23、电动机故障分析

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1、电动机故障分析在过去的儿年中，已冇效地研究开发了电动机电流分析技术，现在这种技术已成为评定感应电动机状态的振动分析的强有力的支持技术。现在，当人们在对关键电动机是否能继续运转作决定时，除了振动分析外有了另一种工具，它不仅可证实存在故障问题，还可评定这些故障问题的严重程度。此外，振动分析和电动机电流分析技术组合起來还可指出故障的原因及为了解决故障问题需采取哪些修正措施。第一节：三相异步电动机的结构及工作原理一、结构三相界步电动机的种类很多，但各类三相杲步电动机的基本结构是相同的，它们都由定了和转了这两大慕

2、木部分组成，在定了和转了Z间具冇一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件，如图1.1所示。123456789101112图1.1封闭式三和笼型异步电动机结构图1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心；7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇二、三相异步电动机的工作原理1.三和交流电机的旋转磁场三相界步电动机转子Z所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面來讨论旋转磁场的产牛。如图3.6所示，U1U2,V1V2,W

3、1W2为三相定子绕组，在空间彼此相隔120°,接成Y形。三相绕组的首端U1,VI,W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。设电源的相序为U,V,W,的初相角为零,如图1.2波形图所示。图1.2三相交流电流波形图设①=sincot,iv=sin(曲一120),乙=sin伽+120)为了分析方便，假设电流为正值时,在绕组中从始端流向末端,电流为负值时,在绕组中从末端流向首端。当曲=0的瞬间，0=0,®为负值，沧为正值，根据”右手螺旋定则”，三相电流所产生的磁场叠加的结果，便形成一个合成磁场，如图

4、1.3(a)所示，可见此时的合成磁场是-对磁极(即二极)，右边是N极，左边是S极。©卩"=180v列(广

5、样的方法，可以得出如卜•结论：当曲=180时，合成磁场就转过了180°，如图1.3(c)所示；当ef=300时合成磁场方向旋转了300°,如图1.3(d)所示；当cot=360时合成磁场旋转了360°,即转1周，如图1.3(a)所示。由此可见，对称三相电流匚，iv,iw分别通入对称三相绕组U1U2,V1V2,W1W2中所形成的合成磁场，是一个随时间变化的旋转磁场。以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况，当定了绕组连接形成的是两对磁极时，运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期，磁场只转动了半圈，即转

6、速减慢了一半。由此类推，当旋转磁场具有"对极时(即磁极数为2卩)，交流电每变化一个周期，其旋转磁场就在空间转动1巾转。因此，三相电动机定子旋转磁场何:分钟的转速®、定子电流频率/及磁极对数pZ间的关系是1.三相电动机的转动原理三相交流电通入定子绕组后，便形成了一个旋转磁场，其转速也=殂。旋转磁场P的磁力线被转子导体切割，根据电磁感应原理，转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的，则转了导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转，且某时刻为上为北极N下为南极S,如图1.3所示。根据右手定则，在上半部转了导

7、体的电动势和电流方向由里向外，用O表示；在下半部则由外向里，用㊉表示。图1.4为三相异步电动机转动原理示意图。图1.4三相电动机的转动原理原理：定子旋转磁场以速度®切割转子导体感牛电动势（发电机右手定则），在转子导体屮形成电流，使导体受电磁力作用形成电磁转矩，推动转子以转速n顺®方向旋转（电动机左手定则），并从轴上输出一定大小的机械功率。特点：•电动机内必须有一个以也旋转的磁场，电动运行时n恒不筹于®（异步）一必要条件nv®,建立转矩的电流由感应产生。1.转差率旋转磁场转速®与转子转速nZ差与同步转速®

8、Z比称为异步电动机的转差率s，即xlOO%转差率是界步电动机的一个基木参数，对分析和计算界步电动机的运行状态及其机械特性有着重耍的意义。转差率的变化范围总在0和1Z间，即0<5