异步电机电磁计算的调整
一.效率偏低的调整
电机效率的高低决定于总损耗的大小,因此要提高效率,就要设法减少各部分的损耗.表1列出了电机效率偏低的原因,调整措施及注意事项.
表1
序号 原因 提高η的措施 注意事项
1 定子电阻损耗大:由于r1*大所致 增大导线截面积 槽满率提高使嵌线困难
缩短绕组端度 嵌线困难
减少定子绕组匝数 (1漏抗减小,起动电流增大(2磁密提高, cosф降低
2 转子铝损耗大:由于r2*大所致 增大转子槽面积 (1引起转子齿及转子轭部磁密提高, cosф降低(2如果槽深与槽宽的比值增大,使漏抗增大, cosф及TM 、T(st*降低
增大端环截面积 端环太厚使铸铝质量不易保证
3 铁耗大:由于铁心磁密高和旋转铁耗大所致 减小定子内径Di1 引起转子磁密提高
增加铁心长度
增加定子绕组匝数 使定子电阻损耗增大,漏抗增大
减少定、转子槽口宽度和采用磁性槽楔,以减少旋转铁耗 漏抗增大,使TM和T(st*降低
4 机耗大 提高装配质量
减小风扇尺寸 使温升提高
改善轴承润滑质量
5 杂耗大 适当增大气隙 使cosф下降
改进转子铸铝和加工工艺
采用新型绕组
二.功率因数偏低的调整
无功电流iQ*=ix*+im*,如果使iQ*减小,则ф角减小, cosф提高.可见,提高cosф主要从减小im*和ix*着手.表2列出了功率因数偏低的原因,调整措施及注意事项.
表2
序号 原因 提高cosф的措施 注意事项
1 磁化电流im*大 增加定子绕组匝数,以降低磁密 (1r1*增大使η降低(2 xσ*增大, TM、T(st*下降
适当减小气隙 (1杂耗增大, η降低,温升增高(2谐波漏抗xad*增大
增加铁心长度以降低磁密
调整槽形尺寸,使齿部和轭部磁密分配合理
2 电抗电流ix*大:由于漏抗xσ*大所致 改变槽形尺寸,加大槽宽,减小槽高,增大槽口 xσ*减小, i(st*增大
缩短绕组端度以减少端部漏抗 嵌线困难
三.最大转矩偏低的调整
由于r1*< σ *, 故最大转矩 TM 近似地与定、转子总漏抗 x σ * 成反比 . 可见 , 要使 TM 提高 , 就必须使 x σ * 减小 . 表 3 列出了 TM 偏低的原因 , 调整措施及注意事项 .
表3
原因 提高TM的措施 注意事项
漏抗xσ*大 减少定子绕组匝数 im*增大,使cosф降低
改变定转子槽数、增大槽宽、减小槽高 (1 xσ*减小、i(st*增大 (2磁密提高
缩短绕组端度以减小端部漏抗 嵌线困难
适当增大气隙和转子槽口宽度 cosф降低,起动电流增大
四.起动转矩偏低的调整
起动转矩T(st*与起动时的转子电阻r2(st*成正比,近似地与起动时的总漏抗xσ(st *的平方成反比.可见,要提高T(st*,就须增大起动时的转子电阻和减小起动时的总漏抗,首先应从前者着手. 表4列出了TM偏低的原因,调整措施及注意事项.
表4
序号 原因 提高T(st*的措施 注意事项
1 r2(st*小 改变转子槽形增加挤流效应
适当减小转子槽面积和端环面积 转子电阻损耗增大,η降低
2 xσ(st *大 减小起动总漏抗,方法与前述减小漏抗的方法相同
五.起动电流偏大的调整
起动时虽然是总电阻增大,总漏抗减小,但仍然是xσ(st *? r(st*,影响起动电流的主要因素是xσ(st *,因此要降低起动电流主要是从增大起动总漏抗着手,其次是增加挤流效应,使起动电阻增大. 表5列出了TM偏低的原因,调整措施及注意事项.
表5
序号 原因 减小起动电流i(st*的措施 注意事项
1 xσ(st *小 增加定子绕组匝数 铝损耗增大,效率降低
改变定转子槽形,变为深而窄 引起轭部磁密提高
2 r(st*小 增大挤流效应,使r2(st*增大
硅钢片是含硅量在0.5%-5%的超低碳钢板，主要用于发电、输变电、电机、电子和家电业。硅钢是由体心
立方的α铁固溶体构成的铁素体钢，以铁为主的Fe-Si单晶体在三个主晶向上磁化特性不同：［100］方向
为易磁化晶向，［110］方向为次易磁化晶向。[111]方向为难磁化晶向，这种磁化特性称为磁各向异性。
通过控制轧制方向和采用再结晶工艺生产的具有高斯织构（即具有［110］晶面和［100］晶向的晶粒取向
的组织）的硅钢片称单取向硅钢片，亦称取向硅钢片；晶粒取向程度小、在钢板面上磁各向异性小的硅钢
片称无取向硅钢片。取向硅钢片主要用于制造各种变压器，无取向硅钢片主要用于制造发电机、电动机以
及家电电器如洗衣机、电风扇和电冰箱压缩机电机等。从生产工艺上，硅钢片又可分为热轧硅钢片和冷轧
硅钢片，热轧硅钢片属于无取向硅钢片，冷轧硅钢片分为无取向硅钢片和取向硅钢片。
硅钢片性能直接关系到电机、变压器等产品的电能损耗、性能、体积和重量，高磁感和薄规格是硅钢片的
发展方向。提高硅钢片磁感应强度，不但提高电器性能，而且可减少铁芯的磁滞损耗、降低电耗；采用薄
规格硅钢片可减少高频下铁芯的涡流损耗、降低电耗，同时亦可节省电器材料，减小电器体积、减轻重量
。此外，硅钢片还需具备良好的板形、极小的同板厚度差和良好的冲剪性能。
为保证硅钢片特殊性能要求，一般均需经冷轧和退火处理。特别是取向硅钢的生产，需经初退火（常化）
→轧制→中间脱碳退火→轧制→终脱碳退火→高温再结晶退火等工序的复杂处理，各道工序均需精雕细刻
，才能满足工艺要求。国外在成品阶段还采用激光或等离子等方法细化磁畴，进一步优化取向效果。因此
，冷轧硅钢片被称为冶金产品中的工艺品，一般企业不具备生产条件。热轧硅钢片由于受生产工艺制约，
产品规格厚、磁感低、铁损高、电耗高，电器产品性能差、体积大。通常情况下，使用热轧硅钢片制造的
电机与使用相同级别冷轧硅钢片制造的相比，磁感低10%-20%，铁损高10%－20%，电耗高20%-40%；每使用
1万吨热轧硅钢片比冷轧硅钢片要多耗电约1亿kWh/年。按此测算，我国近年来热
轧硅钢片消费量为90万吨
左右，每年多耗电约90亿kWh，相当于1-2座大型发电厂的年发电量。此外，在生产工艺上，热轧硅钢片一
般采用电炉熔融→叠轧薄板轧机生产，工艺装备十分落后，成材率低、劳动强度大、污染严重，且产品质
量差，加工性能、同板差、表面质量等与冷轧硅钢片相比有较大差距。因此，世界发达国家早已淘汰了热
轧硅钢片，我国也明确规定热轧硅钢片为限期淘汰产品。
一、 电动机常见故障及原因
1．电动机过热
1、电源方面使电动机过热的原因
电源方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电源电压过高
当电源电压过高时，电动机贩反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的
大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组1铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。
b、电源电压过低
电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大,致使定、转子绕组过热。
c、电源电压不对称
当电源线一相断路、保险丝一相熔断，或闸刀起动设备角头烧伤致使一相不通，都将造成三相电动机走单相，致使运行的二相绕组通过大电流而过热，及至烧毁。
d、三相电源不平衡
当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。
由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。
2、负载使电动机过热的原因
负载方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电动机过载运行
当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。
b、拖动的机械负载工作不正常
设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，如脱粒机喂入量过大时，电动机过载而发热。
c、拖动的机械有故障
当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。
故，检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。
3、电动机本身造成过热的原因
电动机本身造成过热原因有以下几种：
a、电动机绕组断路
当电动机绕组中有一相绕组断路，或并联支路中有一条支路断路时，都将导致三相电流不平衡，使电动机过热。
b、电动机绕组短路
当电动机绕组出现短路故障时，短路电流比正常工作电流大得多，使绕组铜损耗增加，导致绕组过热，甚至烧毁。
c、电动机接法错误
当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，乃至导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁。
当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。
e、电动机接法错误
当一个线圈、线圈组或一相绕组接反时，都会导致三相电流严重不平衡，而使绕组过热。
f、电动机的机械故障
当电动机轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等，均会使电动机电流增大，铜损耗及机械摩擦损耗增加，使电动机过热。
4、通风散热不良使电动机过热的原因
通风散热不良使电动机过热的原因有以下几种：
a、环境温度过高，使进风温度高。
b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小
c、电动机内部灰尘过多，影响散热
d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小
e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路
2．三相异步电动机不能起动的原因
三相异步电动机不能起动的原因有以下几种：
1、电源未接通
2、熔丝熔断
3、定子或转子绕组断路
4、定子绕组接地
5、定子绕组相间短路
6、定子绕组接线错误
7、过载或传动机械被子轧住
8、转子铜条松动
9、轴承中无润滑油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转
10、控制设备接线错误或损坏
11、过电流继电器调得太小
12、老式起动开关油杯缺油
13、绕线式转子电动机起动操作错误
14、绕线式转子电动机转子电阻配备不当。
15）、轴承损坏
三相异步电动机不能起动因素很多，应根据实际情况及症状作详细分析、仔细检查，不能搞强行多次起动，尤其在起动时电动机发出异常声响或过热时，应立即切断电源，在查清原因且排除后再行起动，以防故障扩大。
3．电动机带负载运行时转速缓慢的原因
电动机带负载运行时转速缓慢的原因有以下几种：
1、电源电压过低
2、鼠笼转子断条
3、线圈或线圈组有短路点
4、线圈或线圈组有接反处
5、相绕组反接
6、过载
7、绕线式转子一相断路
8、绕线式转子电动机起动变阻器接触不良
9、电刷与滑环接触不良
4．动机运转时声音不正常的原因
电动机运转时声音不正常的原因有以下几种：
1、定子与转子相擦
2、转子风叶碰壳
3、转子擦绝缘纸
4、轴承严惩缺油
5、电动机内有杂物
6、电动机二相运转有嗡嗡声
5．电动机外壳带电原因
电动机外壳带电原因有以下几种：
1、电源线与接地线搞错
2、电动机绕组受潮，绝缘老化使绝缘性能降低
3、引出线与接线盒碰壳
4、局部绕组绝缘损坏使导线碰壳
5、铁心松驰刺伤导线
6、接地线失灵
7、接线板损坏或表面油污过多
6．绕组式转子滑环火花过大原因
绕线式转环滑不火花过大的原因有以下几种：
1、滑环表面脏污
2、电刷压力过小
3、电刷在刷握内轧住
4、电刷偏离中性线位置
7．电动机温升过高或冒烟的原因
电动机温升过高或冒烟的原因有以下几种：
1、电源电压过高或过低
2、过载
3、电动机单相运行
4、定子绕组接地
5、轴承损坏或轴承太紧
6、定子绕组匝间或相间短路
7、环境温度过高
8、电动机风道不畅或风扇损坏
8．电动机空载或负载运行时电流表指针来回摆动的原因
电动机空载或负载运行时电流表指针来回摆动的原因有以下几种：
1、鼠笼式转子断条
2、绕组式转子一相断路
3、绕线式转子电动机的一相电刷接触不良
3、 绕线式转子电动机的滑环短路装置接触不良
9．电动机振动的原因
电动机在运行时振动的原因有以下几种：
1、转子不平衡
2、轴头弯曲
3、皮带盘不平衡
4、皮带盘轴孔偏心
5、固定电动机的地脚螺丝松动
6、固定电动机的基础不牢或不平
10．电动机轴承过热的原因
电动机轴承过热的原因有以下几种：
1、轴承损坏
2、润滑油过多、过少或油质不良
3、轴承与轴配合过松走内圆或过紧
4、轴承与端盖配合过松走外围或过紧
5、滑动轴承油环轧煞或转动缓慢
6、电动机两侧端盖或轴承盖未装平
7、皮带过紧
8、联轴器装得不好
