電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),目 錄 第一部分 電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 一、電機(jī)及電機(jī)學(xué)概念 二、電動(dòng)機(jī)分類(lèi) 第二部分 三相異步電動(dòng)機(jī) 一、三相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三、三相異步電動(dòng)機(jī)的分類(lèi) 四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu) 五、三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌 六、三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修,第一部分 電機(jī)基礎(chǔ)知識(shí),一、電機(jī)及電機(jī)學(xué)概念 1、電機(jī)定義：是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。 電機(jī)一般包括三類(lèi)： 1）電動(dòng)機(jī)：也稱電機(jī)（俗稱馬達(dá)），在電路中用字母“M”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“D”）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的動(dòng)力源。電動(dòng)機(jī)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的設(shè)備。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭

2、、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動(dòng)機(jī)也愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用起來(lái)。 2）發(fā)電機(jī)：在電路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，目前最常用的是，利用熱能、水能等推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)發(fā)電，如我廠的9000KW發(fā)電機(jī)和25000KW發(fā)電機(jī)。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟，風(fēng)電也慢慢走進(jìn)我們的生活。 3）變壓器：在有的書(shū)上稱之為靜止的電機(jī),二、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi),1、按工作電源分類(lèi),2. 按結(jié)構(gòu)

3、及工作原理分類(lèi),二、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi),3、按起動(dòng)與運(yùn)行方式分類(lèi)： 4、按用途分類(lèi),二、電動(dòng)機(jī)的分類(lèi),5、按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類(lèi)： 6、按運(yùn)轉(zhuǎn)速度分類(lèi),第二部分 三相異步電動(dòng)機(jī),一. 三相異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)介 異步電動(dòng)機(jī)是交流電動(dòng)機(jī)中最常用的一種，它的作用是將交流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛，因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、效率較高等特點(diǎn)，通常被用在金屬切削機(jī)床、起重運(yùn)輸機(jī)械、中小型鼓風(fēng)機(jī)和水泵等生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中；單相異步電動(dòng)機(jī)則在實(shí)驗(yàn)室和家用電器產(chǎn)品中應(yīng)用較多。但異步電動(dòng)機(jī)也有一些缺點(diǎn)，最主要的是不能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)范圍較廣的平滑調(diào)速：必須從電網(wǎng)吸取滯后的勵(lì)磁電流，使電網(wǎng)功率因數(shù)降低。但是一般

4、的生產(chǎn)機(jī)械并不要求大范圍的平滑調(diào)速，而電網(wǎng)的功率因數(shù)又可以采取其他辦法來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。特別是由于現(xiàn)代電子技術(shù)迅猛發(fā)展，采用由晶閘管組成的變頻電源裝置，使異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用更加廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電動(dòng)機(jī)用量中90左右是異步電動(dòng)機(jī)，而在電網(wǎng)負(fù)載中，異步電動(dòng)機(jī)的用量也占有60以上,二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理,電動(dòng)機(jī)的工作原理是建立在電磁感應(yīng)定律、全電流定律、電路定律和電磁力定律等基礎(chǔ)上的。當(dāng)在電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度）中通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)

5、轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子 沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn),1、按三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為鼠籠式電動(dòng)機(jī)和繞線式電動(dòng)機(jī)。 2、按三相異步電動(dòng)機(jī)的防護(hù)型式,可分為 : 開(kāi)啟式（IP11）三相異步電動(dòng)機(jī)、防護(hù)式三相異步電動(dòng)機(jī)（IP22及IP23）、封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)（IP44）、防爆式三相異步電動(dòng)機(jī)。 開(kāi)啟式（IP11）：價(jià)格便宜，散熱條件最好，由于轉(zhuǎn)子和繞組暴露在空氣中，只能用于干燥、灰塵很少又無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境。 防護(hù)式（IP22及IP23）：通風(fēng)散熱條件也較好，可防止水滴、鐵屑等外界雜物落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，只適用于較干燥且灰塵不多又無(wú)腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境。 封閉式（I

6、P44）：適用于潮濕、多塵、易受風(fēng)雨侵蝕，有腐蝕性氣體等較惡劣的工作環(huán)境，應(yīng)用最普遍。 3、按三相異步電動(dòng)機(jī)的通風(fēng)冷卻方式,可分為: 自冷式三相異步電動(dòng)機(jī)、自扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)、他扇冷式三相異步電動(dòng)機(jī)、管道通風(fēng)式三相異步電動(dòng)機(jī)。 4、按三相異步電動(dòng)機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)形式,可分為 ：臥式三相異步電動(dòng)機(jī)、立式三相異步電動(dòng)機(jī)、帶底腳三相異步電動(dòng)機(jī)、帶凸緣三相異步電動(dòng)機(jī)。 5、按三相異步電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí),可分為E級(jí)、B級(jí)、F級(jí)、H級(jí)三相異步電動(dòng)機(jī)。 6、按工作定額,可分為：連續(xù)三相異步電動(dòng)機(jī)、斷續(xù)三相異步電動(dòng)機(jī)、間歇三相異步電動(dòng)機(jī),三、三相異步電動(dòng)機(jī)的分類(lèi),三相異步電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)很多，但各類(lèi)三相異步電動(dòng)機(jī)的

7、基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件，如下圖示,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),封閉式三相籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4接線盒；5吊環(huán)；6定子鐵心；7轉(zhuǎn)子； 8定子繞組；9機(jī)座；10后端蓋；11風(fēng)罩；12風(fēng)扇,1. 定子部分 定子是用來(lái)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的。三相電動(dòng)機(jī)的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。 （1）外殼 三相電動(dòng)機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 機(jī)座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護(hù)和固定三相電動(dòng)機(jī)的 定子繞組。中、小型三相電動(dòng)機(jī)的機(jī)座還有兩個(gè)端蓋

8、支承著轉(zhuǎn)子，它是三相電動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通常，機(jī)座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。 端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。 軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子不能軸向移動(dòng)，另外起存放潤(rùn)滑油和保護(hù)軸承的作用。 接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護(hù)和固定繞組的引出線端子。 吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機(jī)座的上端，用來(lái)起吊、搬抬三相電動(dòng)機(jī),四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),2）定子鐵心 異步電動(dòng)機(jī)定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由0.35mm0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖所示。由于硅

9、鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過(guò)而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來(lái)嵌放定子繞圈。 （a）定子鐵心 （b）定子沖片 定子鐵心及沖片示意圖,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),3）定子繞組 定子繞組是三相電動(dòng)機(jī)的電路部分，三相電動(dòng)機(jī)有三相繞組，通入三相對(duì)稱電流時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相繞組由三個(gè)彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個(gè)繞組又由若干線圈連接而成。每個(gè)繞組即為一相，每個(gè)繞組在空間相差120電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動(dòng)機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動(dòng)機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)

10、律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個(gè)出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為U1, V1, W1 ，末端分別標(biāo)為U2, V2, W2 。這六個(gè)出線端在接線盒里的排列如下圖所示，可以接成星形或三角形。 （a）星形連接 （b）三角形連接 定子繞組的連接,2轉(zhuǎn)子部分 （1）轉(zhuǎn)子鐵心 是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，一方面用來(lái)安放轉(zhuǎn)子繞組。 （2）轉(zhuǎn)子繞組 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)與籠形異步電動(dòng)機(jī)。 繞線形繞組 與定子繞組一樣也是一個(gè)三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)與轉(zhuǎn)軸絕緣的

11、集電環(huán)上，通過(guò)電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動(dòng)勢(shì)以改善電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，見(jiàn)圖,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),籠形繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個(gè)槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個(gè)銅環(huán)（稱為端環(huán)）把導(dǎo)條連接起來(lái)，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖（a）所示。也可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖（b）所示。100kW以下的異步電動(dòng)機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。 （a）銅排轉(zhuǎn)子 （b）鑄鋁轉(zhuǎn)子 籠形轉(zhuǎn)子繞組,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),3. 其他部分 其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來(lái)通風(fēng)冷卻電動(dòng)機(jī)。三相異步

12、電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場(chǎng)增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動(dòng)性能變差。 4. 三相異步電動(dòng)機(jī)的外部構(gòu)造,四、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu),在三相電動(dòng)機(jī)的外殼上，釘有一塊牌子，叫銘牌。銘牌上注明這臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，是選擇、安裝、使用和修理（包括重繞組）三相電動(dòng)機(jī)的重要依據(jù)，銘牌的主要內(nèi)容如下,五、 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌,1. 型號(hào)（Y-112M-4） Y為電動(dòng)機(jī)的系列代號(hào)，112為基座至輸出轉(zhuǎn)軸的中心高度（mm），M為機(jī)座類(lèi)別（L為長(zhǎng)機(jī)座，M為中機(jī)座，S為短機(jī)座），4為磁極數(shù)。

13、舊的型號(hào)如J02-52-4：J為異步電動(dòng)機(jī)，0為封閉式，2為設(shè)計(jì)序號(hào)，5為機(jī)座號(hào)，2為鐵心長(zhǎng)度序號(hào)，4為磁極數(shù)。 2. 額定功率（4.0KW） 額定功率是指在滿載運(yùn)行時(shí)三相電動(dòng)機(jī)軸上所輸出的額定機(jī)械功率，用PN表示，以千瓦（kW）或瓦（W）為單位。 3. 額定電壓（380V） 額定電壓是指接到電動(dòng)機(jī)繞組上的線電壓，用UN表示。三相電動(dòng)機(jī)要求所接的電源電壓值的變動(dòng)一般不應(yīng)超過(guò)額定電壓的5%。電壓過(guò)高，電動(dòng)機(jī)容易燒毀；電壓過(guò)低，電動(dòng)機(jī)難以啟動(dòng)，即使啟動(dòng)后電動(dòng)機(jī)也可能帶不動(dòng)負(fù)載，容易燒壞。 4. 額定電流（8.8A） 額定電流是指三相電動(dòng)機(jī)在額定電源電壓下，輸出額定功率時(shí)，流入定子繞組的線電流，用I

14、N表示，以安（A）為單位。若超過(guò)額定電流過(guò)載運(yùn)行，三相電動(dòng)機(jī)就會(huì)過(guò)熱乃至燒毀。三相異步電動(dòng)機(jī)的額定功率與其他額定數(shù)據(jù)之間有如下關(guān)系式 式中 額定功率因數(shù) 額定效率,五、 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌,5. 額定頻率(50Hz) 額定頻率是指電動(dòng)機(jī)所接的交流電源每秒鐘內(nèi)周期變化的次數(shù)，用fN表示。我國(guó)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電源頻率為50Hz。 6. 額定轉(zhuǎn)速（1440r/min） 額定轉(zhuǎn)速表示三相電動(dòng)機(jī)在額定工作情況下運(yùn)行時(shí)每分鐘的轉(zhuǎn)速，用nN表示，一般是略小于對(duì)應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速n1。如n1=1 500r/min，則nN =1 440r/min。 7. 絕緣等級(jí) 絕緣等級(jí)是指三相電動(dòng)機(jī)所采用的絕緣材料的耐熱能力，它表明三相

15、電動(dòng)機(jī)允許的最高工作溫度。它與電動(dòng)機(jī)絕緣材料所能承受的溫度有關(guān)。A級(jí)絕緣為105，E級(jí)絕緣為120 ，B級(jí)絕緣為130 ，F(xiàn)級(jí)絕緣為155 ，H級(jí)絕緣為180 。 8. 接法 三相電動(dòng)機(jī)定子繞組的連接方法有星形（Y）和三角形（）兩種。定子繞組的連接只能按規(guī)定方法連接，不能任意改變接法，否則會(huì)損壞三相電動(dòng)機(jī),五、 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌,9. 防護(hù)等級(jí)（IP44） 防護(hù)等級(jí)表示三相電動(dòng)機(jī)外殼的防護(hù)等級(jí)，其中IP是防護(hù)等級(jí)標(biāo)志符號(hào)，其后面的兩位數(shù)字分別表示電機(jī)防固體和防水能力。數(shù)字越大，防護(hù)能力越強(qiáng)，如IP44中第一位數(shù)字“4”表示電機(jī)能防止直徑或厚度大于1毫米的固體進(jìn)入電機(jī)內(nèi)殼。第二位數(shù)字“4”表示

16、能承受任何方向的濺水。 10. 定額 定額是指三相電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，即允許連續(xù)使用的時(shí)間，分為連續(xù)、短時(shí)、周期斷續(xù)三種。 （1）連續(xù) 連續(xù)工作狀態(tài)是指電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)的溫升可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)溫升的工作方式。 （2）短時(shí) 短時(shí)工作狀態(tài)是指電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行時(shí)間很短，使電動(dòng)機(jī)的溫升達(dá)不到穩(wěn)態(tài)溫升；停機(jī)時(shí)間很長(zhǎng)，使電動(dòng)機(jī)的溫升可以降到零的工作方式。 （3）周期斷續(xù) 周期斷續(xù)工作狀態(tài)是指電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行時(shí)間很短，使電動(dòng)機(jī)的溫升達(dá)不到穩(wěn)態(tài)溫升；停止時(shí)間也很短，使電動(dòng)機(jī)的溫升降不到零，工作周期小于10min的工作方式,五、 三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌,電動(dòng)機(jī)的檢修項(xiàng)目及

17、內(nèi)容 1. 小修項(xiàng)目及內(nèi)容 1.1 清掃電機(jī)外表、風(fēng)扇罩，對(duì)粉塵場(chǎng)所下的電機(jī)尚需清除外風(fēng)扇積塵。 1.2 檢查電機(jī)接線盒內(nèi)所有電機(jī)引線、電纜、連接線是否有發(fā)熱、腐蝕、接觸不緊密或飛弧情況，按要求采取補(bǔ)救措施。 1.3 檢查電機(jī)定、轉(zhuǎn)子的絕緣，電纜絕緣符合要求。 1.4 檢修處理電機(jī)外殼及接地線牢固可靠，緊固各部位螺栓和底腳，定位螺栓。 1.5 如果是繞線式轉(zhuǎn)子，檢查集電環(huán)、整流子、電刷的磨損及在刷握中自由活動(dòng)的情況。如果需要，則進(jìn)行處理或更換碳刷。 1.6 當(dāng)具有過(guò)濾器裝置時(shí)，則應(yīng)更換或清理過(guò)濾器。 1.7 在油潤(rùn)滑的軸承中，檢查軸承密封是否漏油。如果已弄臟，則清除贓物，檢查供油設(shè)備。 1.8 檢查電機(jī)溫度探頭及溫度表指示是否正確，必要時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)或更換。 1.9 清理廢油儲(chǔ)槽，并對(duì)軸承進(jìn)行補(bǔ)油,六、三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修,六、三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修,2. 大修項(xiàng)目及內(nèi)容 2.1 完成上述小修各項(xiàng)工作 2.2 電機(jī)解體，抽芯檢查清掃。 2.3 檢查轉(zhuǎn)子、電機(jī)鐵芯、鼠籠條無(wú)裂紋、無(wú)斷裂、缺損、不掃鏜。 2.4 檢查定子線圈槽路無(wú)毛刺、無(wú)碰傷、無(wú)松動(dòng)。 2.5 檢查定子線圈無(wú)擦傷，