技術(shù)文章
1、電動(dòng)機(jī)簡介
電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場并作用于轉(zhuǎn)子(如鼠籠式閉合鋁框)形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。
電動(dòng)機(jī)按使用電源不同分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī),電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電動(dòng)機(jī),可以是同步電動(dòng)機(jī)或者是異步電動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)定子磁場轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速)。
電動(dòng)機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成,通電導(dǎo)線在磁場中受力運(yùn)動(dòng)的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場對(duì)電流受力的作用,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
2、電動(dòng)機(jī)的分類
① 按工作電源分類
根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同,可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。
② 按結(jié)構(gòu)及工作原理分類
電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電動(dòng)機(jī),異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同布電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為三相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等。交流換向器電動(dòng)機(jī)又分為單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。
③ 按啟動(dòng)與運(yùn)行方式分類
電動(dòng)機(jī)按啟動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容啟動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。
④ 按用途分類
電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)又分為電動(dòng)工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具)用電動(dòng)機(jī)、家電(包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等)及其他通用小型機(jī)械設(shè)備(包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等)??刂朴秒妱?dòng)機(jī)又分為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。
⑤ 按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類
電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī))和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī))。
⑥ 按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類
電動(dòng)機(jī)按運(yùn)轉(zhuǎn)速度可分為高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。
⑦ 按防護(hù)形式分類
a.開啟式(如IP11、IP22)。電動(dòng)機(jī)除必要的支撐結(jié)構(gòu)外,對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)及帶電部分沒有專門的保護(hù)。
b.封閉式(如IP44、IP54)。電動(dòng)機(jī)機(jī)殼內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)部分及帶電部分有必要的機(jī)械保護(hù),以防止意外的接觸,但并不明顯的妨礙通風(fēng)。防護(hù)式電動(dòng)機(jī)按其通風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)不同,又分為如下幾種。
? 網(wǎng)罩式。電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)口用穿孔的遮蓋物遮蓋起來,使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分及帶電部分不能與外物相接觸。
? 防滴式。電動(dòng)機(jī)通風(fēng)口的結(jié)構(gòu)能夠防止垂直下落的液體或固體直接進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
? 防濺式。電動(dòng)機(jī)通風(fēng)口的結(jié)構(gòu)可以防止與垂直成100°角范圍內(nèi)任何方向的液體或固體進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
? 封閉式。電動(dòng)機(jī)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)能夠阻止機(jī)殼內(nèi)外空氣的自由交換,但并不要求的密封。
? 防水式。電動(dòng)機(jī)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)能夠阻止具有一定壓力的水進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
? 水密式。當(dāng)電動(dòng)機(jī)浸在水中時(shí),電動(dòng)機(jī)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)能阻止水進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。
? 潛水式。電動(dòng)機(jī)在額定的水壓下,能長期在水中運(yùn)行。
? 隔爆式。電動(dòng)機(jī)機(jī)殼的結(jié)構(gòu)足以阻止電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氣體爆炸傳遞到電動(dòng)機(jī)外部,而引起電動(dòng)機(jī)外部的燃燒性氣體的爆炸。
⑧ 按通風(fēng)冷卻方式分類
a.自冷式。電動(dòng)機(jī)僅依靠表面的輻射和空氣的自然流動(dòng)獲得冷卻。
b.自扇冷式。電動(dòng)機(jī)由本身驅(qū)動(dòng)的風(fēng)扇,供給冷卻空氣以冷卻電動(dòng)機(jī)表面或其內(nèi)部。
c.他扇冷式。供給冷卻空氣的風(fēng)扇不是由電動(dòng)機(jī)本身驅(qū)動(dòng),而是獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的。
d.管道通風(fēng)式。冷卻空氣不是直接由電動(dòng)機(jī)外部進(jìn)入電動(dòng)機(jī)或直接由電動(dòng)機(jī)內(nèi)部排出,而是經(jīng)過管道引入或排出電動(dòng)機(jī),管道通風(fēng)的風(fēng)機(jī)可以是自扇冷式或他扇冷式。
e.液體冷卻。電動(dòng)機(jī)用液體冷卻。
f.閉路循環(huán)氣體冷卻。冷卻電動(dòng)機(jī)的介質(zhì)循環(huán)在包括電動(dòng)機(jī)和冷卻器的封閉回路里,冷卻介質(zhì)經(jīng)過電動(dòng)機(jī)時(shí)吸收熱量,經(jīng)過冷卻器時(shí)放出熱量。
g.表面冷卻和內(nèi)部冷卻。冷卻介質(zhì)不經(jīng)過電動(dòng)機(jī)導(dǎo)體內(nèi)部稱為表面冷卻,冷卻介質(zhì)經(jīng)過電動(dòng)機(jī)導(dǎo)體內(nèi)部稱為內(nèi)部冷卻。
⑨ 按安裝結(jié)構(gòu)形式分類
電動(dòng)機(jī)安裝形式通常用代號(hào)表示。代號(hào)采用國際安裝的縮寫字母IM表示,在IM 的第一個(gè)字母表示安裝類型代號(hào),B表示臥式安裝,V表示立式安裝;第二位數(shù)字表示特征代號(hào),用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
⑩ 按絕緣等級(jí)分類
? 按額定工作制分類
連續(xù)、斷續(xù)、短時(shí)工作制。
連續(xù)工作制(SI)。電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定值條件下,保證長期運(yùn)行。
短時(shí)工作制(S2)。電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定值條件下,只能在限定的時(shí)間內(nèi)短時(shí)運(yùn)行。短時(shí)運(yùn)行的持續(xù)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)有四種:10min 、30min 、60min及90min。
斷續(xù)工作制(S3)。電動(dòng)機(jī)在銘牌規(guī)定的額定值條件下只能斷續(xù)周期性使用,用每周期10min的百分比表示。如:FC=25%;其中,包括S4~S10都屬于幾種不同條件的斷續(xù)運(yùn)行工作制。
9.2.3 電動(dòng)機(jī)常見故障
電動(dòng)機(jī)在長期運(yùn)行過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障。如與減速機(jī)之間的連接器傳遞扭矩較大,法蘭面上的連接孔出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損,增大了連接的配合間隙導(dǎo)致傳遞扭矩不平穩(wěn);電動(dòng)機(jī)軸軸承損壞后,造成的軸承位磨損;軸頭、鍵槽間的磨損等。該類問題發(fā)生后,傳統(tǒng)方法多以補(bǔ)焊或刷鍍后機(jī)加工修復(fù)為主,但兩者均存在一定弊端。補(bǔ)焊高溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力無法消除,易出現(xiàn)彎曲或斷裂;而電刷鍍受涂層厚度限制,容易剝落,且以上兩種方法都是用金屬修復(fù)金屬,無法改變“硬對(duì)硬"的配合關(guān)系,在各力綜合作用下,仍會(huì)造成再次磨損。當(dāng)代西方國家針對(duì)以上問題多采用高分子復(fù)合材料的修復(fù)方法。應(yīng)用高分子材料修復(fù),既無補(bǔ)焊熱應(yīng)力影響,修復(fù)厚度也不受限制,同時(shí)產(chǎn)品所具有的金屬材料不具備的退讓性,可吸收設(shè)備的沖擊振動(dòng),避免再次磨損的可能,并延長了設(shè)備部件的使用壽命,為企業(yè)節(jié)省大量的停機(jī)時(shí)間,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
(1)故障現(xiàn)象:電動(dòng)機(jī)接通后不能啟動(dòng)
原因及處理方法如下。
① 定子繞組接線錯(cuò)誤——檢查接線,糾正錯(cuò)誤。
② 定子繞組斷路,短路接地,繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)繞組斷路——找出故障點(diǎn),排除故障。
③ 負(fù)載過重或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被卡住——檢查傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和負(fù)載。
④ 繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路開路(電刷與滑環(huán)接觸不良,變阻器斷路,引線接觸不良等)——找出斷路點(diǎn),加以修復(fù)。
⑤ 電源電壓過低——檢查原因并排除。
⑥ 電源缺相——檢查線路,恢復(fù)三相。
(2)故障現(xiàn)象:電動(dòng)機(jī)溫升過高或冒煙
原因及處理方法如下。
① 負(fù)載過重或啟動(dòng)過于頻繁——減輕負(fù)載,減少啟動(dòng)次數(shù)。
② 運(yùn)行過程中缺相——檢查線路,恢復(fù)三相。
③ 定子繞組接線錯(cuò)誤——檢查接線,加以糾正。
④ 定子繞組接地,匝間或相間發(fā)生短路——查出接地或短路部位,加以修復(fù)。
⑤ 籠型轉(zhuǎn)子繞組斷條——更換轉(zhuǎn)子。
⑥ 繞線轉(zhuǎn)子繞組缺相運(yùn)行——找出故障點(diǎn),加以修復(fù)。
⑦ 定子與轉(zhuǎn)子相擦——檢查軸承,轉(zhuǎn)子是否變形,進(jìn)行修理或更換。
⑧ 通風(fēng)不良——檢查風(fēng)通是否暢通。
⑨ 電壓過高或過低——檢查原因并排除。
(3)故障現(xiàn)象:電動(dòng)機(jī)振動(dòng)過大
原因及處理方法如下。
① 轉(zhuǎn)子不平衡——校平平衡。
② 帶輪不平衡或軸伸彎曲——檢查并校正。
③ 電動(dòng)機(jī)與負(fù)載軸線不對(duì)齊——檢查調(diào)整機(jī)組的軸線。
④ 電動(dòng)機(jī)安裝不妥——檢查安裝情況及底腳螺釘。
⑤ 負(fù)載突然過重 ——減輕負(fù)載。
(4)故障現(xiàn)象:運(yùn)行時(shí)有異聲
原因及處理方法如下。
① 定子與轉(zhuǎn)子相擦——檢查軸承,轉(zhuǎn)子是否變形,進(jìn)行修理或更換。
② 軸承損壞或潤滑不良——更換軸承,清洗軸承。
③ 電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行 ——檢查斷路點(diǎn)并加以修復(fù)。
④ 風(fēng)葉碰機(jī)殼——檢查并消除故障。
(5)故障現(xiàn)象:電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速過低
原因及處理方法如下。
① 電源電壓過低——檢查電源電壓。
② 負(fù)載過大——核對(duì)負(fù)載。
③ 籠形轉(zhuǎn)子繞組斷條——更換轉(zhuǎn)子。
④ 繞線轉(zhuǎn)子線組一相接觸不良或斷開——檢查電刷壓力,電刷與滑環(huán)接觸情況及轉(zhuǎn)子繞組。
(6)故障現(xiàn)象:電動(dòng)機(jī)外殼帶電
原因及處理方法如下。
① 接地不良或接地電阻太大——按規(guī)定接好地線,排除接地不良故障。
② 繞組受潮——進(jìn)行烘干處理。
③ 絕緣損壞,引線碰殼——浸漆修補(bǔ)絕緣,重接引線。9.2.4 電動(dòng)機(jī)操作規(guī)程
① 在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電動(dòng)機(jī)表面灰塵,并將表面污垢擦拭干凈。
② 選擇電動(dòng)機(jī)解體的工作地點(diǎn),清理現(xiàn)場環(huán)境。
③ 熟悉電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和檢修技術(shù)要求。
④ 準(zhǔn)備好解體所需工具(包括專用工具)和設(shè)備。
⑤ 為了進(jìn)一步了解電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的缺陷,有條件時(shí)可在拆卸前做一次檢查試驗(yàn)。為此,將電動(dòng)機(jī)帶上負(fù)載試轉(zhuǎn),詳細(xì)檢查電動(dòng)機(jī)各部分溫度、聲音、振動(dòng)等情況,并測試電壓、電流、轉(zhuǎn)速等,然后再斷開負(fù)載,單獨(dú)做一次空載檢查試驗(yàn),測出空載電流和空載損耗,做好記錄。
⑥ 切斷電源,拆除電動(dòng)機(jī)外部接線,做好記錄。
⑦ 選用合適電壓的兆歐表測試電動(dòng)機(jī)絕緣電阻。為了跟上次檢修時(shí)所測的絕緣電阻值相比較以判斷電動(dòng)機(jī)絕緣變化趨勢(shì)和絕緣狀態(tài),應(yīng)將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度,一般換算至75℃。
⑧ 測試吸收比K。當(dāng)吸收比K>1.33時(shí),表明電動(dòng)機(jī)絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴(yán)重。為了跟以前的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。
9.2.5 電動(dòng)機(jī)的維修保養(yǎng)
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行或故障時(shí),可通過看、聽、聞、摸四種方法來及時(shí)預(yù)防和排除故障,保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。
(1)看
觀察電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中有無異常,其主要表現(xiàn)為以下幾種情況。
① 定子繞組短路時(shí),可能會(huì)看到電動(dòng)機(jī)冒煙。
② 電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過載或缺相運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)速會(huì)變慢且有較沉重的“嗡嗡"聲。
③ 電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行,但突然停止時(shí),會(huì)看到接線松脫處冒火花;熔絲熔斷或某部件被卡住等現(xiàn)象。
④ 若電動(dòng)機(jī)劇烈振動(dòng),則可能是傳動(dòng)裝置被卡住或電動(dòng)機(jī)固定不良、底腳螺栓松動(dòng)等。
⑤ 若電動(dòng)機(jī)內(nèi)接觸點(diǎn)和連接處有變色、燒痕和煙跡等,則說明可能有局部過熱、導(dǎo)體連接處接觸不良或繞組燒毀等。
(2)聽
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)發(fā)出均勻且較輕的“嗡嗡"聲,無雜音和特別的聲音。若發(fā)出噪聲太大,包括電磁噪聲、軸承雜聲、通風(fēng)噪聲、機(jī)械摩擦聲等,均可能是故障先兆或故障現(xiàn)象。
① 對(duì)于電磁噪聲,如果電動(dòng)機(jī)發(fā)出忽高忽低且沉重的聲音,則原因可能有以下幾種。
a.定子與轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻,此時(shí)聲音忽高忽低且高低聲間隔時(shí)間不變,這是軸承磨損從而使定子與轉(zhuǎn)子不同心所致。
b.三相電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地、短路或接觸不良等原因,若聲音很沉悶則說明電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過載或缺相運(yùn)行。
c.鐵芯松動(dòng)。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中因振動(dòng)而使鐵芯固定螺栓松動(dòng)造成鐵芯硅鋼片松動(dòng),發(fā)出噪聲。
② 對(duì)于軸承雜聲,應(yīng)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中經(jīng)常。方法是將螺絲刀一端頂住軸承安裝部位,另一端貼近耳朵,便可聽到軸承運(yùn)轉(zhuǎn)聲。若軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常,其聲音為連續(xù)而細(xì)小的“沙沙"聲,不會(huì)有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲。若出現(xiàn)以下幾種聲音則為不正常現(xiàn)象。
a.軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有“吱吱"聲,這是金屬摩擦聲,一般為軸承缺油所致,應(yīng)拆開軸承加注適量潤滑脂。
b.若出現(xiàn)“嘰里"聲,這是滾珠轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的聲音,一般為潤滑脂干涸或缺油引起,可加注適量油脂。
c.若出現(xiàn)“咔咔"聲或“嘎吱"聲,則為軸承內(nèi)滾珠不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的聲音,這是軸承內(nèi)滾珠損壞或電動(dòng)機(jī)長期不用,潤滑脂干涸所致。
③ 若傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和被傳動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出連續(xù)而非忽高忽低的聲音,可分以下幾種情況處理。
a.周期性“啪啪"聲,為皮帶接頭不平滑引起。
b.周期性“咚咚"聲,為聯(lián)軸器或皮帶輪與軸間松動(dòng)以及鍵或鍵槽磨損引起。
c.不均勻的碰撞聲,為風(fēng)葉碰撞風(fēng)扇罩引起。
(3)聞
通過聞電動(dòng)機(jī)的氣味也能判斷及預(yù)防故障。若發(fā)現(xiàn)有特殊的油漆味,說明電動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度過高;若發(fā)現(xiàn)有很重的煳味或焦臭味,則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒
(4)摸
摸電動(dòng)機(jī)一些部位的溫度也可判斷故障原因。為確保安全,用手摸時(shí)應(yīng)用手背去碰觸電動(dòng)機(jī)外殼、軸承周圍部分,若發(fā)現(xiàn)溫度異常,其原因可能有以下幾種。
① 通風(fēng)不良。如風(fēng)扇脫落、通風(fēng)道堵塞等。
② 過載。致使電流過大而使定子繞組過熱。
③ 定子繞組匝間短路或三相電流不平衡。
④ 頻繁啟動(dòng)或制動(dòng)。
⑤ 若軸承周圍溫度過高,則可能是軸承損壞或缺油所致。