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電動機的基礎知識整理學習

發布時間:2021-02-23
  電動機基礎知識

  1. 絕緣材料的耐溫能力是怎樣劃分的?

  答:我國現分為六級,即A、E、B、F、H、C。

  (1) A級絕緣材料最大允許工作溫度為105℃

  (2) E級絕緣材料最大允許工作溫度為120℃

  (3) B級絕緣材料最大允許工作溫度為130℃

  (4) F級絕緣材料最大允許工作溫度為155℃

  (5) H級絕緣材料最大允許工作溫度為180℃

  (6) C級絕緣材料最大允許工作溫度為180℃以上。

  2. 簡述感應電動機的構造和工作原理。

  答:感應電動機的工作原理是這樣的,當三相定子繞組通過三相對稱的交流電電流時,產生一個旋轉磁場,這個旋轉磁場在定子內膛轉動,其磁力線切割轉子上的導線,在轉子導線中感應起電流。由于定子磁場與轉子電流相互作用力產生電磁力矩,于是,定子旋轉磁場就拖著具有載流導線的轉子轉動起來。

  3. 感應電動機啟動時為什么電流大?而啟動后電流會變小?

  答:當感應電動機處在停止狀態時,從電磁的角度看,就象變壓器,接到電源去的定子繞組相當于變壓器的一次線圈,成閉路的轉子繞組相當于變壓器被短路的二次線圈;定子繞組和轉子繞組間無電的的聯系,只有磁的聯系,磁通經定子、氣隙、轉子鐵芯成閉路。當合閘瞬間,轉子因慣性還未轉起來,旋轉磁場以最大的切割速度——同步轉速切割轉子繞組,使轉子繞組感應起可能達到的最高的電勢,因而,在轉子導體中流過很大的電流,這個電流產生抵消定子磁場的磁能,就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。

  定子方面為了維護與該時電源電壓相適應的原有磁通,遂自動增加電流。因為此時轉子的電流很大,故定子電流也增得很大,甚至高達額定電流的4~7倍,這就是啟動電流大的緣由。

  啟動后為什么?。弘S著電動機轉速增高,定子磁場切割轉子導體的速度減小,轉子導體中感應電勢減小,轉子導體中的電流也減小,于是定子電流中用來抵消轉子電流所產生的磁通的影響的那部分電流也減小,所以定子電流就從大到小,直到正常。

  4. 啟動電流大有無危險?為什么有的感應電動機需用啟動設備?

  答:一般說來,由于啟動過程不長,短時間流過大電流,發熱不太厲害,電動機是能承受的,但如果正常啟動條件被破壞,例如規定輕載啟動的電動機作重載啟動,不能正常升速,或電壓低時,電動機長時間達不到額定轉速,以及電動機連續多次啟動,都將有可能使電動機繞組過熱而燒毀。

  電動機啟動電流大對并在同一電源母線上的其它用電設備是有影響的。這是因為供給電動機大的啟動電流,供電線路電壓降很大,致使電動機所接母線的電壓大大降低,影響其它用電設備的正常運行,如電燈不亮,其它電動機啟動不起來,電磁鐵自動釋放等。

  就感應電動機本身來說,都容許直接啟動,即可加額定電壓啟動。

  由于電動機的容量和其所接的電源容量大小不相配合,感應電動機有可能在啟動時因線端電壓降得太低、啟動力矩不夠而啟動不起來。為了解決這個問題和減少對其它同母線用電設備的影響,有的容量較大的電動機必須采用啟動設備,以限制啟動電流及其影響。

  需要不需要啟動設備,關鍵在于電源容量和電動機容量大小的比較。發電廠或電網容量愈大,允許直接啟動的電動機容量也越大。所以現在新建的中、大型電廠,除繞線式外的感應電動機幾乎全部采用直接啟動,只有老的和小的電廠中,還可見到各種啟動設備啟動的電動機。

  對于鼠籠電動機,采用啟動設備的目的不外乎是為了降低啟動電壓,從而達到降低啟動電流的結果。而根據降壓方法不同,啟動方法(1)Y/△轉換啟動法。正常運行時定子繞組接成△形的電動機,在啟動時接成Y形,待啟動后又改成△形接法。(2)用自耦變壓器啟動法。(3)用電抗器啟動法。

  5. 電動機三相繞組一相首尾接反,啟動時有什么現象?怎樣查找?

  答:電動機三相繞組一相繞組首尾接反,則在啟動時:

  (1) 啟動困難。

  (2) 一相電流大。

  (3) 可能產生振動引起聲音很大。

  一般查找的方法是:

  (1) 仔細檢查三相繞組首、尾標志。

  (2) 檢查三相繞組的極性次序,如果不是N,S交錯分布,即表示有一相繞組反接。

  6. 感應電動機定子繞組一相斷線為什么啟動不起來?

  答:三相星接的定子繞組,一相斷線時,電動機就處于只有兩相線端接電源的線電壓上,組成串聯回路,成為單相運行。

  單相運行時將有以下現象:原來停來著的電動啟動不起來,且“唔唔”作響,用手撥一下轉子軸,也許能慢慢轉動。原來轉動著的電動機轉速變慢,電流增大,電機發熱,甚至于燒毀。

  7. 鼠籠式感應電動機運行中轉子斷條有什么異?,F象?

  答:鼠籠式感應電動機在運行中轉子斷條,電動機轉速將變慢,定子電流忽大忽小呈周期性擺動,機身振動,可能發出有節奏的“嗡嗡”聲。

  8. 感應電動機定子繞組運行中單相接地有哪些異?,F象?

  答:對于380伏低壓電動機,接在中性點接地系統中,發生單相接地時,接地相的電流顯著增大,電動機發生振動并發出不正常的響聲,電機發熱,可能一開始就使該相的熔斷器熔斷,也可能使繞組因過熱而損壞。

  9. 頻率變動對感應電動機運行有什么影響?

  答:頻率的偏差超過額定電流的±1%時,電動機的運行情況將會惡化,影響電動機的正常運行。 電動機運行電壓不變時,磁通與頻率成反比,因此頻率的變化將影響電動機的磁通。

  電動機的啟動力矩與頻率的立方成反比,最大力矩與頻率的平方成反比,最大力矩與頻率的平方成反比,所以頻率的變動對電動機力矩也是有影響的。

  頻率的變化還將影響電動機的轉速、出力等。

  頻率升高,定子電流通常是增大的,在電壓降低的情況下,頻率降低,電動機吸取的無功功率要減小。 由于頻率的改變,還會影響電動機的正常運行,使其發熱。

  10. 感應電動機在什么情況下會過電壓?

  答:運行中的感應電動機,在開關斷閘的瞬間,容易發生電感性負荷的操作過電壓,有些情況,合閘時也能產生操作過電壓。電壓超過三千伏的繞線式電動機,如果轉子開路,則在啟動時合閘瞬間,磁通突變,也會產生過電壓。

  電動機的種類

  1、按工作電源分類根據電機工作電源的不同,可分為直流電機和交流電機。其中交流電機還分為單相電機和三相電機。

  2、按結構及工作原理分類電機按結構及工作原理可分為直流電機,異步電機和同步電機。同步電機還可分為永磁同步電機、磁阻同步電機和磁滯同布電機。異步電機可分為感應電機和交流換向器電機。感應電機又分為三相異步電機、單相異步電機和罩極異步電機等。交流換向器電機又分為單相串勵電機、交直流兩用電機和推斥電機。

  直流電機按結構及工作原理可分為無刷直流電機和有刷直流電機。有刷直流電機可分為永磁直流電機和電磁直流電機。電磁直流電機又分為串勵直流電機、并勵直流電機、他勵直流電機和復勵直流電機。永磁直流電機又分為稀土永磁直流電機、鐵氧體永磁直流電機和鋁鎳鈷永磁直流電機。

  3、按起動與運行方式分類電機按起動與運行方式可分為電容起動式單相異步電機、電容運轉式單相異步電機、電容起動運轉式單相異步電機和分相式單相異步電機。

  4、按用途分類電機按用途可分為驅動用電機和控制用電機。驅動用電機又分為電動工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電機、家電(包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等)用電機及其它通用小型機械設備(包括各種小型機床、小型機械、醫療器械、電子儀器等)用電機??刂朴秒姍C又分為步進電機和伺服電機等。

  5、按轉子的結構分類電機按轉子的結構可分為籠型感應電機(舊標準稱為鼠籠型異步電機)和繞線轉子感應電機(舊標準稱為繞線型異步電機)。

  6、按運轉速度分類電機按運轉速度可分為高速電機、低速電機、恒速電機、調速電機。低速電機又分為齒輪減速電機、電磁減速電機、力矩電機和爪極同步電機等。調速電機除可分為有級恒速電機、無級恒速電機、有級變速電機和無級變速電機外,還可分為電磁調速電機、直流調速電機、PWM變頻調速電機和開關磁阻調速電機。異步電機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的同步轉速。同步電機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。

  7、按結構位置分類還有輪轂電機。

  電動機的常見故障

  在家用電器設備中,如電扇、電冰箱、洗衣機、抽油煙機、吸塵器等,其工作動力均采用單相交流電動機。這種電動機結構較簡單,因此有些常見故障可在業余條件下進行修復。

  1、電動機通電后不啟動

  該故障除了電源回路、電機繞組不良外,大多是電機的啟動電路異常。電扇、排風扇、洗衣機等電機一般采用電容器啟動運轉;而電冰箱、冷柜等的電機多采用電阻分相啟動運轉,一旦啟動電路中的電容器或分相電阻損壞,電機就不能正常運轉,檢修時應先排除啟動電路故障后再查電機故障。

  若啟動電路正常,則可能是電動機內部繞組局部短路或斷路,可用萬用表R×1擋測各繞組電阻值來判斷。

  如電冰箱壓縮機電機,正常情況下啟動繞組電阻值約為23Ω,運行繞組電阻值為10Ω左右,起動和運行串接繞組正常阻值應為兩者之和。

  2、電動機轉速慢而無力

  電動機在通電后轉速慢而無力時,對于電容啟動式電機大多為電容器容量不足、漏電嚴重或電源電壓過低;此外鼠籠轉子鋁條部分如果有嚴重的缺損及斷條情況,特別是洗衣機電機經常啟動和正反交替運轉,轉子鋁條較大的感應電流易使轉子鋁條斷裂,也導致運轉慢而無力。

  當發現鋁條有裂縫時,可用手電鉆在裂縫間鉆一個小孔,用相應的鋁絲條嵌入孔內,然后將其敲平鉚死,最后用鋼銼和砂紙打磨平整光滑即可。若鋁條斷裂面較大時,有條件的可采用鋁絲氣焊的方法加以修補。

  3、電動機外殼帶電

  一般要求電機泄漏電流不應大于0.8mA,以保證人身安全。

  電動機外殼漏電的主要原因有電機內某引出線絕緣破損并碰觸殼體;電機繞組局部燒毀引起定子與外殼間漏電。較多見的是長期處于高濕環境,導致電機受潮絕緣降低而使機殼帶電。此時,可用搖表測量電機各繞組與機殼間的絕緣電阻值,若在2MΩ以下,則說明電機已受潮嚴重,應將電機定子繞組進行烘烤去潮處理。

  4、電動機運轉時溫升加劇

  各類家用單相電動機在正常工作狀態下,其電機殼體表面溫度一般比環境溫度高20℃左右,最高溫升不應高于70℃。如果電機工作幾分鐘后出現殼體表面溫度劇升,且機內散發焦油味甚至冒煙,則為電機過熱故障。

  電機過熱溫升的原因,主要有電機自身質量問題;電機長期處于超負荷運行狀態(傳動機構故障引起電機負荷大);電機散熱條件差;電機繞組局部短路等。其中較常見的是繞組匝間 短路,可拆開機殼檢查繞組。如果線包無燒毀現象,可將定子重新進行浸漆絕緣處理,然后烘干。若線包有局部燒毀,那只有更換繞組線包。

  5、電動機運行噪聲大

  電機工作噪聲大,一般有兩種原因,一是機械噪聲,主要是電機軸承磨損和缺油,產生硬摩擦噪聲。對此可清洗后加入潤滑脂減少噪聲。當轉子軸與軸承松動或端蓋松動時,也會使電機在旋轉時產生軸向竄動發出噪聲。也有一些裝配質量差的電機,軸承室不同心,電機徑向間隙不均勻等均會產生異常噪聲。對此,只要拆下外蓋和后內蓋,取出轉子和定子座,重新敲鉚內蓋的中心軸即可應急修復。

  另外,一些罩極式電機的短路環松動或鐵心松動而產生電磁噪聲,應采取夾緊。

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