任务1　三相异步电动机的结构

任务提出

对电动机进行日常保养、维护和检修时，需要对电动机进行拆装。现需要对一台Y112M-4型三相异步电动机进行日常检修。

任务目标

①掌握三相异步电动机的结构、各部件的名称及作用。

②能够完成三相异步电动机的检修、拆装任务。

相关知识

三相异步电动机主要由定子和转子两部分组成。转子装在定子腔内，定子和转子之间由气隙分开。图1-2为三相异步电动机结构示意图。

一、定子部分

定子部分用于产生旋转磁场，主要由定子铁芯、定子绕组、机座三部分组成。

1.定子铁芯

定子铁芯装在机座内，是电动机磁路的一部分，为了减少在交变磁场中铁芯产生的涡流损耗和磁滞损耗，定子铁芯用厚0.35～0.5mm涂有绝缘漆的硅钢片叠成，铁芯内圆周上有许多均匀分布的槽，用来嵌放三相定子绕组，图1-3所示为三相异步电动机的定子铁芯及冲片。

2.定子绕组

定子绕组是电动机的电路部分，它嵌放在定子铁芯的内圆槽内，用于产生旋转磁场。为满足异步电动机的运行要求，三相定子绕组U1U2、V1V2、W1W2，每相绕组的形状、尺寸、匝数都相同，每个绕组又由若干线圈组成。对于中小型电动机线圈多采用漆包线绕制，大中型电动机多采用绝缘铜导线绕制。三相定子绕组在空间按相位差120°电角度对称嵌入定子铁芯槽内，当给电动机通入三相交流电时，定子绕组中产生旋转磁场，如图1-4所示。三相定子绕组的连接方式有：星形（）连接或三角形（△）连接。三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别为U1、V1、W1，末端分别为U2、V2、W2，如图1-5所示。有的电动机用AX、BY、CZ表示三相绕组，A、B、C表示绕组的首端，X、Y、Z表示绕组的末端。

3.机座

机座的作用是固定和支撑定子铁芯及端盖，因此应有足够的机械强度和刚度。中小型电动机一般采用铸铁机座，大型电动机则多采用钢板焊接而成。为了增加散热面积，一般电动机的机座外表面设计为散热片状。

二、转子部分

转子部分主要用于感应电磁转矩输出机械能。转子由转子铁芯、转子绕组、转轴和风扇等部分组成。

1.转子铁芯

转子铁芯也是电动机磁路的一部分，用0.5mm厚硅钢片冲成转子冲片叠成圆柱形，压装在转轴上。其外围表面冲有凹槽，用于安放转子绕组，如图1-6所示。

2.转子绕组

转子绕组是转子的电路部分，用来产生转子电动势和转矩。三相异步电动机按转子绕组的形式不同，可分为鼠笼式和绕线式两种。

①鼠笼式转子绕组：是在转子铁芯的每个槽内插入一根导条，在铁芯两端再用两个短路环焊接而形成一个自身闭合的对称短路绕组。若把铁芯拿出来，整个转子绕组外形很像一个鼠笼，故称鼠笼式转子绕组，如图1-7所示。对于中小功率的电动机，目前常用铸铝工艺把鼠笼式转子绕组及冷却用的风扇叶片铸在一起，大型电动机则多采用铜导条。

②绕线式转子绕组：和定子绕组一样，也是三相绕组，绕组的三个末端接在一起（星形），三个首端分别接在转轴上三个彼此绝缘的集电环上，再通过滑环上的电刷与外电路的变阻器相接，以便调节转速或电动机的起动性能，如图1-8所示。

三、其他部分

其他部分包括电动机的端盖、轴承盖、风扇等。端盖除了起防护作用外，它与轴承盖配合，用于把转子固定在定子内腔中心不能轴向移动，使其在定子中均匀地旋转。转子和定子之间的气隙一般为0.2～1.5mm。气隙的大小对电动机的性能影响较大，气隙太大，产生同样大小的磁通所需的励磁电流越大，电动机运行时的功率因数降低；气隙太小，使装配困难，运行时定子、转子发生摩擦，电动机运行不可靠。

任务分析

对电动机进行定期保养、维护和检修时，首先需要将电动机拆开，问题解决后，再将电动机装好。如果拆装方法不当，就会造成部件损坏，引发新的故障。因此，正确拆装电动机是确保维修质量的前提。要做到正确拆装电动机就需要掌握三相异步电动机结构等。

任务实施

一、拆卸电动机

1.拆卸前的准备

①切断电源，拆开电动机与电源线，做好与电源线相对应的标记，并把电源线的线头做绝缘处理。

②备齐拆卸工具，特别是拉具、套筒等专用工具。

③熟悉被拆电动机的结构特点及拆装要领。

④测量并记录联轴器或带轮与轴台间的距离。

⑤标记电源线在接线盒中的相序、电动机的出轴方向及引出线在机座上的出口方向。

2.拆卸步骤

拆卸步骤如图1-9所示。

①卸下带轮或联轴器，拆电动机尾部风扇罩。

②卸下定位键或螺钉，并拆下风扇。

③旋下前后端盖紧固螺钉，并拆下前轴承外盖。

④用木板垫在转轴前端，将转子连同后端盖一起用锤子从电动机中敲出。

⑤抽出转子。

⑥卸前端盖，最后拆卸前后轴承及轴承内盖。

3.主要部件的拆卸方法

（1）带轮（或联轴器）的拆卸

先在带轮（或联轴器）的轴伸端（联轴端）做好尺寸标记，然后旋松带轮上的固定螺钉或敲去定位销，给带轮（或联轴器）的内孔和转轴结合处加入煤油，稍等渗透后，使锈蚀的部分松动，再用拉具将带轮（或联轴器）缓慢拉出，如图1-10所示。

（2）轴承的拆卸

轴承的拆卸可采取以下三种方法：

①用拉具进行拆卸。拆卸时拉具钩爪一定要抓牢轴承内圈，以免损坏轴承，如图1-11所示。

②用铜棒拆卸。将铜棒对准轴承内圈，用锤子敲打铜棒，如图1-12所示。用此方法时要注意轮流敲打轴承内圈的相对两侧，不可敲打一边，用力也不要过猛，直到把轴承敲出为止。

③用铁板夹住拆卸。用两块厚铁板夹住轴承内圈，铁板的两端用可靠支撑物架起，使转子悬空，如图1-13所示，然后在轴上端面垫上厚木板并用锤子敲打，使轴承脱出。

在拆卸端盖内孔轴承时，可采用图1-14所示的方法，将端盖内面向上平稳放置，在轴承外圈的下面垫上木板，但不能顶住轴承，然后用一根直径略小于轴承外沿的铜棒或其他金属管抵住轴承外圈，从上往下用锤子敲打，使轴承从下方脱出。

（3）抽出转子

在抽出转子之前，应在转子下面气隙和绕组端部垫上厚纸板，以免抽出转子时碰伤铁芯和绕组。对于小型电动机的转子用手取出时，一手握住转轴，把转子拉出一些，随后另一手托住转子铁芯慢慢往外移，如图1-15所示。

二、检修电动机

对异步电动机的定期维护和故障分析是异步电动机检修的基本环节，了解并掌握定期维护及故障分析的内容和方法是检修电动机的基本技能。对三相异步电动机的检修通常是一年进行一次，检修内容包括：

①检查电动机各部件有无机械损伤，若有则进行相应修复或更换。

②对拆开的电动机进行清理，清除所有油泥、污垢。清理时，注意观察绕组绝缘状况。

③拆下轴承，浸在柴油或汽油中彻底清洗后，再用干净汽油清洗一遍。检查清洗后的轴承是否转动灵活，有无异常响声，内外钢圈有无晃动。根据检查结果，确定轴承是否进行更换。

④检查定子绕组是否存在故障。使用兆欧表测绕组绝缘电阻，由绝缘电阻的大小可判断出绕组受潮程度或短路情况。若有，应进行相应处理。

⑤检查定、转子铁芯有无磨损和变形，若观察到有磨损处或发亮点，说明可能存在定、转子铁芯相摩擦，可使用锉刀或刮刀将亮点刮低。

⑥对电动机进行装配、安装，测试空载电流大小及对称性，最后带负载运行。

三、装配电动机

1.装配前的准备

先备齐装配工具，将可洗的各零部件用汽油冲洗，并用棉布擦拭干净，再彻底清扫定、转子内部表面的尘垢。接着检查槽楔、绑扎带等是否松动，有无高出定子铁芯内表面的地方，并做好相应处理。

2.装配步骤

按拆卸时的逆顺序进行，并注意将各部件按拆卸时所做的标记复位。

3.主要部件的装配方法

（1）轴承的装配

先将轴颈部分揩擦干净，把清洗好的轴承套在轴上，用一段钢管（其内径略大于轴颈直径，外径又略小于轴承内圈的外径）套入轴颈，再用锤子敲打钢管端头，将轴承敲进。也可用硬质木棒或金属棒顶住轴承内圈敲打，为避免轴承歪扭，应在轴承内圈的圆周上均匀敲打，使轴承平衡地行进，如图1-16所示。

注意：安装轴承时，标号必须向外，以便下次更换时查对轴承型号。更换的轴承应与损坏的轴承型号相符。另外，在安装好的轴承中要按其总容量的1/3～2/3容积加注润滑脂。

（2）后端盖的装配

将轴伸端朝下垂直放置，在其端面上垫上木板，后端盖套在后轴承上，用木锤敲打，如图1-17所示。把后端盖敲进去后，装轴承外盖。

（3）前端盖的装配

将前端盖套入转轴，在机座螺孔与前端盖对应的两个对称孔中穿入一个比轴承盖螺栓更长的吊紧螺钉，使内外轴承盖和端盖的对应孔始终拉紧对齐。待端盖到位后，先拧紧其余两个轴承盖螺栓，再用第三个轴承盖螺栓换下开始时用以定位的吊紧螺钉，如图1-18所示。

四、装配后检查

1.机械检查

①所有紧固螺钉是否拧紧。

②用手转动转轴，转子转动是否灵活，无扫膛、无松动，轴承是否有杂音等。

2.电气性能检查

①三相绕组是否平衡。

②电动机绝缘电阻测定：测定内容应包括三相相间绝缘电阻和三相绕组对地绝缘电阻，测得绝缘电阻大于1MΩ为合格，最低限度不能低于0.5MΩ。

五、通电检查

按要求接好电源线，在机壳上接好保护接地线，接通电源，观察电动机空载电流值，看是否符合要求。检查电动机运转中有无异常情况。

任务评价

思考题

①三相异步电动机主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？三相异步电动机的转子有几种类型？

②电动机的拆卸顺序是什么？

③电动机检修的主要内容是什么？