電動機 -電力學術語

電動機

電力學術語
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電動機(Motor)是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈(也就是定子繞組)產生旋轉磁場並作用于轉子(如鼠籠式閉合鋁框)形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機,電力系統中的電動機大部分是交流電機,可以是同步電機或者是非同步電機(電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速)。電動機主要由定子與轉子組成,通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線(磁場方向)方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用,使電動機轉動。

  • 中文名稱
    電動機
  • 外文名稱
    Motor
  • 行    業
    機械製造業
  • 又    名
    馬達;電滾子
  • 拼    音
    diàn dòng jī

簡要介紹

電動機是一種旋轉式電動機器,它將電能轉變為機械能,它主要包括一個用以產生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉電樞或轉子。在定子繞組旋轉磁場的作用下,其在定子繞組有效邊中有電流通過並受磁場的作用而使其轉動。根據電機可逆性原則,如果電動機在其結構上沒有發生任何改變,電機即電動機使用,也可作發電機使用。它是將電能轉變為機械能的一種機器。通常電動機的作功部分作旋轉運動,這種電動機稱為轉子電動機;也有作直線運動的,稱為直線電動機。電動機能提供的功率範圍很大,從毫瓦級到千瓦級。機床、水泵,需要電動機帶動;電力機車、電梯,需要電動機牽引。家庭生活中的電扇、冰櫃、洗衣機,甚至各種電動機玩具都離不開電動機。電動機已經套用在現代社會生活中的各個方面。

電動機

電動機的工作原理:通電導線在磁場中受到力的作用

國內發展

業內專家指出,在“十五”期間,由于國民經濟迅速發展,中小型電機產品產量比原來“十五”規劃提出的目標有較大幅度的成長規劃。

令人欣喜的還不止這些。 行業整合加速,中小電機行業整合的大幕已然拉開。目前,我國大大小小的電機廠近2000家,盡管企業數量龐大,但相當一批是小型企業。專家指出,由于生產廠家多、產量大,形成了互相搶佔市場壓價競爭局面。產品質量參差不齊、相互壓價競爭、行業利潤微薄等現象,已成為影響電機企業生存和發展的主要原因。

據《中國電動機製造行業產銷需求預測與轉型升級分析報告前瞻》統計資料表明,通用產品產量增幅最大,其它派生專用系列電機產品也有較大增幅,例如,振動電機、振動篩電機、變頻電機、電梯電機、潛水潛油電機、註塑機電動機、永磁同步電機、交流伺服電動機等。新產品開發也取得了不俗的業績。“十五”期間開發的“以冷代熱”Y3系列三相非同步電動機,2002年4月已通過專家鑒定,正在全國推廣。另外,在主要派生系列上採用冷軋矽鋼片更新換代產品的開發工作也在進行中,如高效電機系列、低噪聲低振動電機系列、低壓大功率電動機系列、IP23低壓電動機系列等。

隨著電動機製造行業競爭的不斷加劇,大型電動機製造企業間並購整合與資本運作日趨頻繁,國內外優秀的電動機製造企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內外優秀的電動機品牌迅速崛起,逐漸成為電動機製造行業中的翹楚.

電機本身是勞動密集型產品,達不到一定產量規模很難產生效益,所以行業利潤十分微薄,全國電機行業從業人員約30萬人,2003年行業實現利潤僅2.8億元。據了解,即使在一些效益比較好的企業,去年的純利潤也達不到5%。 同時,由于大部分小企業生產工藝不過關,電機行業還存在大量產品質量不合格的現象。據調查,我國電機企業的廢品、次品、返修品等不良損失平均在10%左右,而國外工業發達國家的電機企業不合格水準一般為0.3%。

近幾年來,我國的電機行業也涌現了一批產量規模大,產品水準、質量好,技術裝備先進的企業。但是,還沒有哪一家的產品份額能在國內市場上佔到統治地位。中小電機至今還沒有形成具有國際影響力的品牌。 電機行業亟需重新整合、優勝劣汰,這已成為電機行業的發展趨勢。 專家指出,電機行業雖然是一個老傳統工業,然而各行各業配套電機不可缺少。而且,一些較大的電機企業佔地面積大,所處地段好,收購兼並後,將會給收購者帶來非常豐厚的效益和財源。

種類劃分

1交流

非同步電機

Y系列(低壓,高壓,變頻,電磁製動)

JSJ系列(低壓,高壓,變頻,電磁製動)

同步電機

TD系列

TDMK系列

2直流

普通直流電機

Z2系列

Z4系列

電動機

專用直流電機

ZTP鐵路電機

ZSN水泥回轉窯

萬千瓦級。電動機的使用和控製非常方便,具有自起動 、加速、製動、反轉、掣住等能力,能滿足各種運行要求;電動機的工作效率較高,又沒有煙塵、氣味,不污染環境,噪聲也較小。由于它的一系列優點,所以在工農業生產、交通運輸、國防、商業及家用電器、醫療電器設備等各方面廣泛套用。

型號參數

電機型號

電動機型號是便于使用、設計、製造等部門進行業務聯系和簡化技術檔案中產品名稱、規格、型式等敘述而引用的一種代號。

產品代號是由電動機類型代號、特點代號和設計序號等三個小節順序組成。

電動機類型代號用:Y——表示非同步電動機;T——表示同步電動機;

電動機特點代號表征電動機的性能、結構或用途而採用的漢語拼音字母。如防爆類型的字母EXE(增安型)、EXB(隔爆型)、EXP(正壓型)等。

設計序號是用中心高、鐵心外徑、機座號、凸緣代號、機座長度、鐵心長度、功率、轉速或級數等表示。

如:Y2-- 160 M1 – 8

Y:機型,表示非同步電動機;

2:設計序號,“2”表示第一次基礎上改進設計的產品;

160:中心高,是軸中心到機座平面高度;

M1:機座長度規格,M是中型,其中主腳“2”是M型鐵心的第二種規格,而“2”型比“1”型鐵心長。

8:極數,“8”是指8極電動機。

如:Y 630—10 /1180

Y表示非同步電動機; 630表示功率630KW; 10極、定子鐵心外徑1180MM;

機座長度的字母代號採用國際通用符號表示;S是短機座型,M是中機座型,L是長機座型。

鐵心長度的字母代號用數位1、2、3、-------依次表示。

銘牌參數

電動機銘牌資料及額定值

型號:表示電動機的系列品種、性能、防護結構形式、轉子類型等產品代號。

功率:表示額定運行時電動機軸上輸出的額定機械功率,單位KW或HP ,1HP=0.736KW。

電壓:直接到定子繞組上的線電壓(V),電機有Y形和△形兩種接法,其接法應與電機銘牌規定的接法相符,以保證與額定電壓相適應。

電流:電動機在額定電壓和額定頻率下,並輸出額定功率時定子繞組的三相線電流

頻率:指電動機所接交流電源的頻率,中國規定為50HZ±1

轉速:電動機在額定電壓、額定頻率、額定負載下,電動機每分鍾的轉速(r/min);2極電機的同步轉速為2880/min。

工作定額:指電動機運行的持續時間。

絕緣等級:電動機絕緣材料的等級,決定電機的允許溫升。

標準編號:表示設計電機的技術檔案依據。

勵磁電壓:指同步電機在額定工作時的勵磁電壓(V)。

勵磁電流:指同步電機在額定工作時的勵磁電流(A)。

發明過程

電動機使用了通電導體在磁場中受力的作用的原理(這是不同于電流的磁效應的說法,現行人教版八年級物理明確把二者分開),發明這一原理的的是丹麥物理學家奧斯特,1777年8月14日生于蘭格朗島魯德喬賓的一個葯劑師家庭。1794年考入哥本哈根大學,1799年獲博士學位。1801~1803年去德、法等國訪問,結識了許多物理學家及化學家。1806年起任哥本哈根大學物理學教授,1815年起任丹麥皇家學會常務秘書。1820年因電流磁效應這一傑出發現獲英國皇家學會科普利獎章。

1829年起任哥本哈根工學院院長。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾對物理學、化學和哲學進行過多方面的研究。由于受康德哲學與謝林的自然哲學的影響,堅信自然力是可以相互轉化的,長期探索電與磁之間的聯系。1820年4月終于發現了電流對磁針的作用,即電流的磁效應。同年7月21日以《關于磁針上電沖突作用的實驗》為題發表了他的發現。這篇短短的論文使歐洲物理學界產生了極大震動,導致了大批實驗成果的出現,由此開闢了物理學的新領域──電磁學。

電動機

1812年他最先提出了光與電磁之間聯系的思想。1822年他對液體和氣體的壓縮性進行了實驗研究。1825年提煉出,但純度不高。在聲學研究中,他嘗試發現聲所引起的電現象。他的最後一次研究工作是抗磁性。他是一位熱情洋溢重視科研和實驗的教師,他說:“我不喜歡那種沒有實驗的枯燥的講課,所有的科學研究都是從實驗開始的”。因此受到學生歡迎。他還是卓越的演講家和自然科學普及工作者,1824年倡議成立丹麥科學促進協會,建立了丹麥第一個物理實驗室。1908年丹麥自然科學促進協會建立“奧斯特獎章”,以表彰做出重大貢獻的物理學家。1934年以“奧斯特”命名CGS單位製中的磁場強度單位。1937年美國物理教師協會設立“奧斯特獎章”,獎勵在物理教學上做出貢獻的物理教師。

1821年法拉第完成了第一項重大的電發明。在這兩年之前,奧斯特已發現如果電路中有電流通過,它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。法拉第從中得到啓發,認為假如磁鐵固定,線圈就可能會運動。根據這種構想,他成功地發明了一種簡單的裝置。在裝置內,隻要有電流通過線路,線路就會繞著一塊磁鐵不停地轉動。事實上法拉第發明的是第一台電動機,是第一台使用電流將物體運動的裝置。雖然裝置簡陋,但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先。

這是一項重大的突破。隻是它的實際用途還非常有限,因為當時除了用簡陋的電池以外別無其它方法發電。

結構簡介

基本結構

一、三相非同步電動機的結構,由定子、轉子和其它附屬檔案組成。

(一)定子(靜止部分)

1、定子鐵心

作用:電機磁路的一部分,並在其上放置定子繞組。

構造:定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的矽鋼片沖製、疊壓而成,在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽,用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種:

半閉口型槽:電動機的效率和功率因數較高,但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。

半開口型槽:可嵌放成型繞組,一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理後再放入槽內。

開口型槽:用以嵌放成型繞組,絕緣方法方便,主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用:是電動機的電路部分,通入三相交流電,產生旋轉磁場。

構造:由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連線而成,這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。

定子繞組的主要絕緣項目有以下三種:(保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣)。

⑴對地絕緣:定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

⑵相間絕緣:各相定子繞組間的絕緣。

⑶匝間絕緣:每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內的接線:

電動機接線盒內都有一塊接線板,三相繞組的六個線頭排成上下兩排,並規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三個接線樁自左至右排列的編號為6(W2)、4(U2)、5(V2),.將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡製造和維修時均應按這個序號排列。

3、機座

作用:固定定子鐵心與前後端蓋以支撐轉子,並起防護、散熱等作用。

構造:機座通常為鑄鐵件,大型非同步電動機機座一般用鋼板焊成,微型電動機的機座採用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積,防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔,使電動機內外的空氣可直接對流,以利于散熱。

(二)轉子(旋轉部分)

1、三相非同步電動機的轉子鐵心:

作用:作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。

構造:所用材料與定子一樣,由0.5毫米厚的矽鋼片沖製、疊壓而成,矽鋼片外圓沖有均勻分布的孔,用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落後的矽鋼片內圓來沖製轉子鐵心。一般小型非同步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上,大、中型非同步電動機(轉子直徑在300~400毫米以上)的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。

2、三相非同步電動機的轉子繞組

作用:切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流,並形成電磁轉矩而使電動機旋轉。

構造:分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。

⑴鼠籠式轉子:轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心,整個繞組的外形像一個鼠籠,故稱籠型繞組。小型籠型電動機採用鑄鋁轉子繞組,對于100KW以上的電動機採用銅條和銅端環焊接而成。

⑵繞線式轉子:繞線轉子繞組與定子繞組相似,也是一個對稱的三相繞組,一般接成星形,三個出線頭接到轉軸的三個集流環上,再通過電刷與外電路聯接。

特點:結構較復雜,故繞線式電動機的套用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環和電刷在轉子繞組回路中串入附加電阻等元件,用以改善非同步電動機的起、製動性能及調速性能,故在要求一定範圍內進行平滑調速的設備,如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面採用。

(三)三相非同步電動機的其它附屬檔案

1、端蓋:支撐作用。

2、軸承:連線轉動部分與不動部分。

3、軸承端蓋:保護軸承。

4、風扇:冷卻電動機。

二、直流電動機採用八角形全疊片結構,不僅空間利用率高,而且當採用靜止整流器供電時,能承受脈動電流和快速的負載電流變化。直流電動機一般不帶串勵繞組,適用于需要正、反轉的自動控製技術中。根據使用者需要也可以製成帶串勵繞組。中心高100~280mm的電動機無補償繞組,但中心高250mm、280mm的電動機根據具體情況和需要可以製成帶補償繞組,中心高315~450mm的電動機帶有補償繞組。中心高500~710mm的電動機外形安裝尺寸及技術要求均符合IEC國際標準,電機的機械尺寸公差符合ISO國際標準。

電動機
電動機分類原理換向器
沒有換向器機電電子
定子線圈由電壓驅動電機有一個換向器,用來開啓或是關閉轉子線圈開啓或是關閉定子線圈,通過檢測轉子位置,或離散感測器,或從線圈反饋,或開環反饋。
電子機械換向器電子開關
驅動
交流直流直流
轉子轉子是鐵磁,不是永久磁化,沒有線圈磁阻:磁滯,同步磁阻電機可變磁組電機/開關磁阻電機可變磁組電機/開關磁阻電機,步進電機,加速器
磁鐵轉子是永久磁化,沒有線圈永磁同步電動機/無刷交流電機
無刷直流電機
銅(通常加磁芯)轉子有線圈鼠籠式電機永磁繞組定子:通用電機(交直流兩用馬達)通過反相器控製電動機變頻

冷卻方式及其代碼

一、概念部分:

1)冷卻:電機在進行能量轉換時,總是有一小部分損耗轉變成熱量,它必須通過電機外殼和周圍介質不斷將熱量散發出去,這個散發熱量的過程,我們就稱為冷卻。

2)冷卻介質:傳遞熱量的氣體或液體介質。

3)初級冷卻介質:溫度低于電機某部件的氣體或液體介質,它與電機的該部件相接觸,並將其放出的熱量帶走。

4)次級冷卻介質:溫度低于初級冷卻介質的氣體或液體介質,通過電機的外表面或冷卻器將初級冷卻介質放出的熱量帶走。

5)最終冷卻介質:熱量傳遞到最後的冷卻介質。

6)周圍冷卻介質:電機周圍環境的氣體或液體介質。

7)遠方介質:一種遠離電機的介質,通過進、出口管或通道吸入電機熱量和排出冷卻介質至遠方。

8)冷卻器:使一種冷卻介質的熱量傳遞到另外一種冷卻介質,並保持兩種冷卻介質分開的裝置。

二、冷卻方法代號的內容規定

1、電機冷卻方法代號主要由冷卻方法標志(IC)、冷卻介質的回路布置代號、冷卻介質代號以及冷卻介質運動的推動方法代號所組成。

IC+回路布置代號+冷卻介質代號+推動方法代號

2、冷卻方法標志代號是英文國際冷卻(International Cooling)的字母縮寫,用IC表示。

3、冷卻介質的回路布置代號用特征數位表示,我們公司主要採用的有0、4、6、8等,下面分別說一下它們的含義。

特征數位含義簡述
0冷卻介質從周圍介質直接地自由吸入,然後直接返回到周圍介質(開路)自由迴圈
4初級冷卻介質在電機內的閉合回路內迴圈,並通過機殼表面把熱量傳遞到周圍環境介質,機殼表面可以是光滑的或帶肋的,也可以帶外罩以改善熱傳遞效果機殼表面冷卻
6初級冷卻介質在閉合回路內迴圈,並通過裝在電機上面的外裝式冷卻器,把熱量傳遞給周圍環境介質外裝式冷卻器(用周圍環境介質)
8初級冷卻介質在閉合回路內迴圈,並通過裝在電機上面的外裝式冷卻器,把熱量傳遞給遠方介質外裝式冷卻器(用遠方介質)

4、冷卻介質代號有如下規定:

冷卻介質特征代號
空氣A
氫氣H
氮氣N
二氧化碳C
W
U

如果冷卻介質為空氣,則描述冷卻介質的字母A可以省略,我們所採用的冷卻介質基本上都為空氣。

5、冷卻介質運動的推動方法,主要介紹四種。

特征數位含義簡述
0依靠溫度差促使冷卻介質運動自由對流
1冷卻介質運動與電機轉速有關,或因轉子本身的作用,也可以是由轉子拖運的整體風扇或泵的作用,促使介質運動自迴圈
6由安裝在電機上的獨立部件驅動介質運動,該部件所需動力與主機轉速無關,例如背包風機或風機等外裝式獨立部件驅動
7與電機分開安裝的獨立的電氣或機械部件驅動冷卻介質運動,或是依靠冷卻介質迴圈系統中的壓力驅動冷卻介質運動分裝式獨立部件驅動

6、冷卻方法代號的標記有簡化標記法和完整標記法兩種,我們應優先使用簡化標記法,簡化標記法的特點有,如果冷卻介質為空氣,則表示冷卻介質代號的A,在簡化標記中可以省略,如果冷卻介質為水,推動方式為7,則在簡化標記中,數位7可以省略。

7、比較常用的冷卻方式有IC01、IC06、IC411、IC416、IC611、IC81W等。

舉例說明 :IC411 完整標記法為 IC4A1A1

“IC”為冷卻方式標志代號;

“4”為冷卻介質回路布置代號(機殼表面冷卻)

“A’’為冷卻介質代號(空氣)

第一個“1”為初級冷卻介質推動方法代號(自迴圈)

第二個“1”為次級冷卻介質推動方法代號(自迴圈)

IC06:自帶鼓風機的外通風;

ICl7:冷卻空氣進口為通路,出口為百葉窗排風;

IC37:即冷卻空氣進出口均為通路;

IC611:全封閉帶空氣/空氣冷卻器;

ICW37A86:全封閉帶空氣/水冷卻器。

並有多種派生形式,如自通風型、帶軸向風機型、封閉型、空/空冷卻器型等。

用途套用

各種電動機中套用最廣的是交流非同步電動機(又稱感應電動機)。它使用方便、運行可靠、價格低廉、結構牢固,但功率因數較低,調速也較困難。大容量低轉速的動力機常用同步電動機

(見同步電機)。同步電動機不但功率因數高,而且其轉速與負載大小無關,隻決定于電網頻率。工作較穩定。在要求寬範圍調速的場合多用直流電動機。但它有換向器,結構復雜,價格昂貴,維護困難,不適于惡劣環境。20世紀70年代以後,隨著電力電子技術的發展,交流電動機的調速技術漸趨成熟,設備價格日益降低,已開始得到套用。電動機在規定工作製式(連續式、短時運行製、斷續周期運行製)下所能承擔而不至引起電機過熱的最大輸出機械功率稱為它的額定功率,使用時需註意銘牌上的規定。電動機運行時需註意使其負載的特徵與電機的特徵相匹配,避免出現飛車或停轉。電動機能提供的功率範圍很大,從毫瓦級到萬千瓦級。電動機的使用和控製非常方便,具有自起動、加速、製動、反轉、掣住等能力,能滿足各種運行要求;電動機的工作效率較高,又沒有煙塵、氣味,不污染環境,噪聲也較小。由于它的一系列優點,所以在工農業生產、交通運輸、國防、商業及家用電器、醫療電器設備等各方面廣泛套用。一般電動機調速時其輸出功率會隨轉速而變化。

電動機

啓動方式

電動機啓動方式包括:全壓直接啓動、自耦減壓起動、y-δ 起動、軟起動器、變頻器。全壓直接起動:

在電網容量和負載兩方面都允許全壓直接起動的情況下,可以考慮採用全壓直接起動。優點是操縱控製方便,維護簡單,而且比較經濟。主要用于小功率電動機的起動,從節約電能的角度考慮,大于11kw 的電動機不宜用此方法。

自耦減壓起動:

利用自耦變壓器的多抽頭減壓,既能適應不同負載起動的需要,又能得到更大的起動轉矩,是一種經常被用來起動較大容量電動機的減壓起動方式。它的最大優點是起動轉矩較大,當其繞組抽頭在80%處時,起動轉矩可達直接起動時的64%。並且可以通過抽頭調節起動轉矩。至今仍被廣泛套用。

起動:

對于正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式非同步電動機來說,如果在起動時將定子繞組接成星形,待起動完畢後再接成三角形,就可以降低起動電流,減輕它對電網的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動,或簡稱為星三角起動(y-δ 起動)。採用星三角起動時,起動電流隻是原來按三角形接法直接起動時的1/3。如果直接起動時的起動電流以6~7ie 計,則在星三角起動時,起動電流才2~2.3 倍。這就是說採用星三角起動時,起動轉矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。並且同任何別的減壓起動器相比較,其結構最簡單,價格也最便宜。除此之外,星三角起動方式還有一個優點,即當負載較輕時,可以讓電動機在星形接法下運行。此時,額定轉矩與負載可以匹配,這樣能使電動機的效率有所提高,並因之節約了電力消耗。

軟起動器:

這是利用了可控矽的移相調壓原理來實現電動機的調壓起動,主要用于電動機的起動控製,起動效果好但成本較高。因使用了可控矽元件,可控矽工作時諧波幹擾較大,對電網有一定的影響。另外電網的波動也會影響可控矽元件的導通,特別是同一電網中有多台可控矽設備時。因此可控矽元件的故障率較高,因為涉及到電力電子技術,因此對維護技術人員的要求也較高。

變頻器:

變頻器是現代電動機控製領域技術含量最高,控製功能最全、控製效果最好的電機控製裝置,它通過改變電網的頻率來調節電動機的轉速和轉矩。因為涉及到電力電子技術,微機技術,因此成本高,對維護技術人員的要求也高,因此主要用在需要調速並且對速度控製要求高的領域。

調速方法

電動機的調速方法很多,能適應不同生產機械速度變化的要求。一般電動機調

速時其輸出功率會隨轉速而變化。從能量消耗的角度看,調速大致可分兩種 :

電動機

① 保持輸入功率不變。通過改變調速裝置的能量消耗,調節輸出功率以調節電動機的轉速。

②控製電動機輸入功率以調節電動機的轉速。電機、電動機、製動電機、變頻電機、調速電機、三相非同步電動機、高壓電機、多速電機、雙速電機和防爆電機。

代表產品

Y(IP44)系列非同步電動機

電動機容量從0.55~200kW,B級絕緣,防護等級IP44,達到國際電工委員會(IEC)標準,產品達到20世紀70年代末國際水準,全系列加權平均效率比JO2系列提高0.43%,年產量約2000萬kW。

Yx系列高效電動機

該類電機由上海電器科學研究所組織電機行業研製成功,容量1.5~90kW,有2,4,6等3種極數。全系列電動機效率平均比Y(IP44)系列高3%左右,接近國際先進水準。適用于單方向運行,年工作時間在3000h以上。負載率大于50%的場合,節電效果顯著。該系列電動機產量不高,年產量約1萬kW。

變極調速電機

主要產品有在國內已批量生產的YD(90.45~160kW),YDT(0.17~160kW),YDB(0.35~82kW),YD(0.2~24kW),YDFW(630~4000kW)等8個系列產品,達到國際平均套用水準。

電磁滑差調速電機

中國已批量生產YCT(0.55~90kW),YCT2(15~250kW),YCTD(0.55~90kW),YCTE(5.5~630kW),YCTJ(0.55~15kW)等8個系列產品,達到國際平均套用水準,其中YCTE系列的技術水準最高,最有發展前途。

使用壽命

電動機的壽命與絕緣劣化或是滑動部的摩耗、軸承的劣化等造

成的功能障礙等各項要素有關,大部分視軸承狀況而定。軸承的壽命如下述,有機構壽命、潤滑油壽命兩種。軸承的壽命  

電動機

1、潤滑油因熱劣化的潤滑油壽命

2、運轉疲勞造成的機械壽命

電動機在絕大部分的情況下,因發熱對于潤滑油壽命的影響更甚于加在軸承上的負載重量對機械壽命的影響。因此,以潤滑油壽命推算電動機壽命,對潤滑油壽命影響最大的要因是溫度,溫度大幅地影響了壽命時間。

故障原因

1.電動機過熱

1)、電源方面使電動機過熱的原因

電源方面使電動機過熱原因有以下幾種:

a、電源電壓過高

電動機

當電源電壓過高時,電動機反電動勢、磁通及磁通密度均隨之增大。由于鐵損耗的大小與磁通密度平方成正比,則鐵損耗增加,導致鐵心過熱。而磁通增加,又致使勵磁電流分量急劇增加,造成定子繞組銅損增大,使繞組過熱。因此,電源電壓超過電動機的額定電壓時,會使電動機過熱。

b、電源電壓過低

電源電壓過低時,若電動機的電磁轉矩保持不變,磁通將降低,轉子電流相應增大,定子電流中負載電源分量隨之增加,造成繞線的銅損耗增大,致使定、轉子繞組過熱。

c、電源電壓不對稱

電動機

當電源線一相斷路、保險絲一相熔斷,或閘刀起動設備角頭燒傷致使一相不通,都將造成三相電動機走單相,致使運行的二相繞組通過大電流而過熱,及至燒毀。

d、三相電源不平衡

當三相電源不平衡時,會使電動機的三相電流不平衡,引起繞組過熱。由上述可見,當電動機過熱時,應首先考慮電源方面的原因。確認電源方面無問題後,再去考慮其他方面因素。

2)、負載使電動機過熱的原因

負載方面使電動機過熱原因有以下幾種:

a、電動機過載運行

當設備不配套,電動機的負載功率大于電動機的額定功率時,則電動機長期過載運行(即小馬拉大車),會導致電動機過熱。維修過熱電動機時,應先搞清負載功率與電動機功率是否相符,以防盲無目的的拆卸。

b、拖動的機械負載工作不正常

設備雖然配套,但所拖動的機械負載工作不正常,運行時負載時大時小,電動機過載而發熱。

c、拖動的機械有故障

當被拖動的機械有故障,轉動不靈活或被卡住,都將使電動機過載,造成電動機繞組過熱。故,檢修電動機過熱時,負載方面的因素不能忽視。

3)、電動機本身造成過熱的原因

a、電動機繞組斷路

當電動機繞組中有一相繞組斷路,或並聯支路中有一條支路斷路時,都將導致三相電流不平衡,使電動機過熱。

b、電動機繞組短路

當電動機繞組出現短路故障時,短路電流比正常工作電流大得多,使繞組銅損耗增加,導致繞組過熱,甚至燒毀。

c、電動機接法錯誤

當三角形接法電動機錯接成星形時,電動機仍帶滿負載運行,定子繞組流過的電流要超過額定電流,乃至導致電動機自行停車,若停轉時間稍長又未切斷電源,繞組不僅嚴重過熱,還將燒毀。當星形連線的電動機錯接成三角形,或若幹個線圈組串成一條支路的電動機錯接成二支路並聯,都將使繞組與鐵心過熱,嚴重時將燒毀繞組。

e、電動機接法錯誤

當一個線圈、線圈組或一相繞組接反時,都會導致三相電流嚴重不平衡,而使繞組過熱。

f、電動機的機械故障

當電動機彎曲、裝配不好、軸承有毛病等,均會使電動機電流增大,銅損耗及機械摩擦損耗增加,使電動機過 熱。

4)、通風散熱不良使電動機過熱的原因:

a、環境溫度過高,使進風溫度高。

b、進風口有雜物擋住,使進風不暢,造成進風量小

c、電動機內部灰塵過多,影響散熱

d、風扇損壞或裝反,造成無風或風量小

e、未裝風罩或電動機端蓋內未裝擋風板,造成電動機無一定的風路

2. 三相非同步電動機不能起動的原因

1)、電源未接通 2)、熔絲熔斷 3)、定子或轉子繞組斷路 4)、定子繞組接地 5)、定子繞組相間短路 6)、定子繞組接線錯誤 7)、過載或傳動機械被軋住 8)、轉子銅條松動 9)、軸承中無潤滑油,轉軸因發熱膨脹,妨礙在軸承中回轉 10)、控製設備接線錯誤或損壞 11)、過電流繼電器調得太小 12)、老式起動開關油杯缺油 13)、繞線式轉子電動機起動操作錯誤 14)、繞線式轉子電動機轉子電阻配備不當 15)、軸承損壞

三相非同步電動機不能起動因素很多,應根據實際情況及症狀作詳細分析、仔細檢查,不能搞強行多次起動,尤其在起動時電動機發出異常聲響或過熱時,應立即切斷電源,在查清原因且排除後再行起動,以防故障擴大。

3.電動機帶負載運行時轉速緩慢的原因

1)、電源電壓過低 2)、鼠籠轉子斷條 3)、線圈或線圈組有短路點 4)、線圈或線圈組有接反處 5)、相繞組反接 6)、過載 7)、繞線式轉子一相斷路 8)、繞線式轉子電動機起動變阻器接觸不良 9)、電刷與滑環接觸不良

4.動機運轉時聲音不正常的原因

1)、定子與轉子相擦 2)、轉子風葉碰殼 3)、轉子擦絕緣紙4)、軸承缺油

5)、電動機內有雜物 6)、電動機二相運轉有嗡嗡聲

5. 電動機外殼帶電原因:

1)、電源線與接地線搞錯 2)、電動機繞組受潮,絕緣老化使絕緣性能降低 3)、引出線與接線盒碰殼 4)、局部繞組絕緣損壞使導線碰殼 5)、鐵心松弛刺傷導線6)、接地線失靈7)、接線板損壞或表面油污過多

6.繞組式轉子滑環火花過大原因

1)、滑環表面髒污 2)、電刷壓力過小 3)、電刷在刷內軋住 4)、電刷偏離中性線位置

7.電動機溫升過高或冒煙的原因

1)、電源電壓過高或過低 2)、過載 3)、電動機單相運行 4)、定子繞組接地 5)、軸承損壞或軸承太緊 6)、定子繞組匝間或相間短路 7)、環境溫度過高 8)、電動機風道不暢或風扇損壞

8.電動機空載或負載運行時電流表指針來回擺動的原

1)、鼠籠式轉子斷條 2)、繞組式轉子一相斷路 3)、繞線式轉子電動機的一相電刷接觸不良4)、繞線式轉子電動機的滑環短路裝置接觸不良

9.電動機振動的原因  

1)、轉子不平衡 2)、軸頭彎曲 3)、皮帶盤不平衡 4)、皮帶盤軸孔偏心 5)、固定電動機的地腳螺絲松動 6)、固定電動機的基礎不牢或不平

10.電動機軸承過熱的原因  

1)、軸承損壞 2)、潤滑油過多、過少或油質不良 3)、軸承與軸配合過松走內圓或過緊 4)、軸承與端蓋配合過松走外圍或過緊 5)、滑動軸承油環軋或轉動緩慢 6)、電動機兩側端蓋或軸承蓋未裝平 7)、皮帶過緊8)、聯軸器裝得不好。

維修方法

電機在長期運行過程中,經常會出現各種故障:如與減速機之間的連線器傳遞扭矩較大,法蘭面上的連線孔出現嚴重的磨損,增大了連線的配合間隙,導致傳遞扭矩不平穩;電機軸軸承損壞後,造成的軸承位磨損;軸頭、鍵槽間的磨損等等。該類問題發生後,傳統方法多以補焊或刷鍍後機加工修復為主,但兩者均存在一定弊端。

補焊高溫產生的熱應力無法完全消除,易出現彎曲或斷裂;而電刷鍍受塗層厚度限製,容易剝落,且以上兩種方法都是用金屬修復金屬,無法改變“硬對硬”的配合關系,在各力綜合作用下,仍會造成再次磨損。當代西方國家針對以上問題多採用高分子復合材料的修復方法,而套用較多的有美嘉華技術產品,其具有超強的粘著力,優異的抗壓強度等綜合性能。套用高分子材料修復,既無補焊熱應力影響,修復厚度也不受限製,同時產品所具有的金屬材料不具備的退讓性,可吸收設備的沖擊震動,避免再次磨損的可能,並延長了設備部件的使用壽命,為企業節省大量的停機時間,創造巨大的經濟價值。

維修技巧

電動機運行或故障時,可通過看、聽、聞、摸四種方法來及時預防和排除故障,保證電動機的安全運行。

一、看

觀察電動機運行過程中有無異常,其主要表現為以下幾種情況。

1.定子繞組短路時,可能會看到電動機冒煙。

2.電動機嚴重過載或缺相運行時,轉速會變慢且有較沉重的"嗡嗡"聲。

3.電動機正常運行,但突然停止時,會看到接線松脫處冒火花;保險絲熔斷或某部件被卡住等現象。

4.若電動機劇烈振動,則可能是傳動裝置被卡住或電動機固定不良、底腳螺栓松動等。

5.若電動機內接觸點和連線處有變色、燒痕和煙跡等,則說明可能有局部過熱、導體連線處接觸不良或繞組燒毀等。

二、聽

電動機正常運行時應發出均勻且較輕的"嗡嗡"聲,無雜音和特別的聲音。若發出噪聲太大,包括電磁噪聲、軸承雜音、通風噪聲、機械摩擦聲等,均可能是故障先兆或故障現象。

1. 對于電磁噪聲,如果電動機發出忽高忽低且沉重的聲音,則原因可能有以下幾種。

(1)定子與轉子間氣隙不均勻,此時聲音忽高忽低且高低音間隔時間不變,這是軸承磨損從而使定子與轉子不同心所致。

(2)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機嚴重過載或缺相運行。

(3)鐵芯松動。電動機在運行中因振動而使鐵芯固定螺栓松動造成鐵芯矽鋼片松動,發出噪聲。

2.對于軸承雜音,應在電動機運行中經常監聽。監聽方法是:將螺絲刀一端頂住軸承安裝部位,另一端貼近耳朵,便可聽到軸承運轉聲。若軸承運轉正常,其聲音為連續而細小的"沙沙"聲,不會有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲。若出現以下幾種聲音則為不正常現象。

(1)軸承運轉時有"吱吱"聲,這是金屬摩擦聲,一般為軸承缺油所致,應拆開軸承加註適量潤滑脂。

(2)若出現"唧哩"聲,這是滾珠轉動時發出的聲音,一般為潤滑脂幹涸或缺油引起,可加註適量油脂。

(3)若出現"喀喀"聲或"嘎吱"聲,則為軸承內滾珠不規則運動而產生的聲音,這是軸承內滾珠損壞或電動機長期不用,潤滑脂幹涸所致。

3.若傳動機構和被傳動機構發出連續而非忽高忽低的聲音,可分以下幾種情況處理。

(1)周期性"啪啪"聲,為皮帶接頭不平滑引起。

(2)周期性"咚咚"聲,為聯軸器或皮帶輪與軸間松動以及鍵或鍵槽磨損引起。

(3)不均勻的碰撞聲,為風葉碰撞風扇罩引起。

三、聞

通過聞電動機的氣味也能判斷及預防故障。若發現有特殊的油漆味,說明電動機內部溫度過高;若發現有很重的糊味或焦臭味,則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。

四、摸

摸電動機一些部位的溫度也可判斷故障原因。為確保全全,用手摸時套用手背去碰觸電動機外殼、軸承周圍部分,若發現溫度異常,其原因可能有以下幾種。

1.通風不良。如風扇脫落、通風道堵塞等。

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.頻繁啓動或製動。

5.若軸承周圍溫度過高,則可能是軸承損壞或缺油所致。

註意事項

⑴在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機表面灰塵,並將表面污垢擦拭幹凈。

⑵選擇電機解體的工作地點,清理現場環境。

⑶熟悉電機結構特點和檢修技術要求。

⑷準備好解體所需工具(包括專用工具)和設備。

⑸為了進一步了解電機運行中的缺陷,有條件時可在拆卸前做一次檢查試驗。為此,將電機帶上負載試轉,詳細檢查電機各部分溫度、聲音、振動等情況,並測試電壓、電流、轉速等,然後再斷開負載,單獨做一次空載檢查試驗,測出空載電流和空載損耗,做好記錄。

⑹切斷電源,拆除電機外部接線,做好記錄。

⑺選用合適電壓的兆歐表測試電機絕緣電阻。為了跟上次檢修時所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機絕緣變化趨勢和絕緣狀態,應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℃。

⑻測試吸收比K。當吸收比大于1.33時,表明電機絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴重。為了跟以前資料進行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。

技術條件

起草  

本標準由山東省經濟貿易委員會、山東省質量技術監督局提出。

本標準由山東能源標準化技術委員會歸口。

本標準起草單位:山東省產品質量監督檢驗研究院。

本標準主要起草人:董強、劉玉珍、王鋒、辛峰、盧金鐸、高靜、林藍波、陳恆亮。

標準號:DB37/T728-2007

範圍

本標準規定了電動機節能裝置的使用條件、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。

本標準適用于額定電壓660V及以下、額定電流600A及以下的電動機節能裝置。

術語和定義

1、電動機節能裝置:用在電動機輸入之前,控製電動機節能運行的電器裝置(不含變頻器)。

2、節電率相同工況、相同工作時間,使用電動機節能裝置節約的電能量(kW·h)與未使用電動機節能裝置時消耗的電能量(kW·h)的比值,用百分數表示。

使用條件  

1)海拔:1000米及以下;

2)環境溫度:0℃~+40℃;

3)相對濕度:≤90%(+25℃時);

4)空氣中無嚴重損壞絕緣和腐蝕金屬的氣體,無導電塵埃及易燃易爆的介質。

市場情況

高效電機以Y系列交流非同步電動機替代JO2型電機基本不受機型限製,因此,所有套用交流非同步電動機的場合都可以用Y系列電機取代JO2系列電機。Yx系列電機的市場潛力受到其容量的製約。原則上,90kW以下的交流非同步電動機可以由Yx系列的高效電機取代。90kW以下的交流非同步電動機裝機容量約佔交流非同步電動機總量的30%左右。

近十多年來,中國政府致力于推廣電動機調速技術,各行各業都在一定程度上採用了電動機調速。據石油電力、建材、鋼鐵、有色、煤炭、化工、造紙、紡織等部門最近對企業抽樣調查結果,石油、建材、化工行業電動機調速套用較好。在目前4億kW的電機負載中,約有50%是負載變動的,其中的30%可以通過電機調速解決其負載變動問題。因此僅就目前的市場容量考慮,約有6000萬kW的調速電機市場。中國各類電動機的裝機容量已超過4億kW,其中非同步電動機約佔90%,中小型電動機約佔80%,拖動風機水泵及壓縮機類機械的電動機約1.3億kW。目前,中小型電動機已超過152個系列,842個品種,4000多個規格。近十多年來,機械工業等有關部門大力抓電動機的節電工作,組織領導了有關研究所及企業,先後設計製成多種節能電動機,並明令頒布淘汰63種高耗能電動機和推廣24種節能電動機,取得了一定的成效。這些節能產品主要分成兩大類:一類是提高電動機效率的高效電動機,另一類是調速電動機。

註意事項

⑴在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機表面灰塵,並將表面污垢擦拭幹凈。

⑵選擇電機解體的工作地點,清理現場環境。

⑶熟悉電機結構特點和檢修技術要求。

⑷準備好解體所需工具(包括專用工具)和設備。

⑸為了進一步了解電機運行中的缺陷,有條件時可在拆卸前做一次檢查試驗。為此,將電機帶上負載試轉,詳細檢查電機各部分溫度、聲音、振動等情況,並測試電壓、電流、轉速等,然後再斷開負載,單獨做一次空載檢查試驗,測出空載電流和空載損耗,做好記錄。

⑹切斷電源,拆除電機外部接線,做好記錄。

⑺選用合適電壓的兆歐表測試電機絕緣電阻。為了跟上次檢修時所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機絕緣變化趨勢和絕緣狀態,應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℃。

⑻測試吸收比K。當吸收比大于1.33時,表明電機絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴重。為了跟以前資料進行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。

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