技能实训一 三相笼型异步电动机的拆卸及安装训练(一)
实训目标
① 熟悉三相异步笼型电动机的组成、结构特征、作用;
② 掌握三相异步笼型电动机的拆卸步骤、工艺要求;
③ 学会三相交流异步电动机的基本拆卸方法。
一、实训器材(表1-1-1)
表1-1-1 三相交流异步电动机的拆卸及安装实训器材表
二、实训内容与步骤
1.带有前后轴承盖的三相异步电动机的拆卸
现场观察电动机安装方式与传动机构,了解电动机拆装前期工作要求与步骤:
① 设备断电并卸下传送带或负载端联轴器;
② 拆除电动机端盒内电源接线及机座接地线;
③ 拆除电动机底脚螺钉、弹簧垫圈及平垫圈;
④ 移动或吊移电动机。
想一想:结合实训用三相交流异步电动机实物,试描述电动机的组成。
采取两人一组配合按表1-1-2进行电动机的拆卸训练。
表1-1-2 三相交流异步电动机的拆卸步骤及方法
拆卸过程中应将各部件按拆卸标识顺序摆放。进一步观察电动机定子、转子及各部件的结构,理解其功能机理,强化感性认知。
注意:对于大型电动机转子的拆卸取出,需要借助吊机进行(方法及要求可查阅相关技术资料)。
2.带密封轴承小型三相异步电动机的拆卸方法与训练
做一做:查询带密封轴承小型三相异步电动机的结构、用途。
因带密封轴承小型三相异步电动机没有前轴承内外盖,其拆卸方法与上述不同,可按以下步骤进行:
① 拧下风扇罩螺钉,拆下风扇罩。
② 取下电动机风扇卡箍,取下电动机风扇。
③ 标记端盖安装位置,拆下前后端盖安装螺钉。
④ 在电动机前轴位置垫上木板,用木锤敲打木板使后端盖脱离。
⑤ 连同后端盖一起取出转子,卸下轴承盖及端盖。
⑥ 将木条从电动机后部伸入顶住前盖板,均匀敲打木条使前端盖脱离(为防止端盖摔落事先应垫上硬纸板等防护垫)。
按上述步骤及要求进行拆卸训练。
知识链接二 三相异步电动机的转动原理认知
电动机是利用电磁感应原理将电能转换成机械能、输出机械转矩的原动机。
一、旋转磁场与同步转速
如图1-1-6所示,三相定子绕组(U、V、W相)在空间上彼此相差120°(电角度),当三相绕组首端按对应顺序通入如图1-1-7所示的对称三相交流电流,结合t=0、t=T/4、t=T/2、t=3T/4、t=T时刻的各相电流的大小、流向分析,分别有对应的磁场。显然该旋转磁场的旋转角速度与三相交流电流的角速度相同(交流电变化一周,旋转磁场在空间也旋转一周)。若 2i通入U相、1i通过V相、3i 通过W相绕组时,旋转磁场将转变为相反方向。显然,欲改变三相异步交流电动机的旋转磁场方向,只要将接于三相绕组上的三根电源相线任意对调其中两相一次,即改变电源相序,可实现旋转磁场方向的改变。
图1-1-6 三相定子绕组及交流电流波形图
图1-1-7 不同时刻定子绕组形成磁场示意图
做一做:试结合三相定子电流波形图及电动机定子绕组分布示意图,结合不同时刻的电流方向分析电动机内部的旋转磁场变化。
上述结构只产生一对旋转磁极,旋转磁极数取决于三相绕组的安排,随电动机三相绕组结构形式的变化,旋转磁极数往往会随之变化。把旋转磁极数称为三相异步电动机的极数。由于旋转磁场具有成对磁极,故常用磁极对数p表示三相电动机磁极参数。上述定子绕组的分布对应的磁极对数p=1。
磁极对数p=1的旋转磁场转速与正弦电流同步,若交流电频率为 f,则旋转磁场的转速为n0=60 f(r/min);当磁极对数p=2时,交流电变化一周而旋转磁场仅转动周;依次类推,当旋转磁场具有p对磁极时,交流电变化一周,旋转磁场转动周。所以交流电频率为f,磁极对数为p,旋转磁场的转速为
式中,n0又称同步转速。
注意:对某一结构已定的电动机,极对数p是不变的,当p一定且电源频率不变时,同步转速n0也一定。
二、三相异步电动机的转子转动
如图1-1-8所示,旋转磁场以同步转速ω0顺时针旋转,相对于磁场转向的转子绕组逆时针切割磁感线产生感应电流,根据右手定则判定,转子右半部分的感应电流流出纸面。流过感应电流的转子线圈受到旋转磁场电磁力的作用,结合左手定则判定右半部分所受磁场力向下,左半部分所受磁场力向上。两作用线未经轴心的电磁力形成电磁转矩,使转子沿旋转磁场的方向以转速n旋转。
图1-1-8 转子绕组在旋转磁场中所受的安培力
三、三相异步电动机的转速
三相异步电动机运行时,电动机转子总以低于旋转磁场的转速n转动。异步电动机的同步转速n0与转子转速n之差称为转速差。转速差(n0-n)与n0之比称为三相异步电动机转差率,用s表示:
三相异步电动机转速公式:
想一想:① 影响三相交流异步电动机的转子转速的因素有哪些?
② 从转子转速的影响因素思考,结合转差率定义,试分析影响三相异步电动机转差率的主要因素。