一、实验目的

（1）了解三相异步电动机的分类。

（2）认识异步电动机的基本结构。

（3）掌握三相异步电动机的拆装。

（4）理解三相异步电动机铭牌数据和“异步”含义。

二、实验仪器

实验仪器如表2-1所示。

表2-1　实验仪器

三、实验内容及原理

1.电动机的认识

电动机是一种把电能转换成机械能的动力设备。在机械、冶金、石油、煤炭、航空等行业以及日常生活中获得广泛应用，起着不可或缺的作用。其中异步电动机因其具有结构简单、价格低廉、使用维护方便等优点，应用最为广泛。图2.1所示为最为常见的三相异步电动机的外形图。

图2.1　三相异步电动机

三相异步电动机虽然种类很多，但其基本结构都相同，都是由定子和转子两大部分组成，在定子和转子之间具有气隙（0.12～2mm）。此外还包括端盖、轴承、接线盒等其他附件。让我们通过图2.2来具体地认识三步异相电动机的基本结构。

图2.2　三相异步电动机基本结构

1）定子

异步电动机的静止部分称为定子，是由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成。

（1）机座：机座的作用主要是固定与支撑定子铁芯，因此必须具备足够的机械强度和刚度。另外它也是电动机磁路的一部分。中小型异步电动机通常采用铸铁机座，并根据不同的冷却方式采用不同的机座形式。大型电动机一般采用钢板焊接机座。

（2）定子铁芯：定子铁芯是异步电动机磁路的一部分，铁芯内圆上冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组，如图2.3所示。为降低损耗，定子铁芯用0.5mm厚的硅钢片叠装而成，硅钢片的两面都涂有绝缘漆。

图2.3　定子铁芯结构

（3）定子绕组。定子绕组是三相对称绕组，当通入三相交流电时，能产生旋转磁场，并与转子绕组相互作用，实现能量的转换与传递。图2.4所示为异步电动机定子绕组出线端的连接，图2.5所示为异步电动机定子绕组。

图2.4　异步电动机定子绕组出线端的连接

图2.5　异步电动机定子绕组

2）转子

异步电动机的转子是电动机的转动部分，由转子铁芯、转子绕组、转轴等部件组成。它的作用是带动其他机械设备旋转。

（1）转子铁芯：转子铁芯的作用和定子铁芯的作用相同。它也是电动机磁路的一部分。在转子铁芯外圆上均匀地分布许多槽，用来嵌放转子绕组。转子铁芯也是用0.5 mm的硅钢片叠压而成，整个转子铁芯固定在转轴上。转子铁芯如图2.6所示。

图2.6　转子铁芯

（2）转子绕组：转子绕组主要的作用是产生感应电流和电动势，在旋转磁场下产生电磁转矩。三相异步电动机按转子绕组的结构可分为绕线式转子和笼型转子两种。根据转子的不同，异步电动机分为绕线式转子异步电动机和笼型异步电动机。

①笼型转子绕组。

笼型转子绕组与定子绕组大不相同，它是一个短路绕组。在转子的每个槽内放置了一根导条，槽内导条材料为铜或铝，每根导条都比铁芯长，在铁芯的两端用两个铜环将所有的导条都短路起来。如果把转子铁芯去掉，剩下的绕组形状像一个松鼠笼子，因此称为笼型转子，如图2.7所示。

结构：单笼型、双笼型、深槽式，其中单笼型又分为铸铝转子和铜条转子。

图2.7　笼型转子绕组

②绕线转子绕组。

绕线转子绕组与定子绕组相似，也是嵌放在转子铁芯槽内的对称三相绕组，通常采用Y形接法。转子绕组的三条引线分别接到三个滑环上，用一套电刷装置与外电阻连接。一般把外接电阻串入转子绕组回路中，用以改善电动机的运行性能，如图2.8所示。

结构：与定子绕组具有相同极数的三相对称绕组。

接法：星形，首端接到转轴的滑环上，再通过定子端盖上的电刷与外电路相连。

图2.8　绕线转子绕组

气隙

异步电动机的气隙比同容量的直流电动机的气隙要小得多。中型异步电动机的气隙一般为0.12～2mm。

异步电动机的气隙过大或过小都将对异步电动机的运行产生不良影响。因为异步电动机的励磁电流是由定子电流提供的，气隙越大、磁阻越大，要求的励磁电流也越大，从而会降低异步电动机的功率因数。为了提高功率因数，应尽量让气隙小些，但也不能过小，否则会装配困难，转子还有可能与定子发生机械摩擦。但是，从减少附加损耗及谐波磁动势产生的磁通来看，气隙大一点又有好处。

2.三相异步电动机分类

（1）按转子结构分类：笼型和绕线型。(www.daowen.com)

（2）按容量分类：大型、中型、小型、微型。

（3）按防护类型分为：开启式（图2.9）、防护式、封闭式（图2.10）、防暴式（图2.11）等。

图2.9　开启式电动机

图2.10　封闭式电动机

图2.11　防暴式电动机

3.三相异步电动机铭牌

三相异步电动机铭牌的一般形式如图2.12所示。

图2.12　三相异步电动机的铭牌

我国生产的三相交流异步电动机的类型、规格及特征代号主要由汉语拼音字母和数字结合表示。例如，“Y”表示“异步电动机”；“R”表示“绕线型”。常用的有：Y——笼型异步电机、YR——绕线式异步电机、YD——多速电机、YZ——起重冶金用异步电机、YQ——高起动转矩异步电机等。Y系列电机型号含义如下：

三相交流异步电动机的铭牌与额定值

（1）额定功率PN：电动机额定运行时的输出机械功率。

（2）额定电压UN：电动机额定状态时定子绕组的线电压。

（3）额定电流IN：电动机额定状态时定子绕组的线电流。

（4）额定频率fN：额定状态下电动机应接电源的频率。

（5）额定转速nN：电动机在上述额定值下转子的转速，单位为转/分（r/min或rpm）。

铭牌上还标注有电动机型号、绕组接法、绝缘等级和额定温升等。对于绕线式电动机还标注转子额定状态，如转子额定电压（额定状态下，转子绕组开路时滑环间的电压值）、转子未外接电路元件时的额定电流等。

四、实验步骤及要求

1.拆卸电动机

在拆卸前，应准备好各种工具，做好拆卸前的记录和检查工作，在线头、端盖、刷握等处做好标记，以便拆卸后的装配。中小型异步电动机的拆卸步骤如下：

（1）拆除电动机的所有引线。

（2）拆卸带轮或联轴器。先将带轮或联轴器上的固定螺钉或销子松脱或取下，再用专用工具“拉马”转动丝杠，把带轮或联轴器慢慢拉出。

（3）拆卸风扇或风罩。拆卸完带轮后就可以把风罩卸下来，然后取下风扇上的定位螺栓，用锤子轻敲风扇四周，将其旋卸下来或从轴上顺槽拔出。

（4）拆卸轴承盖和端盖。一般小型电动机都只拆风扇一侧的端盖。

（5）抽出转子。对于笼型转子，直接从定子腔中抽出即可。

大部分常见的电动机，都可依照上述步骤，按由外到内的顺序拆卸，拆卸后的各部分结构如图2-2所示。对于有特殊结构的电动机来说，应依具体情况酌情处理。

当电动机容量很小或电动机端盖与机座配合很紧不易拆下时，可用锤子（或在轴的前端垫上硬木块）敲击，使后端盖与机座脱离，然后把后端盖连同转子一同抽出机座。

对三相笼型异步电动机进行拆卸时，可将相关情况记入表2-2中。

表2-2　三相笼型异步电动机的拆卸记录表

续表2-2

2.装配电动机

电动机的装配工序大致与拆卸顺序相反。装配时要注意清洁各部分零部件，定子内绕组端部、转子表面都要吹刷干净，不能有杂物。

（1）定子部分。主要是定子绕组的绕制、连接、嵌放、封槽口、端部整形和接线、绕组的绝缘浸漆、烘干处理等程序。

（2）安放转子。安放转子时要特别小心，避免碰伤定子绕组。

（3）加装端盖。装端盖时，可用木槌均匀地敲击端盖四周，按对角线均匀对称地轮番拧紧螺钉，注意不要一次拧到底。端盖固定后，用手转动电动机的转子，转子应灵活、均匀、无停滞或偏轴现象。

（4）装风扇和风罩。

（5）接好引线，装好接线盒及铭牌。

在重新装配三相笼型异步电动机时，可将相关情况记入表2-3中。

表2-3　三相笼型异步电动机的拆卸记录表

五、思考题

（1）请简述电动机的“异步”含义。

（2）三相异步电动机的旋转磁场是怎样产生的？如果三相电源的一根相线断开，三相异步电动机产生的磁场会怎样？

六、实验报告要求

记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。