三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路論文

1、摘要三相異步電動機是世界上最常見的電動馬達。它的流行是因其堅固耐用，結(jié)構(gòu)簡單，易保護，尺寸規(guī)范并且成本較低。 三相異步電動機的種類很多，但各類三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而產(chǎn)生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。本實驗設(shè)計運用三相異步電動機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。與單相異步電動機相比，其運行性能更好，并可節(jié)省各種材料。且生產(chǎn)中許多機械設(shè)備往往要求運動部件能向正反兩個方向運動。如機床工作臺的前進與后退起重機的上升與下降等, 這些生產(chǎn)機械要求電動

2、機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。改變通入電動機定子繞組的三相電源相序, 即把接入電動機的三相電源進線中的任意兩根對調(diào), 電動機即可反轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：電動馬達；定子；轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)速；電磁轉(zhuǎn)矩；正反轉(zhuǎn)。顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼 字典目 錄引言11 三相異步電動機概述 11.1 三相異步電動機的工作原理11.2 三相異步電動機的分類21.3 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)21.31 三相異步電動機的定子（靜止部分） 21.32 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）41.33三相異步電動機的其它附件41.4三相異步電動機的銘牌 42 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的特點與應(yīng)用52.1 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的特點52.11

3、. 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的主、控制電路52.12 按鈕、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路特點及應(yīng)用分析62.2 交流接觸器的正反轉(zhuǎn)自動控制線路工作過程及分析73 三相異步電動機常見故障分析83.1 通電后無法轉(zhuǎn)動，但無異響異味且不冒煙的原因及故障排除83.2 通電后電動機不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷的原因及故障排除83.3 通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲的原因及故障排除83.4 電動機起動困難，額定負(fù)載時，電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多的原因及故障排除93.5 電動機空載電流不平衡，三相相差大的原因及故障排除93.6 電動機空載，過載時，電流表指針不穩(wěn)，擺動的原因及故障排除103.7 電動機過熱甚至冒煙的原因及

4、故障排除104 三相異步電機效率提高措施114.1 電動機效率與損耗分析114.2 減少電機定子繞組銅損耗的方法114.21 增大導(dǎo)線的直徑114.22 減短定子繞組端部長度115 三相異步電動機的發(fā)展與趨勢 125.1中小型電動機已完整地建立了三相異步電動機y、y2、y3系列125.2 推廣高效率異步電動機125.3 進一步推廣變頻器供電的三相異步電動機系列135.4小型三相異步電動機的國際發(fā)展趨勢146 結(jié)論15附錄 16引言生產(chǎn)機械往往要求運動部件可以實現(xiàn)正反兩個方向的起動，這就要求拖動電動機能作正、反向旋轉(zhuǎn)。由電機原理可知，改變電動機三相電源的相序，就能改變電動機的轉(zhuǎn)向。如機床工作臺的

5、前進與后退起重機的上升與下降等, 這些生產(chǎn)機械要求電動機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。改變通入電動機定子繞組的三相電源相序, 即把接入電動機的三相電源進線中的任意兩根對調(diào), 電動機即可反轉(zhuǎn)。1 三相異步電動機概述1.1 三相異步電動機的工作原理三相異步電動機當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。

6、轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。通過上述分析可以總結(jié)出電動機工作原理為：當(dāng)電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。1.2 三相異步電動機的分類    1、按三相異步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為：  &#

7、160; 鼠籠式電動機和繞線式電動機。鼠籠式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。 繞線式三相異步電機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。    2、按三相異步電動機的防護形式可分為：    開啟式（IP11）：價格便宜，散熱條件最好，由于轉(zhuǎn)子和繞組暴露在空氣中，只能用于干燥、灰塵很少又無腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境。    防護式（IP22及IP23）：通風(fēng)散熱條件

8、也較好，可防止水滴、鐵屑等外界雜物落入電動機內(nèi)部，只適用于較干燥且灰塵不多又無腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境。    封閉式（IP44）：適用于潮濕、多塵、易受風(fēng)雨侵蝕，有腐蝕性氣體等較惡劣的工作環(huán)境，應(yīng)用最普遍。防爆式三相異步電動機    3、按三相異步電動機的通風(fēng)冷卻方式可分為：   自冷式三相異步電動機、自扇冷式三相異步電動機、他扇冷式三相異步電動機、管道通風(fēng)式三相異步電動機。    4、按三相異步電動機的安裝結(jié)構(gòu)形式可分為：   臥式三相異步電

9、動機、立式三相異步電動機、帶底腳三相異步電動機、帶凸緣三相異步電動機。    5、按三相異步電動機的絕緣等級可分為：   E級、B級、F級、H級三相異步電動機。    6、按工作定額可分為：   連續(xù)三相異步電動機、斷續(xù)三相異步電動機、間歇三相異步電動機。1.3 三相異步電動機的結(jié)構(gòu)  1.31 三相異步電動機的定子（靜止部分）    1、定子鐵心      

10、0;                                  作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。    構(gòu)造：定子鐵心一般由0.350.5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

11、。    定子鐵心槽型有以下幾種：    半閉口型槽：電動機的效率和功率因數(shù)較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。    半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經(jīng)過絕緣處理后再放入槽內(nèi)。    開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。    2、定子繞組    作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。 

12、0;  構(gòu)造：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)。    定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導(dǎo)電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。    （1）對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。    （2）相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。    （3）匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。    電動機接線盒內(nèi)的接線：&#

13、160;   電動機接線盒內(nèi)都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規(guī)定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2），.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應(yīng)按這個序號排列。    3、機座    作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉(zhuǎn)子，并起防護、散熱等作用。    構(gòu)造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座

14、外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風(fēng)孔，使電動機內(nèi)外的空氣可直接對流，以利于散熱。  1.32 三相異步電動機的轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）    1、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心：    作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內(nèi)放置轉(zhuǎn)子繞組。    構(gòu)造：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的轉(zhuǎn)子鐵心直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，大、中型異步電動機（轉(zhuǎn)子直徑在300

15、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。    2、三相異步電動機的轉(zhuǎn)子繞組    作用：切割定子旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，并形成電磁轉(zhuǎn)矩而使電動機旋轉(zhuǎn)。    構(gòu)造：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。小型籠型電動機采用鑄鋁轉(zhuǎn)子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環(huán)焊接而成。    （2）繞

16、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。    特點：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故繞線式電動機的應(yīng)用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調(diào)速性能，故在要求一定范圍內(nèi)進行平滑調(diào)速的設(shè)備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。1.33三相異步電動機的其它附件    1、端蓋：將轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。 2、軸承端蓋：固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子不能軸向移動，另外起存放潤滑

17、油和保護軸承的作用。 3、軸承：連接轉(zhuǎn)動部分與不動部分。    4、風(fēng)扇：冷卻電動機。1.4三相異步電動機的銘牌    1、型號如：Y112M4     Y異步電動機     112中心高度（毫米）     M機座類別（L長機座、M 中機座、S短機座）     4磁極數(shù)    2、額定功率PN     指電動

18、機在額定運行狀態(tài)下運行時電動機軸上輸出的機械功率，瓦或千瓦。         UN1、IN1、hN、cosjN分別為電動機額定的線電壓、線電流、效率、功率因數(shù)。    3、額定電壓UN1    指電動機在額定運行狀態(tài)下運行時定子繞組所加的線電壓，單位為V或KV。    4、額定電流IN1   指電動機加額定電壓、輸出額定功率時，流入定子繞組中的線電流，單位為A。    5、額定轉(zhuǎn)速nN&

19、#160; 指電動機在額定運行狀態(tài)下運行時轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min.    6、額定頻率fN    規(guī)定工頻為50HZ。    7、額定功率因數(shù)cosjN    指電動機在額定運行狀態(tài)下運行時定子邊的功率因數(shù)。    8、接法     指電動機定子三相繞組與交流電源的聯(lián)接方法。    9、防護等級    指電動機外殼防護的型式。2 三相異步電動

20、機正反轉(zhuǎn)控制電路的特點與應(yīng)用2.1 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的特點2.11. 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的主、控制電路1、主電路 如圖1主電路接觸器KM1、KM2分別閉合, 完成換相實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)。KM1、KM2不能同時閉合, 否則, 會造成主電路兩相短路。電路用FR實現(xiàn)過載保護。2、控制電路 控制電路實質(zhì)是由兩條并聯(lián)的啟動支路組成, 但為了生產(chǎn)、安全的需要又在各支路中輔加了制約觸頭。2.12 按鈕、接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路特點及應(yīng)用分析1、接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路如圖1, 右部分是其控制電路, 它由兩條啟動支路構(gòu)成, 且在對方支路中相互串聯(lián)上彼此的常閉輔助觸頭, 使一接觸器線圈得電

21、吸合后另一個接觸器因所串聯(lián)的常閉輔助觸頭斷開而受到制約無法得電, 保證了KM1, KM2不能同時得電, 從而可靠地避免了兩相電源短路事故的發(fā)生, 電路安全、可靠。這種在一個接觸器得電動作時通過其常閉輔助觸頭使另一個接觸器不能得電動作的作用稱為聯(lián)鎖或互鎖。該電路要改變電動機的轉(zhuǎn)向必須先按下停止按鈕使接觸器失電, 各觸頭斷開恢復(fù)原狀解除聯(lián)鎖, 再按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕, 電動機才能反轉(zhuǎn)。2、按鈕聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路如圖2, 它將圖1中的正、反轉(zhuǎn)控制按鈕SB1、SB2換成復(fù)合按鈕, 用對應(yīng)的常閉觸頭代替接觸器相應(yīng)的常閉輔助觸頭構(gòu)成聯(lián)鎖完成正反轉(zhuǎn)控制。這樣電動機改變轉(zhuǎn)向時, 可直接按下反轉(zhuǎn)相對于另一轉(zhuǎn)向按鈕即

22、可, 而不必先按停止按鈕, 同時保證了兩個接觸器KM1、KM2線圈不會同時得電閉合。例如, KM1吸合電動機正轉(zhuǎn)時, 按下反轉(zhuǎn)按鈕SB2, 串聯(lián)在KM1線圈支路中SB2的常閉觸頭先斷開, 使KM1線圈失電, 其主觸頭、自鎖輔助觸頭斷開, 電動機斷電但仍慣性運轉(zhuǎn)。SB2按下后經(jīng)過一定的行程, 其常開觸頭閉合, 接通反轉(zhuǎn)控制電路, 電動機反轉(zhuǎn)。3、按鈕與接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路的應(yīng)用分析接觸器聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制電路適用于重載拖動的機床等不能或不需要由一個轉(zhuǎn)向立即換為另一個轉(zhuǎn)向的機械設(shè)備, 以減小換相對設(shè)備的機械沖擊力和電機繞組受到的反接電流沖擊, 起到保護設(shè)備, 延長其使用壽命的作用。而按鈕聯(lián)鎖正反

23、轉(zhuǎn)控制電路雖操作方便, 但安全欠佳, 不可靠。例如, 當(dāng)正轉(zhuǎn)接觸器KM1吸合后主觸頭發(fā)生熔焊或動鐵芯被雜物卡住等故障時, 即使線圈失電, 主觸頭也無法分開, 這時若按下反轉(zhuǎn)按鈕, SB2, KM2得電動作, 主觸頭閉合造成電源兩相短路。2.2 交流接觸器的正反轉(zhuǎn)自動控制線路工作過程及分析圖4 交流接觸器的正反轉(zhuǎn)自動控制線路當(dāng)通電以后，按下SB2，KM1接通電動機開始正轉(zhuǎn)，同時KM1常開開關(guān)閉合，實現(xiàn)自鎖，常閉開關(guān)斷開，KM1'也閉合，所以KT1開始計時， 30秒后，KT1的常開開關(guān)閉合，同時KM2吸合，KM2常閉開關(guān)斷開，KM1停止工作，KM1常開開關(guān)斷開，KM2常開開關(guān)閉合，實現(xiàn)自鎖

24、，電動機開始反轉(zhuǎn)，KT2開始計時，當(dāng)計時到30秒之后，KT2的常開閉合，KM2接通，吸合，如此反復(fù)，實現(xiàn)三相異步電動機延時正反轉(zhuǎn)的控制，從而帶動機器的正反轉(zhuǎn)。達到延時停車的控制。其操作簡便、安全易于控制。3 三相異步電動機常見故障分析3.1 通電后無法轉(zhuǎn)動，但無異響異味且不冒煙的原因及故障排除原因：電源未通（至少兩相未通）。熔絲熔斷（至少兩相熔斷）。過流繼電器調(diào)得過小。控制設(shè)備接線錯誤。故障排除： 檢查電源回路開關(guān)，熔絲、接線盒處是否有斷點，修復(fù)。檢查熔絲型號、熔斷原因，換新熔絲。調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動機配合。改正接線。3.2 通電后電動機不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷的原因及故障排除原因：缺一相電源，或

25、定干線圈一相反接；定子繞組相間短路；定子繞組接地；定子繞組接線錯誤；熔絲截面過小，電源線短路或接地。故障排除：檢查刀閘是否有一相未合好，可電源回路有一相斷線消除反接故障；查出短路點，予以修復(fù)；消除接地；查出誤接，予以更正；更換熔絲；3.3 通電后電動機不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲的原因及故障排除原因：定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；繞組引出線始末端接錯或繞組內(nèi)部接反；電源回路接點松動，接觸電阻大；電動機負(fù)載過大或轉(zhuǎn)子卡?。浑娫措妷哼^低；小型電動機裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過硬；軸承卡住。故障排除：查明斷點予以修復(fù)；檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以

26、修復(fù)；減載或查出并消除機械故障，檢查是還把規(guī)定的面接法誤接為Y；是否由于電源導(dǎo)線過細(xì)使壓降過大，予以糾正，重新裝配使之靈活；更換合格油脂；修復(fù)軸承。3.4 電動機起動困難，額定負(fù)載時，電動機轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多的原因及故障排除原因：電源電壓過低；面接法電機誤接為Y；籠型轉(zhuǎn)子開焊或斷裂；定轉(zhuǎn)子局部線圈錯接、接反；修復(fù)電機繞組時增加匝數(shù)過多；電機過載。故障排除： 測量電源電壓，設(shè)法改善；糾正接法；檢查開焊和斷點并修復(fù)；查出誤接處，予以改正；恢復(fù)正確匝數(shù)；減載。3.5 電動機空載電流不平衡，三相相差大的原因及故障排除原因：重繞時，定子三相繞組匝數(shù)不相等；繞組首尾端接錯；電源電壓不平衡；繞組存在匝間短

27、路、線圈反接等故障。故障排除：重新繞制定子繞組；檢查并糾正；測量電源電壓，設(shè)法消除不平衡；消除繞組故障。3.6 電動機空載，過載時，電流表指針不穩(wěn)，擺動的原因及故障排除原因：籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條開焊或斷條；繞線型轉(zhuǎn)子故障（一相斷路）或電刷、集電環(huán)短路裝置接觸不良。故障排除：查出斷條予以修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子；檢查繞轉(zhuǎn)子回路并加以修復(fù)。3.7 電動機過熱甚至冒煙的原因及故障排除原因：電源電壓過高，使鐵芯發(fā)熱大大增加；電源電壓過低，電動機又帶額定負(fù)載運行，電流過大使繞組發(fā)熱；修理拆除繞組時，采用熱拆法不當(dāng)，燒傷鐵芯；定轉(zhuǎn)子鐵芯相擦；電動機過載或頻繁起動；籠型轉(zhuǎn)子斷條；電動機缺相，兩相運行；重繞后定于繞組浸漆不充分

28、；環(huán)境溫度高電動機表面污垢多，或通風(fēng)道堵塞；電動機風(fēng)扇故障，通風(fēng)不良；定子繞組故障（相間、匝間短路；定子繞組內(nèi)部連接錯誤）。故障排除：降低電源電壓（如調(diào)整供電變壓器分接頭），若是電機Y、 接法錯誤引起，則應(yīng)改正接法；提高電源電壓或換粗供電導(dǎo)線；檢修鐵芯，排除故障；消除擦點（調(diào)整氣隙或挫、車轉(zhuǎn)子）；減載；按規(guī)定次數(shù)控制起動；檢查并消除轉(zhuǎn)子繞組故障；恢復(fù)三相運行；采用二次浸漆及真空浸漆工藝；清洗電動機，改善環(huán)境溫度，采用降溫措施；檢查并修復(fù)風(fēng)扇，必要時更換；檢修定子繞組，消除故障。4 三相異步電機效率提高措施4.1 電動機效率與損耗分析電機效率是衡量電機性能好壞的重要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)之一。隨著電機功率

29、的增大，單位功率損耗相對減小，效率提高。普通大容量電機效率一般為95%-98%，小容量電機一般為80%-92%。計算電機效率通常用以下關(guān)系式: = 1 P /(P + P)×100%或1 1 = (P P) / P ×100% （1）式中 P 有功功率， P 總損耗， 1 P 輸入功率。從上式可以看出,要提高電機效率就要盡量減少總損耗.中小型三相電動機損耗由五種損耗組成,其中風(fēng)摩損耗約占5%左右,鐵心損耗約占20%左右,定子繞組銅耗約占40%左右,轉(zhuǎn)子繞組損耗約占25%左右,雜散損耗約占10%左右。4.2 減少電機定子繞組銅損耗的方法由4.1論述可知，定子繞組銅耗占到了電機

30、總損耗的40%以上，本文主要針對這種損耗提出減少措施。4.21 增大導(dǎo)線的直徑圖1 為不同的定子繞組銅線直徑下電機的效率隨轉(zhuǎn)速變化圖。當(dāng)銅線直徑為0.7mm時，計算得到額定運行時刻定子繞組銅耗為110.36W，電機效率為81.22%。當(dāng)銅線直徑為0.75mm 時，定子繞組銅耗為96.85W，電機效率為82.06%。當(dāng)銅線直徑為0.8mm 時，定子繞組銅耗為85.91W，電機效率為82.75%。可見，隨著定子繞組銅線直徑的增加，定子繞組銅耗有明顯的下降，電機的效率有了明顯的提升。4.22 減短定子繞組端部長度圖2 為不同端部長度條件下電機效率隨轉(zhuǎn)速變化圖。當(dāng)端部長度為30mm 時，計算得到額定運

31、行時刻定子繞組銅耗為127.84W，電機效率為80.12%。當(dāng)端部長度為20mm時，定子繞組銅耗為115.84W，電機效率為80.87%。當(dāng)端部長度為10mm 時，定子繞組銅耗為105.08W，電機效率為81.55%?？梢?，減少定子繞組端部長度可以降低定子銅損，提高電機效率。但端部長度取的過小會給嵌線帶來困難，具體設(shè)計時還需要考慮嵌線工藝的要求。綜上，通過采用增大定子繞組導(dǎo)線直徑、減短定子繞組端部長度等措施有效的減少了定子繞組銅損耗，從而達到了提高電機效率的目的。5 三相異步電動機的發(fā)展與趨勢5.1中小型電動機已完整地建立了三相異步電動機y、y2、y3系列1985年迅速推廣了y系列及其派生系列

32、產(chǎn)品，其功率范圍為0.55250kw，機座中心高為80315。 通過引進消化美國西屋公司和瑞士bbc公司的技術(shù)，自行研發(fā)的y系列6kv、2202800kw中型高壓三相異步電動機，采用新穎的箱式結(jié)構(gòu)，是目前國內(nèi)中型高壓電機的主導(dǎo)產(chǎn)品，以后又隨著我國電網(wǎng)電壓由6kv升高到10kv，又研發(fā)了10kv系列中小型高壓異步電動機。  1996年以電科所為首組織有關(guān)廠家完成了y2系列的開發(fā)，功率范圍為0.12315kw，機座中心高為63355。該系列產(chǎn)品顯著降低了空載噪聲，有效抑制了負(fù)載噪聲。  2003年電科所組織有關(guān)廠家又完整地建立了全系列采用冷軋硅鋼片的y3系列，其能耗達

33、到國標(biāo)gb181632002中能耗限定值的規(guī)定，同時也達到歐洲eff2效率標(biāo)準(zhǔn)，并且主要性能指標(biāo)達到國際同類產(chǎn)品的先進水平發(fā)展趨勢  5.2 推廣高效率異步電動機  1992年美國能源部發(fā)布了新的能源法規(guī)，提出了高效率三相異步電動機的效率標(biāo)準(zhǔn)（即epact指標(biāo)），并規(guī)定從1997年10月24日開始，凡制造和進口一般用途電動機效率必須符合這一標(biāo)準(zhǔn)。以后又更進一步提出超高效率電機（nemapremium）。1999年歐洲電機和電力電子制造商協(xié)會（cemep）制定了eff1、eff2、eff3三個等級的效率標(biāo)準(zhǔn)，并決定到2003年削減50低于eff3標(biāo)準(zhǔn)水平的電機生產(chǎn)，2006年

34、以后不再生產(chǎn)。  我國也于2002年8月正式實施中小型三相異步電動機能效限定值及節(jié)能評定值的國標(biāo)（gb18163-2002）。因此借著節(jié)能的規(guī)劃和“以冷代熱”的法令，應(yīng)該大力推廣y3新系列，使之成為我國低壓三相異步電動機的主導(dǎo)產(chǎn)品，且新一輪的派生系列產(chǎn)品也應(yīng)在y3新系列上展開。  5.3 進一步推廣變頻器供電的三相異步電動機系列近年來，國民經(jīng)濟各部門對風(fēng)機和水泵需求不斷增長，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，全國風(fēng)機、水泵電動機裝機總?cè)萘考s35000mw，耗電量約占全國電能耗量的40左右。以火力發(fā)電廠為例，據(jù)統(tǒng)計全國火力發(fā)電廠的送風(fēng)機、引風(fēng)機、一次風(fēng)機、排粉風(fēng)機、鍋爐給水泵、循環(huán)水泵、凝結(jié)水

35、泵和灰漿泵等的配套高壓電動機總?cè)萘考s為15000mw，這些設(shè)備為長期連續(xù)運行但常處于低負(fù)荷及變負(fù)荷的運行狀態(tài)，因此其節(jié)能潛力很大。據(jù)估計通過變頻器調(diào)速提高風(fēng)機、水泵系統(tǒng)運行效率的節(jié)能潛力每年可達300500億度，相當(dāng)于610座裝機容量為1000mw級的大型火力發(fā)電廠的年發(fā)電總量。因此大力推廣變頻器特別是高壓變頻器的應(yīng)用是十分有意義的。目前國際上對高壓電動機變頻調(diào)速技術(shù)的研究非?；钴S，變頻器種類繁多。我國高壓電動機多為6kv和10kv等級，由于受到電力電子器件耐壓限制，尚難以實現(xiàn)該等級變頻器的直接高壓輸出。而單元串聯(lián)式多電平變頻器的輸出電壓可達到10kv甚至更高，且輸入、輸出波形好，對電網(wǎng)的諧波

36、污染小，因此在我國得到廣泛應(yīng)用。國際上該技術(shù)比較成熟，輸出電壓可達14.4kv，變頻器采用水冷技術(shù)，單機最大容量可達15000kw。我國采用空冷技術(shù)，變頻器驅(qū)動的電動機功率在3500kw以下。  國外變頻器基本已做到開環(huán)、閉環(huán)以及無速度傳感器控制三位一體的控制，而我國的產(chǎn)品大多仍是普通的v/f控制方式。業(yè)內(nèi)在變頻器調(diào)速系統(tǒng)方面已開展了許多研究，當(dāng)務(wù)之急是如何將理論知識轉(zhuǎn)化為工業(yè)產(chǎn)品，提高我國變頻器的性能和質(zhì)量。  變頻器發(fā)展對與之配套的電動機提出了新的要求。以往對配套電動機的研究，主要在減小變頻器供電電源的諧波分量所引起的電動機損耗增加、溫升升高、振動加大、噪聲增大以及諧波轉(zhuǎn)矩增大等方面。近年來，隨著igbt在變頻器中的應(yīng)用，載波頻率甚至高達20k，由此帶來一系列負(fù)面影響，如高頻的pwm脈沖波嚴(yán)重影響電動機的絕緣和壽命，變頻器輸出的共模電壓，形成軸電流，造成軸承點蝕，從而