项目10：机电设备常用电动机的安装与调试目 录CONTENTS三相交流异步电动机的安装与调试01交流伺服电机的安装与调试02思考 与练习0
3三相交流异步电动机的安装与调试 三相交流异步电动机是根据电磁感应原理，把电能转换为机械能、输出机械转矩的原动机。
由于三相交流异步电动机具有结构简单、价格便宜、工作可靠、牢固耐用、使用和维护方便等一系列优点，所以在机电设备中得到了极为广泛的应用
。 本任务要求通过学习三相交流异步电动机的结构、工作原理和铭牌数据，学生应能认识三相交流异步电动机；通过对三相交流异步
电动机的检测、安装和调试工作，学生应学会使用三相交流异步电动机。0110.1.1 三相交流异步电动机的结构三相交流异步电动机主要由
定子和转子两大部分组成，其静止部分称为定子，旋转部分称为转子。三相交流异步电动机的结构如图?10-1-2所示。图10-1-2 三
相交流异步电动机的结构10.1.1 三相交流异步电动机的结构1．定子定子是用来产生旋转磁场的。定子一般由机座、定子铁芯和定子绕组三
部分组成。（1）机座机座主要用于支承定子铁芯和固定端盖，其外表还具有散热作用。为了搬运方便，常在机座上装有吊环。（2）定子铁芯如图
10-1-3（a）所示为定子铁芯，它是三相交流异步电动机磁路的一部分，一般用厚度为0.35～0.5mm的硅钢片叠压而成。如图10-
1-3（b）所示为定子硅钢片，其表面涂有绝缘漆或氧化膜，使硅钢片间相互绝缘，可以减少由于交变磁通而引起的涡流损耗。其内圆上冲有均匀
分布的槽口，用于嵌放定子绕组，如图10-1-3所示。 10.1.1
三相交流异步电动机的结构 （a）定子铁芯
（b）硅钢片 10-1-3
定子铁芯与硅钢片（2）定子绕组定子绕组是定子的电路部分，一般采用高强度聚漆包铜线或铝线绕制而成。三相定子绕组对称分布在定子铁芯
槽中，每相线圈有两个引出头，三相共有六个引出头，首端分别用U1、V1、W1表示，尾端分别用U2、V2、W2表示，通常将它们置于接线
盒内。10.1.1 三相交流异步电动机的结构2．转子 转子是电动机的转动部分。它的作用是带动其他机械设备旋转作功。
转子由转子铁芯、转子绕组和转轴三部分组成。 转子铁芯是电动机磁路的一部分，常用厚为0.5mm的硅钢片叠装成圆
柱体，并紧固在转轴上。铁芯外圆上冲有均匀分布的槽，以便嵌放转子绕组，如图10-1-4（a）所示。
（a）转子硅钢片 （b）鼠笼式转子绕组 （c）铸铝转子
图10-1-4 鼠笼式转子
10.1.1 三相交流异步电动机的结构 机电设备中常用的三相交流异步电动机其转子绕组为笼形结构，它是在转子的铁芯
槽内放置没有绝缘的裸铜条或铝条，其两端用端环连接，由于形状与鼠笼相似，故称为鼠笼式转子，如图10-1-4（b）所示。中、小型异步电
动机一般都采用在转子槽中浇铸溶化了的铝铸成笼形，同时在端环上铸出叶片作为冷却用的风扇，如图10-1-4（c）所示。为了改善电动机的
起动性能，鼠笼式转子还采用斜槽结构，即转子的槽不与轴线平行而是扭斜一个角度。 3．其它附件 其它附
件包括端盖、轴承、轴承盖、风叶和接线盒等。10.1.2 三相交流异步电动机的铭牌数据 每台电动机的机座上都钉有一块
铭牌，如图10-1-5所示为某电机厂生产的电磁制动三相异步电动机铭牌。铭牌上除了标有制造厂名、产品编号、出厂年月、质量外，还标出了
电动机的型号规格、额定数据以及一些主要技术数据。图10-1-5 三相交流异步电动机铭牌10.1.2 三相交流异步电动机的铭牌数据
典型三相交流异步电动机铭牌参数说明如下：1．型号Y系列三相交流异步电动机是我国统一设计的新系列产品，其型号主要由产品代号、规格代号
和特殊环境代号等三部分组成。例如：Y180M2－4，表示中心高为180mm、中号机座、2号铁芯长、4极的异步电动机。2．额定功率表
示电动机在额定工作状态下运行时，转轴上所能输出的机械功率，单位为瓦或千瓦。3．额定电压额定电压指电动机在额定工作状态下运行时，定子
绕组规定使用的线电压，单位为伏或千伏。4．额定电流电动机在额定工作状态下运行时，电源输入电动机绕组的线电流，单位为安。10.1.2
三相交流异步电动机的铭牌数据 5．频率频率指输入电动机的交流电频率，单位是Hz。国际上有50Hz和60Hz两种标准的频率，我国采
用50 Hz频率的交流电。6．额定转速电动机在额定状态下运行时的转速，以每分钟的转数表示。7．接法指电动机定子绕组的连接方式，一般
有Y形和△两种。8．工作制电动机工作制是对电动机在运行时承受负载情况的说明，包括启动、电制动、负载、空载、断能停转以及这些阶段的持
续时间和先后顺序等。工作制分为S1-S10共10类，常见的有S1-S3三类。9．防护等级电动机防护等级用IPXX表示。10.1.3
三相交流异步电动机的工作原理 当电动机的三相定子绕组中通入三相交流电时，在电动机内部将产生一个旋转磁场，该旋转磁
场切割转子绕组，在转子回路中产生感应电动势和感应电流，转子导体的电流又在旋转磁场的作用下受力会产生转动力矩，使电动机转子跟随定子绕
组产生的旋转磁场方向旋转。 若任意对调三相交流异步电动机的两根电源进线，则可改变电动机定子绕组产生的旋转磁场方向，
则改变了电动机的旋转方向。10.1.4 工具、仪表及器材的准备1）工具：验电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳等常用电工工具，扳
手、锤子尼龙线、钢直尺等。2）仪表：兆欧表、万用表、钳形电流表等。3）器材：完成本任务所需器材明细表如表10-1-1所示。表10-
1-1 器材明细表10.1.5 认识电动机的结构与铭牌 了解电动机的结构，查看电动机的铭牌，将电动机型号、额定功
率等参数填入表10-1-2中。表10-1-2 三相交流异步电动机铭牌数据记录10.1.6 检查与检测电动机 新
安装的三相交流异步电动机安装前做一些必要的检查，是避免电动机运行中发生故障的重要措施之一。1）消除电动机外部和内部的灰尘及杂物。2
）检查：检查电动机是否能正常使用。（1）安装前应对检查安装位置所提供的电源电压、频率等是否符合电动机铭牌上规定的额定电压、频率；检
查电动机定子绕组的接法是否与铭牌上规定的接法一致。（2）用手转动电动机转子，检查电动机转子转动是否灵活。 10.1.
6 检查与检测电动机 3）检测：检测电动机定子绕组绝缘电阻是否符合要求。拆除电动机接线盒内所有的连接线或连接片，对于额
定电压500V以下的电动机可用500V的兆欧表进行测量。定子绕组对地（机壳）和各相绕组之间的绝缘电阻，最低不能小于0.5MΩ。若对
地或相间绝缘电阻不合格，则应烘干后重新测定，达到合格标准后方能投入运行。 4）将检测结果填入表10-1-3中。表10-1
-3 三相交流异步电动机检测结果记录表10.1.7 安装电动机1．安装基础的准备1）拆除机床电动机安装位置的防护罩。2）
清理电动机安装基础上的杂物等，并准备好地脚螺栓。2．安装电动机就位小型电动机可用人力将其抬到基础之上；比较重的电动机要采用起重机或
滑轮吊到基础之上，但要注意小心轻放。电动机就位后，穿好地脚螺栓，用螺母稍加紧固，勿拧得太紧，以便进行调整。10.1.7 安装电动
机3．安装带轮传动装置1）安装方法：两个带轮直径大小须按生产机械的要求配置，即传动比要满足要求。装配现场通常采用手锤敲打的方法。方
法是先在电动机键槽中放入连接键，再将带轮与电动机的键槽对准，用手锤轻击即可进入。如果装配间隙较小，带轮进入较困难，可在带轮轮毂的端
面上垫放木板或其他软性材料作缓冲件，依靠手锤的冲击力，将带轮敲入。用同样的方法，把另一个带轮安装到机械端的轴上。10.1.7 安
装电动机2）校正方法：带轮安装后要进行校正带轮安装好后，两个带轮的宽度中心线必须在一条直线上，两轴必须平行，否则会造成三角胶带单边
工作，磨损严重，降低三角胶带使用寿命。可用一根丝（或尼龙线）拉紧，并先后紧靠两个带轮的侧面，适当调整电动机，并仔细观察钢丝与带轮A
、B、C、D点的接触情况。若四点同时接触，则表示已将带轮校正好，如图10-1-7所示。10.1.7 安装电动机4．安装三角胶带安
装前，如果两轴中心距是可调整的结构，应先将中心距缩短，三角胶带装好后再按要求调整好中心距；如果两轴中心距是不可调整的则可将一根三角
胶带先套入轮槽中去，然后转动另一个皮带轮，将三角胶带装上，用同样方法将一组三角胶带都装上。安装时禁止用工具硬撬、硬拽上三角胶带，以
防三角胶带伸长或过松过紧现象。5. 检查带轮传动装置三角胶带安装好后，应松紧适宜，使之符合要求。三角胶带过松不仅容易打滑，也增加三
角胶带磨损，甚至不能传送动力；三角胶带过紧，会使三角胶带拉长变形，容易损坏，同时也会加速三角胶带磨损。正确的检查方法是用手在每条三
角胶带中部，施加2千克左右的垂直压力，下沉量为20--30毫米为宜，不合适时要及时进行调整。双根或三根以上三角胶带需要更换时，要选
用规定型号的三角胶带，并要求每组三角胶带紧度一致，不准新旧混装或减少根数使用，否则，新旧三角胶带受力不均，甚至旧三角胶带不起作用，
影响动力传送和缩短三角胶带的寿命。10.1.8 试运行电动机1．三相交流异步电动机起动前的检查1）再次检查机床电源与电动机铭牌所示
的电压、频率等数据是否相符，绕组接法是否正确。2）检查机床起动设备的接线是否正确，接触是否良好，电动机所配熔丝的型号是否合适，机床
起动设备和电动机外壳接地是否良好，操作机构是否灵活。3）检查机床设备是否良好，用手盘动机床的转动部分，观察其转动是否灵活，是否有相
擦的现象。4）确认电动机的起动方法是否合适。2．三相交流异步电动机起动时的检查1）电源接通后，如发现电动机不转、起动缓慢或不正常的
响声等情况时，则应立即停机检查。若不及时断电，电动机可能在短时间内烧毁。断电后，检查电动机不转的原因，予以消除后重新投入运行。10
.1.8 试运行电动机2）对电动机不能逆转的设备，起动后如发现旋转方向与标志的方向相反，应立即停机。只要将三相电源线中的任意两根对
换一下，即能纠正旋转方向。3）起动后应注意观察电动机和机床的工作情况，如发现异常情况应立即停机检查。4）三相交流异步电动机采用全压
起动时，连续起动的次数不宜过多。电动机冷态时，连续起动次数不宜超过4次，两次起动时间间隔一般不小于5mim；热态时，连续起动次数不
宜超过两次，间隔时间要长一些。10.1.8 试运行电动机3．三相交流异步电动机运行中的检查电动机在运行时，要通过听、看、闻、摸等手
段随时观察电动机：1）听：电动机在运行时发出的声音是否正常。电动机正常运行时，发出的声音是平稳、轻快、均匀的。如出现尖叫、沉闷、摩
擦、撞击、振动等声音时，应当立即停车检查。2）看：电动机的振动情况，传动装置传动应流畅。对绕组式电动机要经常注意电刷和滑环之间的火
花是否过大，如果出现较密的舌状火花，应停车检查。3）闻：电动机运行时发出焦臭味，说明电动机温度过高，应停机检查原因。4）摸：电动机
停机以后，可触摸电动机外壳，如很烫手，说明电动机过热。交流伺服电机的安装与调试 伺服电机又称执行电机，在自动控制系
统中，用作执行元件，在机床应用中主要控制传动轴的转速和转动角度。 通过本任务的学习，完成交流伺服电机的的安装与调试
，掌握交流伺服电机的检测和安装等方法。0210.2.1 交流伺服电机的结构 交流伺服电机主要由定子、转子和编码器三大部分组成:交
流伺服电机的外形如图10-2-1所示，结构如图10-2-2所示。图10-2-1 交流伺服电机的外形图10-2-2 交流伺服电机
的结构10.2.1 交流伺服电机的结构1．定子交流伺服电机的定子是用来产生旋转磁场的。定子一般由机座、定子铁芯和定子绕组三部分组成
。（1）机座：主要作用是内部固定定子铁心，前端面固定端盖，后端面固定编码器的作用。（2）定子铁芯：分为槽拼接式和整体式两种。如图1
0-2-3所示。 （a）槽拼接式定子
（b）整体式定子图10-2-3 交流伺服电机定子 10.2.1 交流伺服电机的结构（3）定子绕组：由励磁绕组和控制绕组两部分
组成，励磁绕组始终接在交流电压Uf上，控制绕组始终接在控制信号电压Uc上，它们之间在定子铁心内部的固定位置相差90°。交流伺服电机
绕组原理如图10-2-4所示。图10-2-4 定子绕组原理图10.2.1 交流伺服电机的结构2．转子 交流伺服电机的转
子结构目前应用较多的有两种形式：一种是采用高电阻率的导电材料做成的鼠笼式转子如图10-2-5（a）所示；另一种是采用铝合金制成的空
心杯形转子，杯壁很薄，仅0.2-0.3mm，如图10-2-5（b）所示。 （a）鼠笼式转子
（b）空心杯形转子 图10-2-5 交流伺服电机转子10.2.1 交
流伺服电机的结构3．编码器 用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器，按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式。
4．其它附件 其它附件包括端盖、动力电缆接线头、信号电缆接线头、轴承等。10.2.2 伺服电机的铭牌数据
伺服电机机座上都贴有一块铭牌，铭牌上除了标有制造厂名、产品编号、出厂年月外，还标出了伺服电机的型号规格、额定数据以及一些主要技
术数据。目前在数控机床系统中，主要以发那科和西门子为主，例如以发那交流科伺服电机铭牌为列，如图10-2-6所示。图10-2-6
发那科伺服电机铭牌10.2.2 伺服电机的铭牌数据 根据发那科伺服电机铭牌数据（如图10-2-6所示），对铭牌上出现
的符号及重要数据进行说明并对相关数据在表格10-2-1进行介绍。表10-2-1 发那科伺服电机铭牌数据介绍10.2.3 交流
伺服电机的工作原理 工作原理：当交流伺服电机的绕组通入相应的电压时，伺服电机内部会产生磁场，交流伺服电机在没有控制
电压时，定子内部只有励磁绕组产生的脉动磁场，转子静止不动，当有控制电压时，定子内便产生一个旋转磁场，转子沿旋转磁场的方向旋转，在负
载恒定的情况下，电机的转速随控制电压的大小而变化，当控制电压的相位相反时，伺服电机将反转。10.2.4 工具、仪表及器材的准备1）
工具：测电笔、螺钉旋具、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳等常用电工工具，扳手、锤子尼龙线、钢直尺等。2）仪表：兆欧表、万用表、钳形电流表等。
3）器材：完成本任务所需器材明细表如表10-2-2所示。 表10-2-2 器材明细表10.2.5 认识伺服电机的结构与铭牌
了解交流伺服电机的结构，查看伺服铭牌，将伺服电机型号、输出功率等数据填入表10-2-3中。表10-2-3 伺服电
机铭牌数据记录10.2.6 检查与检测电动机 新安装的伺服电机在安装前要做一些必要的检查，这是避免伺服电机在运行中发
生故障的重要措施之一。 1）消除伺服电机外部和内部的灰尘及杂物。 2）检查：检查伺服电机是否能正常使用
。 （1）伺服电机与伺服放大器连接是否正确； （2）用手转动电动机转子，检查电动机转子转动是否灵活；10.2.6 检查
与检测电动机 3）检测：检测伺服电机定子绕组绝缘电阻是否符合要求，当交流伺服电机的绝缘阻值小于1MΩ，无法继续使用，必
须马上更换；1-10 MΩ，老化加剧，绝缘已不良，必须定期检查；10-100 MΩ，开始老化，当前使用没有问题，但必须定期检测；1
00 MΩ以上，良好。 4）将检测结果填入表10-2-4中。表10-2-4 交流伺服电机检测记录10.2.7
安装伺服电机1．安装基础的准备 1）清理数空实训装备上的杂物，准备好安装配件，并记录配件是否有齐全，并对配件进行检查是否
有瑕疵和其它问题。 2）准备好安装工具，检查工具是否符合相应的安装要求。2．联轴器安装 在电机轴上安装联轴器，安装
时应注意，安装联轴器应压紧，并用固定螺丝拧紧，安装完成后，检查是否牢固。在把锁紧塑料环和联轴器安装在一起，如图10-2-8所示。图
10-2-8联轴器10.2.7 安装伺服电机3．安装伺服电机就位1）伺服电机安装时，首先确定安装方向，并对电机安装端面经行清理，保
证安装端面的清洁和安装孔里无异物。2）固定断面的清理和检查固定端面的平整度，可以用直角尺对垂直面经行检查。3）安装电机时，先把电机
安装方向确定，转动电机轴，使螺杆轴连接器的锁紧端朝正上方，电机水平朝着螺杆方向移动，让螺杆套入螺杆联轴器内，然后用固定螺丝固定电机
，在固定时，采用对角固定安装螺钉，勿拧得太紧，以便进行调整。检查电机联轴器和螺杆联轴器是否平直，在把螺杆联轴器用螺钉锁紧。10.2
.8 试运行电动机1．交流伺服电机起动前的检查1）再次检查交流伺服电机与伺服放大器的型号是否相符，确认伺服电机的动力接线和编码器接
线是否正确。2）检查伺服放大器的接线是否正确，接触是否良好。3）检查机床操作设备是否良好，工作平台的螺杆是否有铁锈。4）确认交流伺
服电机的起动方法是否合适。2．交流伺服电机的起动时的检查1）接通电源后，如发现伺服电机发生“自转”，因立即断电，再检查伺服电机的接
线是否正确；2）接通控制电源后，如发现电动机不转、起动缓慢或不正常的响声等情况时，则应立即停机检查；3）对伺服电机经行正反转控制，
观察电机是否安要求能实现正确的正反转；4）起动后应注意观察电动机和机床的工作情况，如发现异常情况应立即停机检查；10.2.8 试运
行电动机3．交流伺服电机在运行中的检查电动机在运行时，要通过听、看、闻、摸等手段随时观察电机：1）听：电机在运行时发出的声音是否正
常。电机正常运行时，发出的声音是平稳、轻快、均匀的。如出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击、振动等声音时，应当立即停车检查。2）看：电机的振
动情况，传动装置传动应流畅。。3）闻：电机运行时发出焦臭味，说明电动机温度过高，应停机检查原因。4）摸：电机停机以后，可触摸电动机
外壳，如很烫手，说明电机过热。注意：在发生以下严重故障情况时，应立即停机处理：1）人身触电事故。2）电动机冒烟。3）电动机剧烈振动
。4）电动机轴承剧烈发热。5）电动机转速突然下降，温度迅速升高。思考与练习03一、判断题1．三相异步电动机的额定温升，是指电动机额
定运行时的额定温度。（ ）2．异步电动机的额定功率，指在额定运行情况下，从轴上输出的机械功率。（ ）3．异步电动机按转
子的结构形式分为笼形和绕线形两类。（ ）4．异步电动机按转子的结构形式分为单相和三相两类。 （ ）5．三相异步电动机定
子的极数越多，则转速转高，反之越低。（ ）6．伺服电动机的功能是将输入的电信号转换为电动机轴上输出的角速度或角位移。（
）7．交流伺服电动机铭牌上功率因数越高，则电动机运行效率越低。（ ）8．交流伺服电动机转子结构形式主要分为笼形和空心杯形两
类。（ ）9．交流伺服电动机定子绕组由励磁绕组和控制绕组两部分组成。（ ）10．交流伺服电动机编码器按照工作原理可分为
增量式和绝对式。（ ）思考与练习二、选择题1．一台三相异步电动机，其铭牌上标明额定电压为220/380V，其接法应是（
）。A．Y/△ B．△/Y C．△/△ D．Y/Y2．一台三相异步电动机的额定电压为380/220V，接法为Y/△，其绕组额定电
压为（ ）。A．220V B．380V C．400V D．110V3．三相异步电动机额定电流是指其在额定工作状况下运行时，电
源输入电动机定子绕组的（ ）。A．相电流 B．电流有效值 C．电流平均值 D．线电流4．异步电动机由（ ）两部分组成。
A．定子和转子 B．铁心和绕组 C．转轴和机座 D．硅钢片与导线5．对称三相绕组在空间位置上应彼此相差（ ）。A．60°电角度 B．120°电角度 C．180°电角度 D．360°电角度思考与练习6．交流伺服电动机定子一般由（ ）组成。A．机座、定子铁心 B．机座、定子绕组 C．机座、定子绕组 D．机座、定子铁心、定子绕组7．一台交流伺服电动机的绝缘等级为F，则它的允许温升为（ ）。A．105℃ B．120℃ C．130℃ D．155℃8．交流伺服电动机转子与普通电动机转子相比，应具有（ ）两个特点。A．电阻大和转动惯量小 B．电阻小和转动惯量小C．电阻小和转动惯量大 D．电阻大和转动惯量大9．交流伺服电动机由（ ）3部分组成。A．定子、转子和编码器 B．机座、铁心和绕组C．转轴、机座和编码器 D．硅钢片、导线、编码器10．交流伺服电动机励磁绕组和控制绕组之间的位置差为（ ）。A．60° B．90° C．120° D．150°思考与练习三、简答题1．三相笼形异步电动机主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？2．三相异步电动机的铭牌有什么用途？说明铭牌上重要的数据是哪几个？3．交流伺服电动机主要由哪些部分组成？各部分的作用是什么？4．交流伺服电动机的铭牌有什么用途？说明铭牌上重要的数据是哪几个？思考与练习THANK YOU |
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