電動機基本知識課件

電動機基本知識電動機是一切設(shè)備動力之本源,是電力拖動的根本基礎(chǔ).深入到電知識的海洋必須從學(xué)習(xí)掌握電動機基本知識入手.電工的實操能力也體現(xiàn)在掌握電動機維護維修技能的水平上.

電動機分類按電壓等級分為高壓電動機和低壓電動機；按電能種類分為直流電動機和交流電動機；從電動機的轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)電源頻率之間的關(guān)系來分類可分為同步電動機與異步電動機；按電源相數(shù)來分類可分為單相電動機和三相電動機；按防護型式可分為開啟式、防護式、封閉式、隔爆式、防水式、潛水式；按安裝結(jié)構(gòu)型式可分為臥式、立式、帶底腳、帶凸緣等按絕緣等級可分為E級、B級、F級、H級等。按其功能可分為驅(qū)動電動機和控制電動機；按工作電源分類根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。按結(jié)構(gòu)及工作原理分類電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動機和同步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。異步電動機可分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。各種交流電動機簡介目前較常用的交流電動機有兩種：三相異步電動機單相交流電動機。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。作電動機運行的三相異步電機。三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機相比，三相異步電動機運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。熟悉三相交流電三相交流電產(chǎn)生于交流發(fā)電機，電機旋轉(zhuǎn)一周360度，線圈切割磁場中的磁力線從而感應(yīng)出電流，電流變化一個周期，合成磁場在空間也旋轉(zhuǎn)了一周。電流繼續(xù)變化，磁場也不斷地旋轉(zhuǎn)，即三相電流通過定子繞組所產(chǎn)生的合成磁場,是隨電流的交變而在空間旋轉(zhuǎn)的磁場。三相電應(yīng)是工廠用的三相動力線，是三根火線，火線之間的電壓是380V，而每根火線與零線是220V,也就是我們用的市電。三根火線相位不同，相差120度。家庭實際上用的是一相火線加零線。就如，家庭用的三腳插頭，它實際上是一個火線，一個零線和一個地線。一個火線和一個零線構(gòu)成用電器的電源，一個地線實際上是不接入用電電路的，他接入用電器的外殼，一旦用電器發(fā)生漏電現(xiàn)象地線可以將電流泄入大地，防止發(fā)生人員的觸電。如果家庭裝有漏電保護器可馬上將電源掐斷。什么是三相電？幅值相等、頻率相等、相位互差120°電勢稱為三相交流電；以三相發(fā)電機作為電源，稱為三相電源；以三相電源供電的電路，稱為三相電路。U、V、W稱為三相，相與相之間的電壓是線電壓，電壓為380V。相與中心線之間稱為相電壓，電壓是220V。三相交流電的最大用途是驅(qū)動電機，三相交流電是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)磁場所需的最少的相數(shù)。如果是單相或者兩項交流電構(gòu)不成穩(wěn)定的具有固定旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場，四相、五相甚至更多的相當(dāng)然好，但費用昂貴不經(jīng)濟，那就只有選三相交流電了。除了電機驅(qū)動外，交流電的相位問題沒有意義。三相供電系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，為各國廣泛采用。在發(fā)電方面，相同尺寸的三相發(fā)電機比單相發(fā)電機的功率大，在三相負載相同的情況下，發(fā)電機轉(zhuǎn)矩恒定，有利于發(fā)電機的工作；在傳輸方面，三相系統(tǒng)比單相系統(tǒng)節(jié)省傳輸線，三相變壓器比單相變壓器經(jīng)濟；在用電方面，三相電容易產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使三相電動機平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。

三相異步電動機要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動機的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。我們知道，但相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，其產(chǎn)生的過程如圖1所示。圖中分四個時刻來描述旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生過程。電流每變化一個周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速為：n=60f/P式中f為電源頻率、P是磁場的磁極對數(shù)、n的單位是：每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。根據(jù)此式我們知道，電動機的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)，為此，控制交流電動機的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。以往多用第一種方法，現(xiàn)在則利用變頻技術(shù)實現(xiàn)對交流電動機的無級變速控制。一、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理

一、三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理

觀察圖1還可發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向與繞組中電流的相序有關(guān)。相序A、B、C順時針排列，磁場順時針方向旋轉(zhuǎn)，若把三根電源線中的任意兩根對調(diào)，例如將B相電流通入C相繞組中，C相電流通入B相繞組中，則相序變?yōu)椋篊、B、A，則磁場必然逆時針方向旋轉(zhuǎn)。利用這一特性我們可很方便地改變?nèi)嚯妱訖C的旋轉(zhuǎn)方向。

定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向以n1的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動機的實際轉(zhuǎn)速n1低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n。因為假設(shè)n=n1，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與旋轉(zhuǎn)磁場就沒有相對運動，就不會切割磁力線，也就不會產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n1必然小于n。為此我們稱三相電動機為異步電動機。二、單相交流電動機的旋轉(zhuǎn)原理

三相電的產(chǎn)生是因為其能為電機帶來較好的性能（特別是發(fā)電機）。三相并不是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的最小相數(shù)，兩個在空間上垂直，在相位上差90度的交流線圈同樣可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，但這會造成電機極距下線圈無法均布，從而不但降低了電機容量，還會產(chǎn)生主磁場的嚴重崎變。單相交流電動機只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時，電動機就會產(chǎn)生一個交變磁場，這個磁場的強弱和方向隨時間作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電動機無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機向某一方向旋轉(zhuǎn)時（如順時針方向旋轉(zhuǎn)），這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變?。晦D(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。

在單相電動機中，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的另一種方法稱為罩極法，又稱單相罩極式電動機。此種電動機定子做成凸極式的，有兩極和四極兩種。每個磁極在1/3--1/4全極面處開有小槽，如圖3所示，把磁極分成兩個部分，在小的部分上套裝上一個短路銅環(huán)，好象把這部分磁極罩起來一樣，所以叫罩極式電動機。單相繞組套裝在整個磁極上，每個極的線圈是串聯(lián)的，連接時必須使其產(chǎn)生的極性依次按N、S、N、S排列。當(dāng)定子繞組通電后，在磁極中產(chǎn)生主磁通，根據(jù)楞次定律，其中穿過短路銅環(huán)的主磁通在銅環(huán)內(nèi)產(chǎn)生一個在相位上滯后90度的感應(yīng)電流，此電流產(chǎn)生的磁通在相位上也滯后于主磁通，它的作用與電容式電動機的起動繞組相當(dāng)，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場使電動機轉(zhuǎn)動起來。同步電動機的原理同步電動機是屬于交流電機，定子繞組與異步電動機相同。它的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。正由于這樣，同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機是一個容性負載。為此，在很多時候，同步電動機是用以改進供電系統(tǒng)的功率因素的。

異步電動機結(jié)構(gòu)和拆裝一、操作技術(shù)要點

1、拆卸異步電動機

（1）拆卸電動機之前，必須拆除電動機與外部電氣連接的連線，并做好相位標(biāo)記。

（2）拆卸步驟

a、帶輪或聯(lián)軸器；b、前軸承外蓋；c、前端蓋；d、風(fēng)罩e、風(fēng)扇；f、后軸承外蓋；g、后端蓋；h、抽出轉(zhuǎn)子；i、前軸承；j、前軸承內(nèi)蓋；k、后軸承；l、后軸承內(nèi)蓋。

2、裝配異步電動機

（1）用壓縮空氣吹凈電動機內(nèi)部灰塵，檢查各部零件的完整性，清洗油污等。

（2）裝配異步電動機的步驟與拆卸相反。裝配前要檢查定子內(nèi)污物，銹是否清除，止口有無損壞傷，裝配時應(yīng)將各部件按標(biāo)記復(fù)位，并檢查軸承蓋配合是否合適。

（3）軸承裝配可采用熱套法和冷裝配法。

二、注意事項

1、拆移電機后，電機底座墊片要按原位擺放固定好，以免增加鉗工對中的工作量。

2、拆、裝轉(zhuǎn)子時，一定要遵守要點的要求，不得損傷繞組，拆前、裝后均應(yīng)測試繞組絕緣及繞組通路。

3、拆、裝時不能用手錘直接敲擊零件，應(yīng)墊銅、鋁棒或硬木，對稱敲。

4、裝端蓋前應(yīng)用粗銅絲，從軸承裝配孔伸入鉤住內(nèi)軸承蓋，以便于裝配外軸承蓋。

5、用熱套法裝軸承時，只要溫度超過100度，應(yīng)停止加熱，工作現(xiàn)場應(yīng)放置1211滅火器。

6、清洗電機及軸承的清洗劑（汽、煤油）不準(zhǔn)隨使亂倒，必須倒入污油井。

7、檢修場地需打掃干凈。

異步電動機維修（1）電動機接入電源后溶絲被燒斷（或空開跳閘）的故障維修：1.單相啟動：檢查電源線，電動機引出線，熔斷器，開關(guān)觸點，找出斷線或假接故障后進行修復(fù)。2.定、轉(zhuǎn)子繞組接地或短路：糾正錯誤。3.電機負載過大或被卡?。簩⒇撦d調(diào)至額定值，并排除被拖動機構(gòu)故障。4.溶體截面積過?。喝垠w對電動機過載不起保護作用，一般應(yīng)按下式選擇熔體，熔體額定電流＝堵轉(zhuǎn)電流/2～3即可。5.繞線轉(zhuǎn)子電動機所接的起動電阻太小或被短路：消除短路故障或增大起動電阻。6.電源到電機之間的連接線短路：檢查短路點后進行修復(fù)。（2）電動機空載或負載時電流表指針不穩(wěn)、擺動的故障維修：1.繞線轉(zhuǎn)子電動機有一相電刷接觸不良：調(diào)整刷壓和改善電刷與集電環(huán)的接觸面。2.繞線轉(zhuǎn)子電動機集電環(huán)短路裝置接觸不良：檢修或更新短路裝置。3.籠型轉(zhuǎn)子開焊或斷條：采用變壓器或其他方法檢查。4.繞線轉(zhuǎn)子一相斷路：用校驗燈、萬用表等檢查斷路處排出故障。4.定轉(zhuǎn)子鐵心相擦：檢查故障原因如果軸承間隙超限，則應(yīng)更換新軸承，如果轉(zhuǎn)軸彎曲，則需調(diào)查處理，鐵心松動或變形時應(yīng)處理鐵心，消除故障。5.繞組表面粘滿塵垢或異物，影響電機散熱：清掃或清洗電機，并使電機通風(fēng)溝暢通。6.電動機過載或拖動的生產(chǎn)機械阻力過大，使電機發(fā)熱：排除拖動機械故障，減少阻力，根據(jù)電流指示，如超過額定電流需減低負載，更換較大容量電機或采取增容措施。8.籠型轉(zhuǎn)子斷條或繞線轉(zhuǎn)子繞組接線松脫，電動機在額定負載下轉(zhuǎn)子發(fā)熱，使電機溫升過高：查明斷條和松脫處，重新補焊或扭緊固定螺絲。9.繞組匝間短路相間短路以及繞組接地：按本表序號1。10.進風(fēng)溫度過高:檢查冷卻系統(tǒng)裝置是否有故障，檢察周圍環(huán)境溫度是否正常。11.風(fēng)扇故障，通風(fēng)不良：檢查電機風(fēng)扇是否損壞，扇葉是否變形或未固定好。必要時更換風(fēng)扇。12.電機兩相運轉(zhuǎn)：檢查溶絲，開關(guān)接觸點，排除故障。13.重繞后繞組浸漬不良：要采取二次浸漬工藝，最好采用真空浸漬措施。14.環(huán)境溫度增高或電機通風(fēng)道堵塞：改善環(huán)境溫度，采取降溫措施，隔離電動機附近高溫?zé)嵩矗苊怆妱訖C在日光下暴曬。15.繞組接線錯誤：Y聯(lián)結(jié)電動機誤接成△聯(lián)結(jié)，或△聯(lián)結(jié)電動機誤接成Y聯(lián)結(jié)要改正接線。

（5）電動機振動的故障維修：1.軸承磨損：檢查軸承間隙。2.氣息不均：調(diào)整氣隙，使符合規(guī)定。3.轉(zhuǎn)子不平衡：檢查原因，經(jīng)過清理，緊固各部螺栓后校動平衡。4.機殼強度不夠：找出薄弱點進行加固，增加機械強度。5.基礎(chǔ)強度不夠或安裝不平：將基礎(chǔ)加固，并將電機地腳找平、墊平，最后緊固。6.風(fēng)扇不平衡：檢修風(fēng)扇，校正幾何形狀和校平衡。7.繞線轉(zhuǎn)子的繞組短路：籠型轉(zhuǎn)子開焊、斷路：進行補焊或更換籠條9.定子繞組故障（斷路、短路、接地，連接錯誤等）：10.轉(zhuǎn)軸彎曲：校直轉(zhuǎn)軸。11.鐵心變形或松動：校正鐵心，然后重新疊裝鐵心。12.靠背輪或皮帶輪安裝不符合要求：重新找正，必要時檢修靠背輪或皮帶輪，重新安裝。13.齒輪接手松動：檢查齒輪接手，進行修理，使符和要求。14.電動機地腳螺栓松動：緊固電機地腳螺栓，或更換不合格的地腳螺栓。（6）軸承發(fā)熱超過規(guī)定1.潤滑脂過多或過少：參照本章給的經(jīng)驗公式加脂2.油質(zhì)不好，含雜質(zhì)：檢查油內(nèi)有無雜質(zhì)，更換潔凈潤滑脂。3.軸承內(nèi)、外套配合過緊：過松時，采用農(nóng)機2＃膠粘劑或低溫鍍鐵處理，過緊時，適當(dāng)車細軸頸，使之符合配合公差要求。4.油封太緊：更換或修理油封。電動機檢修后試車電動機經(jīng)檢修裝配后，必須通電試車。通電試車前必須靜態(tài)檢查項目：各部裝配是否正確，固定螺絲緊固，盤轉(zhuǎn)子看有無摩擦。測繞組和線路絕緣，380V低壓電機500V表應(yīng)大于0.5M。對檢修過的繞組要打壓做耐壓試驗，方法380V低壓電機1000V打1分鐘對地對修理過的繞組要測試各繞組直流電阻，三相應(yīng)平衡。最大值或最小值與平均值之差不超過±2％。試車要脫離減速機空載。啟動時注意轉(zhuǎn)向，如不能啟動或轉(zhuǎn)速慢或聲音異常要、立即停機檢查。正常情況下空載試車不少于1小時，并做以下動態(tài)檢查項目：A。測量三相電流：三相應(yīng)平衡。任一相與三相平均值之差不超過±5％。B.對100KW以下電機空載電流和額定電流的百分比不超過下表：級數(shù)電動機容量（KW）／三相空／額定電流正常差值范圍0.125KW以下0.5KW以下2KW以下10KW以下50KW以下100KW以下270－9545－7040－5530－4523＝4518－30480－9665－8545－6035－5525－4020－30685－9870－9050－6535－6530－4522－23890－9875－9050－7037－7035－5025－35巡回檢查方法巡回檢查發(fā)現(xiàn)問題可以將事故消滅在萌芽狀態(tài),大事化小,小事化了.三相電流情況:平衡與否,不超過銘牌額定電流機殼溫度各部位溫升限度（在環(huán)境溫度40℃下）E級繞組溫度計法65℃電阻法75℃換向器及集電環(huán)70℃B級繞組溫度計法70℃電阻法80℃換向器及集電