单相电动机（通用9篇）
单相电动机 篇1
单相异步电动机因结构简单、维修方便和价格便宜等原因被广泛应用于民用电器及医疗设备中。因其采用单相正弦交流电作为驱动电源并且其转子转速低于同步转速, 故被称为单相异步电动机。
1 单相异步电动机的基本结构
单相异步电动机由定子、转子、轴承、机壳、端盖等构成。从结构上看, 单相异步电动机与三相笼型异步电动机相似, 其转子也为笼型转子, 只是定子绕组为一单相工作绕组, 但通常因启动的需要, 定子上除了有工作绕组外, 还设有启动绕组, 工作绕组和启动绕组在空间位置上相差90°电角度。启动绕组的作用是产生启动转矩, 一般只在启动时接入。由于工作绕组匝数远远多于启动绕组匝数, 两者的感抗值会有较大差距, 故两绕组中电流相位会有差值, 即相当于两相电, 产生旋转磁场切割转子导条并产生电磁转矩使电动机启动。由于工作绕组与启动绕组都接在同一电源上, 所以仍称其为单相异步电动机。
2 单相异步电动机的工作原理
单相绕组磁动势是脉振磁动势, 该磁动势建立的磁场可以分解成两个方向相反并且转速相同的旋转磁场。转子导条在这两个旋转磁场切割作用下分别产生感应电流并产生两个方向相反的电磁转矩, 单相异步电动机的转子在这两个电磁转矩合成转矩的作用下旋转起来, 如图1所示。
3 单相异步电动机的特点
(1) 当转子静止时, 由于正反电磁转矩大小相等, 故合成电磁转矩为零, 即单相异步电动机无启动转矩, 不能自行启动。
(2) 若在外力作用下使电动机转动起来, 由于正反向的转差率不相等, 使正反电磁转矩不相等, 即合成转矩不为零。这时即使去掉外力作用, 电动机也会维持初始方向并进入稳定运行状态。
三相异步电动机的断相运行与单相异步电动机运行状态很相似。无论是星接还是角接的三相异步电动机, 如果有一相绕组因为受到损伤间断或控制电路间断而无法供电, 则另外两相绕组实际上处于单相供电状态。如果电动机在运行中断相, 因存在初始速度可以维持旋转, 但因处于单相脉振磁场中, 受到反向电磁转矩作用, 输出电磁转矩减少比较多, 此时因负载转矩没有改变, 故三相异步电动机处于过载状态。定子和转子电流急剧增加, 电动机热损耗急剧增加, 使电动机过热运行, 损伤绕组绝缘, 甚至烧毁电动机。如果三相异步电动机在启动前就断相, 则其与单相异步电动机一样无法自行启动。
(3) 单相异步电动机的气隙磁场属于脉振磁场, 根据其工作原理可知其存在反向电磁转矩作用。与三相异步电动机相比, 即使相电流相等情况下, 输出的电磁转矩也低于后者, 故单相异步电动机的运行效率及过载能力较低。
综上所述, 单相异步电动机定子上若只有工作绕组, 则电动机无法自行启动, 但可以运行。因此需要在定子上增加一个启动绕组, 必须有两相绕组才能使单相异步电动机自行启动运行。
4 单相异步电动机的主要类型及启动方法
要使单相异步电动机产生启动转矩, 关键是如何在启动时在电动机内部形成一个旋转磁场。根据获得旋转磁场方式的不同, 单相异步电动机可分为分相电动机和罩极电动机两大类型。
(1) 分相启动电动机。只要在空间不同相的绕组中通入时间上不同相的电流, 就能产生一旋转磁场, 分相启动电动机就是根据这一原理设计的。分相启动电动机包括电容启动电动机、电容电动机和电阻启动电动机。
(2) 罩极电动机。罩极电动机的定子一般都采用凸极式的, 工作绕组集中绕制, 套在定子磁极上。在极靴表面开有一个小槽, 并用短路铜环把这部分磁极罩起来, 故称罩极电动机。短路铜环起到了启动绕组的作用, 称为启动绕组。
5 单相异步电动机的应用
因单相异步电动机即使在相电流相等的情况下, 输出的电磁转矩也低于三相异步电动机, 故单相异步电动机的运行效率及过载能力较低。所以单相异步电动机一般只做成功率在几百瓦以内的小型或微型电动机, 例如家庭用洗衣机的叶轮驱动电机和甩干桶驱动电机、排烟机叶轮驱动电机、冰箱及空调的压缩机、电风扇叶轮驱动电机等。
摘要：本文阐述了单相异步电动机的工作原理, 并对其基本结构和特点做了介绍, 说明了单相异步电动机的实用性。
关键词：单相异步电动机,工作原理,应用
参考文献
[1]杨宗豹.电机及拖动基础[M].北京:冶金工业出版社, 2003.
[2]许晓峰.电机及拖动基础[M].北京:高等教育出版社, 2000.
电动机单相运行的原因及预防 篇2
【关键词】电动机；单相运行；原因；预防措施
电动机从产生到现在，在其多年的发展与应用时间里，它为工业生产、制造做出了很大的贡献，并逐渐成为了现代工业生产中应用最为广泛的一类机器设备。然，电动机虽然能够为工业生产做出贡献，保证工业生产的高效率、高速度进行，但在另外一个方面，电动机在生产过程中难免会因为缺相、容量选择不当等原因而发生单相运行事故，造成设备烧毁。因此，在电动机应用工艺中，如何控制好电动机容量选择，减少电动机单相运行概率便成为了当前业内人士所考虑的首要问题。下面针对电动机单相运行的原因以及控制措施作详细论述。
一、电动机单相运行的原因及防控措施分析
概括来说，电动机在工作运行时之所以会发生单相运行的原因主要有三类，一是电动机内部熔断器被熔断；二是熔体和熔量的选择不当；三是主回路在运行时出现故障等。详细分析如下：
1、熔断器熔断
电动机在工作期间可能会发生熔断器熔断现象，进而造成电动机单相运行。分析熔断器熔断现象产生的原因，发现其有可能是由故障引起的断裂，也有可能是由非故障而引起的断裂。前者因故障所引起的断裂现象表现为：电机主回路发生了单相接地现象，进而导致回路短路，造成断熔器被熔断；而后者非故障熔断则主要是指：电动机断熔器运行时所需要的熔体或熔量选择不正确，所以导致电动机在瞬间启动时，由于受到启动电流的冲击，内部熔断器开始发生熔断现象。
控制措施：从熔断器发生熔断现象的原因来看，前者因故障所引起的熔断器熔断现象可采取正确安装电器、正确连接线路以及定期检查运行情况的方法进行预防和解决，要注意加强电动机的维护与保养工作，做好电动机的运行检查、管理，保证电动机的运行安全。
而后者因非故障原因所引起的熔断现象，则可以采用正确选择熔体、熔量的方法进行控制。需要注意的是，在电动机运行中，熔断器发生非故障性熔断现象是可以完全避免的，只是在选择熔断器熔量时，不要片面的认为熔量的选择越小，电动机的安全便越能得到保证。事实上，选择小的，正确的熔量只是为了避免电动机在运行时发生单相接地或短路事故，它对于电动机的过负荷保护根本起不到作用。
2、正确选择熔体的容量
一般熔体额定电流选择的公式为：
额定电流=K×电动机的额定电流
⑴耐热容量较大的熔断器（有填料式的）K值可选择1.5～2.5。
⑵耐热容量较小的熔断器K值可选择4～6。
对于电动机所带的负荷不同，K值也相应不同，如电动机直接带动风机，那么K值可选择大一些，如电动机的负荷不大，K值可选择小一些，具体情况视电机所带的负荷来决定。
此外，熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好，否则会引起接触处发热，使熔体受外热而造成非故障性熔断。
在安装电动机的过程中，应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。
⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头，如没有铜铝接头，可在铜接头出挂锡进行连接。
⑵对于容量较大的插入式熔断器，在接线处可加垫薄铜片（0.2mm），这样的效果会更好一些。
3、主回路方面易出现的故障
电动机运行时，主回路方面所发生的故障问题也有可能会对电动机功能产生影响，使其发生单相接地或相间短路事故现象。而电动机主回路发生故障的原因主要包括以下几个方面：
⑴接触器接触不良
电动机接触器之所以会发生接触不良的原因有：接触器选择不当，在选择接触器时，因各种条件因素的限制而选择了不合适的接触器，最后导致接触器无法使用，或者导致接触器触头处的灭弧能力降低。有时候还会发生接触器触头处动静触头粘在一起的现象，导致接触器中三相触头的运行动作不一致，最后使电动机发生了单相或缺相运行。
控制措施：针对由这一原因所引起的电动机单相或缺相运行问题，在实际工作中可采取的控制解决措施是合理选择接触器。
⑵使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等，造成触头损坏或接线氧化，接触不良而造成缺相运行。
预防措施：选择满足环境要求的电气元件，防护措施要得当，强制改善周围环境，定期更换元器件。
⑶不定期检查，接触器触头磨损严重，表面凸凹不平，使接触压力不足而造成缺相运行。
预防措施：根据实际情况，确定合理的检查维护周期，进行严细认真的维护工作。
⑷热继电器选择不当，使热继电器的双金属片烧断，造成缺相运行。
预防措施：选择合适的热继电器，尽量避免过负荷现象。
⑸安装不当，造成导线断线或导线受外力损伤而断相。
预防措施：在导线和电缆的施工过程中，要严格执行“规范”严细认真，文明施工。
二、电动机容量的选择
电动机的选择主要是容量的选择，如果容量选小了，一方面不能充分发挥机械设备的能力，使生产效率降低，另一方面电动机长时间在过载的情况下运行，会过早损坏，同时还可能出现启动困难，经不起冲击负载等。容量选大了，不仅使设备投资费用增加，而且电动机经常在轻载情况下运行，运行效率和功率因数（对异步电动机而言）都会下降。电动机容量的选择应根据以下三项原则进行。
1、发热。电动机在运行时，必须保证电动机的实际最高温度等于或者小于电动机绝缘允许的最高温度。
2、过载能力。电动机在运行时必须有一定的过载能力。即所选电动机的最大转矩或最大允许工作电流必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流。
3、启动能力。由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般比较小，所以电动机必须有可靠的启动负载转矩。
三、结束语
综上所述，工业生产中对电动机的应用很普遍，利用电动机所创造的成果也很多。但鉴于电动机在运行使用时存在一定的缺陷，很容易发生单相接地或相间短路事故，所以在应用电动机时一定要加强单相接地控制。本篇文章通过对电动机发生单相接地事故的原因的分析，归纳总结出了相关的预防和控制措施，强调在电动机运行时，务必要采取慎重分析、规范行为、有效解决的措施，及时处理好电动机单相接地事故，并提前做好预防，达到最终提高电动机安全保护能力，减少故障和损失发生的目的。
参考文献
[1]苏磊，王东伟.桥式起重机三相异步电动机缺相运行的原因分析及预防措施[J].科技致富向导，2013年21期
[2]马国清.配电线路各种故障的预防措施[J].科技致富向导，2009年22期
单相电动机 篇3
1 接在不同电压系统的电动机发生单相接地时情况分析
1.1 低压电动机接在中性点接地系统
对于380V的低压电动机, 若接在中性点接地系统, 发生单相接地时, 接地相电流显著增大, 电动机振动并发出不正常响声, 还发热。可能一开始就使该相熔断器熔断, 也有可能使绕组过热损坏。为什么会出现这种情况呢?因为电动机外壳都接地, 其接地网一般与供电变压器中性点接地的接地网是同一个, 电动机定子绕组发生单相接地后, 依靠地线可形成电流回路, 如图1所示 (图中k点表示接地点, 变压器还带着其他负载, 没有画出) 。
由于接地相的绕组匝数减少, 该相电流即增加, 于是有两种可能:一种可能是该相熔断器熔断, 如图2所示。
此时, 与正常情况相比, 在两个方面起了变化。其一, 由于c相绕组甩开了一部分, 仅ko部分绕组起作用, 使三相绕组变得不对称了。其二, 加在电动机绕组上的三相电压不对称了。Uab仍为原来的相电压, Ubk和Uka变为电源B相和A相的相电压了。而此时加在a相和b相绕组的电压低于正常的相电压, 加在ko上的电压仅是两个中性点间的电位差。另一种可能是熔断器没有熔断, 如图3所示。
此时, 与正常情况比较, 也在两个方面起变化。一是c相绕组被k点分成两部分, ck部分仍算做c相, ko部分变成a相和b相绕组的公共部分, 这也破坏了三相绕组的对称性。另一方面, 也使加在三相绕组上的电压变得不对称了。在图3中Uab、Ubc、Uca仍是原来的线电压, 而加在a相绕组和b相绕组的电压是各自相电压与ko一段绕组上电压降的向量差, c相ck段绕组上的电压是c相相电压。总的来说, 不论是熔断或不熔断, 都会造成三相绕组不对称和三相电压不对称。由于电压不对称, 会造成电动机电磁力矩降低, 损耗增大, 绕组发热。由于三相绕组不对称, 即其中接地相绕组分成几部分, 或三个相电流方向与正常的不一致, 会使旋转磁场失掉均匀性, 变成一个幅值和速度都可能变化的旋转磁场, 它每转一周, 对转子的拉力时大时小, 因而造成电动机的振动和发出不正常的响声。如果接地点k在某相绕组的端部, 如图4所示。
假设c相端部接地, 大部分情况下, 该相熔断器会熔断, 因为这相当于电源c相短路。这是一个极端情况, 这时若外加负载不变, 三相电功率现在由两相供给, 此时未断熔断器的两相电流都将大增, 接于中性点的地线也将流过电流, 这时电动机声音很响, 振动也很厉害。
1.2 低压电动机接在中性点不接地系统
对于380伏的低压电动机, 若接在中性点不接地系统 (或虽接在中性点接地系统, 但电动机外壳接地不良) 。当发生单相接地后, 均会使电动机外壳带电, 这对人有触电危险。这时用验电笔测试外壳, 会发亮。因为在变种情况下, 机壳电位与地不一样, 带有与其连通的绕组的该点的电位, 人的手若触摸电动机外壳, 就会有接触电压作用于人身, 这时由于线路和地之间存在电容C, 故人手就会有电容电流流过, 但接在这种系统的电动机, 发生单相接地时, 因为形不成短路电流回路, 故仍可继续运行。
1.3 3000V或6000V高压电动机中性点接地
对于3千伏或6千伏的高压电动机, 由于其系统是中性点不接地的, 发生单相接地的现象和后果与上述380伏电动机接在中性点不接地系统的情况差不多, 只是3千伏和6千伏矿用系统母线有绝缘监察装置, 从三个对地电压表的指示中, 可以及时发现该系统有无接地故障。
2 绕组接地的危害及原因
电动机定子绕组一旦接地, 会造成机壳带电, 可能导致人身触电事故;造成电动机的控制线路失控;使绕组发热而短路, 导致电动机无法正常运行。
分析绕组接地的原因很多, 但主要的有以下几种:
(1) 绕组受潮;
(2) 绕组长期过载或局部高温, 使绝缘焦脆、脱落。
(3) 制造或维修时留下隐患, 如下线时擦伤、槽绝缘位移、掉进金属末等;
(4) 铁芯硅钢片松动, 有尖刺, 割伤绝缘;5、绕组引线绝缘损坏或与机壳相碰等。
3 绕组接地的检查方法
检查绕组接地故障的方法很多, 这里谈几种常用的方法:
(1) 直接观察:绕组接地故障通常发生在绕组端部或铁芯槽口附近, 而且绕组发生接地故障后, 绝缘常有破裂或烧焦发黑的痕迹。
(2) 兆欧表检查:先将星形接线或三角形接线的各相绕组的连线拆开, 然后根据电机电压选择兆欧表的容量。测量时, 兆欧表析一支表笔接电机绕组, 另一支表笔接电机机壳, 按120转/分的速度摇动兆欧表的手柄, 若指针指在“0”位, 则表明该相绕组存在接地故障;若指针摇摆不定, 则表明绝缘已被击穿。
(3) 万用表检查:先将三相绕组之间的连接线拆开, 使各相绕组互不相通, 然后将万用表的旋钮转到R×10K档, 将一支表笔与绕组的一端相接, 另一支表笔与机壳相接, 若测得的电阻值很小或为零, 则表明该相绕组存在接地故障。
(4) 冒烟法检查:在铁芯与线圈之间加一低电压, 并用调压器来调解电压, 限制电流在5安以内, 以免烧坏铁芯。当电流通过接地点时, 烧损的绝缘便会冒白烟, 甚至出现火花。
找出故障点后, 无论故障点在槽内、在槽口附近还是在端部, 必须将故障处垫好绝缘, 使之恢复到未接地前的状态, 达到使用要求, 保证人身安全。
摘要：从安全角度阐述了电动机定子绕组单相接地的现象和后果。电动机绕组一旦接地, 会造成机壳带电, 可能导致发生人身触电事故;造成电动机的控制线路失控;使绕组发热而短路, 造成电动机严重烧毁, 导致电动机无法正常运行。绕组接地可通过直接观察;兆欧表 (或万用表) 检查;试灯检查;冒烟法检查、淘汰法检查等方法去检查, 及时排除因绕组接地而造成的各种危害, 迅速排除隐患。绕组单相接地的后果易发展成两相短路, 造成电动机严重烧毁。要做到电动机安全运行, 电气工作人员必须掌握电动机运行基本知识, 以便及时发现和消除事故隐患。
高效单相电容运转异步电动机设计 篇4
关键词：高效；单相电机；电容运转；硅钢片；绕组设计
中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 02-0000-02
Efficient Single-phase Capacitor Run Asynchronous Motor Design
Zhao Juan1，Zhuo Liang2，Zhang Zunmu2
(1.Guangzhou Productivity Promotion Centers,Guangzhou510091,China;2.Guangdong University of Technology,Guangzhou510006,China)
Abstract:This paper analyzed the loss of a capacitor-run single-phase induction motor.Considering that the copper of this motor is high,to design a high-efficiency motor,cold-rolled silicon steel sheets have been used for iron core material in this motor instead of hot-rolled silicon steel sheets and the sinusoidal windings are improved.The test results of the prototype show that this design is reasonable and can be put into practice,it also has a certain value to the design of high-efficiency motor.
Keywords:High efficient;Single-phase induction motors;Silicon steel sheet;Design of winding
單相电容运转异步电动机具有结构简单、价格低廉、较高的效率和功率因数、能直接使用单相电源等优点而在许多起动转矩要求不高的场合（如电风扇、洗衣机、通风机、家用电器等）得到广泛应用。
本文对一台单相电容运转异步电动机的损耗进行定性和定量分析，找出降低该电机总损耗的关键点。在电机定、转子冲片尺寸不变的情况下，主要从更换电机铁心材料，使用冷轧硅钢片及改进电机正弦绕组这两方面来降低电机的铜耗和铁耗，提高电机效率。并和工厂合作开发了一款样机，样机测试结果效率指标值达到国家I级能效标准，达到国内高效率电机标准。验证了这次设计方案的合理性，对高效率单相电容运转异步电动机的设计具有一定的参考价值和指导意义。
一、样机效率与损耗分析
（一）样机效率描述
电机效率是衡量电机性能好坏的重要性能指标之一。所谓高效率电动机，只有一个定性的概念，即设计制造出的电机比普通电机效率高出一个水平。描绘或计算电机效率通常用以下关系式：
（1）
或 （2）
式中：P——输出功率； ——总损耗；P1——输入功率。可以看出，减少总损耗是提高电机效率的唯一途径。
（二）损耗分析
样机损耗由四部分组成：
1.风磨耗Pfw（W）：包括轴承摩擦损耗和通风损耗。一般情况下，工厂总是根据已造电机的试验数据来近似计算或估取所设计电机的风磨损耗。
2.铁耗Pfe（W）：由交变主磁通在定子或转子铁心（分别计算）中产生的磁滞和涡流损耗造成。
3.电气损耗：定子绕组铜损耗Pcu1（W）：主要为满载时定子绕组在运行温度的铜线电阻和电容交流电阻损耗。定子绕组损耗计算公式为：
（3）
转子绕组损耗Pal2（W）：主要为满载时转子在运行温度下转子电阻损耗。转子绕组损耗计算公式为：
（4）
4.杂散损耗Ps（W）：主要由空载时铁心中的杂散损耗和负载时的附加损耗构成。杂散损耗的大小与电机的设计和制造工艺有关。
以上对样机各部分损耗进行了定性分析，下面就该电机各部分损耗进行定量分析。使用ANSOFT中的RMxprt电机性能分析模块对额定功率为1.1KW的样机进行性能分析，其电机各部分损耗分布如表1：
表1 工厂样机损耗分布
损耗类型总损耗Ps铜耗Pcu1铝耗Pal2铁耗Pfe风磨耗Pfw
损耗大小（W）377.7240.352.946.238.3
所占比例（%）100．0063.6214.0112.2310.14
由上表可以看出样机的各种损耗中，定、转子铜耗占总损耗的70-75%，铁耗约占15%，风磨损耗及杂散损耗约占10%。在各种损耗中，电机绕组的铜耗尤其是定子绕组铜耗占有较大份额。所以，降低电机绕组的铜耗特别是定子绕组铜耗是提高电机效率较为有效的措施之一。其他部分损耗如风磨损耗及杂散损耗也有降低的必要性，但考虑到这些损耗可降低的空间比较小，而且受工厂制造工艺水平的限制，降低起来较困难。因此，通过合理设计电机的电磁方案来减少电机的总损耗，从而提高电机效率是一种行之有效的办法。
二、设计的主要思路
（一）定、转子铁心采用冷轧硅钢片
为降低电机铁耗和铜损耗，采用导磁性能更好的冷轧硅钢片做电机定转子材料。本次设计中用冷轧片50DW470取代热轧片50D23，两种硅钢片的磁化曲线对比如图1所示。
在图1中，从横向比较可知，在磁密一样的情况下，使用冷轧片可以降低电机总安匝数，从而降低电机激磁电流。对于小功率电机，因磁化电流占满载电流比例较大，降低激磁电流后，可以明显的改善铁耗和铜耗，提高电机效率。从纵向比较可知，在相同的激磁电流下，可以提高电机的磁负荷，减少电机的材料消耗。考虑到冷轧片低场磁性不太好，设计时定、转子磁密要求不低于0.5T，高效率电机定、转子磁密一般高于
1.0T，冷轧片可以满足这一要求。
图1 两种硅钢片磁化曲线对比
采用冷轧片后，为防止磁密过饱和。电机的定、转子磁密应设计的低一些，定子磁密不高于1.75T，转子磁密不高于1.8T。同时必须解决冷轧片冲剪后的机械应力问题，目前最有效的方法是选择合理的退火工艺。
（二）改进正弦绕组
为消弱谐波磁势，抑制电机起动时产生的同步附加转矩以及运行时产生的附加损耗，主绕组和副绕组宜采用正弦绕组，并选用较高的绕组系数来提高电机绕组的利用率。为提高电机定子槽空间的利用率，对正弦绕组方案进行改进。
设计时为了在不改变定、转子冲片尺寸的情况下达到效率要求值，对副绕组正弦方案进行改进。将副绕组匝数由71（跨距11）、66（跨距9）（按正弦规律排列改为62（跨距11）、62（跨距9），并将线径扩大为0.75mm。为了保证调整后绕组的磁势波形，用MATLAB软件编程计算了各次谐波强度。
图2 不同绕组谐波强度对比
从图2可以看出，改进后的绕组谐波强度除39、41、43次谐波强度稍有增加外，其它次数谐波基本不变。即调整后的绕组排列可以近似看成是正弦绕组。
（三）适当增加铁心长
为了降低定子绕组铜耗，选择截面积更大的铜导线。适当减少定子主副绕组匝数来防止槽满率过高造成下线困难。电机主绕组匝数减少后，气隙磁密过饱和达到0.8392T，过高的气隙磁密会导致电机效率的降低。在电机定、转子冲片尺寸不变的情况下，电机的气隙磁密几乎正比于主绕组的有效匝数和铁心的有效长度。即：
（5）
因此，在定、转子冲片尺寸不变的情况下，只能通过增加铁心长度来降低气隙磁密。
图3 不同铁心长度电机效率
为了找到效率最高点，铁心长度每隔1mm取点进行效率计算。从图3可看出当电机铁心长度取85mm时效率达到最高值。而再增加铁心长度既增加电机成本，又导致电机效率下降。
三、设计结果
利用ANSOFT软件对工厂原来2极、1.1KW样机进行了重新设计，目前样机还在试制中，设计计算结果如下：
表2 设计结果对照表
四、结论
通过合理设计电机的电磁方案来减少电机的总损耗，从而提高电机效率是一种行之有效的办法，本文使用Ansoft软件对单相异步电机硅钢片材料、正弦绕组、铁心长度等参数进行综合优化，优化前后电机力能指标基本不变，效率提高2.84%，热负荷降低31%，效果明显，本设计方法切实可行。
参考文献：
[1]辜承林.电机学[M].武汉:华中科技大学出版社,1981
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[3]陈景旺.Ansoft软件在电机最优化设计中的应用[J].中国新技术新产品,2009,2
[4]许志伟.240kW、10kV异步电机Ansoft设计与分析[J].电机技术,2009,5
[5]姚玉钦.单相电容运转异步电动机空载过热问题的研究[J].平原大学学报,2000,2
[作者简介]赵娟（1984-），硕士研究生，广州生产力促进中心；卓亮（1986-），硕士研究生，广东工业大学；张尊睦（1986-），硕士研究生，广东工业大学。
电动机单相运行的原因及预防措施 篇5
一、电动机单相运行产生的原因及预防措施
1. 熔断器熔断。
(1) 故障熔断。主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。预防措施:选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路;定期检查, 加强日常维护保养工作, 及时排除各种隐患。
(2) 非故障性熔断。主要是熔体容量选择不当, 容量偏小, 在启动电动机时, 受启动电流的冲击, 熔断器发生熔断。预防措施:熔断器非故障性熔断是可以避免的, 不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下, 选择小一些的熔体容量, 就可以保护电机。我们要明确一点, 就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故, 它绝不能作为电动机的过负荷保护。
2. 正确选择熔体的容量。一般熔体额定电流选择的公式为:额定电流=K×电动机的额定电流。
(1) 耐热容量较大的熔断器 (有填料式的) K值可选择1.5~2.5。
(2) 耐热容量较小的熔断器K值可选择4~6。
对于电动机所带的负荷不同, K值也相应不同。如, 电动机直接带动风机, 那么K值可选择大一些;如电动机的负荷不大, K值可选择小一些, 具体情况视电机所带的负荷来决定。
3. 在安装电动机的过程中, 应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。
(1) 对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头。如, 没有铜铝接头, 可在铜接头出挂锡进行连接。
(2) 对于容量较大的插入式熔断器, 在接线处可加垫薄铜片 (0.2mm) , 这样的效果会更好一些。
(3) 检查、调整熔体和熔座间的接触压力。
(4) 接线时避免损伤熔丝, 紧固要适中, 接线处要加垫弹簧垫圈。
4. 主回路方面易出现的故障。
(1) 接触器的动静触头接触不良。其主要原因是:接触器选择不当, 触头的灭弧能力小, 使动静触头粘在一起, 三相触头动作不同步, 造成缺相运行。预防措施:选择比较适合的接触器。
(2) 使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等, 造成触头损坏或接线氧化, 接触不良而造成缺相运行。预防措施:选择满足环境要求的电气元件, 防护措施要得当, 强制改善周围环境, 定期更换元器件。
(3) 不定期检查, 接触器触头磨损严重, 表面凸凹不平, 使接触压力不足而造成缺相运行。预防措施:根据实际情况, 确定合理的检查维护周期, 进行严格认真的维护工作。
(4) 热继电器选择不当, 使热继电器的双金属片烧断, 造成缺相运行。预防措施:选择合适的热继电器, 尽量避免过负荷现象。
(5) 安装不当, 造成导线断线或导线受外力损伤而断相。预防措施:在导线和电缆的施工过程中, 要严格执行“规范”, 认真、文明施工。
(6) 电器元件质量不合格, 容量达不到标称的容量, 造成触点损坏、粘死等不正常的现象。预防措施:选择适合的元器件, 安装前应进行认真的检查。
(7) 电动机本身质量不好, 线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。预防措施:选择质量较好的电动机。
二、单相运行的分析和维护
根据电动机接线方式的不同, 在不同负载下, 发生单相运行的电流也不同, 因此, 采取的保护方式也不同。例如, Y型接线的电动机发生单相运行时, 其电机相电流等于线电流, 其大小与电动机所带的负载有关。
当△形接线的电动机内部断线时, 电动机变成∨型接线, 相电流和线电流均与电动机负载成比例增长, 在额定电流负载下, 两相相电流应增大1.5倍, 一相线电流增加到1.5倍, 其他两相线电流增加1.5倍。
当△形接线的电动机外部断线时, 此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并链接于两相电压之间, 线电流等于绕组并联之路电流之和, 与电动机负荷成比例增长, 在额定负载情况下, 线电流增大1.5倍, 串接的两绕组电流不变, 另外一相电流将增大0.5倍。在轻载情况下, 线电流从轻电流增加到额定电流, 接两相绕组电流保持轻载电流不变, 第三相电流约增加1.2倍左右。
所以角形接线的电动机在单相运行时, 其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化, 而且还可根据负载不同发生变化。
三、单相异步电动机
为了使单相异步电动机实现自启动, 就要在启动时产生一个旋转磁场。本文以电容分相式单相异步电动机为例, 介绍单相异步电动机的反转。要使单相异步电动机反转, 关键在于改变旋转磁场的旋转方向, 但又不能像三相异步电动机那样靠掉换2根电源线来实现。本文, 笔者结合电容分相式单相异步电动机的具体电路形式, 讨论了使其反转的3种方法, 经实验验证, 确实可行。单相异步电动机是由单相交流电源供电的旋转电阻, 其定子绕组为单相。当接入单相交流电源时, 它在定子和转子的气隙中产生一个交变脉动磁场, 此磁场在空间并不旋转, 只是磁通和磁感应强度的大小随时间作正弦变化。
在交流电机中, 当定子绕组通过交流电流时, 建立了电枢磁动势, 它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势, 该磁动势可分解为2个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和, 从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这2个旋转磁场切割转子导体, 并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流。
启动时开关K闭合, 使两绕组电流I1, I2相位差约为90°, 从而产生旋转磁场, 使电机转起来;转动正常以后离心开关被甩开, 启动绕组被切断。
单相异步电动机功率小, 主要制成小型电机。它的应用非常广泛, 如家用电器 (洗衣机、电冰箱、电风扇) 、电动工具 (如手电钻) 、医用器械、自动化仪表等。
四、结论
单相异步电动机的检修 篇6
(1) 电动机绕组短路的主要表现
电动机转速下降, 电流增大, 电动机发热严重, 甚至烧毁绕组。
(2) 短路的原因
电动机绕组受潮严重, 绕组导线间的绝缘被破坏, 导致通电时发生导线间的绝缘击穿, 造成绕组短路, 所以当电动机较长时间不用, 若想再用, 应先以较低电压让电动机空转一段时间, 等潮气排除后再加全压运行;电动机嵌线时, 破坏了绕组导线的绝缘外皮;电动机作绝缘强度检验时, 造成极少数导线间有轻微的绝缘击穿, 经过一段时间使用, 使原来的击穿点变大, 导致绕组短路。
(3) 绕组短路故障的检查
拆下电动机盖, 掰出转子, 观察定子绕组有没有发黑的烧焦点, 如果有发黑的焦点, 说明此处就是绕组短路点。如果短路点不容易被发现, 可用测绝缘的摇表逐个绕组摇测。根据短路绕组的多少和烧毁程度, 决定更换部分导线还是更换整个绕组, 直至电动机重新嵌线。
2.电动机绕组接地故障的检修
电动机绕组接地, 就是定子绕组和定子铁芯短路。绕组接地点常出现在导线引出定子铁芯的槽口处, 或者绕组端部与定子铁芯短路。接地主要是导线的绝缘外皮被破坏, 或绕组严重受潮。
检查绕组接地最常用的方法是利用500V兆欧表测绝缘电阻。但必须注意, 检测前, 应先将电动机主绕组和副绕组的公共端拆开, 分别检查主副绕组是否接地。
检查时应将兆欧表的两个接线柱分别用两条绝缘软线与机壳 (或定子铁芯) 和定子绕组的一条引出线相连, 然后摇兆欧表手柄, 观察表针指示情况。如果表针指示零, 则说明该相绕组已经接地;如果电阻值小于5MΩ, 说明绕组受潮;如果电阻值大于5MΩ, 说明该绕组正常。用同样的方法可以检查另外一个绕组是否接地。
当绕组接地时, 如果接地点在绕组端部, 则可采用加强绝缘的方法解决;如果绕组接地点在定子铁芯槽内, 则只好重新绕制绕组。
3.电动机绕组断路故障的检修
电动机绕组只有一个绕组断路时, 电动机不能启动, 但是用手转动转子时, 电动机就可启动运行。如果两个绕组都断路, 电动机不会运行。用绕组通电方法可以判定绕组是否断电, 且是哪个绕组断电。具体判定方法是使电动机两个绕组分别加电压, 然后用手转动转子, 若电动机继续转动, 则说明该绕组良好;若电动机不转, 说明该绕组断路。在判定绕组在哪断路, 可用万用表测电阻法逐段查找绕组的断路点。
用万用表测绕组断路点时, 应先将电动机绕组端部捆扎线拆掉, 找出主绕组和副绕组各线圈组之间的过渡线, 用剪刀剪断各线圈组之间的过渡线, 依次用万用表检查各个线圈组是否断路。若确定出哪个线圈组断路, 应更换该线圈组, 然后再把剪断点焊接好, 进行绝缘处理;最后再全面检查绕组是否全通, 初检无误以后方可通电试验。
4.电动机轴承损坏的判定方法
电动机轴承损坏, 使电动机运行时噪音大, 严重时电动机转子会被卡死, 甚至烧毁电动机绕组。造成轴承损坏的主要原因是轴承长时间缺油运行所致, 所以应注意给轴承加润滑油。
轴承损坏比较容易判断, 在电动机停止运行后, 用手左右摆动电动机轴, 若发现其间隙过大, 说明轴承损坏, 可更换同型号的轴承。
5.电动机铁芯表面损伤及其维修
电动机铁芯表面损伤, 主要由于定子和转子的间隙非常小, 因此, 如果遇到轴承磨损超过限度, 负荷过重, 或受到冲击使轴稍有弯曲变形, 都可能使转子扫堂, 使铁芯表面擦伤, 严重时将铁芯磨坏, 造成绕组碰壳短路。
一旦出现扫堂响声, 应打开电动机, 更换轴承, 处理被磨坏的部位, 再涂上绝缘漆。
6.电动机温度过高
单相电动机 篇7
随着永磁材料的出现, 一种具有自起动能力的U型单相永磁同步电动机引起了人们的普遍关注[1]。U型单相永磁同步电机是一种采用单相交流电源供电的具有特殊结构的单相永磁同步电动机, 电动机采用不均匀气隙结构, 不需要外加控制装置, 也不需要起动电容和起动绕组就可自行起动, 由于不均匀气隙结构产生的起动力矩有限, U型单相永磁同步电动机适用于起动力矩要求不高的场合, 另一方面定子绕组通电后产生的磁场是脉振磁场, 而脉振磁场可以分解为两个方向相反、速率相同的圆形旋转磁场, 适用于旋转方向不定的场合, 如:风机、泵类等[2,3]。与同容量的传统单相异步电动机相比, U型单相永磁同步电动机具有效率高、结构简单、制造容易等优点, 在小功率家用电器中有着广阔的应用前景。
针对以上情况, 本文在U型单相永磁同步电动机结构特点的基础上, 基于有限元磁场分析了均与气隙与不均匀气隙结构的空载磁场分布和空载磁阻转矩, 验证了不均匀气隙结构能够有效产生起动力矩。通过软件的辅助仿真确定了不同均匀气隙结构的转子初始位置角, 并设计了一种能够控制电动机转向的方法, 该方法是在电动机能够有效起动和运转的前提下, 利用简单控制电路和转子结构定位结合来确定电动机的初始旋转方向。
1 结构分析
U型单相永磁同步电动机永磁转子与U型铁芯相互作用产生了定位转矩, 使得电动机不通电时转子始终停在气隙磁阻最小的位置, 根据这个特点U型单相永磁同步电动机采用不均匀气隙结构就能够实现自起动。构成不均匀或者不对称气隙结构的方法有多种, 都是采用不均匀气隙结构使转子位置与均匀气隙结构相比有一定的偏移, 当电动机通电后绕组产生的磁场方向与永磁体转子磁场方向有了夹角, 从而起动力矩不为零[2]。本文U型单相永磁同步电动机采用定子内圆不同半径够成的不均匀气隙, 其结构如图1所示, 电动机由U型定子铁芯、永磁体转子、集中绕组简单构成, ab线为水轴线, cd线为永磁体磁力线方向, α为两个轴线之间的夹角。
2 有限元磁场分析
2.1 静态磁场分析
通过AutoCAD软件画出模型图导入到Ansys软件的Maxwell 2D模块中建模, 利用静磁场求解得到均匀气隙和不均匀气隙结构的空载磁场分布如图2所示。
根据图形得出均匀气隙结构的磁场均匀对称分布, 且转子磁力线方向与水平轴方向没有夹角, 此种电动机不能够产生起动力矩。而不均匀结构的磁场有明显的不均匀变化, 转子磁力线方向有水平方向有了一定的偏角, 这种结构的电动机具有自起动能力。
2.2 定位转矩分析
在仿真模型中设置电动机绕组为不加激励状态即空载时, 使出转子旋转一周, 得到每个位置的定位转矩, 其波形如图3所示。
波形图进一步说明电动机转子磁力线在水平方向时即图中0°或180°角处时, 均匀气隙结构电动机定位力矩为零, 而不均气隙结构电动机有定位转矩, 绕组通电后电动机能够自行起动。
3 转向控制
3.1 电动机转向分析
旋转方向问题是单相永磁同步电动机所特有的问题, 绕组通电后产生的磁场可分解为两个方向相反、速率相同的圆形旋转磁场, 因此电动机的旋转方向是不固定的。文献[3]中说明了交流电源合闸相角、转子定位偏角、负载转矩和输入电流中的任意一个参数改变时都会引起电动机旋转方向、转速的变化, 为了使电动机易于起动, 同时转速的波动范围小, 应该针对不同负载合理地选配参数。本文研究是在电动机能有效起动运转前提下即负载转矩和输入电流一定时, 对转子定位偏角、交流电源合闸角进行确定来固定电动机的旋转方向。
3.2 转子定位结构
由不均匀气隙结构定位转矩波形图可知在转子旋转一周内定位转矩为零的位置有4处, 其中两处在垂直方向上的上下两处, 根据物理动态平衡原理, 这两个位置点在转子旋转一周过程中是瞬态平衡的, 所以电动机不通电时转子始终停在另外两处定位转矩为零的位置。本文设计的方法是在永磁体磁力线cd方向上的定子铁芯中分别开槽并放置一个N极磁铁和一个S级磁铁, 使得在电动机静止时永磁转子S极一侧停在定子上N极方向处即始终停在同一位置, 其结构如图4所示。
3.3 电源控制电路
电动机绕组只需接单相交流电源, 为了确保接通电源时绕组通电产生的磁场方向始终为一个方向, 本文结合转子定位结构设计了一种单相交流电源正半波起动电路如图5所示, 电路中D1、D2为单向二级管, D3为稳压管, R1、R2、R3为电阻, C1、C2为电容, U1为双向光电耦合器, B1为U型单相自起动永磁同步电动机, 接220V、50HZ单相交流电源。
当接通电源初始电压为正半波时, 正半波电压经D1后再通过C1和R1、R2降压限流为低压5V直流电, 由稳压管D3稳压后对电容C2充电后经R3触发光电耦合器导通, 此时通入电动机绕组电压为正半波, 电动机开始起动, 接下来电源为负半波时, 由于电容C2放电光电耦合器仍然导通, 经电源的周期变化电动机正常运行。而若初始电流为负半波, 二极管D2不导通, 光电耦合器管断, 电动机不起动。
4 结束语
本文首先在AN-SYS MAXWELL2D模块中建立电动机二维模型, 仿真对比分析均匀气隙结构和不均匀气隙结构的U型铁芯单相永磁同步电动磁场分布, 得出定位转矩波形图, 从图中可知不均匀气隙结构能够产生偏角, 使电动机能够自行起动。然后根据交流电源合闸相角、转子定位偏角、负载转矩和输入电流是影响电动机旋转方向和速度因素的结论, 提出了在电动机能负载转矩和输入电流一定时通过转子定位结构和电源控制电路结合来确定电动机的旋转方向的方法, 此种方法对该电动机的研究具有一定的指导作用。
参考文献
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单相异步电动机定子绕组的制作 篇8
关键词：单相异步电动机,绕组制作
随着家庭生活、工作场所电气化的普及, 单相异步电动机的应用也越来越显得重要。电冰箱、空调、洗衣机、电风扇等电气设备都是用单相电动机驱动的, 这些电器一旦出现故障, 多数是电动机绕组烧毁, 这也是电机维修中较复杂的一门维修技术, 但只要掌握了规律, 问题就会变得简单易学, 下面就定子绕组的绕2PZ1制方62法4作一介绍。
一、单相异步电2动机定子绕组概述Z1
单相异步电动机是利用单向电源供电的一种小容量交流电动机, 为了使单相电源通入单相绕组后产生旋转磁场, 并形成转矩, 实际上单相异步电动机的定子绕组, 由两套结构基本相同的绕组组成, 即定子铁心上放两套绕组, 一套为工作绕组 (或称主绕组) , 长期接通电源工作;另一套为启动绕组 (或称副绕组、辅助绕组) , 以产生启动转矩和固定电动机转向。同时还应做到:两套绕组在定子铁心的排放位置保证空间上相差90°电角度、通入两套绕组中的电流在相位上相差90°, 两绕组产生的磁通势相等。
单1相异步2电动机的定子绕组从结构上、形式上与三相定子绕组一样, 也有单层及双层之分。单层绕组有链式、同心式、交叉式以及正弦式等几种。对于电阻或电容启动式电动机, 大多采用同心式或链式绕组, 工作绕组占总槽数的2/3, 启动绕组占总槽数的1/3。启动绕组匝数少, 一般为工作绕组匝数的1/2～1/3, 而且启动绕组导线的截面积通常为为工作绕组的1/2～1/3, 因为启动结束后, 工作绕组就断开电源不参与工作, 所以启动绕组的电流密度设计的比较高。对于电容运行式电动机, 因启动绕组长期接在电源上参与运行, 为了产生理想的磁场, 启动绕组与工作绕组各占定子总槽数的一半, 各绕组所用导线的截面积和匝数也相等或很接近。
二、绕组的制作方法
绕组的大小和漆包线的直径依据拆下的旧绕组确定。单相异步电动机定子绕组的嵌线形式有两种, 一种是分层嵌法 (如同心式绕组) , 先嵌完工作绕组, 再嵌启动绕组;另一种是工作绕组和启动绕组同步嵌法。分层嵌法比较简单, 端部占用空间较大。同步嵌法有规律、占用空间小, 这里只介绍该方法。
1. 单层链式绕组 (以6极24槽为例) :
将24槽分成6个极, 极距;按电容运行式电动机分布, 工作绕组LZ和启动绕组LF各占一半, 每槽占电角度 (即槽距角) 。采用短距绕组, 节距y<τ=3槽, 由以上数据, 可画如下展开图。图中直线表示线圈有效边, 序号表示定子槽号, 也代表相应的线圈边号。该绕组的制作方法:沿定子铁芯圆周排好序 (1～24) , 从1号槽开始, 左绕的线圈边空, 右绕的线圈边嵌, 中间段是规律的嵌和收, 最后是连收。所以该绕组嵌入规律1是, 开2头:空1、嵌1, 空1、嵌1, 收1;中间:嵌1、收1, …… (重复10次) ;结尾:收1。
所有定子槽线圈全部嵌完后, 进行端部接线。从最先嵌入的线圈边2号槽 (该槽要定在靠近接线盒的位置) 引出线作为LZ1, 然后按照相邻线圈首首相接P次, 尾尾相接P次, 最后一个线圈的剩余端线引出作为LZ2。确定启动绕组的一端LF1, 因为槽距角是45°, 而LZ1和LF1应相
差90° (两个槽) , 所以2+2=4, 应从4号槽线圈边引出线作为LF1, 同工作绕组相邻线圈首首相接P次, 尾尾相接P次, 最后一个线圈的剩余端线引出作为LF2。LZ2和LF2也是相差2个槽 (即90°) 。
2. 单层交叉式绕组 (以4极24槽为例) :
按电容运行式电动机分布, 工作绕组LZ和启动绕组LF各占一半。绕组的嵌入方法是:开头:空1、嵌2, 空2、嵌1, 收2;中间:嵌1、收1, 嵌2、收1, 嵌2、收2, 嵌1、收2;嵌1、收1, 嵌2、收1, (嵌、收6次) ;结尾:收2。工作绕组和启动绕组的引出线参照链式方法。
3..同心式绕组 (以4极24槽为例) :该绕组按电容 (或电阻) 运行式电动机分布, 工作绕组LZ占总槽数的2/3, 启动绕组LF占1/3;嵌入方法:开头:空2、嵌2, 空1、嵌1, 收2;中间:嵌2、收1, 嵌1、收2, ……大循环再重复2次 (嵌、收6次) ;结尾:收1。绕组引出线方法同上。
三、注意事项
(1) “收”:是指线圈的其中一个边已经嵌入槽内, 它的另一边再嵌入槽时即为收, 所有“收”边, 必须从其前面所有线圈的内圈穿过收入槽中。
单相电动机 篇9
单相异步电动机是指由单相电源供电, 容量较小的一类电动机, 广泛用于家用电器、电动工具、医疗器械等小型电气设备中。
从外观及内部结构上看单相异步电动机和三相笼型异步电动机差别不大, 都属于单边励磁方式工作的电气设备。三相电机由于采用了对称三相交流电, 形成旋转磁场进而产生旋转转矩使转子带动负载转动, 而单相异步电机所用电源为单相电, 单相电所建立的磁势是一种脉振磁势, 不能使电机定向旋转也不能自行启动, 故而单相电动机定子上安装了两套绕组:除了产生主磁场的主绕组, 还另外安装了起动绕组。根据起动绕组安装方式的不同, 单相电动机有以下两种:
分相式——在定子铁芯上装有主绕组和起动绕组, 主绕组直接接到单相电源上 (和三相电动机主绕组功能同) , 起动绕组则串联起动电开关及分相用的电容、电阻等再接至同一单相电源, 电动机起动时同时通电, 待转速接近同步转速70%-80%时, 起动绕组完成使命, 可切断电源也可继续辅助主绕组工作 (较大容量单相电机采用, 这样的电机也称两相电机或电容电机) 。两绕组线径及匝数均不同 (产品手册上有参考直流电阻等数据) , 空间相位上相差90度, 一般主绕组占定子槽数2/3, 起动绕组占1/3.
罩极式定子多为凸极式, 极上装有集中的绕组, 即主绕组。在每极极靴的1/3-1/4处开有小槽, 在小槽中嵌入短路铜环 (又称罩极线圈) , 将部分磁极罩起来。
单相异步电动机虽然功率因数, 效率和过载能力都比同容量三相异步电动机低, 体积也较同容量三相异步电动机大, 但是结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便, 同时, 单相异步电动机功率都不大, 上述缺点就不很突出。
单相异步电机的常见故障主要是电路故障和磁路故障, 还有小部分是使用维护不当方面。对于已出厂使用的电机, 磁路损耗产生的发热损耗可认为是不变损耗, 使用维护也属于人为, 因而电路故障是其主要故障, 具体表现即为绕组故障。
绕组故障产生的原因主要是绕组短路、绕组接地及电动机过载。
1 绕组短路
定子绕组的短路可借助经验及仪表判断。定子绕组的短路一般为局部短路, 表现为线圈端部有几匝烧焦, 而线圈其他部分稍有变色。可用电阻法测量绕组的直流电阻, 再与说明书上的参考值比较, 还可用鼻嗅、手摸、眼看等经验判断。
单相电机绕组短路表现为线圈绕组匝间短路。产生原因一般都是绕线和嵌线的工艺质量问题, 如绕线时将电磁线绝缘破损, 或线圈连接线焊接后绝缘套管没套好, 绝缘线端部碰伤等。单相电机功率较小, 所用电磁线线径都很小, 机械强度低, 极容易损伤绝缘层。
对于线圈匝间短路可以采用局部修理, 更换受损伤线圈, 损伤严重的则需更换整个线圈 (注意一定要和原线圈各参数一样) 。
2 绕组接地
绕组接地可以用万用表、兆欧表等检查, 表现为电机槽口或槽底有明显的烧伤痕迹。其原因有:
(1) 定转子同心度不好发生“扫膛”摩擦, 定子铁芯因摩擦发热而烧焦槽绝缘, 导致线圈绝缘损坏而接地。
(2) 嵌线质量差, 在铁芯槽口线圈端接部分受挤压, 槽绝缘破坏;部分槽口绝缘没有封卷好, 槽楔与导线直接接触, 槽楔受潮后绝缘下降等原因造成绕组接地。
(3) 电动机长期在高温下运行, 槽绝缘被烤焦, 老化发脆, 或者严重受潮, 击穿绝缘发生绕组接地。
(4) 在没有安装避雷器的农村或工厂, 如果电动机接地未妥善连接, 在雷雨天气发生雷击时, 电动机有可能发生对地击穿事故。
(5) 金属异物和有害粉末等进入电机绕组, 损坏绝缘。
3 电动机过载
因电动机过载使定子绕组烧坏, 绕组变色。造成电动机过载的原因有:
(1) 电机型式和功率与负载大小不匹配, 使起动时间过长造成绕组发热烧坏。
(2) 负载使用方式不当。
(3) 电动机工作条件恶劣 (环境温度高通风条件差等) 。
(4) 电源电压不稳定。
(5) 机械性故障 (如轴承损坏, 定转子发生摩擦等) 。
(6) 电动机质量因素 (制造或修理造成, 如定转子气隙过大、不均匀, 硅钢片质量差, 冲片毛刺大, 叠压不整齐等或修理方法不当损坏了冲片绝缘层或更换的绕组参数不符合原设计要求等) 。
(7) 电容器损坏。电容器短路、断路或电容量不足, 都会造成电容电动机不产生起动转矩, 或起动转矩过小, 致使电动机难以起动, 线圈发热烧坏。
修理后的电机一定要全面检查后方能重新投入使用, 避免重复检修。一般从以下几个方面检查:1检查电动机的装配质量:出线端接线是否正确;装配紧固情况 (紧固用螺栓、螺帽是否旋紧、转子转动是否灵活, 轴伸径向偏摆是否在限值以内, 轴承是否良好) ;2检查气隙大小及对称性:按定子内径与转子外径之差确定, 用塞尺测量。3检查电机振动状况:轴承应平稳、轻快、声音均匀, 不加有害的杂音, 用千分表测量电机振动值是否在允许范围。4测量绝缘电阻及绕组冷态直流电阻。5做空载及短路实验。
当然, 在实际使用中往往是复合故障, 这就需要综合判断哪个是原始故障, 最终解决问题。
摘要：介绍单相异步电动机常见故障及处理方法。