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前言實現電能與機械能相互轉換的電工設備總稱為電機。電機是利用電磁感應原理實現電能與機械能的相互轉換。把機械能轉換成電能的設備稱為發電機,而把電能轉換成機械能的設備叫做電動機。在生產上主要用的是交流電動機,特別三相異步電動機,因為它具有結構簡單、堅固耐用、運行可靠、價格低廉、維護方便等優點。它被廣泛地用來驅動各種金屬切削工具機、起重機、鍛壓機、傳送帶、鑄造機械、功率不大的通風機及水泵等。對於各種電動機我們應該了解下列幾個方面的問題:(1)基本構造;(2)工作原理;(3)表示轉速與轉矩之間關係的機械特性;(4)起動、調速及制動的基本原理和基本方法;(5)套用場合和如何正確使用。 摘要:本文主要論述了異步電動機的結構、基本工作原理及日常運行中維護。關鍵字:異步電機;原理;維護 三相異步電動機的原理及控制1. 三相異步電動機的結構 三相異步電動機的兩個基本組成部分為定子(固定部分)和轉子(旋轉部分)。此外還有端蓋、風扇等附屬部分,如圖1-1所示。圖 1-1 三相電動機的結構示意圖1.1定子 三相異步電動機的定子由三部分組成:
定子 定子鐵心 由厚度為0.5mm的,相互絕緣的矽鋼片疊成,矽鋼片內圓上有均勻分布的槽,其作用是嵌放定子三相繞組AX、BY、CZ。
定子繞組 三組用漆包線繞制好的,對稱地嵌入定子鐵心槽內的相同的線圈。這三相繞組可接成星形或三角形。
機座 機座用鑄鐵或鑄鋼製成,其作用是固定鐵心和繞組

1.2轉子

三相異步電動機的轉子由三部分組成:

轉子 轉子鐵心 由厚度為0.5mm的,相互絕緣的矽鋼片疊成,矽鋼片外圓上有均勻分布的槽,其作用是嵌放轉子三相繞組。
轉子繞組 轉子繞組有兩種形式:
鼠籠式 -- 鼠籠式異步電動機。
繞線式 -- 繞線式異步電動機。
轉軸 轉軸上加機械負載

鼠籠式電動機由於構造簡單,價格低廉,工作可靠,使用方便,成為了生產上套用得最廣泛的一種電動機。
為了保證轉子能夠自由旋轉,在定子與轉子之間必須留有一定的空氣隙,中小型電動機的空氣隙約在0.2~1.0mm之間。
2.三相異步電動機的轉動原理

2.1基本原理

為了說明三相異步電動機的工作原理,我們做如下演示實驗,如圖1-2所示。
圖 1-2 三相異步電動機工作原理
4.三相異步電動機的使用電動機或其他電氣設備電路的接通或斷開,目前普遍採用繼電器、接觸器、按鈕及開關等控制電器來組成控制系統。這種控制系統一般稱為繼電——接觸器控制系統。
任何複雜的控制電路,都是由一些基本的單元電路組成的。因此,在本節中我們主要討論繼電——接觸器控制的一些基本電路。
要弄清一個控制電路的原理,必須了解其中各個電器元件的結構,動作原理以及它們的控制作用。電器的種類繁多,可分為手動的和自動的兩類。手動電器是由工作人員手動操縱的,例如刀開關、點火開關等。而自動電器則是按照指令、信號或某個物理量的變化而自動動作的,例如各種繼電器、接觸器、電磁閥等。因此本節首先對這些常用控制電器作簡單介紹。

4.1 常用低壓電器介紹

4.1.1手動電器
電路符號
QS

(1).刀開關 Ø 刀開關又叫閘刀開關,一般用於不頻繁操作的低壓電路中,用作接通和切斷電源,有時也用來控制小容量電動機的直接起動與停機。
Ø 刀開關由閘刀(動觸點)、靜插座(靜觸點)、手柄和絕緣底板等組成。
Ø 刀開關的種類很多。按極數(刀片數)分為單極、雙極和三極;按結構分為平板式和條架式;按操作方式分為直接手柄操作式、槓桿操作機構式和電動操作機構式;按轉換方向分為單投和雙投等。 圖4-1刀開關的電路符號
Ø 刀開關一般與熔斷器串聯使用,以便在短路或過負荷時熔斷器熔斷而自動切斷電路。
Ø 刀開關的額定電壓通常為250V和500V,額定電流在1500A以下。
Ø 考慮到電機較大的起動電流,刀閘的額定電流值應如下選擇:3~5倍異步電機額定電流
(2).按鈕
按鈕常用於接通、斷開控制電路,它的結構和電路符號見圖5-7。
按鈕上的觸點分為常開觸點和常閉觸點,由於按鈕的結構特點,按鈕只起發出“接通”和“斷開”信號的作用。
圖 4-2 按鈕的結構和符號4.1.2自動電器

(1).熔斷器
Ø 熔斷器主要作短路或過載保護用,串聯在被保護的線路中。線路正常工作時如同一根導線,起通路作用;當線路短路或過載時熔斷器熔斷,起到保護線路上其他電器設備的作用。
Ø 熔斷器的結構有管式、磁插式、螺旋式、等幾種。其核心部分熔體(熔絲或熔片)是用電阻率較高的易熔合金製成,如鉛錫合金;或者是用截面積較小的導體製成。
Ø 熔體額定電流 的選擇:
1.無衝擊電流的場合(如電燈、電爐) ; 圖4-3 熔斷器的電路符號
2.一台電動機的熔體:熔體額定電流≥電動機的起動電流÷2.5;
如果電動機起動頻繁,則為:熔體額定電流≥電動機的起動電流÷(1.6~2);
3.幾台電動機合用的總熔體:熔體額定電流=(1.5~2.5)×容量最大的電動機的額定電流+其餘電動機的額定電流之和。
(2).交流接觸器
接觸器是一種自動開關,是電力拖動中主要的控制電器之一,它分為直流和交流兩類。其中,交流接觸器常用來接通和斷開電動機或其他設備的主電路。圖5-9是交流接觸器的主要結構圖。接觸器主要由電磁鐵和觸頭兩部分組成。它是利用電磁鐵的吸引力而動作的。當電磁線圈通電後,吸引山字形動鐵心 (上鐵心),而使常開觸頭閉合。
圖4-4接觸器工作原理圖
根據用途不同,接觸器的觸頭分主觸頭和輔助觸頭兩種。輔助觸頭通過的電流較小,常接在電動機的控制電路中;主觸頭能通過較大電流,常接在電動機的主電路中。如CJl0-20型交流接觸器有三個常開主觸頭和四個輔助觸頭 (兩個常開,兩個常閉)。
當主觸頭斷開時,其間產生電弧,會燒壞觸頭,並使電路分斷時間拉長,因此,必須採取滅弧措施。通常交流接觸器的觸頭都做成橋式結構,它有兩個斷點,以降低觸頭斷開時加在斷點上的電壓,使電弧容易熄滅,同時各相間裝有絕緣隔板,可防止短路。在電流較大的接觸器中還專門設有滅弧裝置
接觸器的電路符號見圖4-5,
接觸器線圈
主觸頭--用於主電路
輔助觸頭--用於控制電路
圖4-5 接觸器電路符號
在選用接觸器時,應注意它的額定電流、線圈電壓及觸頭數量等。CJl0系列接觸器的主觸頭額定電流有5、10、20、40、75、120A等數種。
(3).中間繼電器
中間繼電器的結構與接觸器基本相同,只是體積較小,觸點較多,通常用來傳遞信號和同時控制多個電路,也可以用來控制小容量的電動機或其他執行元件。
常用的中間繼電器有JZ7系列,觸點的額定電流為5A,選用時應考慮線圈的電壓。
(4).熱繼電器
熱繼電器是用來保護電動機,使之免受長期過載危害的繼電器。
熱繼電器是利用電流的熱效應而動作的,它的工作原理如圖4-6所示。圖中熱元件是一段電阻不大的電阻絲,接在電動機的主電路中的雙金屬片,由兩種具有不同線膨脹係數的金屬採用熱和壓力輾壓而成,亦可採用冷結合,其中,下層金屬的膨脹係數大,上層的小。當主電路中電流超過容許值,雙金屬片受熱向上彎曲致使脫扣,扣板在彈簧的拉力下將常閉觸頭斷開。觸頭是接在電動機的控制電路中的,控制電路斷開使接觸器的線圈斷電,從而斷開電動機的主電路。
由於熱慣性,熱繼電器不能作短路保護,因為發生短路事故時,我們要求電路立即斷開,而熱繼電器是不能立即動作的。但是這個熱慣性又是合乎我們要求的,比如在電動機起動或短時過載時,由於熱慣性熱繼電器不會動作,這可避免電動機的不必要的停車。如果要熱繼電器復位,則按下復位按鈕即可。
圖4-6熱繼電器工作原理圖
常用的熱繼電器有JR0、JRl0及JRl6等系列。熱繼電器的主要技術數據是整定電流。所謂整定電流,就是熱元件通過的電流超過此值的20%時,熱繼電器應當在20min內動作。JR0一40型的整定電流從0.6A一40A有9種規格。選用熱繼電器時,應使其整定電流與電動機的額定電流基本上一致。
(5).行程開關
行程開關結構與按鈕類似,但其動作要由機械撞擊。用作電路的限位保護、行程控制、自動切換等。

電路符號
ST
電路符號
ST

圖4-7行程開關結構示意圖和電路符號

4.2三相異步電動機技術數據及選擇

4.2.1三相異步電動機技術數據

每台電動機的機座上都裝有一塊銘牌。銘牌上標註有該電動機的主要性能和技術數據。

三相異步電動機
型 號 Y132M-4 功 率 7.5kW 頻 率 50Hz
電 壓 380V 電 流 15.4A 接 法 D
轉 速 1440r/min 絕緣等級 E 工作方式 連續
溫 升 80℃ 防護等級 IP44 重 量 55Kg
年 月 編號 ´´電機廠

(1).型號
為不同用途和不同工作環境的需要,電機製造廠把電動機製成各種系列,每個系列的不同電動機用不同的型號表示。如
Y 315 S 6
三相異步電動機 機座中心高
mm
機座長度代號
S:短鐵心
M:中鐵心
L:長鐵心
磁極數

(2).接法
接法指電動機三相定子繞組的聯接方式。
一般鼠籠式電動機的接線盒中有六根引出線,標有U1、V1、W1、U2、V2、W2,其中:
U1、V1、W1是每一相繞組的始端
U2、V2、W2是每一相繞組的末端
三相異步電動機的聯接方法有兩種:星形(Y)聯接和三角形(D)聯接。通常三相異步電動機功率在4kW以下者接成星形;在4kW(不含)以上者,接成三角形。
(3).電壓
銘牌上所標的電壓值是指電動機在額定運行時定子繞組上應加的線電壓值。一般規定電動機的電壓不應高於或低於額定值的5%。
必須注意:在低於額定電壓下運行時,最大轉矩Tmax和啟動轉矩Tst會顯著地降低,這對電動機的運行是不利的。
三相異步電動機的額定電壓有380V、3000V及6000V等多種。
(4).電流
銘牌上所標的電流值是指電動機在額定運行時定子繞組的最大線電流允許值。當電動機空載時,轉子轉速接近於旋轉磁場的轉速,兩者之間相對轉速很小,所以轉子電流近似為零,這時定子電流幾乎全為建立旋轉磁場的勵磁電流。當輸出功率增大時,轉子電流和定子電流都隨著相應增大。
(5).功率與效率
銘牌上所標的功率值是指電動機在規定的環境溫度下,在額定運行時電極軸上輸出的機械功率值。輸出功率與輸入功率不等,其差值等於電動機本身的損耗功率,包括銅損、鐵損及機械損耗等。
所謂效率h就是輸出功率與輸入功率的比值。一般鼠籠式電動機在額定運行時的效率約為72%—93%。
(6).功率因數
因為電動機是電感性負載,定子相電流比相電壓滯後一個j角,cosj就是電動機的功率因數。 三相異步電動機的功率因數較低,在額定負載時約為0.7~0.9,而在輕載和空載時更低,空載時只有0.2~0.3。選擇電動機時應注意其容量,防止“大馬拉小車”,並力求縮短空載時間。
(7).轉速
電動機額定運行時的轉子轉速,單位為轉/分。不同的磁極數對應有不同的轉速等級。最常用的是四個級的(n0=1500r/min)。
(8).絕緣等級
絕緣等級是按電動機繞組所用的絕緣材料在使用時容許的極限溫度來分級的。所謂極限溫度是指電機絕緣結構中最熱點的最高容許溫度。
絕緣等級 環境溫度40℃時的容許溫升 極限允許溫度
A 65℃ 105℃
E 80℃ 120℃
B 90℃ 130℃
電動機繞組的結構型式
電動機繞組的結構主要分下列幾種型式:
一、以定子繞組形成磁極來區分
定子繞組根據電動機的磁極數與繞組分布形成實際磁極數的關係,可分為顯極式與庶極式兩種類型。
1.顯極式繞組
在顯極式繞組中,每個(組)線圈形成一個磁極,繞組的線圈(組)數與磁極數相等。
在顯極式繞組中,為了要使磁極的極性N和S相互間隔,相鄰兩個線圈(組)里的電流方向必須相反,即相鄰兩個線圈(組)的連線方式必須尾端接尾端,首端接首端(電工術語為“尾接尾、頭接頭”),也即反接串聯方式。
2.庶極式繞組
在庶極式繞組中,每個(組)線圈形成兩個磁極,繞組的線圈(組)數為磁極數的一半,因為另半數磁極由線圈(組)產生磁極的磁力線共同形成。
在庶極式繞組中,每個線圈(組)所形成的磁極的極性都相同,因而所有線圈(組)里的電流方向都相同,即相鄰兩個線圈(組)的連線方式應該是尾端接首端(電工術語為“尾接頭”),即順接串聯方式。
二、以定子繞組的形狀與嵌裝布線方式區分
定子繞組根據線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式不同,可分為集中式和分散式兩類。
1.集中式繞組
集中式繞組一般僅有一個或幾個矩形框線圈組成。繞制後用紗帶包紮定型,再經浸漆烘乾處理後嵌裝在凸磁極的鐵心上。直流電動機、通用電動機的激磁線圈,以及單相罩極電動機的主極繞組都採用這種繞組。
2.分散式繞組
採用分散式繞組的電動機定子沒有凸性的極掌,每個磁極都是由一個或幾個線圈按照一定的規律嵌裝布線組成線圈組。根據嵌裝布線排列的形式不同,分散式繞組又可分為同心式、迭式兩類。
(1)同心式繞組 同心式繞組是同一線圈組的幾個大小不同矩形線圈,按同一中心的位置逐個嵌裝排列成回字形的型式。同心式繞組又分單層與多層。一般單項電動機和部分小功率三相異步電動機的定子繞組採用這種型式。
(2)迭式繞組 迭式繞組是所有線圈的形狀大小完全相同(單雙圈例外),分別以每槽嵌裝一個線圈邊,並在槽外端部逐個相迭均勻分布的型式。迭式繞組又分單層迭式和雙層迭式兩種。在每槽里只嵌一個線圈邊的為單層迭式繞組,或稱單迭繞組;每槽嵌兩個屬不同線圈組的線圈邊(分上下層)為雙層迭式繞組,或稱雙迭繞組。迭式繞組由於嵌裝布線方式的變化不同,又有單雙圈交叉布線排列與單雙層混合布線排列之分;此外,從繞組端部的嵌裝形狀稱為鏈形繞組、籃形繞組,實際上均屬迭式繞組。一般三相異步電動機的定子繞組較多採用迭式繞組。
三、轉子繞組
轉子繞組基本上分鼠籠型和繞線型兩類。鼠籠型結構較簡單,其繞組過去為嵌銅條,目前多數採用澆鑄鋁,特殊的雙鼠籠轉子具有兩組鼠籠條。繞線型轉子繞組與定子繞組相同,也分迭式與另外一種波型繞組。波型繞組的外形與迭式繞組相似,但布線方式不同,它的基本元件不是整個線圈,而是單匝單元線圈,嵌裝後需逐個焊接成線圈組。波形繞組一般套用於大型交流電動機的轉子繞組或中大型直流電動機的電樞繞組。
6.三相異步電動機的控制

6.1直接啟動控制電路

直接啟動即啟動時把電動機直接接入電網,加上額定電壓,一般來說,電動機的容量不大於直接供電變壓器容量的20%∽30%時,都可以直接啟動。

6.1.1點動控制

合上開關S,三相電源被引入控制電路,但電動機還不能起動。按下按鈕SB,接觸器KM線圈通電,銜鐵吸合,常開主觸點接通,電動機定子接入三相電源起動運轉。鬆開按鈕SB, 圖6-1點動控制
接觸器KM線圈斷電,銜鐵鬆開,常開主觸點斷開,電動機因斷電而停轉。

6.1.2直接起動控制

(1)起動過程。按下起動按鈕SB1,接觸器KM線圈通電,與SB1並聯的KM的輔助常開觸點閉合,以保證鬆開按鈕SBl後KM線圈持續通電,串聯在電動機迴路中的KM的主觸點持續閉合,電動機連續運轉,從而實現連續運轉控制。
(2)停止過程。按下停止按鈕SB2,接觸器KM線圈斷電,與SB1並聯的KM的輔助常開觸點斷開,以保證鬆開按鈕SB2後KM線圈持續失電,串聯在電動機迴路中的KM的主觸點持續斷開,電動機停轉。
與SB1並聯的KM的輔助常開觸點的這種作用稱為自鎖。
圖示控制電路還可實現短路保護、過載保護和零壓保護。 圖6-2直接起動控制
Ø 起短路保護的是串接在主電路中的熔斷器FU。一旦電路發生短路故障,熔體立即熔斷,電動機立即停轉。
Ø 起過載保護的是熱繼電器FR。當過載時,熱繼電器的發熱元件發熱,將其常閉觸點斷開,使接觸器KM線圈斷電,串聯在電動機迴路中的KM的主觸點斷開,電動機停轉。同時KM輔助觸點也斷開,解除自鎖。故障排除後若要重新起動,需按下FR的復位按鈕,使FR的常閉觸點復位(閉合)即可。
Ø 起零壓(或欠壓)保護的是接觸器KM本身。當電源暫時斷電或電壓嚴重下降時,接觸器KM線圈的電磁吸力不足,銜鐵自行釋放,使主、輔觸點自行復位,切斷電源,電動機停轉,同時解除自鎖。

6.2正反轉控制

6.2.1簡單的正反轉控制

(1)正向起動過程。按下起動按鈕SB1,接觸器KM1線圈通電,與SB1並聯的KM1的輔助常開觸點閉合,以保證KM1線圈持續通電,串聯在電動機迴路中的KM1的主觸點持續閉合,電動機連續正向運轉。
(2)停止過程。按下停止按鈕SB3,接觸器KM1線圈斷電,與SB1並聯的KM1的輔助觸點斷開,以保證KM1線圈持續失電,串聯在電動機迴路中的KM1的主觸點 圖6-3簡單的正反轉控制
持續斷開,切斷電動機定子電源,電動機停轉。
(3)反向起動過程。按下起動按鈕SB2,接觸器KM2線圈通電,與SB2並聯的KM2的輔助常開觸點閉合,以保證線圈持續通電,串聯在電動機迴路中的KM2的主觸點持續閉合,電動機連續反向運轉。
缺點:KM1和KM2線圈不能同時通電,因此不能同時按下SB1和SB2,也不能在電動機正轉時按下反轉起動按鈕,或在電動機反轉時按下正轉起動按鈕。如果操作錯誤,將引起主迴路電源短路。

6.2.2帶電氣互鎖的正反轉控制電路

將接觸器KM1的輔助常閉觸點串入KM2的線圈迴路中,從而保證在KM1線圈通電時KM2線圈迴路總是斷開的;將接觸器KM2的輔助常閉觸點串入KM1的線圈迴路中,從而保證在KM2線圈通電時KM1線圈迴路總是斷開的。這樣接觸器的輔助常閉觸點KM1和KM2保證了兩個接觸器線圈不能同時通電,這種控制方式稱為互鎖或者聯鎖,這兩個輔助常開觸點稱為互鎖或者聯鎖觸點。
圖6-4 帶電氣互鎖的正反轉控制
缺點:電路在具體操作時,若電動機處於正轉狀態要反轉時必須先按停止按鈕SB3,使互鎖觸點KM1閉合後按下反轉起動按鈕SB2才能使電動機反轉;若電動機處於反轉狀態要正轉時必須先按停止按鈕SB3,使互鎖觸點KM2閉合後按下正轉起動按鈕SB1才能使電動機正轉。6.3.3同時具有電氣互鎖和機械互鎖的正反轉控制電路 採用複式按鈕,將SB1按鈕的常閉觸點串接在KM2的線圈電路中;將SB2的常閉觸點串接在KM1的線圈電路中;這樣,無論何時,只要按下反轉起動按鈕,在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電,從而保證KM1和KM2不同時通電;從反轉到正轉的情況也是一樣。這種由機械按鈕實現的互鎖也叫機械或按鈕互鎖。
圖6-5具有電氣互鎖和機械互鎖的正反轉控制

6.3 Y—降壓起動控制

按下起動按鈕SB1,時間繼電器KT和接觸器KM2同時通電吸合,KM2的常開主觸點閉合,把定子繞組連線成星形,其常開輔助觸點閉合,接通接觸器KM1。KM1的常開主觸點閉合,將定子接入電源,電動機在星形連線下起動。KM1的一對常開輔助觸點閉合,進行自鎖。經一定延時,KT的常閉觸點斷開,KM2斷電復位,接觸器KM3通電吸合。KM3的常開主觸點將定子繞組接成三角形,使電動機在額定 圖5-18 Y—△降壓起動控制
電壓下正常運行。與按鈕SB1串聯的KM3的常閉輔助觸點的作用是:當電動機正常運行時,該常閉觸點斷開,切斷了KT、KM2的通路,即使誤按SB1,KT和KM2也不會通電,以免影響電路正常運行。若要停車,則按下停止按鈕SB3,接觸器KM1、KM2同時斷電釋放,電動機脫離電源停止轉動。

6.4.行程控制

6.4.1限位控制

當生產機械的運動部件到達預定的位置時壓下行程開關的觸桿,將常閉觸點斷開,接觸器線圈斷電,使電動機斷電而停止運行。(圖6-7)
圖6-7 限位控制 圖6-8行程往返控制

6.4.2行程往返控制

按下正向起動按鈕SB1,電動機正向起動運行,帶動工作檯向前運動。當運行到SQ2位置時,擋塊壓下SQ2,接觸器KM1斷電釋放,KM2通電吸合,電動機反向起動運行,使工作檯後退。工作檯退到SQ1位置時,擋塊壓下SQ1,KM2斷電釋放,KM1通電吸合,電動機又正向起動運行,工作檯又向前進,如此一直循環下去,直到需要停止時按下SB3,KM1和KM2線圈同時斷電釋放,電動機脫離電源停止轉動。(圖6-8)
三相異步電動機的故障分析和處理方法
繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的衝擊都會造成對繞組的傷害,電機過載、欠電壓、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤。現在分別說明故障現象、產生的原因及檢查方法。
一、繞組接地
指繞組與鐵心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。
1、故障現象
機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發熱,致使電動機無法正常運行。
2、產生原因
繞組受潮使絕緣電阻下降、電動機長期過載運行、有害氣體腐蝕、金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣、重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心、繞組端部碰端蓋機座、定子轉子磨擦引起絕緣灼傷、引出線絕緣損壞與殼體相碰、過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。
3.檢查方法
(1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點。
(2)萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀數很小,則為接地。
(3)兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數為零,則表示該項繞組接地,但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據經驗判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時,可認為其具有一定的電阻值。
(4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發現某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮,但測試棒接地時也出現火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮時,說明電流時通時斷,則該處就是接地點。
(5)電流穿燒法。用一台調壓變壓器,接上電源後,接地點很快發熱,絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘,大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點剛冒煙時立即斷電。
(6)分組淘汰法。對於接地點在鐵芯心裏面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。採用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最後找出接地點。
此外,還有高壓試驗法、磁針探索法、工頻振動法等。
4.處理方法
(1)繞組受潮引起接地的應先進行烘乾,當冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆後再烘乾。
(2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理、塗漆、再烘乾。
(3)繞組接地點在槽內時,應重繞繞組或更換部分繞組元件。
最後套用不同的兆歐表進行測量,滿足技術要求即可。
電動機絕緣浸漬處理的目的
軸承的維護與使用
軸承是中小型電動機在運行過程中最易損壞的零部件,如果軸承損壞就會出現:噪音和振動增強;工作溫度升高;配套設備精度下降;甚至會造成電動機的燒毀。如何對電動機的軸承進行維護,延長使用壽命,應在電動機的安裝使用過程中注意下列因素:
1、聯軸器的安裝
當電動機採用聯軸器與配套設備連線時,應避免安裝聯軸器所產生的軸向力對軸承產生破壞,對於過盈配合的尺寸建議採用熱套或頂住非軸伸端的軸端面進行安裝,這樣可有效的避免軸承受較大的軸向力,起到保護軸承的作用。
2、軸承的潤滑
據研究表明大約有36%軸承損壞的原因是由於因軸承潤滑不良或潤滑脂使用不當造成的。由於軸承通常是機械設備中最不容易裝卸的部件,不經常潤滑就會出現問題。中小型電動機(80-355)正常連續運轉六個月,應更換潤滑脂一次。當發現油脂色澤變暗,上面有水珠或灰塵聚集;油脂硬化變質或軸承發熱(軸承的運行溫度不應超過95℃)等現象應立即更換油脂。更換油脂時,應將陳脂清除,並將軸承及軸承蓋洗淨,然後加入新潤滑脂,所加的潤滑脂量以加至軸承室空間的1/3--2/3為宜。
3、污染
軸承是精密零件,如果軸承及潤滑脂受到污染,將無法有效運行,因此要求電動機的使用環境一定要符合電動機的防護等級的要求。
4、疲勞
如果配套設備出現過載、使用或維護不當,軸承都會受到影響,研究表明導致提前失效的軸承中有34%是由於疲勞引起的。因此要求電動機應在額定條件下運行,避免過載運行。
電動機重繞線圈後要進行浸漬處理,其目的是:
1)提高機械強度
電動機重繞後,尤其低壓電動機重繞後,電動機繞組是由各種絕緣件組成的一個鬆散體,如槽楔、槽絕緣、各種墊條墊紙、端部墊塊,以及線圈本身各線匝等都是鬆散的,如果不經浸漬處理,電動機運行時在電磁應力和電磁振動以及熱脹冷縮產生的機械應力作用下,很快就會使各線匝磨損和鬆散,各部絕緣遭到損傷,尤其溫升高、正反轉的電動機,損壞更快。但用絕緣漆浸漬處理後,將電動機所有絕緣件、絕緣材料表面和毛細孔內全部浸入絕緣漆,粘結成一個整體,使繞組機械強度提高,可增加繞組耐各種應力的作用,從而提高電動機的使用壽命。
2)提高繞組導熱性和耐熱性
電動機重繞線圈在未經浸漬處理前,絕緣結構中各種絕緣材料內部都有微孔存在,各組和絕緣件之間也有空氣隙,這些微孔和空氣隙內充滿空氣,空氣又是不良的導熱體,影響電動機散熱。如果電動機經浸漬後,讓絕緣漆填充入各個絕緣材料的微孔和毛細管,以及所有空氣隙內,則導熱性能就會大大提高,因為絕緣漆導熱率為空氣的5倍。普通浸漆的電動機溫升比不經浸漆的電動機溫升可降低10K,真空浸漆電動機又比普通浸漆的電動機溫升降低5K。
電動機被燒毀不是取決於電動機的平均溫度,而是取決於絕緣的最熱點的溫度。一台電動機繞組各點溫度並不相同,相差20℃之多,電動機經浸漬後,使最熱溫度降低,從而提高了電動機的耐熱性能。
3)提高繞組抗外界環境能力
電動機通常是處於有潮濕、鹼、鹽以及其他有害氣體環境中運行,導致絕緣性能加速劣化,甚至發生絕緣擊穿現象。電動機繞組經浸漬處理後就能夠減緩外界環境的侵蝕速度的程度。
4)提高電氣強度
空氣的擊穿強度遠遠低於電動機各種絕材料,又由於空氣隙相對介電係數小,而承受電場強度最高,當電動機絕緣浸漬處理後,用絕緣漆代替空氣的空間,提高了介電係數和承受電場強度的能力,此外,絕緣漆填充各絕緣間隙和毛細管之後,能改善電場分布,還起修補絕緣薄弱點的作用,因此提高了電動機的絕緣電氣強度。
不正確拆出電動機舊繞組的危害
有的維修單位為了快速拆除舊繞組,往往採取不正確的拆除方法,致使電機修後性能降低,甚至不能再用。
最常見的不正確拆除方法是在定子膛內用火柴燒線圈,將鐵心沖片絕緣燒焦,使絕緣漆變成導體,引起鐵心損耗增大,發熱。
另外就是用噴燈火焰烘烤線圈,火焰溫度達1000℃以上,將鐵心沖片燒紅,造成沖片變形、絕緣漆碳化。
由於上述兩種不正確拆除方法造成一下危害:
1)鐵心受熱不均、局部變形、影響電機氣隙不均、產生振動和噪聲。
2)鐵心沖片絕緣碳化,使鐵心渦流損耗增大,造成空載損耗和空載電流增加。同時雜耗也增加。對於1~4號機座的JO2系列三相異步電動機,空載電流增加18.5%(2極)左右、6%(4極)左右、4.5%(6極)左右。
3)由於定子鐵心和機座受熱不均,產生變形,破壞機座兩端止口的同心度,裝配端蓋後,由於兩端端蓋中心線不重合,引起氣隙不均,軸承內外圈不平行,電動機運行後產生軸承發熱和掃膛事故。
4)由於採取“破壞性”的拆除,造成鐵心兩端產生扇張現象,甚至把端部齒壓板和端部的絕緣板給破壞。
5)對於中大型電機採取“破壞性”的拆除,使鐵心槽口變形。
6)對於接線複雜的小型和微型電機,尤其國外進口電機,由於採取不正確的拆除,造成無法記錄原始紀錄,電機因數據不清,不能修復。
因此要採取合理的拆除繞組方法進行拆除工作。
四 電動機的大、中、小修項目及檢修周期
三相異步電動機的小修、中修、大修的項目和內容
1.小修項目:
1)電動機吹風清掃,做一般性的檢查。
2)更換局部電刷和彈簧,並進行調整。
3)清理集電環,檢查和處理局部絕緣的損傷,並進行修補工作。
4)清洗軸承,進行檢查和換油。
5)處理繞組局部絕緣故障,進行繞組綁紮加固和包紮引線絕緣等工作。
6)緊固所有的螺釘。
7)處理鬆動的槽楔和齒端板。
8)調整風扇,風扇罩,並加固。
2.中修項目:
1)包含全部小修項目內容。
2)對電動機進行清掃和清洗乾燥,更換局部線圈和修補加強繞組絕緣。
3)電動機解體檢查,處理鬆動的線圈和槽楔以及各部的緊固零部件。
4)刮研軸瓦,對軸瓦進行局部補焊,更換滑動軸瓦的絕緣墊片。
5)更換磁性槽楔,加強繞組端部絕緣。
6)更換轉子綁箍,處理鬆動的零部件,進行點焊加固。
7)轉子做動平衡試驗。
8)改進機械零部件結構並進行安裝和調試。
9)修理集電環,對銅環進行車削,磨削機械加工。
10)做檢查試驗和分析試驗。
3.大修項目:
1)包含全部中修項目內容。
2)繞組全部重繞更新。
3)銅籠轉子導條全部更新,焊接和試驗。
4)鋁籠轉子應全部改銅籠或全部更換新鋁條。
三相異步電動機的檢修周期
1類 J、JD、Y、JB、YSQ、JSQ等系列及其他類似型號的電動機,連續運行的中小型籠型電動機
大修:7~10年;中修:2年;小修:1年。
2類 JR、JRQ、YR、YRQ等系列及其他類似型號的電動機,連續運行的中小型繞線轉子電動機
大修:10~12年;中修:2年;小修:1年。
3類 短期反覆運行、頻繁起制動的電動機
大修:3~5年;中修:2年;小修:0.5年。
4類 交流變流機組、原動機、軋鋼異步電動機,以及大中型異步電動機
大修:20~25年;中修:4~5年;小修:0.5年。
三相異步電動機的銘牌
每台電動機的機殼上都有一塊銘牌,上面標明該電動機的規格、性能及使用條件,它是我們正確使用電動機的依據。這裡對銘牌上主要的技術參數介紹如下。
1.型號為了適應不同用途和工作環境需要,三相異步電動機製成不同系列和型號,不同型號的電動機的機座長度、中心高度、轉速等技術參數不相同,使用或選購時應注意型號或根據需要查閱相應產品目錄和技術手冊。
2.功率電動機在銘牌規定的運行條件下,正常工作時的輸出功率(kw)。
3.電壓電動機定子繞組的額定線電壓(v)。
4.電流電動機在額定工作狀況下運行時流入定子繞組的線電流(a)。
5.轉速電動機在額定工作狀況下運行時轉子每分鐘的轉數(r/min)。
6.接法電動機的接線盒有六個接線端子,需要改變轉子當前的轉向時,只要把電動機的三根電源線中的任意兩根對調一下,就能改變電動機的轉向。
文獻:1. 王利鋒,三相異步電動機日常運行維護,內蒙古石油化工, 2008(07),13-29
2. 彭林茹,三相電動機斷相故障與保護裝置的探討,科技資訊, 2005(25),35-42
3. 康婧,基於PLC控制的三相異步電動機調速系統,矽谷, 2009(16),35-38
4. 龍迎春,JN—15T型工具機數控系統故障分析及維護,韶關學院學報 ,2001(12),45-47
致謝敬愛的老師,您好!我感謝您在百忙之中抽出時間給我指導畢業論文。您那不厭其煩的指導,靈活的思維方法,淵博的知識,使我受益匪淺,工作認真的態度和那強烈的責任心,讓我對您感激和敬意,再次感謝您,感謝學校的其他領導和老師認真而不知疲倦的教導我們,使我們得到了德智體全面的發展。
也感謝學校在這三年為我們提供了一個了良好的學習環境,讓我們在這裡充實的完成了三年的學業,也更好的鍛鍊了自己,學校給我們提供了實習基地,培養了動手操作能力,我會以一個嶄新的姿態踏上社會,用我的實際行動來證明我的價值,為社會貢獻一份力量。
祝新疆輕工職業技術學院明天更加輝煌。
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