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相关知识
某电机控制电路在空操作时，整个电路运行正常；带负载运行时，电动机声音不正常，电机振动而且保护电器动作，熔断器烧断；类似这种故障应该怎么检修呢？
三相异步电动机的结构，如图 2.1 所示。
图 2.1 三相异步电动机的结构
1—端盖；2—定子铁心；3—定子绕组；4—转子；5—风扇；6—罩壳；7—接线盒
三相异步电动机定子绕组首尾端判断
三相对称的定子绕组中，通入对称的三相交流电，在定子绕组中产生旋转磁场；转子切割旋转磁场，在转子中产生感应电流；感应电流在磁场中受到力的作用，这个力使得转子在磁场中旋转起来。
1.定子及定子绕组
定子铁心（图 2.2）——主磁路的一部分，为减小铁耗常采用0.5 mm厚的两面涂有绝缘漆的硅钢片冲片叠压而成。铁心内圆上有均匀分布的槽，嵌放三相定子绕组。定子绕组——电动机的电路部分，常用高强度漆包铜线按一定规律绕制成线圈，分布均匀地嵌入定子内圆槽内，用以建立旋转磁场，实现能量转换。
三相绕组(U，V，W)6 个出线端引至机座上的接线盒内与 6 个接线柱相连，根据设计要求可接成星形或三角形，接线盒内的接线如图 2.3 所示。在接线盒内，三个绕组的 6 个线头排成上下两排，并规定下排的三个接线柱自左至右排列的编号为U 1 ，V 1 ，W 1 ，上排自左至右的编号为W 2 ，U 2 ，V 2 。
图 2.2 定子铁心
图 2.3(a)为定子绕组星形连接：三相绕组的首端U 1 ，V 1 ，W 1 分别接三相电源，三相绕组的尾端U 2 ，V 2 ，W 2 连在一起。每一相绕组的电压为相电压 220 V。
图 2.3 电机接线盒内定子绕组的接线图
图 2.3(b)为定子绕组三角形连接：三相绕组的首端U 1 ，V 1 ，W 1 分别接三相电源；绕组首尾相连，即U 2 与V 1 相连，V 2 与W 1 相连，W 2 与U 1 相连，形成三角形连接。每一相绕组的电压为线电压 380 V。
2.转子
转子是电机的旋转部分，主要由转子铁心、转子绕组、转轴等组成。
转子铁心——电动机主磁路的一部分。采用 0.5 mm厚硅钢片冲片叠压而成（图 2.4），转子铁心外圆上有均匀分布的槽，用以嵌放转子绕组。
转子绕组——转子的电路部分，用以产生转子电动势和转矩，转子绕组有笼型和绕线型两种。
笼型绕组：笼型转子绕组（图 2.5）是在转子铁心每个槽内插入等长的裸铜导条。两端分别用铜制短路环焊接成一个整体，形成一个闭合的多相对称回路。
图 2.4 转子冲片
图 2.5 笼型转子绕组
绕线型转子绕组：采用绝缘漆包铜线绕制成三相绕组嵌入转子铁心槽内，将它接成星形联结，三个端头分别固定在转轴上的三个相互绝缘的集电环上，再经压在集电环上的三组电刷与外电路相连，一般绕线转子电动机在转子回路中串电阻，以改变电动机的启动和调速性能。三个电阻的另一端也接成星形，如图 2.6 所示。
图 2.6 绕线式异步电动机转子
3.气隙
异步电动机定、转子之间的气隙很小，中小型异步电动机气隙一般为 0.2 ~ 1.5 mm。气隙的大小对电动机性能影响很大，气隙越大，磁阻也就越大。磁阻大时，也就会产生同样大的磁通，因此所需的励磁电流也越大，电动机的功率因数就会越低。但气隙过小，将给装配造成困难，运行时定、转子发生摩擦，使得电动机运行不可靠。
定子绕组用高强度漆包铜线按一定规律嵌放在定子铁芯中，相互间绝缘。若因定子绕组发热将绝缘层损坏，会导致电源相间短路，保险烧坏，空开切断电路，电机电路无法正常工作。如何对电机进行绝缘测试呢？需要进行哪些绝缘测试呢？
1.兆欧表
兆欧表是电工常用的一种测量仪表，采用手摇发电机供电，又称摇表，如图 2.7 所示。主要用来检查电气设备对地及相间的绝缘电阻，保证设备和线路的正常工作，避免发生触电伤亡及设备损坏的事故。
兆欧表使用注意事项：
①测量前，进行开路测试。应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约 120 r/ min，指针指向无穷大(∞)，说明空气电阻为无穷大(∞ )，兆欧表可以正常工作；否则说明兆欧表有故障。
图 2.7 兆欧表示意图
②测量前，进行短路测试。应将E与L，红黑导线相互短接，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约 120 r/ min，指针指
向 0。说明，兆欧表可以正常工作。
③在匀速摇动手柄时，注意千万不要用双手捏住L端（红线），E端（黑线），否则，会发生触电事故。
④绝缘电阻的测量值在 0.5 MΩ以上，认为该测量对象绝缘性能良好。否则，认为绝缘损坏。
2.电机绝缘性能测试
电机内部既有电的回路，又有磁的回路。要求电机内部绕组之间相互绝缘，绕组与电机机壳之间相互绝缘。如因过载、短路、缺相等原因，将导致电机绕组绝缘击穿而发生触电事故。因此我们可用兆欧表来对电机进行绝缘检测。
（1）三相绕组之间绝缘性能的测试
U相、V相、W相，三相绕组之间用兆欧表来进行绝缘测试。在电机接线盒上，将U相绕组的U 1 端，接在兆欧表的L端；将V相绕组的V 1 端，接在兆欧表的E端；然后匀速转动手柄，约等待 10 s，等指针稳定后再观察兆欧表表盘读数。
结论：若指针读数大于 0.5 MΩ，说明U相和V相绕组绝缘性能良好。若指针读数小于0.5 MΩ，说明U相和V相绕组的绝缘被破坏。
用同样的方法，测量U相与W相绕组之间的绝缘性能；测量V相与W相绕组之间的绝缘性能。
（2）三相绕组与电机机壳之间绝缘性能的测试
定子绕组若与电机机壳之间的绝缘被破坏，电机在工作时会漏电，操作人员就会有触电的危险。因此为保证安全生产和操作人员的人身安全，必须对绕组与机壳之间的绝缘进行检测。
将兆欧表的L端（红线）接（电机接线盒内）U 1 绕组，E端（黑线）接电机外壳，电机放在地上；匀速摇动兆欧表手柄 10 s后，等指针稳定后再观察表盘的读数。
结论：若指针读数大于 0.5 MΩ，说明U相和电机机壳绝缘性能良好。若指针读数小于0.5 MΩ，说明U相和电机机壳的绝缘性能被破坏，电机工作时会漏电。
用同样的方法，检测V相、W相与机壳之间的绝缘性能。
3.电机绝缘性能分析
某电机控制电路在空操作时，整个电路运行正常；带负载运行时，电动机声音不正常，电机振动而且保护电器动作，熔断器烧断；电动机机壳在检查过程中，发现机壳带电，威胁操作人员的安全。遇到这种问题，应该怎么检查电机呢？
①问题分析：电机电路，空操作正常，说明控制要求正常，主电路和辅助电路正常，问题出现在电机本身。
②分析问题：声音不正常，可能是三相电流不平衡导致电机运行不稳定而产生的；熔断器烧断，可能是电机相线短路；机壳带电，可能电机接地性能不好。
③相间绝缘测量：兆欧表调零后，将兆欧表的两个接线柱分别接到电动机三个相线的任意两个相线上，转动兆欧表的手柄，观察表盘指针的读数；当读数大于0.5 MΩ时，说明这两根相线之间的绝缘性能良好；依次测量其余相线之间的绝缘电阻，观察测量结果。
④对地绝缘测量：兆欧表调零后，将兆欧表的一个接线柱接到电机机壳金属部分；另一个接线柱接到三个相线其中一个相线上。转动兆欧表的手柄，观察表盘指针的读数；当读数大于 0.5 MΩ时，说明该相线对地绝缘性能良好；依次测量其余相线对地的绝缘电阻，观察测量结果。
①观察电机外观是否完整，除接线盒之外有无裸露的线圈和线头。
②闻一闻电机有无烧焦的味道和观察有无冒烟的情况出现。
③慢慢转动电机的转子，看看转子是否能顺畅转动；如果不能，要检查轴承和端盖是否安装过紧。
④兆欧表测量前的开路实验与短路实验的测试。
⑤实验调试结束后，完成实验工单的填写。
本任务主要要求掌握电机的结构和组成，掌握兆欧表的使用方法及用兆欧表检测电机相线间的绝缘性能，相线对地绝缘性能的测试。