•                                                            感應(yīng)電動機(jī)

    感應(yīng)電動機(jī)，又稱“異步電動機(jī)”，是將轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的裝置。轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)體，通常多呈鼠籠狀。由電氣工程師尼古拉·特斯拉于1887年發(fā)明。

電動車簡介

   感應(yīng)電動機(jī)又稱“異步電動機(jī)（asynchronousmotor）”，即轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

轉(zhuǎn)子是可轉(zhuǎn)動的導(dǎo)體，通常多呈鼠籠狀。定子是電動機(jī)中不轉(zhuǎn)動的部分，主要任務(wù)是產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場并不是用機(jī)械方法來實現(xiàn)。而是以交流電通于數(shù)對電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，故相當(dāng)于一個旋轉(zhuǎn)的磁場。這種電動機(jī)并不像直流電動機(jī)有電刷或集電環(huán)，依據(jù)所用交流電的種類有單相電動機(jī)和三相電動機(jī)，單相電動機(jī)用在如洗衣機(jī)，電風(fēng)扇等；三相電動機(jī)則作為工廠的動力設(shè)備。

發(fā)明者

    尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla，1856年7月10日~1943年1月7日），塞爾維亞裔美籍發(fā)明家、機(jī)械工程師、電氣工程師。他被認(rèn)為是電力商業(yè)化的重要推動者之一，并因主持設(shè)計了現(xiàn)代交流電系統(tǒng)而最為人知。在邁克爾·法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁場理論的基礎(chǔ)上，特斯拉在電磁場領(lǐng)域有著多項革命性的發(fā)明。1887年發(fā)明感應(yīng)電動機(jī)，他的多項相關(guān)專利以及電磁學(xué)的理論研究工作是現(xiàn)代的無線通信和無線電的基石。

工作原理

   通過定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場（其轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速n1）與轉(zhuǎn)子繞組的相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子繞組切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而使轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流。轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流與磁場作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸接近同步轉(zhuǎn)速時，感應(yīng)電流逐漸減小，所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)減小，當(dāng)異步電動機(jī)工作在電動機(jī)狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速小于同步轉(zhuǎn)速。為了描述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n1之間的差別，引入轉(zhuǎn)差率（slip）。

基本結(jié)構(gòu)

單相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

    單相異步電動機(jī)就是只需單相交流電源供電的電動機(jī)。單相異步電動機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機(jī)殼、端蓋等構(gòu)成。定子由機(jī)座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成，槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔90°電角度的主繞組（也稱運(yùn)行繞組）和輔繞組（也稱起動繞組成副繞組）。主繞組接交流電源，輔繞組串接離心開關(guān)S或起動電容、運(yùn)行電容等之后，再接入電源。轉(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子，它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中，并一起鑄出端環(huán)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型。

   單相異步電動機(jī)又分為單相電阻起動異步電動機(jī)，單相電容起動異步電動機(jī)、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī)和單相雙值電容異步電動機(jī)。

三相異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

   三相異步電動機(jī)主要有由定子和轉(zhuǎn)子，軸承組成。定子主要由鐵心，三相繞組，機(jī)座，端蓋組成。定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內(nèi)圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。三相繞組由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結(jié)構(gòu)完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規(guī)律分別嵌放在定子各槽內(nèi)。其作用是通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。機(jī)座通常為鑄鐵件，大型異步電動機(jī)機(jī)座一般用鋼板焊成，微型電動機(jī)的機(jī)座采用鑄鋁件，其作用是固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護(hù)、散熱等作用。封閉式電機(jī)的機(jī)座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護(hù)式電機(jī)的機(jī)座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機(jī)內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。端蓋主要起固定轉(zhuǎn)子，支撐和防護(hù)作用。轉(zhuǎn)子主要由鐵心和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉(zhuǎn)子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內(nèi)圓來沖制轉(zhuǎn)子鐵心。一般小型異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機(jī)（轉(zhuǎn)子直徑在300~400毫米以上）的轉(zhuǎn)子鐵心則借助與轉(zhuǎn)子支架壓在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子。 （1）鼠籠式轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子繞組由插入轉(zhuǎn)子槽中的多根導(dǎo)條和兩個環(huán)行的端環(huán)組成。若去掉轉(zhuǎn)子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機(jī)采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機(jī)采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。鼠籠轉(zhuǎn)子分為：阻抗型轉(zhuǎn)子、單鼠籠型轉(zhuǎn)子、雙鼠籠型轉(zhuǎn)子、深槽式轉(zhuǎn)子幾種，起動轉(zhuǎn)矩等特性各有不同。繞線式轉(zhuǎn)子：繞線轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉(zhuǎn)軸的三個集流環(huán)上，再通過電刷與外電路聯(lián)接。

工作方式

1 異步電動機(jī)起動方式

1.1 軟起動

隨著微型計算機(jī)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，在相關(guān)的控制工程領(lǐng)域中先后研制成功了一批電子式軟起動控制器，廣泛應(yīng)用在電動機(jī)的起動過程，降壓啟動器隨之被替代。當(dāng)前電子式的軟起動設(shè)施都使用的是晶閘管的調(diào)壓電路，其電路構(gòu)成如下所描述：晶閘管六只，兩兩反并聯(lián)后串聯(lián)至三相電源上，待系統(tǒng)發(fā)送起動信號后，微機(jī)控制起動器系統(tǒng)立即進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，令晶閘管輸送觸發(fā)信號，使晶閘管的導(dǎo)通角得到控制，根據(jù)給定的輸出，調(diào)節(jié)輸出電壓，實現(xiàn)電動機(jī)的控制。該起動方式適合各種功率值的三相交流異步電動機(jī)包括六根和三根連接方式的起動控制。

1.2 直接起動

此種起動方式是電機(jī)起動方式中最基礎(chǔ)最簡單的，首先借助用刀開關(guān)使電動機(jī)與電網(wǎng)進(jìn)行連接，此時在額定電壓下電動機(jī)起動并運(yùn)行起來，該方式特點為：投資少，設(shè)備簡單、數(shù)量少，雖然起動時間短，但起動時的轉(zhuǎn)矩較小，電流較大，比較適合應(yīng)用在容量小的電動機(jī)起動。

1.3 降壓起動

由于直接起動存在較大的缺點，降壓起動隨之產(chǎn)生。這種起動方式適用的起動環(huán)境為空載和輕載這兩種情況，由于降壓起動方式是在同時實現(xiàn)了限制起動轉(zhuǎn)矩和起動電流的，因此起動工作結(jié)束后需要使工作的電路恢復(fù)到額定狀態(tài)。 

制動方式

   三相感應(yīng)電動機(jī)電氣制動方式有：能耗制動、反接制動、再生制動三種。

(1)能耗制動時切斷電動機(jī)的三相交流電源，將直流電送入定子繞組。在切斷交流電源的瞬間，由于慣性作用，電動機(jī)仍按原來方向轉(zhuǎn)動，這種方式的特點是制動平穩(wěn)，但需直流電源、大功率電動機(jī)，所需直流設(shè)備成本大，低速時制動力小。

(2)反接制動又分負(fù)載反接制動和電源反接制動兩種。

1)負(fù)載反接制動又稱負(fù)載倒拉反接制動。此轉(zhuǎn)矩使重物以穩(wěn)定的速度緩慢下降。這種制動的特點是：電源不用反接，不需要專用的制動設(shè)備，而且還可以調(diào)節(jié)制動速度，但只適用于繞線型電動機(jī)，其轉(zhuǎn)子電路需串入大電阻，使轉(zhuǎn)差率大于1。

2)電源反接制動當(dāng)電動機(jī)需制動時，只要任意對調(diào)兩相電源線，使旋轉(zhuǎn)磁場相反就能很快制動。當(dāng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速等于零時，立即切斷電源。這種制動的特點是：停車快，制動力較強(qiáng)，無需制動設(shè)備。但制動時由于電流大，沖擊力也大，易使電動機(jī)過熱，或損傷傳動部分的零部件。

(3)再生制動又稱回饋制動，在重物的作用下(當(dāng)起重機(jī)電動機(jī)下放重物)，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電流，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下產(chǎn)生反旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)矩，但電動機(jī)轉(zhuǎn)速高，需用變速裝置減速。

異步特征

1、一般來說，小型異步電機(jī)指的就是感應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)型異步電機(jī)。這種電機(jī)不只在啟動時，在運(yùn)轉(zhuǎn)時也使用輔助線圈和電容器。雖然啟動轉(zhuǎn)矩不是很大，但其結(jié)構(gòu)簡單，信賴度高，效率也高[7]  。

2、隨負(fù)荷的大小，電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速也會改變。

3、可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。

4、使用于不需要速度制動的應(yīng)用場合。

5、用E種絕緣等級，而UL型電機(jī)則用A種。

6、有感應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)型單相異步電機(jī)和三相異步電機(jī)兩種。

7、單相電機(jī)為感應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)型異步電機(jī)，效率高，噪聲低。

8、單相異步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生和旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，因此不可能在短時間內(nèi)改變方向。應(yīng)在電機(jī)完全停止以后，再轉(zhuǎn)換其旋轉(zhuǎn)方向。

9、單相電機(jī)的電源有A（110V 60Hz）、B（22V 60Hz）、C（100V 50/60Hz）、D（200V 50/60Hz）、E（115V 60Hz）、X（200-240V50Hz）等。

10、三相電機(jī)時使用U（200V 50/60Hz）、T（220V 50/60Hz）、S（380-440V 50/60Hz）電源的異步電機(jī)。

一般規(guī)格

故障檢查

（1）電動機(jī)投入電源后不轉(zhuǎn)的原因檢查及修理電動機(jī)投入電源后不轉(zhuǎn)，一般有下列原因：

1）控制設(shè)備的接線錯誤；

2）過電流繼電器調(diào)整的整定值偏??；

3）電源未接通，如熔絲燒斷、開關(guān)有故障或觸頭接觸不良、引線斷路等；

4）電源至電動機(jī)之間的連接有故障；

5）電動機(jī)繞組有故障，如相間短路、接地、接錯線、斷路等；

6）繞線式轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)起動誤操作或起動電阻過小；

7）電動機(jī)軸承有故障，被卡??；

8）定、轉(zhuǎn)子鐵芯相擦（掃膛），等于增加過大的負(fù)載；

9）電動機(jī)負(fù)載過大或機(jī)械轉(zhuǎn)動部分被卡住等。

2）電動機(jī)過熱檢查及修理

發(fā)現(xiàn)正常運(yùn)行的電動機(jī)過熱，一般有下列原因：

1）電源電壓突然變高，并于電動機(jī)銘牌額定電壓不相符，或者三相電源電壓嚴(yán)重不平衡；

2）電動機(jī)所拖動的負(fù)載變動較大，電機(jī)暫時處于過載狀態(tài)；

3）由于軸承產(chǎn)生故障或間隙磨損超限、轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲、鐵芯局部過熱變形、轉(zhuǎn)子軸向串動等原因，使定、轉(zhuǎn)子鐵芯掃膛；

4）環(huán)境粉塵進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部粘附在絕緣表面上和堵塞冷卻風(fēng)道、冷卻風(fēng)管等，使電動機(jī)通風(fēng)不良，冷卻效果大大降低，造成電機(jī)過熱；

5）電動機(jī)冷卻裝置失效，調(diào)節(jié)風(fēng)溫裝置有故障，造成電機(jī)過熱；

6）三相電動機(jī)單相運(yùn)行；

7）繞組有故障，如短路、斷路、接地、接錯等；

8）氣隙不均勻。

經(jīng)重繞后的電動機(jī)發(fā)生過熱，其原因是：

1）接線錯誤；

2）線圈匝數(shù)過多或過少；

3）線圈導(dǎo)線過細(xì)，線圈節(jié)距過小或過大；

4）電動機(jī)裝配質(zhì)量不好，鐵芯未對齊，定轉(zhuǎn)子鐵芯軸向有差距引起軸向磁拉力，氣隙裝配和調(diào)整不均勻。由于電動機(jī)絕緣水平不斷提高，允許溫升限度也提高，所以電機(jī)外殼溫升較高可能屬正常。但要用酒精溫度計測試部門的外殼溫升和軸承溫升，并和電動機(jī)的絕緣等級所允許的溫升相對照比較后，確認(rèn)電動機(jī)是過熱，那么可按以下步驟進(jìn)行檢查。

1）首先檢查三相電源的電壓是否平衡，電壓波動的程度是否大于制造場廠的保證值（±10[%]）。由于電壓不平衡，產(chǎn)生三相不平衡電流，引起電機(jī)損耗增大和電機(jī)發(fā)熱，所以要及時糾正。電源頻率變動對（±5[%]）電機(jī)發(fā)熱也有影響，但實際變化不大，所以在分析時一般可不考慮。

2）檢查電機(jī)是否單相運(yùn)轉(zhuǎn)，三相接觸器的觸頭是否接觸好，開關(guān)的熔絲是否有一相燒斷，接線有否（單相）斷開。故障檢查出后進(jìn)行處理。

3）檢查三相電流是否超過額定值。若超過額定值時，要檢查其原因。處理這類故障時，要查清造成掃膛的原因：①轉(zhuǎn)軸彎曲；②軸承故障。輕微的鐵芯掃膛不影響電機(jī)正常運(yùn)行，掃膛嚴(yán)重時，可用車刀將轉(zhuǎn)子表面輕輕切削一層（一般車削直徑為0.2mm左右為宜）。

4）粉塵敷滿絕緣影響電機(jī)散熱，過濾網(wǎng)堵塞，通風(fēng)道和通風(fēng)管堵塞等，都會引起電機(jī)過熱。因此可采取吹風(fēng)清掃措施了消除粉塵，必要時電機(jī)要解體進(jìn)行清洗處理。

5）如認(rèn)為繞組有故障時，可進(jìn)行繞組短路和接地試驗檢查。根據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗表明，電機(jī)繞組如有匝間短路，電機(jī)則會振動，動轉(zhuǎn)時間不少就會時間不長就會冒煙。但是匝間短路引起電機(jī)發(fā)熱，并且持續(xù)長時期的機(jī)會，是很少的。

重繞大修后的電機(jī)溫升超限，可能是絕緣處理工藝不好，線圈數(shù)據(jù)不對，接線錯誤以及裝配質(zhì)量等問題引起。這時電機(jī)應(yīng)解體對照原始記錄檢查，以及查明繞組數(shù)據(jù)的正確性。