实验七单相异步感应式电动机

实验七单相异步感应式电动机一、实验目的熟悉单相异步电动机的结构与原理，能进行简单维护维修。二、实验原理（一）基本结构1、固定部分—定子；由定子铁芯、定子绕组、端盖和机座（壳）组成。（1）定子铁芯是电机磁路的一部分，一般由0.5mm硅钢片按一定的形状冲压、叠压成圆柱形，圆柱内侧均匀分布有线槽，片与片之间相互绝缘，以减少涡流损耗。（2）定子绕组一般由高强度聚酯漆包线绕制而成，常做成两相：主绕组（工作绕组）和副绕组（启动绕组），两种绕组的中轴线错开一定的角度（约90o），目的是为了改善启动性能和运行性能。主、副绕组同槽嵌放时，则副绕组在上，主绕组在下。绕组之间的连线，应按定子绕组展开图接线。（3）机座（或机壳）一般由A3钢板冲制而成，大电机（单相）则是钢板卷筒后在与铸铝端盖配合而成，三相电机一般均为铸铁机座。（4）前、后端盖：它是用铸铁、铝合金、薄铁板制作而成。为了保证安装精度，家用电器中电动机的前、后端盖大部分用薄铁板冲压成型。2、转动部分（1）转子：由转子铁芯（用来构成电动机的磁路）、转子绕组（一般采用笼型绕组，常用铝或铜压制而成）、转轴（45＃碳结钢）组成。（2）转子绕组有绕线式和鼠笼式两种，绕线转子:电机的转子上有线圈,并通过电刷引入电流,进行运行。鼠笼转子:电机的转子上没有线圈,只有铸铝铁芯，不需要引入电流就可以运行。要求起动力距大的,一般选用绕线电机:如起重吊车、冶金行业，而大部分通用性的电机多为鼠笼式电动机。绕线转子是用线圈组成的,成本高；鼠龙转子由铜条或铸铝条组成，成本低。（二）工作原理定子绕组中的两相绕组流过的电流有一定的相位差（约90o），通电后会在定子内部产生旋转磁场（接近圆形），切割转子的转子绕组（导条），产生感应电流，与定子绕组产生的旋转磁场相互作用，形成电磁转矩，从而带动转子转动。电机转速nno=60f/P(n：同步转速，f：电源频率，P：电机极对数)如：4极电机，同步转速为1500r/min，额定转速约为1450r/min。（三）启动1、电阻分相式启动绕组（S）：线径小，匝数少（电感小），电阻大；运行绕组（M）：线径大，匝数多（电感大），电阻小。特点：结构简单，但启动转矩小。2、电容分相式（如右图）特点：启动转矩大，启动性能好，但功率因数低，启动电流大。当转子转速达到额定值的70%~80%时，离心开关自动断开。3、电容启动电容运行式（如右图）启动电容大，运行电容小，耐压值一般大于400V，启动后，当转子转速达到额定值的70%~80%时，离心开关自动断开。特点：启动转矩大，带负载能力强，功率因数高，但电容多，电路较复杂。（四）概念1、线圈（组）：漆包线的绝缘漆耐温值为120oC~130oC。2、极距τ：每个磁极所占的槽数，τ=总槽数/极数。节距y：一个线圈两个有效边之间的槽数。3、电角度（P×360o），电流随时间变化的角度。槽距角α=P×360o/总槽数，即相邻两槽间的电角度。4、单层绕组、双层绕组、同心绕组。（五）电动机拆装。电动机在维修拆装时，如果拆装不当，反而会损坏部件，影响维修质量。电动机的故障可分为两类：电气故障和机械故障。在拆装之前，首先要准备好必要的工具，其次，还应仔细了解电动机的构造，做好各种记录，记下线头的颜色和接线柱的有关标记，在电动机端盖上用金属划针画上斜十字叉的记号，以便装配时好还原。步骤：（1）拆除电动机的引线（若是直流电动机，还应将电刷取出）。（2）用扳手和钳子，先将皮带轮或联轴器上的紧固螺丝或销子松开。（3）用小型拉力器将皮带轮或联轴器慢慢拉下来，拉时要注意皮带轮或联轴器的受力情况，以免拉坏。尤其是洗衣机电动机，如果皮带轮或联轴器与轴锈死，可以渗入适量的汽油或煤油，稍等片刻后再拉。如果没有小型拉力器，只能用木锤或铜棒将其轻轻敲打出来。（4）用扳手和螺丝刀，拆下风扇罩。松开风扇紧固螺钉，拆下风扇。然后松开端盖和轴承的紧固螺钉，用木锤和螺丝刀轻轻敲打端盖和端盖止口处，卸下端盖。再拆除转子，这时注意不要碰伤定子绕组。然后，再拆另一个端盖。（5）最后拆卸轴承时，应注意小型拉力器的交钩紧扣住轴承的内圈，慢慢将轴承拉出。在实际工作中，各种电动机的结构与尺寸略有不同，要根据实际情况灵活应用。（6）电动机的装配过程与拆卸过程相反，装配前要检查定子有无异物、轴承磨损状况、轴承与端盖的配合情况、端盖止口与机壳配合情况。根据具体情况清洗和更换、维修零部件。然后进行装配。装配完毕，用手转动转子是否灵活，有无转子和定子相碰的情况（扫膛现象）。最后上紧紧固螺钉。三、实验内容1、介绍单相异步电动机工作原理、结构及电动机启动方式；2、介绍绕制线圈的方法；因电动机最易损坏的部件是线圈，所以要了解线圈绕制方法。绕制工具：弧形剪刀、青裸纸、竹条、绝缘套管、压脚、转盘等。步骤：绕线圈→嵌线→整形→漆绝缘漆，绕好后，灯泡烤干。3、观察单相异步电动机结构；4、常见故障分析。故障一：电机冒烟子绕组匝间短路；（2）焊接线不良致使接触电阻过大，电机发热；(3)电容器击穿，致使电路的容性成分消失，电机单相运行（事实上电机无法运行，处于堵转状态）。故障二：电机带电电机内部或引出线绝缘不良故障三：电机转速下降（1）电机部分绕组匝间短路；（2）电容器容量衰减；（3）转子断条。四、实验主要仪器单相异步电动机、启动电容、绕线机等。五、实验步骤1、查找资料，理解单相异步感应式电动机的结构、工作原理、启动方式等知识；2、拆装电动机，观察其结构，定子绕组的绕制方法等，画出4极24槽的定子绕组的绕制线路图；3、分析单相异步感应式电动机的启动方法，画出电容分相式电机启动电路图，并能实现正反转控制，连接实物电路，实现电机的正反转；4、回答问题：（1）为什么笼型转子的导电条（铜条或铝条）都做成斜的？（2）如何检测电动机电容的好坏？（3）用万用表测量电动机3个接线端之间的电阻值，说明各电阻值代表什么？5、学会常见故障分析；6、做好实验记录。六、实验要求（1）每次实验前必须认真预习，预习不合格者不允许做实验；（2）每次实验必须提前十分钟进实验室，实验中应遵守实验室各实验规则；（3）实验按分组名单分组，如无特殊情况，有不按要求者，取消其实验资格；（4）实验结束后整理好仪器，并按要求打扫卫生后方可离去；（5）实验前必须交上次的实验报告，不按时交者，实验报告为不及格。