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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。
本文标题:实验七单相异步感应式电动机
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