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1、第5章 三相异步电动机的运行与维护习题答案1 电动机的铭牌标明：电动机的接线型式为Y/接线，额定电压为380/220V，若电源电压为380V，此时电动机应采用哪种接线型式？答：电动机应采用三角型接线型式。2 对照电动机实物，画出其接线端子，标出首尾端并画图表示星型如何连接？三角形接线如何连接？答：（a）三角形联接 （b）星形联接图 接线盒内接线3 已知一台三相交流电机，Z=24，2p=2，试画出三相单层同心式绕组展开图。答： =Z2p=242=12q=Z2mp=24231=4=p360Z=136024=15磁极SN相带U1W2V1U2W1V2槽号1.2.3.45.6.7.8.9.10.11.1
2、2.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.24.4 电动机对控制保护装置的要求有哪些？答：每台电动机必须装备一只能单独进行操作的控制开关和能单独进行短路和过载保护的保护装置。 使用的开关设备，要具有可靠地接通和切断电动机工作电流以及切断故障电流的能力，质量必须可靠，结构应完整，操作机构的功能健全。开关和保护装置的每个单独元件上应标有电压和电流的额定值，以及能明显反映电路“通”和“断”的标志。 5 叙述电动机开关设备的选装要求。答：功率在0.5千瓦以下的电动机，允许用插头和插座作为电源通断的直接控制；如进行频繁操作的，则应在插座板上安装一道熔断器。功率在3千瓦以下的电
3、动机，允许采用HK型瓷底胶盖闸刀开关，开关规格必须大于电动机额定电流的2.5倍。必须在开关内安装熔体的部分用铜丝接通，然后在开关的后一级另安装一道熔断器，作为过载和短路保护。 功率在3千瓦以上的电动机，常用的开关有HH型刀开关、DZ型自动空气开关、接触器和HZ组合开关等。各类开关的选用在第一章介绍过或查阅有关电工手册。功率较大（大于11KW）的电动机，起动电流较大，为不影响其他电气设备的正常运行和线路的安全，必须加装起动设备，进行降压起动，减小起动电流。常用的起动设备有星-三角起动器和自耦变压器起动器等。6 判断电动机绕组的出线端有哪几种常用的方法？答：方法一：导通法。万用表拨到电阻R1K挡，
4、一支表笔接电动机任一根出线，另一支表笔分别接其余出线，测得有阻值时两表笔所接的出线即是同一绕组。同样可区分其余出线的组别。判断后做好标记。方法二：电压表法。将小量程电压表一端接电动机任一根出线，另一端分别接其余出线，同时转动电动机轴。当表针摆动时，电压表所接的两根出线属同一绕组。同样可区分其余出线的组别。判断后做好标记7 使用直流双臂电桥测量电动机绕组电阻时如何接线？操作时有什么注意事项？答：验表 检查电桥的两组电源，如电池电压不足则应更换。按下检流计按钮G，调节检流计上方的零位调节旋钮，使指针指零位；然后打开9V电压开关W，如指针偏离零位，则调节W使指针回零，松开按钮G。图5-21电桥法测量
5、电动机绕组接线 如图5-21从待测绕组的首端和末端接线端子各引出两根连线（使用的导线应尽量粗一些，截面2.5mm2以上，尽量短些，以能接入电桥为限）。两根导线不得绞接。应各自弯成圆环状，两导线圆环中间加一圆垫片，依次套入接线端子紧固牢靠。将两接线端子上、下面的两根联线分别接入电桥的电流端钮（C1、C2）和电位端（P1、P2）。根据万用表测得的绕组电阻值适当选择比较臂的电阻值、比率臂的比值。测量 按下电源按钮B，稍候再按下检流计按钮G，如检流计指针偏向“”方向，则增大比较臂阻值（反之则减小较臂的阻值），直到电桥平衡（即检流计指针指零）。先松开G，再松开B，防止绕组感应电动势损坏检流计。读取比较臂
6、阻值和比率臂的比值，按下式计算：待测绕组的电阻值比率*比较臂阻值（两读数盘数值之和）8 使用钳形电流表测量电动机空载电流时如何操作？有哪些注意事项？答：1）选表。测量笼型异步电动机空载电流可选用磁电式钳形电流表，而测量绕线式电动机转子绕组电流应选用电磁式钳形电流表；根据被测电动机铭牌上的额定电流值选择合适量程的钳形电流表。2）验表。钳形电流表的外壳应清洁完整、绝缘良好、干燥；钳口应能紧密闭合；使用前应进行机械调零。3）测量。根据被测电流的大小，选择钳形电流表适当的挡位，如无法估计被测电流大小，则应先将量程置于最大挡；使被测导线位于钳口内的中央读数，如果测量使表针过于偏向表盘两端时，应打开钳口将
7、表退出，更换量程后重新嵌入进行测量，读数时眼睛的视线应垂直于表盘，将读数乘以倍率得出测量结果。注意：测量者应戴绝缘手套或干燥的线手套；注意与带电体的安全距离；测量电动机电流时仅钳入电源一根相线，如测量值太小（钳形电流表已换到最小量程）；可将导线绕几圈放入钳口测量，然后将测量结果除以放进钳口内的导线根数；如测量时有杂音，可将钳口打开一下再闭合即可消除；测量完毕应将量程放于最大量限，防止再次使用时未转换量程而损坏电表；不宜用钳形表去测裸导体中的电流。9.电动机绝缘电阻是怎样测量的，有哪些测量项目？应注意哪些问题？一般异步电动机绝缘电阻合格值是多少？答：1）选用兆欧表。测量额定电压500V以下的旧电
8、动机的绝缘电阻可选用500V兆欧表；测量额定电压500V以下的新电动机或额定电压在500V以上的电动机可选用1000V兆欧表。2）对兆欧表进行检查。兆欧表的外观应清洁、无破损；摇把应灵活；表针无卡死现象；各端钮齐全；测试线绝缘应良好。将兆欧表水平放置，两支表笔分开，摇动手柄，表针指向无穷大（）处。做短路试验，将两表笔短接、轻摇手柄，表指针应指零欧（0）处。注意：做兆欧表短路试验时，表针指零后不要继续摇手柄，以防损坏兆欧表；不能使用双股绝缘导线或绞型线做测量线，以避免引起测量误差。3）摇测定子绕组相间绝缘。将兆欧表水平放置，把两支表笔中的一支接到电动机一相绕组的接线端上（如U相），另一支接到电动
9、机另一相绕组的接线端上（如V相），顺时针由慢到快摇动手柄至转速120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。数据读完后，先撤表笔后停摇。按以上方法再测U相与W相，V相与W相之间的绝缘电阻。4）摇测绕组对机壳的绝缘。将兆欧表的黑色表笔（E）接于电动机外壳的接地螺栓上，红色表笔（L）接于绕组的接线端上。摇动手柄转速至120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。然后，先撤表笔后停摇。按以上方法再摇测V相对机壳，W相对机壳的绝缘电阻。并记录测量结果。5）绝缘电阻合格值。新电动机绝缘电阻值不应小于1M；旧电动机定子绕组绝缘电阻值每伏工作电压不小1K；绕线式电动机转子绕相每伏工作电压不小于0.5K。将测量数
10、据与上述合格值进行比较。绝缘电阻值大于合格值的电动机可以使用。10. 测量电动机转速时有哪些注意事项？如何读取转速计测量值？答：1）选用兆欧表。测量额定电压500V以下的旧电动机的绝缘电阻可选用500V兆欧表；测量额定电压500V以下的新电动机或额定电压在500V以上的电动机可选用1000V兆欧表。2）对兆欧表进行检查。兆欧表的外观应清洁、无破损；摇把应灵活；表针无卡死现象；各端钮齐全；测试线绝缘应良好。将兆欧表水平放置，两支表笔分开，摇动手柄，表针指向无穷大（）处。做短路试验，将两表笔短接、轻摇手柄，表指针应指零欧（0）处。注意：做兆欧表短路试验时，表针指零后不要继续摇手柄，以防损坏兆欧表；
11、不能使用双股绝缘导线或绞型线做测量线，以避免引起测量误差。3）摇测定子绕组相间绝缘。将兆欧表水平放置，把两支表笔中的一支接到电动机一相绕组的接线端上（如U相），另一支接到电动机另一相绕组的接线端上（如V相），顺时针由慢到快摇动手柄至转速120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。数据读完后，先撤表笔后停摇。按以上方法再测U相与W相，V相与W相之间的绝缘电阻。4）摇测绕组对机壳的绝缘。将兆欧表的黑色表笔（E）接于电动机外壳的接地螺栓上，红色表笔（L）接于绕组的接线端上。摇动手柄转速至120r/min，摇动手柄1分钟，读取数据。然后，先撤表笔后停摇。按以上方法再摇测V相对机壳，W相对机壳的绝缘电阻
12、。并记录测量结果。5）绝缘电阻合格值。新电动机绝缘电阻值不应小于1M；旧电动机定子绕组绝缘电阻值每伏工作电压不小1K；绕线式电动机转子绕相每伏工作电压不小于0.5K。将测量数据与上述合格值进行比较。绝缘电阻值大于合格值的电动机可以使用。11如何测量电动机的运行温度，应怎样操作？答：1）验表。半导体点温计的外壳应清洁、完好，探头引线应完好，插头接插良好，点温计内应安装电压规格符合要求的干电池；使用前先进行表针的机械调零和满刻度调零，然后将旋钮置于“测量”位置备用。2）测量。将被测电动机的吊环卸下，可在吊环孔内放入少许棉絮以防电动机振动损坏点温计探头，为保证热量传导，可在吊环孔内加少量机油；然后将
13、探针小心地放入孔内，使探头与被测电动机铁芯良好接触，待点温计指针稳定后读取测量值。该测量值即为电动机铁芯的运行温度。据此温度可推算电动机绕组的运行温度和计算电动机的温升。注意：测量时要保持与电动机等设备的安全距离；点温计探头为玻璃封装的半导体PN结，强度低，易损坏，应注意保护；测量环境应有足够的照明；不能有强电磁场；点温计使用后应关闭电源，长期不用应取出电池，保存在干燥、无腐蚀性气体的场所。12电动机发生故障的内因和外因有哪些？答：故障外因：1）电源电压过高或过低。2）起动和控制设备出现缺陷。3）电动机过载。4）馈电导线断线，包括三相中的一相断线或两相馈电导线断线。5）周围环境温度过高，有粉尘
14、、潮气及对电机有害的蒸气和其它腐蚀性气体。故障内因：1）机械部分损坏，拖动的机械发生故障（有摩擦或卡涩现象），引起电动机过电流发热，甚至造成电动机卡住不转（堵传），使电动机温度急剧上升，绕组烧毁。2）旋转部分不平衡或联轴器中心线不一致。3）绕组损坏。 4）铁芯损坏。 5）集流装置损坏。13定子绕组断路故障如何检查及排除？答：1）检查方法。检查断路可用万用表、校验灯来检验。对于三角形接法的电动机，必须把三相绕组的接线拆开后再检测。 中等容量电动机绕组大多是用多根导线并绕或多支路并联，其中若断掉若干根或断开一路时，常用下面两种方法检查：三相电流平衡法。对于星形接法电动机，将三相绕组并联，通入低压大
15、电流，如三相电流值相差5，电流小的一相为断路。对于三角形接法的电动机，先将三角形接头拆开一个，然后通入低压大电流，用电流表逐相测量每相绕组的电流，其中电流小的一相为断路相。电阻法。用电桥测量三相绕组的电阻，若三相电阻值相差大于5%时，电阻较大的一相为断路相。14定子绕组绝缘不良如何检查及排除？答：测量相与相的绝缘电阻 把接线盒内三相绕组的连接片部拆开，用兆欧表测量每两相间的绝缘电阻。测量相对机座的绝缘电阻 把兆欧表的“L”端接在电动机绕组的引出端上（可分相测量，也可以三相并在一起测量），把“E”端接在电动机的机座上测量绝缘电阻。如测出的绝缘电阻在0.5兆欧以下，则说明该电动机已受潮或绝缘很差。
16、如果绝缘电阻为零，则绕组接地或相间短路。 15定子绕组接地故障如何检查及排除？答：用500伏兆欧表测量相对地绝缘电阻，兆欧表读数为零时，表示绕组接地。有时指针摇摆不定时，说明绝缘已被击穿。用校验灯检查。先把各绕组线头拆开，用灯泡与36伏低压电源串联，逐相测量相与机座的绝缘情况，如果灯泡发亮，说明该相绕组已接地。拆开电动机端盖，把接地相线圈的连接线拆开，然后逐一测定哪一个线圈通地。16定子绕组短路故障如何检查及排除？答：外部检查。使电动机空载运行20分钟，然后拆卸两边端盖，用手摸线圈端部，如果有一个或一组线圈比其他的热，这部分线圈很可能短路，也可以观察线圈有无焦脆现象，如果有，该线圈可能短路。用
17、万用表检查相间短路。拆开三相绕组的接头，分别检查二相绕组间绝缘电阻、若阻值很低，说明该二相间短路。用电流平衡法检查并联绕组的短路。将三相绕组并联，通入低压大电流，如三相电流值相差5，三相绕组的电流，电流大的一相为短路相。对于三角形接法的电动机，先将三角形接头拆开一个，然后通入低压大电流，用电流表逐相测量每相绕组的电流，其中电流大的一相为短路相。直流电阻法。利用低阻值欧姆表或电桥分别测量各相绕组的直流电阻，阻值较小的一相有可能是匝间短路。 用短路测试器检查绕组匝间短路。短路测试器是利用变压器原理来检查绕组匝间短路的。测试时，将短路测试器励磁绕组接36伏低压交流电源，沿槽口逐槽移动、当经过短路绕组
18、时，相当于变压器次级短路，电流表的读数会显著增大，从而查处出短路线圈。也可将一片厚0.5毫米的钢片或废锯条放在被测线圈的另一边所在的槽口上，若被测绕组短路，钢片就会产生振动。使用测试器要注意以下几点：作三角形联接的电动机引出线端要先拆开；绕组若是多路并联的要先断开；在双层绕组中，一个槽内嵌有不同线圈的两条边，要确定究竟是哪个线圈短路，应分别将铁片放在左，右边相隔一个节距的槽口上都测试后才能确定。17如何检测定子绕组接错与嵌反？答：检查方法：检查时，拆开电动机，取出转子。把一相绕组接到36伏的直流电源上（对于星形接法的绕组，须将直流电源两端分别接到中性点和某相绕组的出线头，三角形接法的绕组，则必
19、须拆开三相绕组的连接点），用指南针沿着定子内圆周移动，如绕组有接错嵌反，则指南针顺次经过每一极相组时，就南北交替变化；如果指南针经过邻近的极相组时，指南针的指向相同，表示该极相组接错，如果指南针经过同一极相组不同位置时，南北指向交替变化，则该极相组中有个别线圈嵌反。这时可以把绕组故障部位的连接线或过桥线加以纠正。如果指南针的指向不清楚，要适当提高直流电源的电压，或调换磁性较强的指南针再进行检查。依照此法，分别测试三相绕组。18鼠笼式转子故障有哪些，叙述故障现象，如何检查？答：鼠笼式转子的常见故障是断条，断条后，电动机能空载运行但加负载后，转速会降低，测量三相定子绕组电流时，电流表指针会往返摆动
20、。 检查方法：1）用短路测试器检查。短路测试器接通36V电源，放在转子铁心槽口上沿转子圆周逐槽移动，如导条完好，电流表指示的是正常的短路电流。若某一槽口电流有明显的下降，则该处导条断裂。2）导条通电法。在转子两端端环上加上23伏的交流电，再在转子表面撒上铁粉，或用锯条沿着导条依次测试，当某一部位不吸铁粉或不吸引锯条时，则该处导条已断裂。19.填空题1）三相异步电动机种类繁多，若按转子结构分为（鼠笼式）和（绕线式）异步电动机两大类。2）定子部分是异步电动机静止不动部分，主要包括（定子铁心、定子绕组和机座）。3）转子部分是电机的旋转部分，主要由转子（铁心、转子绕组、转轴）等组成。4）（Y）表示异步
21、电动机，（YR）表示绕线异步电动机。5）定子绕组能承受220V的电压，电源电压为220V则采用（三角形）联接，若电源电压为380V，则采用（星形）联接。6）对于380V的电动机，若额定功率为7.5Kw估算电动机的额定电流为（15）A。7）对5003000V电动机用（1000）V兆欧表测量其绝缘电阻。20.判断题（）、（）1）定子绕组是电机的磁路部分，常用高强度漆包铜线按一定规律绕制成线圈，分布均匀地嵌入定子内圆槽内，用以建立旋转磁场，实现能量转换。（）2）在电动机的接线盒内，三个绕组的六个线头排成上下两排，并规定下排的三个接线柱自左至右排列的编号为U1、V1、W1，上排自左至右的编号为W2、U2、V2。（）3）异步电动机定、转子之间的气隙大小对电机性能影响很大，气隙越大，磁阻也越大，产生同样大的磁通，所需的励磁电流I0也越小，电机的功率因数也就越低。（）4）额定电压UN指电动机额定工作状态时，加在定子绕组上的线电压。（）5）电角度=p机械角度。（）6）电动机的操作开关必须安装在操作时能监视到电动机的起动和被拖动机械的运转情况的位置上。（）7）电动机空载运行三相电流不平衡程度在10左右即为合格。（）