電機基礎(chǔ)講解PPT課件.ppt

電動機相關(guān)知識介紹 電修車間高建濤2018 11 16 1 目錄 01 電動機概述 P04 02 電動機的控制 P11 03 電動機運行維護及故障處理 P17 2 電動機概述 電動機 俗稱 馬達 是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置 法拉第1821年發(fā)明了第一臺電動機 是第一臺使用電流將物體運動的裝置 但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先 1873年 比利時人格拉姆發(fā)明大功率電動機 電動機從此開始大規(guī)模用于工業(yè)生產(chǎn) 到2017年每年全球生產(chǎn)電機近300億臺 我公司目前在用電機1500余臺 3 電動機概述 電動機的工作原理 利用通電線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場作用于轉(zhuǎn)子產(chǎn)生感應(yīng)電動勢 對電流受力的作用 使電動機轉(zhuǎn)動 電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機 電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機 可以是同步電機或者是異步電機目前我們公司主要使用的三相異步電機 同步電機只有三臺 二加氫新氫 重點學(xué)習(xí)三異步電機 優(yōu)點 結(jié)構(gòu)簡單 制造 使用 維護方便 運行可靠性高 重量輕 成本低 同功率 同轉(zhuǎn)速的直流電動機相比 前者重量只及后者的二分之一 成本僅為三分之一 電動機的工作原理 4 電動機概述 電動機外部結(jié)構(gòu) 5 電動機內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 電動機概述 6 電動機的靜止部分稱為定子 主要包括定子鐵心 定子繞組和機座定子鐵心作用 磁路一部分 放置定子繞組 三相異步電動機的定子 定子繞組作用 產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場材料 高強度漆包線 小型 絕緣處理的銅條 大中型 接法 星形或三角形 六個出線端 電動機概述 7 三相異步電動機轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子作用 電動機磁路的一部分 材料 0 5mm相互絕緣硅鋼片疊壓而成 套在轉(zhuǎn)軸上 電動機概述 8 型號 YB2 315S 4Y 異步電動機B 隔爆型2 設(shè)計序號315 軸中心高S 鐵芯長度代號4 極數(shù)W 環(huán)境代號 戶外型 50HZ 電機額定頻率接法 Y 定子繞組的連接方式 星型聯(lián)接和三角形聯(lián)接 cos 0 88 電機功率因數(shù) 110KW 額定功率 P 1 732 UI cos 380 660V 額定電壓 接法時接380V Y接法時接660V 201 0 116A 額定電流 接法時201 0A Y接法時116 0A 1480r min 電機轉(zhuǎn)速 IP55 防護等級絕緣等級F 絕緣溫度等級防爆標(biāo)志ExdIIBT4 三相異步電動機銘牌含義I 電動機概述 9 電動機概述 型號 YB2 315S 4公司常用電機型號還有 YB3YBX3YBxn 高效節(jié)能 YBBP 變頻專用 防護等級IP55 將電氣設(shè)備按照防塵防濕氣的特性劃分等級 IP后第一位數(shù)代表防塵等級 第二位數(shù)代表防水等級絕緣等級F 電機的絕緣等級是按照采用的絕緣材料的耐熱等級來分的 一般分為5級 A級105度E級120度B級130度F級155度H級180度防爆標(biāo)志ExdIIBT4 隔爆型工廠用B級防爆電氣設(shè)備表面允許最高溫度135度 三相異步電動機銘牌含義II 10 三相異步電動機的控制方式 一 直接啟動控制 電動機的控制 11 斷路器 電動機保護器 電動機保護器通過電流互感器采集主回路電流信號 對電機進行短路 過載 堵轉(zhuǎn) 不平衡保護 電動機的控制 控制回路保險 斷路器 接觸器 電動機保護器 合閘機構(gòu) 互感器 電源進線 出線 12 電動機的控制 二 軟啟動器控制 軟啟動器是一種集電機軟起動 軟停車 輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的電機控制裝置 使用軟啟動器啟動電動機時 軟啟的輸出電壓逐漸增加 電動機隨著電壓升高逐漸加速 直到電動機的額定電壓 達到額定電壓后切換至旁路接觸器運行 使電動機工作在額定電壓狀態(tài) 軟啟動器同時還提供軟停車功能 軟停車與軟啟動過程相反 電壓逐漸降低 轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零 避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊 斷路器 軟啟動器 接觸器 電機出線 13 一 旋轉(zhuǎn)操作柱二 軟啟動器得到啟動命令三 升壓啟動四 升至額定電壓后轉(zhuǎn)為旁路接觸器供電旁路運行時軟啟動器仍具有檢測保護功能 電動機的控制 二 軟啟動器控制 14 電動機的控制 三 變頻器控制 變頻器工作原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件 整流模塊 逆變模塊 的通斷作用將工頻電源轉(zhuǎn)換為頻率可調(diào)的電能控制裝置 能實現(xiàn)對交流異步電動機的軟啟動 變頻調(diào)速 提高運轉(zhuǎn)精度 同時具有過流 過壓 過載 不平衡等保護功能 15 電動機的控制 三 變頻器控制 一 操作柱或DCS啟動 變頻器得到啟動命令開始啟動運行 二 DCS給定頻率 變頻器在給定頻率下運行 輸出電源至電動機 電動機在給定頻率下運行 16 同步電機優(yōu)點 轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載和電壓而變化 只與頻率相關(guān) 運行穩(wěn)定性好 具有較強的過載能力 運行效率高 在低速時 同步電動機這一點尤為突出 能以超前功率因數(shù)運行 有利于改善電網(wǎng)功率因數(shù) 缺點 不連續(xù)啟動應(yīng)用范圍 恒速運行大型機械的驅(qū)動 如球磨機 至壓機 鼓風(fēng)機 各類大泵 主要用于發(fā)電機 現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需電能幾乎都是有同步發(fā)電機發(fā)出的 三相同步電動機 17 電動機運行維護及故障處理 18 電動機運行維護及故障處理 一 電動機日常使用注意事項起動時注意事項1 合閘后電動機應(yīng)立即起動起來 達到正常轉(zhuǎn)速并平穩(wěn)運行 否則皮立即切斷電源 檢查并排除故障 2 起動后注意觀察電動機傳動裝置 負(fù)載機械 若有異?，F(xiàn)象應(yīng)立即停機 3 電動機空載連續(xù)起動一般不超過4次 運行至熱態(tài)停機后連續(xù)起動不得超過2次 否則容易燒壞電動機 4 根據(jù)電網(wǎng)容量 負(fù)載大小和電動機功率等 合理選擇起動方式 19 電動機運行維護及故障處理 運行注意事項1 電源電壓與額定電壓的偏差不超過 10 2 電動機運行電流不得超過名牌上的額定電流 三相電流不平衡量不超過40 否則會造成電動機發(fā)熱甚至燒毀 3 用溫度計測量電動機機殼表面溫度應(yīng)不超過80 軸承的溫度應(yīng)不超過95 4 電動機應(yīng)經(jīng)常保持清潔 干燥 通風(fēng)良好 進風(fēng)口與出風(fēng)口必須保持暢通 5 運行中電動機出現(xiàn)冒煙 劇烈振動 異常聲音 特殊氣味 轉(zhuǎn)速明顯下降 負(fù)載設(shè)備出現(xiàn)故障 發(fā)生人身觸電時應(yīng)立即斷電停機 20 電動機運行維護及故障處理 軸承潤滑l 電動機軸承潤滑應(yīng)良好 一般運行2500 3000小時后 應(yīng)停機保養(yǎng)補充或更換潤滑脂 2 存放或停用時間超過兩年的電動機使用前應(yīng)對軸承的潤滑情況進行檢查 必要時補充或更換潤滑脂 3 中心高132及以下機座號電動機用密封軸承 中心高160以上機座號電動機一般用非密封軸承 電動機使用過程中密封軸承不必更換潤滑脂 非密封軸承應(yīng)定期更換清潔的潤滑脂 潤滑脂加注要適量 21 電動機運行維護及故障處理 電動機的常見故障電動機的常見故障主要分為機械故障和電氣故障一 機械故障1掃膛 掃膛一般是由于軸承損壞 軸彎 或者檢修時裝配不當(dāng) 導(dǎo)致定轉(zhuǎn)子產(chǎn)生摩擦所致 在電動機的檢修裝配過程中 應(yīng)當(dāng)保持電動機各部件的清潔 保證端蓋 軸承等的裝配合理 不野蠻施工 否則導(dǎo)致相應(yīng)部件受力變形 電動機無法運轉(zhuǎn) 2軸承損壞 軸承損壞是電動機運轉(zhuǎn)中較常見的故障 導(dǎo)致軸承損壞的原因大致有 軸承裝配不當(dāng) 如冷裝時不均勻敲擊軸承內(nèi)圈使軸受到磨損 導(dǎo)致軸承內(nèi)圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小 出現(xiàn)跑內(nèi)圈現(xiàn)象 裝電機端蓋時不均勻敲擊導(dǎo)致端蓋軸承室與軸承外圈配合過松出現(xiàn)跑外圈現(xiàn)象 無論跑內(nèi)圈還是跑外圈均會引起軸承運行溫升急劇上升以致燒毀 特別是跑內(nèi)圈故障會造成轉(zhuǎn)軸嚴(yán)重磨損和彎曲 但間斷性跑外圈一般情況下不會造成軸承溫度急劇上升 只要軸承完好 允許間斷性跑外圈現(xiàn)象存在 軸承重新更換 電機端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不均勻?qū)е螺S承運行時磨擦力增加 溫度急劇上升直至燒毀 22 電動機運行維護及故障處理 3振動 振動應(yīng)先區(qū)分是電動機本身引起的 還是傳動裝置不良所造成的 或者是機械負(fù)載端傳遞過來的 而后針對具體情況進行排除 屬于電動機本身引起的振動 多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好 以及軸承不良 轉(zhuǎn)軸彎曲 或端蓋 機座 轉(zhuǎn)子不同軸 或者電動機安裝地基不平 安裝不到位 緊固件松動造成的 振動會產(chǎn)生噪聲 還會產(chǎn)生額外負(fù)荷 4 電機發(fā)熱1 室溫過高2 散熱不良 風(fēng)扇壞或進出風(fēng)口堵 3 過載4 過壓欠壓或電壓不平衡5 頻繁起?；蝾l繁正反轉(zhuǎn)6 缺相7 軸承缺油8 機械卡住堵轉(zhuǎn)9 匝間短路10 電機受潮11 鼠籠式電動機轉(zhuǎn)子斷條12 繞組斷線或電阻不平衡13 轉(zhuǎn)子掃膛14 電源諧波過大15 有些電機繞線工藝差5 電機異響1 軸承異響 軸承缺油 老化損壞 2 軸承走內(nèi)圈 外圈3 風(fēng)葉與風(fēng)葉罩摩擦4 轉(zhuǎn)子掃膛與定子摩擦5 風(fēng)葉罩松動 23 電動機運行維護及故障處理 二 電氣故障1 缺相運行 三相電源中只要有一相斷路就會造成電動機缺相運行 三相電動機缺一相電源后 如在停止?fàn)顟B(tài) 由于合成轉(zhuǎn)矩為零而堵轉(zhuǎn) 無法起動 電動機的堵轉(zhuǎn)電流比正常工作的電流大得多 因此 在此情況下接通電源時間過長或多次頻繁地接通電源起動將導(dǎo)致電動機燒毀 運行中的電動機缺一相時 電動機氣隙中產(chǎn)生的是三相諧波成分較高的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場 如負(fù)載轉(zhuǎn)矩很小 仍可維持運轉(zhuǎn) 僅轉(zhuǎn)速略有下降 并發(fā)出異常響聲 負(fù)載重時 運行時間過長 將會使電動機繞組燒毀 24 電動機運行維護及故障處理 2 繞組短路或接地 繞組短路分為匝間斷路和相間短路 相間短路易造成熔斷器熔斷 斷路器跳閘甚至影響上一級開關(guān)導(dǎo)致系統(tǒng)故障 匝間短路是由于繞組漆包線絕緣層性能差而損壞 從而使相間導(dǎo)線直接碰及 形成了一個低阻抗的電流回路 使匝間電流增大而使線包發(fā)熱 時間長了會使整個定子繞組產(chǎn)生過熱 最終因熱量劇升而擊毀繞組 匝間短路是電機溫度異常升高的最大原因 短路故障可在降低定子繞組電源電壓情況下 通過測量電流來判斷 也可以測量其直流電阻來判斷 而接地故障大多是由于繞組絕緣損壞 電動機進水引起的 在起動電動機前 首先應(yīng)對電動機絕緣進行測試 合格后才能送電運行 25 電動機運行維護及故障處理 3 三相電流不平衡 三相電流不平衡的故障 常常由于電動機外部電源電壓不平衡所引起 其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動機重繞修理時線圈匝數(shù)錯誤或接線錯誤 26 電動機運行中常見故障 電動機本體發(fā)熱現(xiàn)象 電機本體溫度和溫升比正常情況顯著上升 且電流增大時 按下述原則進行處理 1 檢查所帶機械部分有無故障 是否有磨擦或卡澀現(xiàn)象 當(dāng)機械部分發(fā)生故障 應(yīng)迅速啟動備用機組 停止故障電動機運行 2 檢查機械部分是否增大 若機械負(fù)載增加 要求減小負(fù)載 3 檢查電動機通風(fēng)系統(tǒng)有無故障 如屬于通風(fēng)不良 周圍環(huán)境不良等原因時 應(yīng)迅速排除或采取強制風(fēng)冷措施 否則減負(fù)荷 直到溫度降下來 4 檢查電動機各相電流是否平衡 判斷是定子繞組故障還是缺相運行 根據(jù)情況停機處理 5 判斷是否為電動機定子鐵心故障引起溫度升高 27 電動機運行中的常見故障 電動機振動超規(guī)定值原因 1 電動機與所帶機械的中心找的不正 2 電動機轉(zhuǎn)子不平衡 3 電動機軸承損壞 使轉(zhuǎn)子與定子鐵芯或線圈相摩擦 掃膛現(xiàn)象 4 電動機基礎(chǔ)強度不夠或地腳螺栓松動 5 電動機缺相運行等 28 電動機運行中的常見故障 電動機運行中自停1 電機過負(fù)荷保護動作 因工藝或介質(zhì)的改變 使電機負(fù)荷增加 超過電機允許的額定值 2 控制回路接點接觸不良 設(shè)備長期運行 各接線端子發(fā)熱 氧化 增加導(dǎo)線電阻 3 電氣元件老化 損壞 電氣元件長期工作 使元器件壽命降低 元器件損壞 如 接觸器 繼電器 旋轉(zhuǎn)開關(guān)等 4 儀表連鎖動作 帶有儀表連鎖的控制回路 儀表停車點動作會引起電機停機 29 電動機運行中的常見故障 電動機自停的原因5 電機故障 電機本身故障 如 電機繞組短路 接地 斷路 電機機械部件卡死等 使電機保護器保護動作 6 主電纜或控制電纜故障 主電纜接地或短路引起保護動作 控制電纜接地或短路引起控制保險燒斷或者控制電纜斷線使控制回路不通 7 保護誤動作 電動機保護器因質(zhì)量或工作環(huán)境問題產(chǎn)生誤動作 發(fā)生幾率很小 30 電動機運行中的常見故障 電動機聲音異常例1 2018年10月21日氣分裝置P2035 1塔底貧液泵電動機 在運行過程中出現(xiàn)運行聲音異常的現(xiàn)象 裝置人員在將問題通知電修車間 車間維修人員到現(xiàn)場對聲音進行辨識 做出加潤滑脂的決定 在對電機加油80下后 電機運行聲音恢復(fù)正常 這是一起典型的因缺油造成電動機聲音異常的案例 在此類維修中一旦判斷電機因缺油造成異響時 應(yīng)迅速加油 否則有可能造成軸承損壞 故障惡化至電機抱軸甚至燒毀 31 電動機運行中的常見故障 電動機聲音異常例2 2018年10月22日二加氫廢氫壓機運行溫度高 室內(nèi)DCS顯示溫度97度 維修人員現(xiàn)場檢測機身89度 經(jīng)維修人員檢查 電機輔助散熱風(fēng)扇空開跳閘 復(fù)位后送電風(fēng)機運行正常 經(jīng)一段時間觀察主電機運行溫度降至56度 恢復(fù)正常 本案例是一起典型的電動機散熱系統(tǒng)故障造成的電機溫升增大的案例 在電動機運行過程中電能在轉(zhuǎn)化為機械能的同時 會有少量電能轉(zhuǎn)化為熱能 而輔助散熱系統(tǒng)正是為帶走此類熱量而設(shè)立的裝置 一旦散熱系統(tǒng)故障會造成電動機運行溫度大幅上升 給繞組絕緣帶來損傷 如長時間未發(fā)現(xiàn)電動機會因運行溫度過高而燒毀 32 電動機運行中的常見故障 例3 2018年9月9日 卸車臺3 原油中轉(zhuǎn)泵電動機停機 電修車間維修人員到配電室現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn) 變頻器報過負(fù)荷故障 在對設(shè)備進行檢查無異常后執(zhí)行復(fù)位操作 電動機恢復(fù)正常運行 此案例為外部故障造成電動機停機的典型事件 在此事件中 過負(fù)荷是在變頻器檢測到電動機運行電流數(shù)據(jù)超過電動機的額定運行電流 即電動機正常運行中所能承受的最大運行電流 變頻器為保證自身及電機的設(shè)備安全執(zhí)行自保護繼電指令動作 使設(shè)備停止運行 避免了電機因過電流運行而造成變頻損壞或電機燒毀等極端故障的發(fā)生 33 電動機運行中的常見故障 例4 2018年9月10日 脫鹽水裝置動力二級RO1 高壓泵電動機 前端軸承運行溫度103度 機身溫度98度 經(jīng)