三相异步电动机结构工作原理及运行维护

摘　要：随着改革开放的不断深入，生产力不断发展，工、农业生产技术的进步，各种类型及功率等级的电动机在工业、农业生产及人们的日常生活中所扮演的角色也越来越重要，可以想象如果它们都集体“罢工”的话，那我们的生产、生活将乱到什么程度，比如：停水、停电、电梯停运、冷、暖气停送等等，将让我们无法想象，所以了解它的结构及工作原理，在运行中的维护及停机保养，使我们能够在以后的工作生活中更好使用它们，让它们更好的为我们的生产、生活服务。

关键词：三相异步电动机的结构 工作原理 运行维护及保养

三相异步电动机的结构
　　在我们日常工作及生活中所普遍使用的电动机其实结构非常简单，而且具有坚固耐用，维修方便，体积小、易起动、成本低廉等很多优点，因此它在我们的现在工农业生产中得到广泛的应用，它由定子和转子两个基本部分组成，另外还有端盖、风叶、轴承、接线盒等部件。定子由定子铁心、定子绕组和机座三部组成。可结成星形或三角形连接，转子由转轴、转子铁心、转子绕组和风叶组成。
　　三相异步电动机的工作原理
　　1、旋转磁场：三相异步电动机的定子绕组接成星形形成对称三相（三相绕组结构相同，在空间中互差120°）星形负载，将它们的首端接到对称三相电源上，分别有对称三相电流流过，各相电源之间的相位差为120°。正旋电流流过三相绕组，根据电流的磁效应可知，每个绕组都产生了一个按正旋规律变化的磁场。三相绕组就会产生一个合成磁场，此合成磁场是一个随时间变化而变化的旋转磁场，磁场有一对磁场一个N极（北极）一个S极（南极），因此又叫两极旋转磁场，当正弦电流电角度变化360°时，两极旋转磁场在空间也正好旋转360°，这样就形成一个和正弦电流电角度同步变化的旋转磁场，旋转磁场的转速决定于磁极的对数，当磁极为1对时（用P来表示磁极对数）即P=1，对工频电流而言，即频率为50HZ的正弦交流电来说，旋转磁场在空间每秒转50周，以转每分来计算，转速n=50*60r/min=3000r/min，当P=2时（四极电机）交流电变化一周，旋转磁场只转1/2周。以此类推，不同磁极对数的旋转磁场转速见下表。
　　

　　2、三相异步电动机的工作原理：当三相异步电动机的三相绕组接入对称三相电流时，在定子空间中产生旋转磁场。假设旋转磁场的方向为顺时针旋转，则转子与旋转磁场之间就发生了相对运动，旋转磁场将切割转子导体，转子导体作切割磁力线运动就要产生感应电动势和感应电流，转子绕组中的电流产生后，立即又受到旋转磁场的磁场力的作用，于是转子在电磁转距的作用下，沿旋转磁场的方向旋转起来，三相异步电动机就是这种工作原理。
　　另外，转子的转速必须永远小于旋转磁场的转速，这是因为假设转子的转速等于旋转磁场的转速，则转子转体和旋转磁场之间就不存在相对运动（两者相对静止）。转子导体也就不会再切割场感线，因此，也就不存在感应电动式，转子电流和电磁转矩，转子不能继续以与旋转磁场相同的速度转动，在负载一定的条件下，如果转子转速变慢时，转子与旋转磁场间的相对一定就会加强，使转子受到的电磁转矩加大，转子转速也就随之加快，所以，转子转速必须与旋转磁场的同步转速保持一定的转速差，即必须保持不同的速度（也称异步关系），因此，我们把这一类电动机统称为异步电动机。
　　转差率是异步电动机的同步转速与转子转速之差比上同步转速的比值的百分比，它也是恒量一个电动机的重要参数，转差率越小转子转速也就越快，转差率越大转子转速越慢，一般情况下电动机的转速即转子转速比同步转速低2%~6%，具体数据由电动机的技术参数与拖动负载的大小来决定。
　　电动机的正反转可以通过改变三相电源接线的相序来调整，调速可以根据条件采用不同的方法来实现，具体可分为：①改变电源频率，②改变转差率的大小，③改变电动机的磁极对数等三种方法来实现。
　　3、电动机的启动：电动机根据加在其定子绕组上的电压大小，可分为全压启动和降压启动二种类型。
　　由于全压启动时加在定子绕组上的启动电流可以达到电动机额定工作电流的4~7倍，启动电流过大，供电线路上的电压降也随之增大，也使得电动机两端的电压相对减小，电动机本身的启动转矩也随之减小，还可能波及同一供电线路上的其它机电设备，使其不能正常工作，或出现系统保护电器误动作。因此，在一般情况下，电动机的容量小于10KW或电动机的容量不超过电源变压器额定容量的15%~20%，启动时不会影响同一线路上的其它电器设备正常工作，即可以采用全压起动。全压起动只适用于中小型电动机及负载较小的电动机启动。
　　降压起动的方法有：自偶变压器降压起动，星形-三角形换接降压起动，串联电阻降压起动等多种形式，常用的有：星形-三角形换接降压起动，自偶变压器降压起动。
　　电动机的运行维护
　　1为确保电动机安全正常运行，启动前应检查：
　　1.1电源电压是否正常，三相电压是否平衡；
　　1.2启动装置是否正常，是否有油污或接触不良，接线端子内的导线压接是否松动等，传动装置是否紧固，用手转动电动机转子和负载机械的传动轴看是否有卡轴和不灵活现象，观察电动机的机壳接地线是否完好，紧固件是否牢固，以防止电动机在运行过程中发生漏电现象，危及操作人员的生命安全及造成短路故障。
　　2启动时应注意观察电动机传动和负载机械的运行情况，以及工作台上的电压表、电流表的指示，如有异常，应立即停机检查，待排除故障后，恢复运行，对于利用自偶变压器降压启动和“星三角”降压启动的大、中型电动机，一定要注意操作的步骤和顺序，要先启动待数秒电动机转动速度稳定后，方可切换到运行位置，以防误操作造成设备损坏及人身伤亡事故。
　　3另外还须注意：新装或大修后的电动机在首次启动时要注意其运行的方向，若电动机反向转动，应立即停机，切断电源后将三相电源中的其中二相进行互换位置既能调整电动机的运转方向。在同一车间或同一线路上的电动机启动时应遵循功率较大的先行启动的顺序，应尽量避免因同时启动对设备造成的损坏以及给电网带来的冲击。
　　4运行中的电动机，值班人员可以通过仪表 ，监视器等、随时监控每一台电动机，如发现电动机电流表指示过高、温升过大，超出正常范围，电动机转动的噪音过大，振动异常等，都应立即停机检查，待 排除故障后再进行恢复运行，每台电动机的电源侧还应加装过载和短路保护装置来实现对电动机的机械保护，另外还要注意对每台电动机的通风、干燥，保持设备的清洁卫生。
　　5为了保证电动机的正常运行，除按规定程序操作维护以外，还应进行定期检查保养，次数和时间可根据电动机的工作环境，电动机的类型及使用频率决定，保养项目一般可有：及时清除电动机表面的油泥、灰尘，对灰尘较多的场所，最好每班清理一次，每班最好检查一次机座的固定螺丝有无松动现象，电动机电源接线的接头压接处有无过热烧损和松动现象，定期测量电动机绕组的绝缘电阻是否正常，检查轴承油封是否需要加油。
　　电动机每年还应大修保养一次，其目的在于对电动机进行一次全面彻底检查维护，更换电动机因长期运行而磨损的元器件，清除电动机内部的油污及定子绕组和转子上的污物，并对定子及转子绕组进行一次绝缘电阻的检测。
　　结论：随着我国工业发展的不断进步，技术水平的不断提高，在工农业生产及日常生活中起重要作用的电动机也在不断的更新换代，从节约能源、节能环保的角度看，低消耗、高效率的电动机是的发展趋势，也是社会进步、生产力发展的必然。