电机与变压器实习指导书.doc

电机与变压器维修实训(实验)指导书 叶水安内容简介根据劳动和社会保障部制定的全国中等职业学校编制的电机与变压器的教学内容及教学大纲，以及要求毕业生同时取得职业资格证的要求特制定本实习实验培训计划。本指导书包括以下内容一、交流电动机的实训（实验）1、电动机的启动方法：包括直接启动，星三角形启动，降压启动，串电阻启动2、电动机的参数测定：包括启动电流，启动电压，正常运行电流电压，及阻抗3、电动机的故障判定方法，故障原因，及处理方法 二、变压器的实训（实验）1、通过空载、短路及负载试验，确定三相变压器参数及运行特性。2、变压器铁芯常见故障及修理方法：前 言电机与变压器实验的目的在于培养学生掌握基本的实验方法和操作技能，培养学生学会根据实验目的拟订实验线路，选择所需仪表，确定实验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，从而提出实验报告。在整个实验过程中，人们必须严肃认真，集中精力，及时做好实验。现按实验过程提出下列基本要求：一、实验前的准备实验前应复习电机学有关章节，认真研读实验指导书，了解实验目的、内容、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，有些内容可到实验室对照实物预习（如抄录被试电机名牌、选择设备仪表），而后按照实验项目准备记录表格等。实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和效率都是很重要的。二、实验的进行（一）建立小组，合理分工每次实验以小组为单位进行，每组由34人组成，推选组长一人，组长负责组织实验的进行，诸如分配记录、接线、调节负载、测量转速等工作，要求在实验过程中操作协调，数据准确。二）抄录铭牌，选择仪表实验前应首先熟悉被试机组，记录电机及所有的名称和仪表量程，然后将仪表设备布置整齐，便于测取数据。（三）按图接线，力求简明根据实验线路图及所选仪表设备，按图接线，线路力求简单明了。接线原则是先串联主回路，再接并联支路。就是说，由电源开关后开始，连接主要的串联电路（如电枢回路）。如系三相，则三根线一齐往下接；如系单相或直流，则从一极出发，经过主要线路之各段仪表、设备，最后返回到另一极。根据电流大小，主回路用粗导线联接（包括电流表及瓦特表的电流线圈），并联支路用细导线联接（包括电压表及瓦特表的电压线圈）。（四）起动电机，观察仪表在正式实验开始之前，校准各仪表零位，熟悉刻度，并记下倍率，然后起动电机，观查所有仪表是否正常（如指针正、反方向），如出现异常，应及时报告，查清原因，如一切正常，即可正式开始实验。五）按照计划，测取数据预习时对实验内容与实验结果应事先做好理论分析，并预测实验结果的大致趋势，做到心中有数，正式实验时便根据预定计划测取数据。六）认真负责，完成实验实验完毕，应将数据交指导教师审阅，认可后，才允许拆线并整理好实验台，归还仪表、导线与工具等。三、实验报告实验报告应根据实验目的、实测数据及在实验中观察和发现的问题，经过分析研究，得出结论或通过分析讨论写出心得体会。实验报告要简明扼要，字迹清楚，图表整洁，结论明确。内容包括：（一）实验名称、专业班级、组别、姓名、同组同学姓名、实验日期、室温。 （二）列出被试电机及使用的设备仪表编号、规格、名牌数据（额定容量、额定电压、额定电流及额定转速等）。（三）扼要写出实验目的。（四）绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程。（五）实验项目：一共要做那几个实验。（六）数据整理和计算 记录数据的表格上需说明实验是在什么条件下进行的。例如：做发电机空载实验时，各项数据如系计算所得，应列出计算公式,并举例说明。（七） 绘制曲线时应选适当比例，用坐标纸画出，图纸尺寸应不小于8080（毫米毫米）。曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出。（八） 结论：根据实验结果，进行计算分析，最后得出结论，是由实践再上升到理论的提高过程，是实验报告中很重要的一部分。结论中可根据不同实验方法所得结果进行比较，讨论各种实验方法的优缺点，说明实验结果与理论是否符合，根据国家标准来评定一台电机的性能是否合格，或对某些特殊问题进行探讨。实验报告应详细写在一定规格的报告纸上，保持整洁。每次实验每人独立作一份报告，按时送交指导教师批阅。目录课题（一）三相异步绕线电动机实验- - -1实训目的 1预习要求 -1实训设备 -1实验原理 -1实验内容 -2实验报告 -2课题（二）三相异步鼠笼电动机实-4实训目的 -4预习要求 -4实训设备 -4实验原理 -4实验内容 -5实验报告 -6课题（三）三相异步电动机的常见故障与维修-7实训目的 -7预习要求 -7实训设备 -7实验原理 -7实验内容 -71、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟-82、通电后电动机不转，然后熔丝烧断 -83、通电后电动机不转有嗡嗡声 -84、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多 -95、电动机空载电流不平衡，三相相差大-96、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动-107、电动机空载电流平衡,但数值大 -10-实验报告 -11课题 （四）变压器的运行试-12实训目的 -12预习要求 -12实训设备 -12实验原理 -12实验内容 -13实验报告 -15课题五：变压器故障排除及事故检-15实训目的 -15预习要求 -15实训设备 -15实验原理 -16实验内容 -161、变压器铁芯常见故障及修理方法 -162、变压器绕组故障类别原因及处理方法-173、相间短路故障的原因及修理 -184变压器油的故障判断和排除方法 -195、变压器过热性故障的原因及处理对策-20实验报告 -21绪 论本指导书根据劳动和社会保障部培训就业司颁发的电机与变压器教学大纲2000编写，和19992000年组织全国有关学习的高级讲师、生产实习指导教师以及行业专家，对技工学校电工类专业的教学计划及相关课程的教学大纲进行了修订，根据新的教学计划和教学大纲，以及我校实训实验条件。我校组织教师编写了电机与变压器实训实验指导书。电机与变压器是电工类专业的一门主打课程，要学好这门课只学习理论知识是远远不够的，加强实践性教学，让学生参与的设备的运行、调试，维护、管理要学会它是一个漫长的过程，学校实验室就是把工厂，把工厂里遇到的问题集中起来，找出问题的原因，以及解决的办法，以及电动机变压器运行特性，运行参数，进行讲解，且让学生对设备进行操作，维修保养，使他们尽快的掌握生产一线的主要设备的管理，减少设备故障，保障设备正常运行，提高设备利用率有着极其重要的作用。坚持以书本为基础，以理论与实践结合为灵魂，以技能操作为目标来设计开发实训实习课程，促进学校实习实验设备的充实，系列化，标准化。要把先进技术，设备不断的引入到实验室，跟上时代技术步伐，具有时代特征，促进学校教学质量的切实提高本指导书立足于贯彻国家职业教育学校培养的学生既要取得毕业证，又要取得职业资格证书的精髓。指导书涵盖了国家职业标准（中级）的技能要求电机与变压器实训(实验)课题（一）三相异步绕线电动机实验一、实训目的三相异步电动机是电机类的典型代表，它是工厂中最基本，最常用的设备，掌握了解三相异步电动机的结构，学会启动，运行，维护电动机的方法是一个机电类职业学生必须掌握的学习交流电机是掌握其它电机电机的基础，对于我们学习其它电机，如单相交流电机，直流电动机的“药引子”本实验的目的是1、熟悉掌握实验设备的构成和使用方法2、掌握三相异步电动机的拆装顺序和注意事项3，学习三相异步电动机的首、尾端的派别方法4、掌握三相异步电动机的启动，停止的方法二、预习要求实验前应阅读实验指导书，复习电机学有关章节，达到以下目的1、明确实验目的、内容、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，有些内容可到实验室对照实物预习（如抄录被试电机名牌、选择设备仪表），而后按照实验项目准备记录表格等。2、实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。3、认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和效率都是很重要的。三、实训仪器1. 110千瓦以下三异步绕线式异步电动机 1台2. 45千瓦以下三相绕线转子异步电动机 1台3. 自耦变压器 1台4. 可调电阻器 3台5. 交直流电流表 4台6. 交直流电压表 2台7. 转速测试表 1台8、 通用电工工具一套 ，手锤，拉具 四、实验原理1、启动时电动机电压与功率的关系2、转子电流与转速的关系、3、在供电变压器容量较大、电动机容量较小的前提下，三相异步电动机可以直接起动。一般情况下，7.5kW以下的小容量电动机均可以直接起动。4、实验电源低于额定电压时应经调压器供电。5、星形、三角形联结起动应选用运行时定子绕组为三角形联结的异步电动机。6、三相异步电动机使用自耦变压器起动时可以分若干级进行起动。7、三相异步电动机的起动应在空载或轻载状态下进行，调速在负载状态下进行。8、三相绕线转子异步电动机起动与调速时转子绕组均串入三联可调电阻器。五 实验内容1、异步电动机的直接起动。2、异步电动机星形三角形（Y-）换接起动。3、自耦变压器起动。4、绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器起动。5、绕线式异步电动机转子绕组串入可变电阻器调速。、（一）三相异步电动机直接启动(三角形)接法(图3-5) 1.把三相交流电源调节旋钮逆时针调到底，合上绿色“闭合”按钮开关。调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转。（电机起动后，观察电机转向，如出现电机转向不符合要求，则须切断电源，调整次序，再重新起动电机。）2断开三相交流电源，待电动机完全停止旋转后，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值。注：按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值计量。电流表受起动电流冲击，电流表显示的最大值虽不能完全代表起动电流的读数，但用它可和下面几种起动方法的起动电流作定性的比较。3断开三相交流电源，将调压器退到零位。用起子插入堵特孔中，将转子堵住。表1-1U直接（220V）Y/降压110VIst(二)星形三角形（Y-）起动按图3-6接线电压表、电流表的选择同前。图3-6 笼型异步电动机定子绕组星形三角形联结起动的实验线路六、实训报告1、启动前的电源电压，启动时最低电压和最大电流2、启动时间（恢复到正常电压和电流的时间3、电动机在5分钟、30分钟， 60分钟时的温度4、负载分别按30%，50% 100% 120 %（允许运行10分钟）课题（二）三相异步鼠笼电动机实验一、 实验目的 1、熟悉和掌握实验电机及仪器设备等组件的使用方法。2、学习三相异步电动机定子绕组首、末端的判别方法。3、通过实验掌握异步电动机的起动和反转。二、预习要求复习电机学有关章节，实验前应阅读实训指导书， 1、明确实验目的、内容、方法与步骤，明确实验过程中应注意的问题，有些内容可到实验室对照实物预习（如抄录被试电机名牌、选择设备仪表），而后按照实验项目准备记录表格等。2、实验前应写好预习报告，经指导教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。3、认真作好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和效率都是很重要的。三、实训仪器1、10千瓦以下三异步鼠笼异步电动机 1台2、30千瓦以下三相绕线转子异步电动机 1台3、自耦变压器 1台4、可调电阻器 3台6交直流电流表 3 台7、交直流电压表 3台8、转速测试表 1台四、实验原理 1、 Y接法的UXIAN=接法根号3倍2、 电动机完好时相电压，线电流相等，3、 当相电压（电动机内部），线电流不相等时故障就发生了、 测量三相鼠笼式异步电动机的定子绕组的冷态电阻。4、 判定三相鼠笼式异步电动机定子绕组的首末端.5、 三相鼠笼式异步电动机的直接起动。6、 三相鼠笼式异步电动机的星形三角形(Y-)换接起动。五、实验内容（一）测量三相鼠笼式异步电动机的定子绕组的冷态电阻。 测量线路图为图1-1。直流电源用主控屏上电枢电源先调到50V。开关S1、S2选用挂箱上的模块，R用挂箱上1800可调电阻。 图1-1 三相交流绕组电阻测定 量程的选择：测量时通过的测量电流应小于额定电流的20%，约为50毫安，因而直流电流表的量程用200mA档。三相鼠笼式异步电动机定子一相绕组的电阻约为50， 因而当流过的电流为50毫安时二端电压约为2.5伏，所以直流电压表量程用20V档。 按图24-1接线。把R调至最大位置，合上开关S1，调节直流电源及R阻值使试验电流不超过电机额定电流的20%，以防因试验电流过大而引起绕组的温度上升，读取电流值，再接通开关S2读取电压值。读完后，先打开开关S2，再打开开关S1。 调节R使A表分别为50mA，40mA，30mA测取三次，取其平均值，测量定子三相绕组的电阻值，记录于表1-2中。 表1-2 室温 20 绕 组 绕 组 绕 组 I（mA）304050304050304050U（V）1.31.72.11.31.72.11.21.72.1R（）43.342.54243.34242.54043.342 （二）判定定子绕组的首末端先用万用表测出各相绕组的两个线端，将其中的任意两相绕组串联，如图24-2所示。将控制屏左侧调压器旋钮调至零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通交流电源。调节调压旋钮，并在绕组端施以单相低电压U=80100V,注意电流不应超过额定值，测出第三相绕组的电压， 如测得的电压值有一定读数，表示两相绕组的末端与首端相联，如图24-2(a)所示。反之，如测得电压近似为零，则两相绕组的末端与末端(或首端与首端)相联，如图1-2(b)所示。用同样方法测出第三相绕组的首末端。图1-2(b)所示。用同样方法测出第三相绕组的首末端。图1-2（a） 图1-2(b) （三）三相鼠笼式异步电机直接起动试验 图1-3 异步电动机直接起动 1) 按图1-3接线。电机绕组为接法。异步电动机直接与测速发电机同轴联接，不联接负载电机。 2) 把交流调压器退到零位，开启电源总开关，按下“开”按钮，接通三相交流电源。 3) 调节调压器，使输出电压达电机额定电压220伏，使电机起动旋转，(如电机旋转方向不符合要求需调整相序时，必须按下“关”按钮，切断三相交流电源)。 4)再按下“关”按钮，断开三相交流电源，待电动机停止旋转后，按下“开”按钮，接通三相交流电源，使电机全压起动，观察电机起动瞬间电流值(按指针式电流表偏转的最大位置所对应的读数值定性计量)。起动时起动电流ISt= 4.83 。 4、星形三角形(Y-) 起动试验图1-4 三相鼠笼式异步电机星形三角形起动 1) 按图1-4接线。线接好后把调压器退到零位。 2) 三刀双掷开关合向右边(Y接法)。合上电源开关，逐渐调节调压器使升压至电机额定电压220伏，打开电源开关，待电机停转。3) 合上电源开关，观察起动瞬间电流，然后把S合向左边，使电机()正常运行，整个起动过程结束。观察起动瞬间起动电流ISt= 。5、三相鼠笼式异步电动机的反转异步电动机的旋转方向取决于三相电源接入定子绕组时的相序，故只要改变三相电源与定子绕组连接的相序即可使电动机改变旋转方向。六、实验报告（实验结果分析）要求学生在实习教师的指导下写出实验高要求如下1、计算三相绕组电阻的平均值。2、验证直接起动与星形三角形(Y-)起动瞬间起动电流的关系。 3、比较各种起动方法的优缺点。1）Y启动：Y启动适用与定子绕组为连接的电动机，采用这种方式启动时，可使每相定子绕组降低到电源电压的58，启动电流为直接启动时的33，启动转矩为直接启动时的33。启动电流小，启动转矩小。 2）、三相电阻降压启动：电阻减压启动一般用于轻载启动的笼型电动机，且由于其缺点明显而很少采用。定子回路接入对称电阻，这种启动方式的启动电流较大而启动转矩较小。如启动电压降至额定电压的65，其启动电流为全压启动电流的65，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%,且启动过程中消耗的电能较大。3）、自耦变压器降压启动：这种方式通常用于要求启动转矩较大而启动电流较小的场合，采用自耦变压器降压启动，电动机的启动电流及启动转矩与其端电压的平方成比例降低，相同的启动电流的情况下能获得较大的启动转矩。如启动电压降至额定电压的65，其启动电流为全压启动电流的42，而启动转矩仅为全压启动转矩的42%。4）、软启动器降压启动：其特点是启动平稳，对电网冲击少；不必考虑对被启动电动机的加强设计；启动装置功率适度，一般只为被启动电动机功率的525%；允许启动的次数较高；但目前设备造价昂贵；主要用于大型机组及重要场所。 课题（三）三相异步电动机的常见故障与维修一、实训目的三相异步电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，保证设备正常运行的一项重要的工作。二、预习要求1、了解三相异步电动机的结构2、掌握三相异步电动机的性能参数3、了解三相异步电动机的拆装顺序4、了解三相异步电动机的完好标准三、实训仪器1、通用电工工具一套 ，手锤，拉具2、摇表、电流表、电压表，个一部3、工作台一个4、5-27套筒，12,14，17、19扳手5、电动机绝艳用品若干四、实训原理1、电动机完好时相电压，线电流相等，2、当相电压（电动机内部），线电流不相等时故障就发生了3、电动机故障的表现形式很多，主要表现为：温度，转速，声音不正常五、实训内容（一）、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。1故障原因 电源未通（至少两相未通）；熔丝熔断（至少两相熔断）；过流继电器调得过小；控制设备接线错误。2故障排除检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；调节继电器整定值与电动机配合；改正接线。（二）、通电后电动机不转，然后熔丝烧断1故障原因缺一相电源，或定干线圈一相反接；定子绕组相间短路；定子绕组接地；定子绕组接线错误；熔丝截面过小；电源线短路或接地。2故障排除检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一相断线；消除反接故障；查出短路点，予以修复；消除接地；查出误接，予以更正；更换熔丝；消除接地点。（三）、通电后电动机不转有嗡嗡声l故障原因定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；电源回路接点松动，接触电阻大；电动机负载过大或转子卡住；电源电压过低；小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；轴承卡住。2故障排除查明断点予以修复；检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；减载或查出并消除机械故障，检查是还把规定的接法误接为Y；是否由于电源导线过细使压降过大,予以纠正；重新装配使之灵活；更换合格油脂；修复轴承。（四）、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多 1故障原因 电源电压过低；接法电机误接为Y；笼型转子开焊或断裂；定转子局部线圈错接、接反；修复电机绕组时增加匝数过多；电机过载。2故障排除测量电源电压，设法改善；纠正接法；检查开焊和断点并修复；查出误接处，予以改正；恢复正确匝数；减载。（五）、电动机空载电流不平衡，三相相差大1故障原因重绕时，定子三相绕组匝数不相等；绕组首尾端接错；电源电压不平衡；绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。2故障排除重新绕制定子绕组；检查并纠正；测量电源电压，设法消除不平衡；峭除绕组故障。（六）、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动.1故障原因笼型转子导条开焊或断条；绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不良。2故障排除 查出断条予以修复或更换转子； 检查绕转子回路并加以修复。（七）、电动机空载电流平衡,但数值大1故障原因 修复时，定子绕组匝数减少过多； 电源电压过高； Y接电动机误接为； 电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短； 气隙过大或不均匀； 大修拆除旧绕组时，使用热拆法不当，使铁芯烧损。2故障排除 重绕定子绕组，恢复正确匝数； 设法恢复额定电压； 改接为Y； 重新装配； 更换新转子或调整气隙； 检修铁芯或重新计算绕组，适当增加匝数。（八）、电动机运行时响声不正常,有异响 1故障原因 转子与定子绝缘纸或槽楔相擦； 轴承磨损或油内有砂粒等异物； 定转子铁芯松动； 轴承缺油； 风道填塞或风扇擦风罩 定转子铁芯相擦； 电源电压过高或不平衡； 定子绕组错接或短路。2故障排除 修剪绝缘，削低槽楔； 更换轴承或清洗轴承； 检修定、转子铁芯； 加油； 清理风道；重新安装置； 消除擦痕，必要时车内小转子； 检查并调整电源电压； 消除定子绕组故障。（九）、运行中电动机振动较大1故障原因 由于磨损轴承间隙过大； 气隙不均匀； 转子不平衡； 转轴弯曲； 铁芯变形或松动； 联轴器（皮带轮）中心未校正； 风扇不平衡； 机壳或基础强度不够； 电动机地脚螺丝松动； 笼型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。2故障排除 检修轴承，必要时更换； 调整气隙，使之均匀； 校正转子动平衡； 校直转轴； 校正重叠铁芯， 重新校正，使之符合规定； 检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状； 进行加固； 紧固地脚螺丝； 修复转子绕组；修复定子绕组。（十）、轴承过热1故障原因 滑脂过多或过少； 油质不好含有杂质； 轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）； 轴承内孔偏心，与轴相擦； 电动机端盖或轴承盖未装平； 电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧； 轴承间隙过大或过小； 电动机轴弯曲。2故障排除 按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）； 更换清洁的润滑滑脂； 过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合； 修理轴承盖，消除擦点； 重新装配； 重新校正，调整皮带张力； 更换新轴承； 校正电机轴或更换转子。（十一）、电动机过热甚至冒烟1故障原因 电源电压过高，使铁芯发热大大增加； 电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；