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《电工技能与实训(第3版)》项目6 单相交流异步电动机
2023-05-24 | 阅:  转:  |  分享 
  
项目6:单相交流异步电动机任务1 单相交流异步电动机的分类与选用训练任务2 单相交流异步电动机的性能测试训练任务3 单相交流异步电动机
的故障维修训练任务4 单相交流异步电动机控制电路连接训练任务5 单相交流异步电动机的绕组拆换训练 单相交流异
步电动机为小功率电动机,由于它结构简单,成本低,噪声小,安装方便,凡是有单相电源的地方都能使用,因此在生产和生活领域中应用都很广泛
。使用最多的是在家用电器中,用做电风扇、洗衣机、电冰箱、鼓风机、吸尘器、电唱机和家用电动器具的动力机。了解单相电动机的分类、构造和
使用特点,掌握单相电动机的测试与维修技能很有必要。本项目主要进行单相电动机的选择与使用、性能测试、故障维修、控制线路连接、绕组拆换
等项操作技能训练。任务1 单相交流异步电动机的分类与选用训练任务目标: 1.了解单相交流异步电动机的类型和基
本结构; 2.学会单相交流异步电动机的型号和类型识别; 3.掌握单相交流异步电动机性能参数
和选用技能。相关知识: 1.单相交流异步电动机的类型 单相交流异步电动机的类型很多,按启动方法不同
可分为两大类,共五种。一类是罩极式电动机,其中又分有两种:凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机;另一类是分相式电动机,又分为电阻分相
式电动机、电容分相式电动机和电感分相式电动机。 单相交流异步电动机的产品型号是由系列代号、设计代号、机座代号、特征代号
和特殊环境代号组成的,排列顺序如下: (1)系列代号 用字母表示单相交流异步电动机的基本系列,其新老代号的表示方法
见表6.1。表6.1 单相交流异步电动机的基本系列代号 (2)设计代号。在系列代号的右下脚,用数字表示设计代号,无设
计代号的为第一次的设计产品。 (3)机座代号。用两位数字表示电动机转轴的中心高度,标准中心高度尺寸有45mm、50mm
、56mm、63mm、71mm、80mm、90mm、100mm。 (4)特征代号。用两位数字分别表示电动机定子的铁芯长
度和极数。常见电动机的极数有2极、4极、6极等。 (5)特殊环境代号。表示该产品适应的环境,普通环境下使用的电动机无此
代号。 例如,CO28022表示单相电容启动交流异步电动机,下标2表示是CO系列第二次的设计产品,80表示转轴的中
心高度为80mm,22表示是2号铁芯和2极电动机。 2.单相交流异步电动机的结构 单相交流异步电动
机主要由定子、转子、端盖、轴承、外壳等组成,如图6.1所示。图6.1 单相交流异步电动机的结构 (1)定子。定子由定
子铁芯和线圈组成,定子铁芯是由硅钢片叠压而成,铁芯槽内嵌着两套独立的绕组,它们在空间上相差90°电角度。一套称为主绕组(工作绕组)
,另一套称为副绕组(启动绕组),定子结构如图6.2所示。图6.2 单相交流异步电动机定子结构 (2)转子。转子为鼠笼
结构,外形如图6.3 所示。它是在叠压成的铁芯上铸入铝条,再在两端用铝铸成闭合绕组(端环)而成,端环与铝条形如鼠笼。
(3)端盖。端盖是由铸铝或铸铁制成,起着容纳轴承、支撑和定位转子以及保护定子绕组端部的作用。 (4)轴承。按电动机容量
和种类的不同,所用轴承有滚动轴承和滑动轴承两类,滑动轴承又分为轴瓦和含油轴承两种。 (5)外壳。外壳的作用是罩住电动机
的定子和转子,使其不受机械损伤,并防止灰尘。 图6.3 单相交流异步电动机转子结构 3.单相交流异步
电动机的结构特点 (1)电阻分相启动式电动机。电阻分相启动式电动机的副绕组导线线径细、匝数少、电阻大、电感量小,使副绕
组呈阻性电路。其主绕组导线线径粗、匝数多、电阻很小、电感量大,呈感性电路。这样两绕组接在同一单相电源上时,绕组中的电流就不同相,从
而使单相交流电分为两相,形成旋转磁场而产生启动转矩。当转速达到额定值的70%~80%时,启动开关使副绕组脱开电路,由主绕组单独维持
电动机转动。电阻分相启动式电动机的电路如图6.4所示。图6.4 电阻分相启动式电动机电路 (2)电容分相启动式电动
机。电容分相启动式电动机的副绕组上通过离心式启动开关串联了一只较大容量的电容器,使副绕组呈容性电路,主绕组仍保持感性。启动时,副绕
组中的电流相位超前主绕组电流90°电角度,这样就使单相交流电分为两相,形成旋转磁场而产生启动转矩。当转速达到额定值的70%~80%
时,启动开关使副绕组脱开电路,由主绕组单独维持电动机转动。电容分相启动式电动机的电路如图6.5所示。 图6.5 电容分相启动式电
动机电路 (3)电容运转式电动机。电容运转式电动机的副绕组和一个小容量的电容器串联,无论在启动和运转时,始终接在电路
中,这实质上构成了两相电动机,由主绕组、副绕组与电容器共同维持电动机转动。电容运转式电动机的电路如图6.6所示。图6.6 电容运
转式电动机电路 (4)电容启动和运转式电动机。电容启动和运转式电动机的副绕组上串联一只大容量的启动电容器C1和一只小容
量的运行电容器C2,启动时两只电容器并联工作,使副绕组呈容性电路,有利于提高启动转矩。在电动机启动后,离心启动开关使启动电容器脱开
电路,运行电容器与副绕组、主绕组共同维持电动机转动。电容启动和运转式电动机的电路如图6.7所示。图6.7 电容启动和运转式电动机
电路 (5)单相罩极式电动机。单相凸极式罩极电动机定子铁芯的极面中间开有一个小槽,用短路铜环罩住部分极面积,起着启动绕
组的作用。单相隐极式罩极电动机不用短路铜环,而用较粗的绝缘导线做成匝数很少的罩极绕组跨在定子槽中,作为启动绕组用。单相罩极式电动机
的电路如图6.8所示。图6.8 单相罩极式电动机电路 4.单相交流异步电动机的额定值 在电动机的外
壳上都有一个铭牌,标有电动机的使用数据,即电动机的额定值,包括以下一些内容。 (1)额定电压。额定电压是指电动机正常运
行时的工作电压,即外施电源电压,一般均采用标准系列值,主要有12V、24V、36V、42V、220V。 (2)额定频率
。额定频率是指电动机的工作电源频率,电动机是按此频率设计的。我国规定的额定频率一般为50Hz,而国外有的为60Hz。
(3)额定转速。额定转速是指电动机在额定电压、额定频率、额定负载下转轴的转动速度,单位是转/分钟(r/min)。 (4)
额定功率。额定功率是指电动机在额定电压、额定频率和额定转速的情况下,转轴上可输出的机械功率。标准系列值有0.4W、0.6W、1.0
W、1.6W、2.5W、4W、6W、10W、16W、25W、40W、60W、90W、120W、180W、250W、370W、550
W、750W等。 (5)额定电流。额定电流是指电动机在额定电压、额定功率和额定转速的情况下,定子绕组的电流值。在此电流
下,电动机可以长期正常工作。 (6)额定温升。额定温升是指电动机满载运行4h后,绕组和铁芯温度高于环境温度的值。我国规
定标准环境温度为40℃,对于E级绝缘材料,电动机的温升不应超过75℃。 5.单相交流电动机在家用电器中的应用
(1)电风扇电动机的结构特点 电风扇中使用的单相电动机大多为电容运转式电动机,台式风扇电动机的结构如图6.9
所示。它属于微型电动机,体积小、质量轻、结构简单、拆装容易。吊式风扇电动机的结构如图6.10所示。它采用封闭式的外转子结构,定子安
放在内,固定在不旋转的吊杆上,而转子安放在外,与扇叶相连。电风扇一般都具有调速功能,通过调速实现人们对风量的不同要求。单相异步电动
机是通过改变加在电动机上的电压来实现调速的,电风扇采用的调速方法主要有电抗器调速、绕组抽头调速和电子调速。图6.9 台式风扇电动
机的结构图6.10 吊式风扇电动机的结构 (2)洗衣机电动机的结构特点。洗衣机中使用的 电动机普遍采用电容运转式
电动机,洗涤电动机的结构如图6.11所示。由于洗衣机要求正、反转交替运行,且工作状态一样,因此电动机的主、副绕组结构参数完全相同,
只是空间上相差90°电角度。工作时通过换向开关变换主、副绕组的接线来改变转动方向。脱水电动机只做单向高速运转,主、副绕组的结构参数
可以不同,但要求电动机启动转矩大、过载能力强。图6.11 洗衣机洗涤电动机的结构 (3)家用制冷压缩机电动机的结构特
点。家用电冰箱、冰柜和空调器的制冷压缩机中使用的电动机通常有四种:电阻启动式电动机,多用于小功率压缩机;电容启动式和电容运转式电动
机,普通压缩机中使用较多;电容启动和运转式电动机,多用于大功率压缩机。 由于制冷压缩机为封闭结构,电动机与压缩机一起
安装在封闭的壳体内,直接接触制冷剂和润滑油,且运行温度较高,负荷较大,因此要求电动机耐腐蚀、耐高温、耐冲击、耐震动,启动力矩大,过
载能力强,效率尽可能高。家用制冷压缩机的电动机结构如图6.12所示。图6.12 家用制冷压缩机的电动机结构实训内容:
1.查看并说明所给单相电动机的结构类型、额定参数(铭牌数据),查看绕组连接方式。 2.按照所提出的使用要求,
选择单相电动机的结构类型和基本性能参数。任务2 单相交流异步电动机的性能测试训练任务目标: 1.了解单相交流异
步电动机的主要测试项目; 2.学会单相交流异步电动机的性能测试方法; 3.掌握单相交流异步电动
机的基本测试技能。相关知识: 单相交流异步电动机的主要测试项目有空载电流、工作电流、堵转电压、绝缘电阻、绕组直流电阻
、温升和转速等。其测试方法如下。 1. 绝缘电阻测量 电动机的绝缘电阻包括主、副绕组对外壳的绝缘电阻和
主副绕组之间的绝缘电阻,绝缘电阻测量是为了检查定子绕组的绝缘性能,可使用500V兆欧表进行测量,单相电动机的绝缘电阻值应不低于20
M?。 2. 绕组直流电阻测量 测量电动机定子主、副绕组的直流电阻可用来检查定子绕组的断路和短路故障,
可使用直流双臂电桥测量。 3. 空载电流和工作电流测量 空载电流是指电动机在额定电压下,不带负载运转时
的电流值,电动机的空载电流与额定电流的比值应符合规定的范围。工作电流是指电动机在额定电压下,带一定负载运转时的电流值,工作电流应不
大于额定电流。 测量电动机的空载电流和工作电流可使用交流电流表或万用表的交流电流挡,测试时将电流表串入电源回路进行测
量。以电容运转式电动机为例,测量接线如图6.13所示。图6.13 电动机空载电流和工作电流测量 4. 堵转电压及
测试方法 堵转电压是指电动机在转子被卡住不转的情况下,当通过定子绕组的电流为额定值时,加在定子绕组上的电压值,其大小
可反映出电动机的漏抗、损耗、效率和功率因数等指标。因此堵转电压必须在规定的范围内,电动机才能正常运转。 堵转电压测试
电路如图6.14所示。图中T为调压器,测量时用来调整加在电动机定子绕组上的电压。图6.14 电动机堵转电压测试电路
5. 温升测量 温升测量使用普通温度计测量误差较大,可采用测量定子绕组直流电阻变化的方法。先用直流电桥测出定子绕组
的冷态电阻R0,然后使电动机满负荷运转数小时,待温度稳定后,切断电源,再测出其热态电阻RT,用下列公式可求出温升?T。
?T=(RT-R0)/?0.0042R0 6. 转速测量
测量电动机的转速可使用机械式转速表或数字式转速表,测量时将转速表的测量头顶在电动机的转轴上,用力不能太大,但也不能太小,以免产生
相对滑动。实训内容: 1.绝缘电阻测量训练; 2.绕组直流电阻测量训练; 3.空载
电流和工作电流测量训练; 4.堵转电压测量训练。 任务3 单相交流异步电动机的故障维修训练任务目标:
1.了解单相交流异步电动机的常见故障及产生原因; 2.学会单相交流异步电动机的常见故障处理方法;
3.掌握单相交流异步电动机电气故障的检修技能。相关知识: 1.单相交流异步电动机的常见故障与处理 单相
电容分相式交流异步电动机的故障有电气故障和机械故障两类。电气故障主要有定子绕组断路、定子绕组接地、定子绕组绝缘不良、定子绕组匝间短
路、分相电容器损坏、转子笼型绕组断条等故障。机械故障主要有轴承损坏、润滑不良、转轴与轴承配合不好、安装位置不正确、风叶损坏或变形等
。 单相电容分相式交流异步电动机的故障检修,通常是先根据电动机运行时的故障现象,分析故障产生的原因,通过检查和测试,
确定故障的确切部位,再进行相应的处理。单相电容分相式交流异步电动机的常见故障现象、产生原因及处理方见表6.7。(书中第113-11
4页表6.7 ) 2.单相交流异步电动机的故障检修 在电动机维修中,较多是对定子绕组电气故障的维修,
在此简要讲述单相电容分相式异步电动机常见电气故障的形成原因与检修方法。定子绕组常见故障有绕组断路、绕组接地、绕组绝缘不良、绕组匝间
短路等。 (1)定子绕组断路故障的检修 定子绕组断路主要原因是由于绕组线圈受机械损伤或过热烧断,表现为主绕
组断路时电动机不转;副绕组断路时电动机不能启动。检查绕组断路可使用万用表欧姆挡或直流电桥测量绕组的直流电阻,有时断路故障可能是因连
接线或引出线接触不良产生的,因此应先进行外部接线检查。 若判定为绕组内部断路,可拆开电动机抽出转子,将定子绕组端
部捆扎线拆开,接头的绝缘套管去掉,再用万用表逐个检查绕组中的每个线圈,找出有断路故障的线圈。 若绕组线圈断路点在绕组
的端部,可找出断点具体位置,将其焊接好,然后采取加强绝缘的方法处理,若绕组断路点在定子铁芯槽内,则需要拆除有断路故障的线圈,直接更
换新的绕组线圈或采用穿绕修补法修复。更换或修复后将接线焊好,并恢复绝缘,再检查整个绕组是否全部完好。 (2)定子绕组接地
故障的检修 定子绕组接地,就是定子绕组与定子铁芯短路,造成绕组接地的主要原因是由于绝缘层破坏。主要表现为电动机外壳带
电或烧断熔丝。绕组接地点多发生在导线引出定子槽口处,或者是绕组端部与定子铁芯短路。检查绕组接地可以用36V的校验灯检验,也可以用万
用表欧姆挡测量。若判断为定子绕组接地,可拆开电动机抽出转子,把定子绕组端部捆扎线拆开,接头的绝缘套管去掉,再用万用表逐个检查绕组中
的每个线圈,找出有接地故障的线圈。 若绕组线圈接地点在绕组的端部,则可采取加强绝缘的方法处理,若线圈接地点在定子铁芯
槽内,则应拆除有接地故障的线圈,然后在定子铁芯槽内垫一层聚脂薄膜青壳纸,更换新的绕组线圈或采用穿绕修补法修复。更换或修复后将接线焊
好,并恢复绝缘,再检查整个绕组是否全部完好。 (3)定子绕组匝间短路故障的检修 定子绕组匝间短路主要原因是
由于绝缘层损坏。主要表现为电动机启动困难、转速慢、温升高。匝间短路还容易引起整个绕组烧坏。 若判定有绕组匝间短路,可
拆开电动机抽出转子,先对定子绕组进行直观检查,主要观察线圈有无焦脆之处,当某个线圈有焦脆现象时,该线圈可能有匝间短路。若绕组匝间短
路处不易发现,可把绕组端部捆扎线拆开,接头的绝缘套管拆掉,给定子绕组通入36V的交流电压,用万用表的交流电压挡测量绕组中的每个线圈
,如果每个线圈的电压都相等,说明绕组没有匝间短路,如有某个线圈的电压低了,说明该线圈有匝间短路。检查定子绕组匝间短路也可以使用短路
探测器测试。 当短路线圈无法修复时,则应拆除有短路故障的线圈,然后在定子铁芯槽内垫一层聚脂薄膜青壳纸,更换新的绕组线
圈或采用穿绕修补法修复。更换或修复后将接线焊好,并恢复绝缘,再检查整个绕组是否全部完好。 (4)定子绕组绝缘不良故障
的检修 定子绕组绝缘不良主要是由于绕组严重受潮或长期超载运行绝缘老化引起,主要表现为运行时电动机外壳带电或绕组打火冒
烟。 定子绕组绝缘不良可使用兆欧表测量电动机的绝缘电阻,检查前应先将主、副绕组的公共端拆开,分别测量主、副绕组间以及
主、副绕组对外壳绝缘电阻。当绝缘电阻小于0.5M?时说明定子绕组绝缘不良,已不能使用。 若定子绕组绝缘不良是由于绕组
严重受潮引起的,此时可用100~200W的灯泡放在定子绕组中间,置于一个箱子内烘烤或用电烘箱烘烤,也可给绕组通以36V以下的交流电
压,使其发热以祛除潮气,直至使电动机的绝缘性能达到要求,随后进行浸漆处理。若是定子绕组的绝缘严重老化,则要拆换整个绕组。实训内容:
1.绕组断路故障的检修; 2.绕组接地故障德检修; 3.绕组绝缘不良故障的检修;
4.绕组匝间短路故障的检修。任务4 单相交流异步电动机控制电路连接训练任务目标: 1.了解单相
交流异步电动机的基本控制方法; 2.熟悉单相交流异步电动机控制电路的组成; 3.掌握单相交流异步电
动机控制电路连接技能。 相关知识: 1. 电风扇电动机的调速电路 电风扇种类很多,其调速电路也不完全相
同,台风扇电抗器调速典型电路如图6.15所示,吊扇电抗器调速典型电路如图6.16所示。 电风扇中除电动机外的电器元件
主要有分相电容器、定时器、调速器、位置开关等。定时器是电风扇的时间控制器件,一般定时器按结构可分为机械式、电动式和电子式,电风扇大
多采用机械式定时器。 电风扇调速器是由电抗器和转换开关组成,电抗器是在铁芯上绕有线圈的电感,线圈有多个抽头与转换开关
相连,变换开关挡位,可改变电抗器的电感量,从而改变加在电动机上的电压,以此来实现电动机的调速。图6.15 台风扇电抗器调速电路图
图6.16 吊扇电抗器调速电路图 2. 洗衣机电动机的控制电路 洗衣机种类很多,其控制线路也不完全相
同,单桶洗衣机简单控制线路如图6.17所示。双桶洗衣机典型控制线路如图6.18所示。图6.17 单桶洗衣机简单控制线路图 图6.
18 双桶洗衣机典型控制线路图 洗衣机中除电动机外的电控器件主要有分相电容器、定时器或程序控制器、进水和排水电磁
阀、控制开关等,因此在维修时应注意检查这些器件。 定时器是普通洗衣机的时间控制器件,它的作用一是控制洗衣机的整个工
作时间,二是控制洗衣机电动机的正、反转及间歇时间。定时器按结构可分为机械式、电动式和电子式。按作用又分有洗涤定时器和脱水定时器。
程序控制器是全自动洗衣机中的自动化控制器件,在程序控制器中存有多种洗涤程序可供用户选择,当通过开关选定某种程序后,程
序控制器便按这种程序自动实现对电动机、进水和排水电磁阀的控制。程序控制器按结构可分为机电式和微电脑式。 3. 电冰
箱和空调器电动机的控制电路 电冰箱、空调器的种类很多,其控制线路也不完全相同。直冷式电冰箱的典型控制线路如图6.19
所示,单冷空调器的典型控制线路如图6.20所示。 为保证电动机的启动和正常运行,电冰箱和空调器中都装有与电动机配套的
电控器件,主要有启动和运行电容器、启动控制器、过载保护器、温度控制器等,因此在维修时应注意检查这些器件。 启动控制器
是一种控制继电器。其作用是控制电动机副绕组回路与启动电容的接通和断开。目前使用的启动控制器主要有三种:重力式启动控制器、弹力式启动
控制器和热敏式(PTC)启动控制器。 过载保护器的作用是由于某种因素使电动机电流过大或压缩机温度过高时,及时切断电源
,保护电动机不受损坏。过载保护器可分为过电流型和过热型,前者以电动机的工作电流为控制信号,后者以电动机的运行温度为控制信号。过载保
护器按结构可分为碟式热保护器、内埋式热保护器和热敏式(PTC)热保护器。 温度控制器的作用是用来控制电冰箱内或空调室
内的温度,即控制压缩机的工作时间或制冷量。温度控制器按结构可分为膨胀式温度控制器和电子式温度控制器。图6.19 直冷式电冰箱控制
线路图图6.20 单冷空调器控制线路图实训内容: 1.台风扇电动机调速电路连接训练。 2.洗衣机
电动机控制电路连接训练。任务5 单相交流异步电动机的绕组拆换训练任务目标: 1.了解单相交流异步电动机绕组的技术
参数; 2.学会单相交流异步电动机的绕组拆换工艺; 3.掌握单相交流异步电动机的绕组拆换技能。相关
知识: 1.定子绕组的技术参数 (1)极距。图6.21所示是一个16槽定子铁芯绕组的电流方向及磁极分布
图,由图可见,这种定子绕组产生4个磁极,以一个S极和一个N极为一对磁极,则磁极对数p=2。 所谓极距,就是指两个异
性磁极之间的距离,通常以槽数计算,若定子铁芯总槽数为z,则极距??=z?/(2p),例如16槽4极电动机,极距为

(槽)图6.21 4极16槽定子绕组的电流方向及磁极分布图 (2)节距。节距是指定子线圈两个有效边在定子铁芯
圆周上所跨的距离,也是以槽数计算,用Y表示。如线圈的一边在第一槽,另一边在第四槽,则节距Y=3,或用Y=1~4来表示。节距与极距相
等的绕组叫做全节距绕组。节距小于极距的绕组叫做短节距绕组。 (3)每极每相槽数。在每个磁极中,每相电流所占的槽数叫做每
极每相槽数,用q表示。若相数为m,则q =z/(2pm),如16槽4极电动机,启动绕组中的电流经电容移相后,可看做是两相电流,即m
=2,则这种电动机的每极每相槽数为
(槽) (4)电角度。围绕电动机定子铁芯圆周旋转一周为360°,这是机械角度。从
电磁观点看,为方便分析电磁现象,把一对磁极所占的铁芯圆周长度(即两个极距)定为360°电角度。这样每一个极距就相应为180°电角度
。若电动机有p对磁极时,铁芯圆周的电角度?=p×360°,则每槽的电角度??‘=p×360°/?z。例如16槽4极电动机??=p×
360°=2×2×180°=720°,每槽电角度?'=p×360°/?z=2×2×180°/16=45°。 2.定
子绕组的拆换 定子绕组的拆换是电动机维修中复杂而重要的内容,单相电动机定子绕组的拆换可按以下步骤进行。 (
1)拆除旧绕组并记录数据。电动机定子绕阻可分为单层绕组和双层绕阻两类。在电动机定子绕组拆换中,一般是按照旧绕组的数据和接线方法直接
换入新绕组,这样可省去复杂的计算。因此在拆除旧绕组时,应按表6.13所示记录下电动机的有关数据,并画出定子绕组接线图。表6.13
单相电动机绕组拆卸记录表 电动机定子绕组的拆卸方法有热拆法和冷拆法,具体做法如下: ① 通电加热法
。在电动机绕组没有断路的情况下,可使电容器和离心开关短路,将电动机直接接到电源上。由于通过的电流较大,绝缘漆很快就会软化,然后迅速
断开电源,取出槽楔,用斜口钳把绕组的一端剪断,用克丝钳从另一端把绕组拔出。 ② 冷拆法。先用刀片把槽楔从中间破开后
取出,再用斜口钳将绕组一端剪断,从另一端用克丝钳把绕组导线逐根或逐束拉出,然后将铁芯槽内的杂物清理干净。 (2)制作绕
线模。在绕制定子绕组前,先要制作绕线模,它是绕制电动机绕组的模具,制作尺寸要求严格。若绕线模尺寸做得太小,将造成绕组端部长度不足,
嵌线发生困难或根本嵌不进槽内。 如绕线模尺寸做得太大,绕组的直流电阻、端部漏感都将增大,影响电气性能,严重时会使绕
组碰触端盖,造成对外壳短路故障。 电动机绕组重绕所需的绕线模,通常用拆下的完整旧绕组线圈为依据,其模芯尺寸可直接由测
量旧线圈得到。但多数情况下,旧线圈在拆除时,长宽和端部均已变形,只是周长未变,绕线模的尺寸可用下面的公式进行复核计算。
① 模芯宽度(B):
(mm) 式
中 D——定子铁芯内径; h ——定子槽深; p——磁极对数。
② 模芯直线部长度(L): L=l+2d(mm) 式
中 l——铁芯有效长度; d——线圈伸出铁芯的长度(一般取10 mm)。 ③ 模芯端部
长度(C): C=KB/2(mm)式中 K——电
动机极数系数。K值随电动机极数不同而异。电动机为2极时,K=1.25,4极时,K=1.30,6极时K=1.35。
④ 模芯厚度(?):模芯厚度为定子槽平均宽度,通常在8mm左右。 绕线模需要用干燥的硬木板制作,以免翘曲变形。模芯
做好以后,将其固定在上下夹板上,在中心处钻一个10mm的孔,作为穿绕线机的轴。再把模芯从上下夹板中取出,在轴心处沿横向斜锯成两半,
然后分别粘在或钉在上下夹板对应位置上,最后在夹板上锯出引线槽和扎线槽。绕线模结构如图6.22所示。图6.22 绕线模结构
(3)绕制线圈。绕线模做好后,在绕线前还要检查漆包线的线径是否相符,绝缘层有无损伤之处。为了提高绕线质量,最好使用放线架。先
把线头卡入绕线模的引线槽内,将绕线机轴穿入绕线模的中心孔中并固定好,即可开始绕制。绕第一匝时,注意将扎线用漆包线压入扎线槽,以便绕
完后进行绑扎。 绕线时漆包线要排列整齐,不得交叉,不能打结,以免造成嵌线困难和匝间短路。线头和线尾要留出适当的长度
,以备端部接线,一般留到对面有效边的1/2为宜。 (4)绕组嵌线。嵌线前必须清理好定子铁芯槽,并在槽内安放绝缘材料。按E
级绝缘,一般使用聚酯薄膜青壳纸,绝缘材料要伸出槽外7mm左右,如图6.23所示。图6.23 绝缘纸的下法 嵌线时
先将两个有效边扭一下,使上层边外侧导线在上面,下层边内侧导线在下面,按原绕组位置依次嵌入槽内,嵌线步骤如图6.24所示。
若是嵌双层绕组,第一层线圈下完以后,要垫上层间绝缘,再下第二层。每一槽嵌完后,应盖上绝缘纸,然后压上槽楔。槽楔一般用竹子削
成,长度应略小于槽底绝缘材料,其宽度和厚度应根据铁芯槽的形状和尺寸确定。图6.24 定子绕组嵌线步骤 为避免线圈端
部发生短路,绕组全部嵌完后,要加端部绝缘,用聚酯薄膜青壳纸按线圈端部形状剪好,放入线圈端部,然后用榔头和垫板敲打。使线圈端部形成喇
叭状,以便拆装转子。绕组端部整形如图6.25所示。图6.25 绕组端部整形 下面以常见的4极16槽电动机为例,具体
说明绕组嵌线顺序。4极16槽电动机的极距??=16/4=4,节距为3,线圈跨距为1~4。从定子端面看,嵌线顺序如图6.26所示。
绕组线圈嵌完后,在端部接线前,先用万用表或电桥分别测量绕组每个线圈的直流电阻值,应大
小一致,否则说明有故障。再用兆欧表检测各线圈之间的绝缘电阻,应在30M?以上,否则应查明原因,并予以排除。图6.26 由绕组端面
看嵌线和接线顺序 其他类型的电动机绕组的嵌线和接线方式如图6.27、图6.28所示。图6.27 吊扇用电动机定子
结构及绕组接线 图6.28 洗衣机电动机定子嵌线和端部接线 (6)绕组检测 ① 直观检查 检查电动机的
装配质量,看各部分的紧固螺钉是否拧紧,拆卸时所做的记号是否符合,转子转动是否灵活,轴承是否加好润滑油,引出线连接是否正确。
② 测量直流电阻 用直流电桥测量主绕组和副绕组的直流电阻,并参照匝数和线径进行比较,看电阻是否正常。 ③
测量绝缘电阻 用兆欧表检测绕组与铁芯之间的绝缘电阻,应达到30M?以上。若绝缘不良应拆开电动机仔细检查,寻找故障部位,予以排除。
④ 空载试验 用电流表测试空载电流,应符合规定要求。观察随运转时间延长空载电流是否变化,运转中是否有噪音和振动
,运转方向是否正确。若电动机反转,则是主绕组和副绕组中有一个引出线接反,应将其对调。 ⑤ 检测温升 运转数小时后,
检查绕组和轴承的温升,应不超过60℃。 (7)浸漆与烘烤。初测合格后,将定子铁芯及绕组从机壳内取出,进行浸漆处理。对于小
型电动机,浸漆工艺过程如下: ① 预烘 浸漆前应先进行预烘,以驱除绕组内的潮气。将定子绕组置于功率较大的灯泡下或烘箱中,保持125~135℃的温度,预烘4~6h,测绝缘电阻应在30~50M?。 ② 第一次浸漆 将预烘合格的定子绕组冷却到60~80℃,放入绝缘清漆中,浸漆约15min。也可用刷子刷漆,将清漆均匀涂在绕组上,直至浸透为止。 ③ 滴漆。把浸好漆的定子绕组悬挂起来,滴漆30min以上。 ④ 第一次烘干 用灯泡或烘箱烘烤。开始时把温度控制在60~70℃,烘烤半小时。然后使温度上升到125~135℃,烘烤6~8h,测热态绝缘电阻应在2M?以上。 ⑤ 第二次浸漆、滴漆 第二次浸漆、滴漆方法与第一次相同。 ⑥ 第二次烘干,复测 按第一次的烘烤温度持续10~14h,测热态绝缘电阻应在2M?以上方为合格。最后将电动机全部装好,按初测步骤进行复测,符合要求即可投入使用。实训内容: 1.拆开电动机,拆除损坏的旧绕组并记录绕组数据。 2.选择相同直径的漆包线和绕线模,绕制定子绕组。 3.按工艺要求进行绕组嵌线和接线,焊好端部接线并进行绝缘处理。 4.定子绕组的初步检查和测试,各项指标应符合要求。 5.按工艺要求进行绕组浸漆和烘烤处理,并进行复测。 6.按要求装配好电动机,经检查确认无误后进行通电试运行。思考题: 1.单相交流异步电动机有哪几种类型? 2.单相电容运转式交流异步电动机的特点是什么? 3.单相交流异步电动机的额定值有哪些? 4.单相交流异步电动机的检测项目有哪些? 5.单相交流异步电动机的电气故障有哪些? 6.单相交流异步电动机的机械故障有哪些? 7.单相交流异步电动机转速慢的原因有哪些? 8.简述单相交流异步电动机绕组拆换的步骤。
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(本文系小磊老师首藏)