三相异步电动机实验教学“四步法”探究

侯松林

随着我国经济建设的发展和电气化程度的提高，三相异步电动机的使用范围越来越广，电动机的维修任务也越来越重。作为培养工作在第一线具有高素质的技工人才的高职院校电工专业来说， 教会学生正确的使用和维修三相异步电动机已成为教学的重点。为提高学生对三相异步电动机的认识，增强学生对电动机使用操作的分析问题、解决问题的能力，笔者认为三相异步电动机实验教学运用“四步法”易于学生接受，对此进行探究。在一起，而将三相绕组首端分别接入三相交流电源，即将D1、D2、D3分别接到A、B、C。

（三）三角形接法：所示，将第一相绕组的首端D1与第三相绕组的末端D6相连接接入一相电源A；第二相绕组的首端D2与第一相绕组的末端D4相连接接入一相电源B；第三相绕组的首端D3与第二相的末端D5相连接入一相电源C。

一、“第一步”，掌握电动机的结构与工作原理

三相异步电动机实验教学首先必须要求学生掌握电动机的结构与工作原理，即通过实验验证理论，加深对三相异步电动机基础理论的理解。

（一）结构

三相异步电动机的结构主要由两个基本部分组成，即定子（静止部分）和转子（旋转部分）。1.定子 ，由定子铁心、定子绕组和机座等部分组成。（1）定子铁心。它是电动机磁路的一部分，由0.35～0.5mm厚表面涂有绝缘漆或氧化膜的薄硅钢片叠压而成，固定在机座内。定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽口，用来嵌放三相定子绕组。绕组与铁心之间是互相绝缘的。（2）定子绕组。由于它是能量转换的“枢纽”，又称电枢绕组。它是异步电动机的电路部分，通入三相电源后，就会产生三相旋转磁场。三相定子绕组是 3个彼此独立、按一定方式连接的对称绕组，它们按一定的空间角度依次嵌在定子槽内。为了便于变换接法，绕组6个端头都引到接线盒内。（3）机座。它一般由铸铁或铸钢制成。其作用是固定定子铁心和定子绕组。机座两端的两个端盖，以支承转子轴。2.转子， 是三相异步电动机的旋转部分，电动机的工作转矩就是从转子轴上输出的。它由转子铁心、转子绕组和转轴3部分组成。

（二）工作原理

当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

二、“第二步”，掌握电动机接入电路前的要求和检测

（一）正确认识三相异步电动机铭牌和各项技术指标

铭牌是电动机的重要标志，它表明电动机的特性和一般技术要求，正确识别电动机的铭牌是使用和维修的重要依据。

（二）强调实验过程中必须做到的注意事项：

1.树立学生安全操作的意识。使学生自觉遵守安全生产中的“三原则”：第一、整理整顿工作地点，有一个整洁有序的工作环境。第二、经常维护保养设备。第三、按照标准进行操作。2.掌握电动机接线的原则。第一、任何负载应经过开关和保险才能与电源相接。第二、接线前应把仪器设备整齐地摆在恰当的位置，以便于按图依次接线。第三、接线时，应先用粗导线连接较大电流主回路，然后用细线连接较小回路。第四、每个接线柱，一般接两条线为宜，过多不易拧紧，接触不好。第五、接线应尽量少用，注意避免交叉。

三、“第三步”，明确电动机电路的接线方法

电动机接入电路以前除以上各种认识和检测外，还需要对电动机安放的场地、外线路、地基是否平整等等进行仪器及肉眼的检查判断，保证电动机高速运转的正常进行，否则可能因为一个小的因素导致不可预见的危险。

（一）三相线绕组与接线板接线法

每相绕组头尾分别连接在接线板的接线柱上。各项绕组头尾分别是D1—D4、D2—D5、D3—D6，三相定子绕组的首末端是厂家设定好了的，绝不能任意颠倒，但可将三相绕组的首末端一起颠倒，决不能其中将一相颠倒，否则轻者不能正常启动，长时间启动电流过大，电动机严重发热，重者烧毁电动机，造成电路短路。

（二）星形接法

将三相绕组的末端并联起来，即将D4、D5、D6三个接线柱用铜片连接

四、“第四步”，注意电动机工作中容易出现的问题

（一）绕组接线错误

2.三角形接法接成星形接法。一台三角形接法的电动机，其定子每相绕组承受的电压（相电压）等于电动机额定电压。若误接成星形连接，其运行每相绕组承受的电压（相电压）将下降到原电压的1/3倍（即0.58倍）。电动机的转矩将减小到额定转矩的1/3倍。这时如果仍带上额定负载运行，为了克服负载的阻力矩，从而造成过载发热，时间长了会使电动机温升超过允许值。同时，也会电动机的功率因素和效率下降。

（二）常见故障。

绕组接地：指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。实验中出现的现象：机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。 产生原因：绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子摩擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压(如雷击)使绝缘击穿。

检查方法：观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点。万用表检查法。用万用表低阻挡检查，读数很小，则为接地。 兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定，一般说来指针在“0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。 试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。 电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接地点。

处理方法：第一，绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60℃—70℃左右时，浇上绝缘漆后再烘干。第二，绕组端部绝缘损坏时，在接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。第三，绕组接地点在槽内时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。最后应用不同的兆欧表进行测量，满足技术要求即可。

处理方法：断路在端部时，连接好后焊牢，包上绝缘材料，套上绝缘管，绑扎好，再烘干；绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组；对断路点在槽内的，属少量断点的做应急处理，采用分组淘汰法找出断点，并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用；对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。

［1］程定涛.电工学与实验［M］.北京师范大学出版社，1990.

［2］何报杏.怎样维修电动机［M］.金盾出版社，1995.

［3］周文森，黄金屏，陈岫.实用电工手册［G］.北京科技技术出版社，1994.