机运行前的检查和试车
5.3.1起动前的检查
1）测量绝缘电阻。
通常对500V以下的电动机用500V的兆欧表测量，对500~3000V电动机用1000V兆欧表测量其绝缘电阻，对3000V以上的电动机用2500V兆欧表测量其绝缘电阻。
测量前应首先检查兆欧表
验表后，测试前应拆除电动机出线端子上的所有外部接线。
电动机每1kV工作电压，绝缘电阻不得低于1兆欧，电压在1千伏以下、容量为1000千瓦及以下的电动机，其绝缘电阻应不低于0.5兆欧。
2）检查二次回路接线是否正确，二次回路接线检查可以在未接电动机情况下先模拟动作一次，确认各环节动作无误，包括信号灯显示正确。检查电动机引出线的连接是否正确，相序和旋转方向是否符合要求，接地或接零是否良好，导线截面积是否符合要求。
3）检查电动机内部有无杂物，用干燥、清洁的200-300kPa的压缩空气吹净内部（可使用吹风机等来吹），但不能碰坏绕组。
4）检查电动机铭牌所示电压、频率与所接电源电压、频率是否相符，电源电压是否稳定（通常允许电源电压波动范围为±5%），绕组接法是否与铭牌所示相同。如果是降压起动，还要检查起动设备的接线是否正确。
5）检查电动机紧固螺栓是否松动，轴承是否缺油，定子与转子的间隙是否合理，间隙处是否清洁和有无杂物。检查机组周围有无妨碍运行的杂物，电动机和所传动机械的基础是否牢固。
6）检查保护电器（断路器、熔断器、交流接触器、热继电器等）整定值是否合适。动、静触头接触是否良好。检查控制装置的容量是否合适，熔体是否完好，规格、容量是否符合要求和装接是否牢固。
7）电刷与换向器或滑环接触是否良好，电刷压力是否符合制造厂的规定。
8）检查起动设备是否完好，接线是否正确，规格是否符合电动机要求。用手扳动电动机转子和所传动机械的转轴（如水泵、风机等），检查转动是否灵活，有无卡涩、摩擦和扫膛现象。确认安装良好，转动无碍。
9）检查传动装置是否符合要求。传动带松紧是否适度，联轴器连接是否完好。
10）检查电动机的通风系统、冷却系统和润滑系统是否正常。观察是否有泄漏印痕，转动电动机转轴，看转动是否灵活，有无摩擦声或其他异声。拆下轴承盖，检查润滑油质、油量。一般润滑脂的填充量应不超过轴承盒容积的70％，也不得少于容积的50％。
11）检查电动机外壳的接地或接零保护是否可靠和符合要求。
5.3.2电动机的空载试车
空载试车的目的是检查电动机通电空转时的状态是否合格。空载试车的检查项目及要求如下：
1）运行时检查电动机的通风冷却和润滑情况。
2）判断电动机运行音响是否正常。
3）测量空载电流。
4）测量电动机各部分温升。
5）检查电动机的振动。
6）检查绕线式电动机电刷与滑环工作情况。
5.3.3测量电动机的绝缘电阻、空载电流、转速及运行温度技能训练
1．实训目的
1）学会使用兆欧表测量电动机绝缘电阻。
2）学会使用钳形表测量电动机的空载电流。
3）学会使用转速表测量电动机的转速。
4）掌握使用点温计测量电动机的运行温度。
2．实训设备
兆欧表、钳形表、转速表、转速计、半导体点温计、电动机及常用电工工具一套。
3．实训内容
（1）测量三相鼠笼型异步电动机绝缘电阻
1）选用兆欧表。测量额定电压500V以下的旧电动机的绝缘电阻可选用500V兆欧表；测量额定电压500V以下的新电动机或额定电压在500V以上的电动机可选用1000V兆欧表。
2）对兆欧表进行检查。兆欧表的外观应清洁、无破损；摇把应灵活；表针无卡死现象；各端钮齐全；测试线绝缘应良好。将兆欧表水平放置，两支表笔分开，摇动手柄，表针指向无穷大（∞）处。做短路试验，将两表笔短接、轻摇手柄，表指针应指零欧（0）处。注意：做兆欧表短路试验时，表针指零后不要继续摇手柄，以防损坏兆欧表；不能使用双股绝缘导线或绞型线做测量线，以避免引起测量误差。
3）摇测定子绕组相间绝缘。将兆欧表水平放置，把两支表笔中的一支接到电动机一相绕组的接线端上（如U相），另一支接到电动机另一相绕组的接线端上（如V相），顺时针由慢到快摇动手柄至转速120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。
数据读完后，先撤表笔后停摇。按以上方法再测U相与W相，V相与W相之间的绝缘电阻，并记录在表中。
项目 U-V V-W W-U U-地 W-地 V-地
测量值
结果分析
三相鼠笼型异步电动机绝缘电阻
4）摇测绕组对机壳的绝缘。将兆欧表的黑色表笔（E）接于电动机外壳的接地螺栓上，红色表笔（L）接于绕组的接线端上。摇动手柄转速至120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。然后，先撤表笔后停摇。按以上方法再摇测V相对机壳，W相对机壳的绝缘电阻。并记录测量结果。
5）绝缘电阻合格值。新电动机绝缘电阻值不应小于1MΩ；旧电动机定子绕组绝缘电阻值每伏工作电压不小1KΩ；绕线式电动机转子绕相每伏工作电压不小于0.5KΩ。
将测量数据与上述合格值进行比较。绝缘电阻值大于合格值的电动机可以使用。
（2）测量电动机的空载电流
1）选表。测量笼型异步电动机空载电流可选用磁电式钳形电流表，而测量绕线式电动机转子绕组电流应选用电磁式钳形电流表；根据被测电动机铭牌上的额定电流值选择合适量程的钳形电流表。
2）验表。钳形电流表的外壳应清洁完整、绝缘良好、干燥；钳口应能紧密闭合；使用前应进行机械调零。
3）测量。根据被测电流的大小，选择钳形电流表适当的挡位，如无法估计被测电流大小，则应先将量程置于最大挡；使被测导线位于钳口内的中央读数，如果测量使表针过于偏向表盘两端时，应打开钳口将表退出，更换量程后重新嵌入进行测量，读数时眼睛的视线应垂直于表盘，将读数乘以倍率得出测量结果。并记录在表中
项目
测量值
结果分析
三相鼠笼型异步电动机的空载电流
注意：
测量者应戴绝缘手套或干燥的线手套；
注意与带电体的安全距离；
测量电动机电流时仅钳入电源一根相线，如测量值太小（钳形电流表已换到最小量程）；
可将导线绕几圈放入钳口测量，然后将测量结果除以放进钳口内的导线根数；
如测量时有杂音，可将钳口打开一下再闭合即可消除；测量完毕应将量程放于最大量限，防止再次使用时未转换量程而损坏电表；
不宜用钳形表去测裸导体中的电流
（3）测量电动机的转速
方法一：使用离心式转速表测电动机的转速
1）检查电动机的各端子接线和接地线，检查电动机轴头，如果有油污应先擦净。
2）检查转速表的测轴转动是否灵活。根据电动机轴头的情况选择合适的测速器在测轴上卡好，先将调速盘旋转到最低测速范围，转动测速器观察分度盘上的指针显示是否正常。根据电动机铭牌上的转速值，选择适当的测速范围，即将调速盘上的刻度数值转到与分度盘相同的水平面。
例如：从电动机铭牌查得转速为1450r/min，使用LZ-45转速表测速，从调速盘查得转速幅度Ⅲ为450～1800转，则将调速盘转到转速幅度Ⅲ。如不知道电动机的转速，则应选择最高转速范围V，然后根据读得转速降低转速范围。
3）测速。电动机启动后，使测速器与电动机轴缓慢接触，注意使两轴保持同一水平轴线，逐步加力使测轴与电动机轴转速一致。测速器不可打滑。保持良好接触，但也不能过分用力。由于选择转速幅度Ⅲ，所以从分度盘外圈读取指针所指向的数字乘以100即为所测的转速（若使用转速幅度Ⅱ、Ⅳ、则读取分度盘内圈数字再乘以相应的倍率）。测量后将调速盘转到测速范围Ⅴ。
方法二：使用HT-331数字式转速计测电动机的转速
1）验表。打开转速计背面的电池盒盖，装入4节容量充足的5号电池，注意要按盒内的标记装入，不可将极性装反，盖好电池盒盖。按下转速计正面的按钮，显示屏应显示“0000”，用手转动测轴，显示屏应显示转速值，并能保持读数1秒左右。
2）选择适当的测速器卡在测轴上，使测轴与电动机轴保持同一轴线，与电动机轴头接触良好并保持同一转速，从显示屏上直接读测量结果。
注意：被测电动机应安装牢固、接地可靠、运行平稳；测量环境应有足够的照明；测量者应穿规定的工作服，注意与旋转部件保持安全距离并有人监护。
（4）测量电动机的运行温度
1）验表。半导体点温计的外壳应清洁、完好，探头引线应完好，插头接插良好，点温计内应安装电压规格符合要求的干电池；使用前先进行表针的机械调零和满刻度调零，然后将旋钮置于“测量”位置备用。
2）测量。将被测电动机的吊环卸下，可在吊环孔内放入少许棉絮以防电动机振动损坏点温计探头，为保证热量传导，可在吊环孔内加少量机油；然后将探针小心地放入孔内，使探头与被测电动机铁芯良好接触，待点温计指针稳定后读取测量值。该测量值即为电动机铁芯的运行温度。据此温度可推算电动机绕组的运行温度和计算电动机的温升。
注意：测量时要保持与电动机等设备的安全距离；点温计探头为玻璃封装的半导体PN结，强度低，易损坏，应注意保护；测量环境应有足够的照明；不能有强电磁场；点温计使用后应关闭电源，长期不用应取出电池，保存在干燥、无腐蚀性气体的场所。
5.4电动机运行中的监视与维护
1）听电动机在运行时发出的声音是否正常。
2）观察电动机有无振动。
3）闻电动机运行时的气味。
4）监视电动机运行中的温度。
5）注意电动机的清洁和通风。
6）要定期测量电动机的绝缘电阻，特别是电动机受潮时，如发现绝缘电阻过低，要及时进行干燥处理。
7）对绕线式电动机，要经常注意电刷与滑环间的火花是否过大，如火花过大要及时停机检修。
8）监视电动机运行时的电流。
9）对电动机起动控制设备的维护。

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