故障时及时进行故障诊断和故障处理。故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。
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第一章 三相鼠笼式异步电机
1.1 鼠笼式异步电机的发展
随着我国科技的日益发展，人们对自动化的需求越来越高，使电动机的复杂控制成为主流，而三相鼠笼式异步电动机其应用领域更是极为广泛。例如工业方面的各种加工中心、专用加工设备、数控机床、工业机器人、印刷机械、纺织机械、泵和压缩机、新型工业缝纫机等设备的控制军事和航天方面的卫星姿态、飞船光电池对太阳跟踪、雷达天线的控制。
三相鼠笼式异步电动机是目前工农业生产中使用最广泛的一种电动机，在电网的总负载中，异步电动机的容量约占整个动力负载的85%，可见其使用的广泛性和重要性，在供水泵站中亦广泛使用。
1.2 鼠笼式异步电机结构及工作原理
1.2.1 鼠笼式异步电机的类型和基本结构
三相鼠笼式异步电机主要由定子、转子组成。定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖等组成。转子由转轴、转子铁芯转子绕组组成[2]。如图1.1所示:
图1.1 三相鼠笼式异步电机结构图
定子、转子之间有气隙，在定子两端有端盖支撑转子及转轴。异步电机根据
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相数可分为单相、三相两类。三相异步电机结构有笼型和绕线式两种，单相异步电机转子都是笼型，本文的主要研究对象是三相鼠笼式异步电机。鼠笼型异步电动机主要部件的拆分图如下:
图1.2 鼠笼型异步电动机主要部件
(1)定子结构
定子铁芯的作用是作为磁路和固定定子绕组。定子绕组流过交流电流时会在定子铁芯中产生交变磁场，为了把交变磁场在铁芯中引起的损耗降低到最低，铁芯的使用材料要具备优良的导磁性能，如采用硅钢片叠压而成。定子绕组是电机的电路部分，作用主要是产生感应电动势、流过电流。机座用来固定和支撑定子，对其机械强度要求很高。
图1.3 定了铁芯及绕组结构图
(2)转子结构
转子铁芯也是电机磁路的一部分，一般也是由导磁性能良好的硅钢片叠压制成。转轴的作用是支撑转子铁芯和输出机械转矩。定子绕组产生的交变磁场在转
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子绕组中是产生感应电动势、流过电流，进而产生电磁力，带动轴承转动，输出动能。图2.1为鼠笼式异步电机转子结构图。
图1.4 鼠笼式异步电机转子结构图
(3)轴承结构
轴承是电机中支撑转子的一个部件，在所有部件中是受力最大的一个部件，主要用来转矩的输出。轴承故障主要是由负载波动引起的，以轴承振动的形式表现出来。 (4)气隙
异步电机定、转子之间具有很小的空间存在，称为气隙，这个空间的大小对异步电机的性能影响很大。气隙过大，由于空气的磁导率比硅钢片低，磁势损失严重，致使电机效率降低;气隙过小，会造成定转子摩擦，造成设备故障。通常异步电机气隙长度设为定、转子不发生机械摩擦所允许的最小数值。 1.2.2 鼠笼式异步电机工作原理
通过对异步电机结构的介绍，得知异步电机工作过程中，交变电流产生的定子磁场切割转子导体产生感应电流，而旋转磁场又对转子感应电流作用产生电磁力，带动转子转动，电能便转为动能，通过转轴输出，从而实现机电能量形式的转换[3]。
0120 当三相异步电机接入三相交流电源(各相差)时，三相定子绕组中流过的
三相对称电流产生三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场，该磁场以同步转速
n0旋转。刚通入时刻，产生的旋转磁场与静止的转子导体存在切割运动，由
电磁感应定理可知，转子绕组产生感应电动势并产生感应电流。载流的转子导体在定子产生的交变磁场中受到电磁力作用，电磁力对电机转子轴形成电磁转矩，驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转，如果转轴上带有负载，电动机便向外输出
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机械能，电能转化为动能。
在电机定子中通入3相交流电，使其产生旋转磁场，转速为与磁极对数和电源频率有关:
n0。同步转速
n0
n0?60fp (1.1)
式((1.1)中p为电机磁极对数，f为电源频率。
旋转磁场转速与转子速度之间存在一个速差（ns?n）是异步电机的一个特色，这也是异步电机名称的由来。
s?(n0?n)n0 (1.2)
式(1.2)中，s为转差率，
n0为磁场转速，n为转子转速。[4]
本文针对三项鼠笼式异步电机Y2-180M-2做出相应的故障分析及故障处理。Y2-180M-2的基本信息如下： 防护等级：IP54或IP55 电压：380V或415V 频率：50Hz或60Hz 电流：41A 转速：2940r/min 功率越因数：0.9 额定电流：7.5Ist/In （堵转）额定转矩：2.0Tst/Tn （最大）额定转矩：2.3TM/min 同步转速：3000r/min
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