三相異步電動機實驗教學“四步法”探究

侯松林

隨著我國經濟建設的發展和電氣化程度的提高，三相異步電動機的使用范圍越來越廣，電動機的維修任務也越來越重。作為培養工作在第一線具有高素質的技工人才的高職院校電工專業來說， 教會學生正確的使用和維修三相異步電動機已成為教學的重點。為提高學生對三相異步電動機的認識，增強學生對電動機使用操作的分析問題、解決問題的能力，筆者認為三相異步電動機實驗教學運用“四步法”易于學生接受，對此進行探究。在一起，而將三相繞組首端分別接入三相交流電源，即將D1、D2、D3分別接到A、B、C。

（三）三角形接法：所示，將第一相繞組的首端D1與第三相繞組的末端D6相連接接入一相電源A；第二相繞組的首端D2與第一相繞組的末端D4相連接接入一相電源B；第三相繞組的首端D3與第二相的末端D5相連接入一相電源C。

一、“第一步”，掌握電動機的結構與工作原理

三相異步電動機實驗教學首先必須要求學生掌握電動機的結構與工作原理，即通過實驗驗證理論，加深對三相異步電動機基礎理論的理解。

（一）結構

三相異步電動機的結構主要由兩個基本部分組成，即定子（靜止部分）和轉子（旋轉部分）。1.定子 ，由定子鐵心、定子繞組和機座等部分組成。（1）定子鐵心。它是電動機磁路的一部分，由0.35～0.5mm厚表面涂有絕緣漆或氧化膜的薄硅鋼片疊壓而成，固定在機座內。定子鐵心的內圓沖有均勻分布的槽口，用來嵌放三相定子繞組。繞組與鐵心之間是互相絕緣的。（2）定子繞組。由于它是能量轉換的“樞紐”，又稱電樞繞組。它是異步電動機的電路部分，通入三相電源后，就會產生三相旋轉磁場。三相定子繞組是 3個彼此獨立、按一定方式連接的對稱繞組，它們按一定的空間角度依次嵌在定子槽內。為了便于變換接法，繞組6個端頭都引到接線盒內。（3）機座。它一般由鑄鐵或鑄鋼制成。其作用是固定定子鐵心和定子繞組。機座兩端的兩個端蓋，以支承轉子軸。2.轉子， 是三相異步電動機的旋轉部分，電動機的工作轉矩就是從轉子軸上輸出的。它由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸3部分組成。

（二）工作原理

當電動機的三項定子繞組（各相差120度電角度），通入三項交流電后，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。

二、“第二步”，掌握電動機接入電路前的要求和檢測

（一）正確認識三相異步電動機銘牌和各項技術指標

銘牌是電動機的重要標志，它表明電動機的特性和一般技術要求，正確識別電動機的銘牌是使用和維修的重要依據。

（二）強調實驗過程中必須做到的注意事項：

1.樹立學生安全操作的意識。使學生自覺遵守安全生產中的“三原則”：第一、整理整頓工作地點，有一個整潔有序的工作環境。第二、經常維護保養設備。第三、按照標準進行操作。2.掌握電動機接線的原則。第一、任何負載應經過開關和保險才能與電源相接。第二、接線前應把儀器設備整齊地擺在恰當的位置，以便于按圖依次接線。第三、接線時，應先用粗導線連接較大電流主回路，然后用細線連接較小回路。第四、每個接線柱，一般接兩條線為宜，過多不易擰緊，接觸不好。第五、接線應盡量少用，注意避免交叉。

三、“第三步”，明確電動機電路的接線方法

電動機接入電路以前除以上各種認識和檢測外，還需要對電動機安放的場地、外線路、地基是否平整等等進行儀器及肉眼的檢查判斷，保證電動機高速運轉的正常進行，否則可能因為一個小的因素導致不可預見的危險。

（一）三相線繞組與接線板接線法

每相繞組頭尾分別連接在接線板的接線柱上。各項繞組頭尾分別是D1—D4、D2—D5、D3—D6，三相定子繞組的首末端是廠家設定好了的，絕不能任意顛倒，但可將三相繞組的首末端一起顛倒，決不能其中將一相顛倒，否則輕者不能正常啟動，長時間啟動電流過大，電動機嚴重發熱，重者燒毀電動機，造成電路短路。

（二）星形接法

將三相繞組的末端并聯起來，即將D4、D5、D6三個接線柱用銅片連接

四、“第四步”，注意電動機工作中容易出現的問題

（一）繞組接線錯誤

2.三角形接法接成星形接法。一臺三角形接法的電動機，其定子每相繞組承受的電壓（相電壓）等于電動機額定電壓。若誤接成星形連接，其運行每相繞組承受的電壓（相電壓）將下降到原電壓的1/3倍（即0.58倍）。電動機的轉矩將減小到額定轉矩的1/3倍。這時如果仍帶上額定負載運行，為了克服負載的阻力矩，從而造成過載發熱，時間長了會使電動機溫升超過允許值。同時，也會電動機的功率因素和效率下降。

（二）常見故障。

繞組接地：指繞組與貼心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。實驗中出現的現象：機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發熱，致使電動機無法正常運行。 產生原因：繞組受潮使絕緣電阻下降；電動機長期過載運行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機座；定、轉子摩擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。

檢查方法：觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點。萬用表檢查法。用萬用表低阻擋檢查，讀數很小，則為接地。 兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻，若讀數為零，則表示該項繞組接地，但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據經驗判定，一般說來指針在“0”處搖擺不定時，可認為其具有一定的電阻值。 試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發現某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮，但測試棒接地時也出現火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲，敲到某一處等一滅一亮時，說明電流時通時斷，則該處就是接地點。 電流穿燒法。用一臺調壓變壓器，接上電源后，接地點很快發熱，絕緣物冒煙處即為接地點。

處理方法：第一，繞組受潮引起接地的應先進行烘干，當冷卻到60℃—70℃左右時，澆上絕緣漆后再烘干。第二，繞組端部絕緣損壞時，在接地處重新進行絕緣處理，涂漆，再烘干。第三，繞組接地點在槽內時，應重繞繞組或更換部分繞組元件。最后應用不同的兆歐表進行測量，滿足技術要求即可。

處理方法：斷路在端部時，連接好后焊牢，包上絕緣材料，套上絕緣管，綁扎好，再烘干；繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換新繞組；對斷路點在槽內的，屬少量斷點的做應急處理，采用分組淘汰法找出斷點，并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用；對籠形轉子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復。

［1］程定濤.電工學與實驗［M］.北京師范大學出版社，1990.

［2］何報杏.怎樣維修電動機［M］.金盾出版社，1995.

［3］周文森，黃金屏，陳岫.實用電工手冊［G］.北京科技技術出版社，1994.