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異步電動(dòng)機(jī)按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為兩種形式:有鼠籠式(鼠籠式異步電機(jī))、繞線式異步電動(dòng)機(jī)。

作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的異步電機(jī)。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的,又稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)是各類(lèi)電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國(guó)的以電為動(dòng)力的機(jī)械中,約有90%左右為異步電動(dòng)機(jī),其中小型異步電動(dòng)機(jī)約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中,異步電動(dòng)機(jī)的用電量占相當(dāng)大的比重。在中國(guó),異步電動(dòng)機(jī)的用電量約占總負(fù)荷的60%多。

異步電機(jī)是一種交流電機(jī),其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)頻率之比不是恒定值。感應(yīng)電機(jī)(Induction motor)是一種僅有一套繞組聯(lián)接電源的異步電機(jī)。在不致引起誤解和混淆的情況下,一般可稱(chēng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)。IEC標(biāo)準(zhǔn)中指出:"感應(yīng)電機(jī)"一詞,在許多國(guó)家中實(shí)際上是作為"異步電機(jī)"的同義詞使用,而其他一些國(guó)家則只使用"異步電機(jī)"一詞來(lái)表示這兩種概念。

異步電機(jī)在1885年由意大利物理學(xué)家和電氣工程師費(fèi)拉里斯發(fā)明。1888年,提出實(shí)驗(yàn)報(bào)告,對(duì)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作了嚴(yán)格的科學(xué)描述,為以后開(kāi)發(fā)異步電動(dòng)機(jī)、自起動(dòng)電動(dòng)機(jī)奠定了基礎(chǔ)。費(fèi)拉里斯相信他所提出的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)理論以及他所開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品在科學(xué)上的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)物質(zhì)上的價(jià)值,因此他有意不為自己的發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利,而是在實(shí)驗(yàn)室向公眾演示這些最新成果。他還倡導(dǎo)使用交流電系統(tǒng)。同年,尼古拉·特斯拉在美國(guó)取得了感應(yīng)電機(jī)的專(zhuān)利。一年之后,Mikhail Dolivo-Dobrovolsky發(fā)明籠型異步電機(jī)。異步電機(jī)的發(fā)展迅速,對(duì)于相同大小的異步電機(jī),額定功率由1897年的5.5kW發(fā)展到1976年的74.6kW。鼠籠型異步電機(jī)是使用最廣泛的異步電機(jī)。

電機(jī)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,從而叫為異步電機(jī)。它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。$\text{s=(n_s-n)/n_s}$。s為轉(zhuǎn)差率,$n_s$為磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)繁多,有防爆型三相異步電動(dòng)機(jī)、ys系列三相異步電動(dòng)機(jī)、y、y2系列三相異步電動(dòng)機(jī)、YVP系列變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)等等。

三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組加對(duì)稱(chēng)電壓后,產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣隙磁場(chǎng),轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體切割該磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。由于轉(zhuǎn)子繞組處于短路狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)子電流。轉(zhuǎn)子電流與氣隙磁場(chǎng)相互作用就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一定低于磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速,因?yàn)橹挥羞@樣轉(zhuǎn)子導(dǎo)體才可以感應(yīng)電勢(shì)從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和電磁轉(zhuǎn)矩。所以該電機(jī)被稱(chēng)為異步機(jī),也叫感應(yīng)電機(jī)。

1、小型輕量化。
2、易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速超過(guò)10 000r/min 的高速旋轉(zhuǎn)。
3、高速低轉(zhuǎn)矩時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高。
4、低速時(shí)有高轉(zhuǎn)矩,以及有寬泛的速度控制范圍。
5、高可靠性(堅(jiān)固)。
6、制造成本低。
7、控制裝置的簡(jiǎn)單化。

異步電動(dòng)機(jī)的基本特點(diǎn)是,轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連,其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng);與其他電機(jī)相比,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、使用、維護(hù)方便,運(yùn)行可靠性高,重量輕,成本低。以三相異步電動(dòng)機(jī)為例,與同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)相比,前者重量只及后者的二分之一,成本僅為三分之一。異步電動(dòng)機(jī)還容易按不同環(huán)境條件的要求,派生出各種系列產(chǎn)品。它還具有接近恒速的負(fù)載特性,能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械拖動(dòng)的要求。其局限性是,它的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速有固定的轉(zhuǎn)差率(見(jiàn)異步電機(jī)),因而調(diào)速性能較差,在要求有較寬廣的平滑調(diào)速范圍的使用場(chǎng)合(如傳動(dòng)軋機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)、大型機(jī)床等),不如直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)、方便。此外,異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),從電力系統(tǒng)吸取無(wú)功功率以勵(lì)磁,這會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的功率因數(shù)變壞。因此,在大功率、低轉(zhuǎn)速場(chǎng)合(如拖動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等)不如用同步電動(dòng)機(jī)合理。

由于異步電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)量大,使用面廣,要求其必須有繁多的品種、規(guī)格與各種機(jī)械配套。因此,異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)特別要注意標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化。在各類(lèi)系列產(chǎn)品中,以產(chǎn)量最大、使用最廣的三相異步電動(dòng)機(jī)系列為基本系列;此外還有若干派生系列(在基本系列基礎(chǔ)上作部分改變導(dǎo)出的系列)、專(zhuān)用系列(為特殊需要設(shè)計(jì)的具有特殊結(jié)構(gòu)的系列)。

2010年6月2日,財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于印發(fā)節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機(jī)推廣實(shí)施細(xì)則的通知》,將高效電機(jī)納入節(jié)能產(chǎn)品惠民工程實(shí)施范圍,采取財(cái)政補(bǔ)貼方式進(jìn)行推廣。

研制高效電機(jī)的同時(shí),采用變頻調(diào)速技術(shù)是另一項(xiàng)行之有效的節(jié)能措施。高效電機(jī)和變頻電機(jī)試驗(yàn)對(duì)測(cè)試設(shè)備的功能及性能指標(biāo)提出了較高的要求,為了準(zhǔn)確獲取電機(jī)的效率,應(yīng)該采用帶微處理器的寬頻功率分析儀和準(zhǔn)確級(jí)較高的變頻電量變送器/傳感器。

異步電機(jī)是一種交流電機(jī),其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣,在不引起誤解或混淆的情況下,一般可稱(chēng)感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。

普通異步電機(jī)的定子繞組接交流電網(wǎng),轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、使用和維護(hù)方便,運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小,成本較低等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性,從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行,能滿足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)型式,以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí),必須從電網(wǎng)吸取無(wú)功勵(lì)磁功率,使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此,對(duì)驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等大功率、低轉(zhuǎn)速的機(jī)械設(shè)備,常采用同步電機(jī)。由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系,其調(diào)速性能較差(交流換向器電動(dòng)機(jī)除外)。對(duì)要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械、軋機(jī)、大型機(jī)床、印染及造紙機(jī)械等,采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展,適用于寬調(diào)速的異步電機(jī)的調(diào)速性能及經(jīng)濟(jì)性已可與直流電機(jī)的相媲美。

異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī),其功率范圍從幾瓦到上萬(wàn)千瓦,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)和人們?nèi)粘Ｉ�活中�?yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī),為多種機(jī)械設(shè)備和家用電器提供動(dòng)力。例如機(jī)床、中小型軋鋼設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵、輕工機(jī)械、冶金和礦山機(jī)械等,大都采用三相異步電動(dòng)機(jī)(Asynchronous Motor)拖動(dòng);電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器等家用電器中則廣泛使用單相異步電動(dòng)機(jī)。異步電機(jī)也可作為發(fā)電機(jī),用于風(fēng)力發(fā)電廠和小型水電站等。

一、通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng),但無(wú)異響,也無(wú)異味和冒煙

1、故障原因

①電源未通(至少兩相未通) ;

②熔絲熔斷(至少兩相熔斷) ;

③過(guò)流繼電器調(diào)得過(guò)小;

④控制設(shè)備接線錯(cuò)誤。

2、故障排除

①檢查電源回路開(kāi)關(guān),熔絲、接線盒處是否有斷點(diǎn),修復(fù);

②檢查熔絲型號(hào)、熔斷原因,換新熔絲;

③調(diào)節(jié)繼電器整定值與電動(dòng)機(jī)配合;

④改正接線。

二、通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),然后熔絲燒斷

1、故障原因

①缺一相電源,或定干線圈一相反接;

②定子繞組相間短路;

③定子繞組接地;

④定子繞組接線錯(cuò)誤;

⑤熔絲截面過(guò)小;

⑥電源線短路或接地。

⑦轉(zhuǎn)子軸承磨損

2、故障排除

①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;

②查出短路點(diǎn),予以修復(fù);

③消除接地;

④查出誤接,予以更正;

⑤更換熔絲;

⑥消除接地點(diǎn)。

三、通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)有嗡嗡聲

l、故障原因

①定、轉(zhuǎn)子繞組有斷路(一相斷線)或電源一相失電;

②繞組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反;

③電源回路接點(diǎn)松動(dòng),接觸電阻大;

④電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大或轉(zhuǎn)子卡住;

⑤電源電壓過(guò)低;

⑥小型電動(dòng)機(jī)裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過(guò)硬;

⑦軸承卡住。

2、故障排除

①查明斷點(diǎn)予以修復(fù);

②檢查繞組極性;判斷繞組末端是否正確;

③緊固松動(dòng)的接線螺絲,用萬(wàn)用表判斷各接頭是否假接,予以修復(fù);

④減載或查出并消除機(jī)械故障,

⑤檢查是還把規(guī)定的 ? 接法誤接為 Y;是否由于電源導(dǎo)線過(guò)細(xì)使壓降過(guò)大,予以糾正;

⑥重新裝配使之靈活;更換合格油脂;

⑦修復(fù)軸承。

四、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難,額定負(fù)載時(shí),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速較多

1、故障原因

①電源電壓過(guò)低;

②?接法電機(jī)誤接為 Y;

③籠型轉(zhuǎn)子開(kāi)焊或斷裂;

④定轉(zhuǎn)子局部線圈錯(cuò)接、接反;

③修復(fù)電機(jī)繞組時(shí)增加匝數(shù)過(guò)多;

⑤電機(jī)過(guò)載。

2、故障排除

①測(cè)量電源電壓,設(shè)法改善;

②糾正接法;

③檢查開(kāi)焊和斷點(diǎn)并修復(fù);

④查出誤接處,予以改正;

⑤恢復(fù)正確匝數(shù);

⑥減載。

五、電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡,三相相差大

1、故障原因

①重繞時(shí),定子三相繞組匝數(shù)不相等;

②繞組首尾端接錯(cuò);

③電源電壓不平衡;

④繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。

2、故障排除

①重新繞制定子繞組;

②檢查并糾正;

③測(cè)量電源電壓,設(shè)法消除不平衡;

④峭除繞組故障。

六、電動(dòng)機(jī)空載,過(guò)負(fù)載時(shí),電流表指針不穩(wěn),擺動(dòng)

1、故障原因

①籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條開(kāi)焊或斷條;

②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。

2、故障排除

①查出斷條予以修復(fù)或更換轉(zhuǎn)子;

②檢查繞轉(zhuǎn)子回路并加以修復(fù)。

七、電動(dòng)機(jī)空載電流平衡,但數(shù)值大

1、故障原因

①修復(fù)時(shí),定子繞組匝數(shù)減少過(guò)多;

②電源電壓過(guò)高;

③Y 接電動(dòng)機(jī)誤接為;

④電機(jī)裝配中,轉(zhuǎn)子裝反,使定子鐵芯未對(duì)齊,有效長(zhǎng)度減短;

⑤氣隙過(guò)大或不均勻;

⑥大修拆除舊繞組時(shí),使用熱拆法不當(dāng),使鐵芯燒損。

2、故障排除

①重繞定子繞組,恢復(fù)正確匝數(shù);

②設(shè)法恢復(fù)額定電壓;

③改接為 Y;

④重新裝配;

③更換新轉(zhuǎn)子或調(diào)整氣隙;

⑤檢修鐵芯或重新計(jì)算繞組,適當(dāng)增加匝數(shù)。

八、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)響聲不正常,有異響

1、故障原因

①轉(zhuǎn)子與定子絕緣紙或槽楔相擦;

②軸承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物;

③定轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng);

④軸承缺油;

⑤風(fēng)道填塞或風(fēng)扇擦風(fēng)罩,

⑥定轉(zhuǎn)子鐵芯相擦;

⑦電源電壓過(guò)高或不平衡;

⑧定子繞組錯(cuò)接或短路。

2、故障排除

①修剪絕緣,削低槽楔;

②更換軸承或清洗軸承;

③檢修定、轉(zhuǎn)子鐵芯;

④加油;

⑤清理風(fēng)道;重新安裝置;

⑥消除擦痕,必要時(shí)車(chē)內(nèi)小轉(zhuǎn)子;

⑦檢查并調(diào)整電源電壓;

⑧消除定子繞組故障。

九、運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)振動(dòng)較大

1、故障原因

①由于磨損軸承間隙過(guò)大;

②氣隙不均勻;

③轉(zhuǎn)子不平衡;

④轉(zhuǎn)軸彎曲;

⑤鐵芯變形或松動(dòng);

⑥聯(lián)軸器(皮帶輪)中心未校正;

⑦風(fēng)扇不平衡;

⑧機(jī)殼或基礎(chǔ)強(qiáng)度不夠;

⑨電動(dòng)機(jī)地腳螺絲松動(dòng);

⑩籠型轉(zhuǎn)子開(kāi)焊斷路;繞線轉(zhuǎn)子斷路;加定子繞組故障。

2、故障排除

①檢修軸承,必要時(shí)更換;

②調(diào)整氣隙,使之均勻;

③校正轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡;

④校直轉(zhuǎn)軸;

⑤校正重疊鐵芯,

⑥重新校正,使之符合規(guī)定;

⑦檢修風(fēng)扇,校正平衡,糾正其幾何形狀;

⑧進(jìn)行加固;

⑨緊固地腳螺絲;

⑩修復(fù)轉(zhuǎn)子繞組;修復(fù)定子繞組。