電動機部分講義

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電動機部分講義

電動機部分講義

一、異步電動機的分類：

異步電動機安相數(shù)分為單相和三相，單相異步電動機的容量小，一般小于200W，家用電器用的多。三相異步電動機分為鼠籠式和繞線式，現(xiàn)場大多是鼠籠式，二、異步電動機的結構和工作原理：

（1）結構

三相異步電動機主要由靜止的和轉動的兩部分構成，其靜止部分稱為定子。定子是用硅鋼片疊成的圓筒形鐵心，其內(nèi)圓周有槽用來安放三相對稱繞組；三相對稱繞組每相在空間互差

o

120，可聯(lián)接成Y形或△形。三相異步電動機轉動的部分稱為轉子，是用硅鋼片疊成的圓柱形鐵心，與定子鐵心共同形成磁路。轉子外圓周有槽用以安放轉子繞組。轉子繞組有鼠籠式和線繞式兩種。鼠籠式：將銅條扦入槽內(nèi)，兩端用銅環(huán)短接，或直接用熔鋁澆鑄而成短路繞組。線繞式：安放三相對稱繞組，其一端接在一起形成Y形，另一端引出連接三個已被接成Y形的電阻，或直接通過短路端環(huán)短路。其組成如下圖：

380V電動機結構

YZ160-250電動機結構圖

1.鍵2.軸承外蓋3.端蓋4.軸承內(nèi)蓋子5.接線盒座

6.接線盒蓋7.轉子8.吊環(huán)9.定子10.機座

11.端罩12.風扇13.軸承14.轉軸

現(xiàn)場380V電機與YZ160-250電動機結構基本一致。

YZR160-250電動機結構圖

1.排塵孔蓋2.軸承外蓋3.前端蓋4.軸承內(nèi)蓋5.集電環(huán)6.刷桿7.刷握8.擋塵板9.觀測窗蓋10.接線盒座11.接線盒蓋12.定子

13.轉子14.吊環(huán)15.機座16.軸承內(nèi)蓋17.端蓋18.端罩

19.風扇20.軸承21.軸承外蓋22.鍵23.轉軸

真空泵電機結構與YZR160-250電動機基本一樣。三相異步電動機的內(nèi)部結構：

（2）工作原理：

轉子繞組切割旋轉磁場產(chǎn)生感應電勢，并在短路的轉子繞組中形成轉子電流，轉子電流與旋轉磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，形成轉動力矩，使轉子隨旋轉磁場以轉速n轉動并帶動機械負載。轉子和旋轉磁場之間轉速差的存在是異步電動機轉動的必要條件，轉速差以轉差率s,其公式為：公式1：S=（n1-n）/n1，其中S為轉差率，n1為同步轉速，n為轉子轉速。電動機運行狀態(tài)時0＜S＜1，當S＜0時則為發(fā)電機運行狀態(tài)。定子三相對稱繞組中通以頻率為f的三相對稱電流便會產(chǎn)生旋轉磁場。旋轉磁場的轉速由公式2：f=pn1/60，確定式中f為通入的交流電頻率，p為級對數(shù)。三、電動機的啟動和調速：

（1）電動機的啟動要求：一是有足夠大的啟動轉矩，以戰(zhàn)勝所帶機械的摩擦轉矩、慣性

轉矩和負載轉矩。二是啟動電流要小，以防母線電壓降過大。三是啟動時間短。四是啟動設備簡單。實際運行中電動機啟動電流大，造成母線電壓降低，電機繞組過熱加速絕緣老化，過大的電動力是大型電機端部變形，轉子鼠籠斷條?，F(xiàn)場電機啟動主要有直接啟動和降壓啟動，除空壓機為降壓啟動外，其余全是直接啟動?？諌簷C星-三角啟動原理如下：

圖為異步電動機的星—三角啟動電路，適用380V三角接線的電動機，啟動時將它接

成星形，使每相繞組電壓降為降

，從而使啟動時線電流降為1/3，但是啟動轉矩也

2為1/3，啟動后恢復為三角接線，轉入正常運行。

圖中SB1為動斷（常閉）按鈕，SB2為動合（常開）按鈕，KM1為主回路接觸器，KM2為星形接接觸器，KM3為三角接接觸器，KT為時間繼電器?？刂七^程如下：合上隔離開關QS，按下按鈕SB2后電路接通為：

這時KM1、KM2、KT均通電動作，但KT的動合（常開）、動斷（常閉）延時觸點末

到整定時間維護原狀，所以用于主回路KM1、KM2動合觸點閉合使用，使電動機接成星形啟動，與SB2并聯(lián)的自鎖作用，當手離開SB2時由它取代維持電路通電。KM3接觸器線圈回路因互鎖常閉觸點KM2開啟而不通電，防止KM2和KM3接觸器同時動作造成主回路短路。

當時間繼電器KT達到整定時間后，KT動斷觸點延時開啟，KM2線圈失電，主回路KM2觸點開啟?；ユi觸點KM2閉合和KT延時動合觸點閉合使KM3線圈通電動作，主回路KM3觸點閉合，短短的接成三角形運轉，同時互鎖觸點KM3觸點開啟切斷KM2線圈回路，防止KM2和KM3同時誤投。

要使電動機中止運轉時，按SB1動斷按鈕，斷開控制回路電源，KM1、KM2、KM3均失電使主回路觸點均開啟，電動機失電中止運行。

（2）電機的調速：由以上公式1、2可以得出電機的轉速為：n=60f（1-S）/p，因此要改變電機轉速，就得改變頻率，級對數(shù)和轉差率?，F(xiàn)場電機主要以級對數(shù)的不同確定電機轉速，給煤機電機則為變頻調速。級對數(shù)的改變通過線圈數(shù)量來實現(xiàn)，變頻調速則是通過電子元件改變通入電流的頻率，現(xiàn)在頻率一般調理在5到100Hz之間來實現(xiàn)改變電機速度，同時具有交好的節(jié)能效果，目前這種技術廣泛被采用，也可以實現(xiàn)我們6KV電機節(jié)能要求。四、直流電動機的工作原理：

電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相像。電動機的轉

子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉子的極性，在電動機接線內(nèi)裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，無刷直流電動機的原理簡圖如圖一所示：

永磁體N-S交替交換，使位置傳感器產(chǎn)生相位差120°的U、V、W方波，結合正/反轉信號產(chǎn)生有效的六狀態(tài)編碼信號：101、100、110、010、011、001，通過規(guī)律組件處理產(chǎn)生T1-T4導通、T1-T6導通、T3-T6導通、T3-T2導通、T5-T2導通、T5-T4導通，也就是說將直流母線電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，這樣轉子每轉過一對N-S極，T1-T6功率管即按固定組合成六種狀態(tài)的依次導通。每種狀態(tài)下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態(tài)，定子繞組產(chǎn)生的磁場軸線在空間轉動60°電角度，轉子跟隨定子磁場轉動相當于60°電角度空間位置，轉子在新位置上，使位置傳感器U、V、W按約定產(chǎn)生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導通組合，使定子繞組產(chǎn)生的磁場軸再前進60°電角度，如此循環(huán)，無刷直流電動機將產(chǎn)生連續(xù)轉矩，拖動負載作連續(xù)旋轉。正由于無刷直流電動機的換向是自身產(chǎn)生的，而不是由逆變器強制換向的，所以也稱作自控式同步電動機。無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調速下重載啟動的同步電動機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動機的永磁體，現(xiàn)在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號。近年來針對異步電動機變頻調速的研究，歸根終究是在尋覓控制異步電動機轉矩的方法，而無刷直流電動機的電流或電樞的端電壓，就是直接控制電動機轉矩的物理量。過去，由于稀土永磁體價格比較高等因素，限制了稀土永磁無刷直流電動機的應用領域，但是隨著技術的不斷創(chuàng)新，其價格已迅速下降，現(xiàn)在大多無刷直流電動機的永磁體采用稀土制成。

五、電動機的常見故障現(xiàn)象及原因分析：

（1）故障現(xiàn)象：電動機不能起動，而且沒有任何聲音。原因：①保險絲熔斷。②起動器掉閘。③電源沒有電。

（2）故障現(xiàn)象：電動機不能起動，但有嗡嗡的響聲。原因：①電源線一相斷線，或保險絲有一相熔斷，或電動機有一相繞組斷線。②定子與轉子之間的空氣間隙不正常，使定子與轉子相碰。③軸承損壞。④被帶動機械卡住。

（3）故障現(xiàn)象：電動機起動時保險絲熔斷。原因：①定子線圈一相反接。②定子線圈短路或接地。③軸承損壞。④傳動皮帶太緊。⑤被帶動機械卡住。⑥起動時誤操作。

（4）故障現(xiàn)象：電動機起動后轉速較低。原因：①電源電壓過低。②將三角形接線的電動機接成星形。③定子線圈短路。④轉子的短路環(huán)、籠條斷裂或開焊。⑤電動機過負荷。（5）故障現(xiàn)象：電動機溫度過高，但電流沒有超過額定值。原因：①環(huán)境溫度過高。②電動機通風道堵塞。③電動機油泥、灰塵太多影響散熱。④電動機空冷器斷水。

（6）故障現(xiàn)象：電動機在運行中有爆炸聲。原因：①線圈暫時接地。②線圈暫時短路。六、電動機的故障處理：

電動機故障處理時，根據(jù)不同現(xiàn)象采取不同的處理程序，其基本原則是：首先要保證人身的安全。其次要保證設備不被損壞，然后根據(jù)現(xiàn)象我們運行人員判斷故障原因，假使是保險，電源，空冷器斷水等故障則我們自行處理，假使是其它原因引起的故障，則應盡快聯(lián)系檢修處理。電動機的故障處理其現(xiàn)象判斷是關鍵。七、電機檢修所做措施：

最重要的是要切除電機的電源，其次是懸掛“阻止合閘，有人工作〞和“在此工作〞牌。其中最關鍵的是切除電機的電源。電機我們無法驗明有無電，因此核對電機名稱和編號則是

核心。

八、電動機檢修后的驗收：

檢修后電機的驗收是對電機接線，轉向，轉動是否靈活，電機絕緣是否合格等進行檢查和驗收，我們要把握的關鍵是設備個部件恢復要完好，接線要穩(wěn)固，轉子轉動要靈活，轉向要符合規(guī)定，電機絕緣要合格。

九、電動機的正常運行和監(jiān)視參數(shù)：

電機正常運行要監(jiān)視的參數(shù)主要有電流，溫度，轉速，振動，聲音等符合規(guī)定和要求。發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象都需要細心判斷，認真處理。

三相異步電動機的未裝線時的定子與定子硅鋼沖片

1.定子

定子由定子鐵心，定子繞組和機座三部分組成（1)。定子鐵心：由0.35毫米~0.5毫米厚硅鋼片疊壓而成。槽口用以嵌放定子繞組如上圖所示是電動機磁路部分。

鼠籠式轉子如圖：

轉子:由轉軸，轉子鐵心，轉子繞組三部分組成。（1）轉子鐵心。由硅鋼片疊成壓裝在轉子軸上，

硅鋼片沖有溝槽，供嵌轉子繞組（稱導線槽）。

（2）轉子繞組。由大量銅條或鋁條構成。嵌在導線槽內(nèi)，兩端再用金屬環(huán)（也叫短路環(huán)）焊成鼠籠形式，如上圖所示。

電泵電動機參數(shù)見下表：

表

設備名稱項目型號額定功率額定電壓同步轉速頻率效率主要特性功率因次增轉轉矩堵轉電流最大轉矩絕緣等級重量冷卻方式旋轉方向

凝結泵電動機基本參數(shù)

單位kWkVr/minHz%（倍）（倍）（倍）kg汽動給水泵前置泵啟動50%（備用）給水泵YKK355-42006150050空-空順時針(從電機向泵看)YKS5100-451006150050970.890.64.841.97F18500空—水冷順時針(從主軸伸端向電機看)2.4.1電動機型式：立式

2.4.2額定功率/額定電流：900KW/116.2A2.4.3額定電壓2.4.4最高運行電壓

：6kV：6.6kV

：13kV

2.4.5額定工頻耐受試驗電壓2.4.6額定頻率2.4.7額定轉速2.4.8轉動慣量

：50Hz：1489r/min：38kg.m2

2.4.9工作定額：連續(xù)2.5技術性能要求

2.5.1電動機的設計應符合本技術協(xié)議書和被驅動設備制造廠商提出的特定使用要求。當運行在設計條件下時，電動機的銘牌出力對凝結水泵應不小于被驅動設備所買功率的120%。

2.5.2電動機應為異步電動機。電動機應能在電源電壓變化為額定電壓的±10%內(nèi)，或頻率變化為額定頻率的±5%內(nèi)，或電壓、頻率同時改變，但變化之和的絕對值在10%內(nèi)時連續(xù)滿載運行。

2.5.3電動機應為直接起動式，能按被驅動設備的轉速-轉矩曲線所示的載荷進行成功的起動。當電源電壓降低到額定電壓的80%時，電動機應能實現(xiàn)自動起動和正常起動。

2.5.4電動機的起動電流，應達到與滿足其應用要求的良好性能與經(jīng)濟設計一致的最低電流值。除非得到買方的書面認可，否則，在額定電壓條件下，電動機的最大起動電流不得超過其額定電流的650%。

2.5.5在規(guī)定的起動電壓的極限值范圍之內(nèi)（6KV±10%），電動機轉子允許起動時間不得小于10秒，具體時間技術協(xié)議簽訂后兩周內(nèi)提供。

2.5.6電動機在冷態(tài)下起動2次，每次的起動循環(huán)周期不小于5分鐘；熱態(tài)允許起動1次。

2.5.7在額定功率下運行時，電動機應能承受電源切換過程中的電源中斷而不損壞，并且假定電機切換前是滿載運行的。在切換過程中,電機的殘壓可能是額定電壓的50%,與另一電源的相差可能是180度。電動機的破壞扭矩不小于滿載扭矩的180%。

2.5.8電動機應具有F級絕緣，但其溫升按B級絕緣考核。電動機繞組應經(jīng)真空壓力浸漬處理和環(huán)氧樹脂密封絕緣。絕緣應能承受周邊環(huán)境的影響，并應按海拔高度進行修正，作防電暈處理。電動機的連接導線與繞組的絕緣應具有一致的絕緣等級。

2.5.9電動機應能承受規(guī)定的過電壓要求。

2.5.10電動機的結構應能耐受標準規(guī)定的正反轉的超速值，而不造成設備損壞。2.5.11電動機的振動幅度不應超過標準所規(guī)定的數(shù)值。

2.5.12電動機的最高噪音水平應符合所列規(guī)范和標準的要求。距外殼1米遠處，電動機的平均聲壓級小于85dB（A聲級）。

2.5.13電動機內(nèi)部接線與外部電纜進行連接的連接器應由賣方負責提供。2.5.14在現(xiàn)場和規(guī)定的環(huán)境中完全符合規(guī)范運行條件下，電動機的設計應能保證其使用壽命不低于30年。2.6設計與結構要求2.6.1外殼的通風與保護

2.6.1.1電動機應采用空-空式冷卻結構，其外殼防護等級應不低于IP54級。電動機顏色（出廠前業(yè)主確定）。電動機的設計應達到凝結水泵所買要的任何特別負載轉矩（M-S曲線）和軸功率要求。2.6.2接地

每臺電動機應裝設有電動機機座接地的裝置，兩個接地裝置應位于電動機完全相反的兩側。

凝結水泵高壓電動機規(guī)范和數(shù)量序號1型式立式循環(huán)泵

型號額定功率900額定電壓6KV額定轉速單位數(shù)量備注（r/min）1489臺4（kW）（kV）YLKK500-4工程條件系統(tǒng)概況

2.3.1.1系統(tǒng)額定電壓：

6kV2.3.1.2系統(tǒng)最高電壓：6.6kV2.3.1.3系統(tǒng)額定頻率：50Hz2.3.1.4系統(tǒng)中性點接地方式：中阻接地2.3.2安裝地點：循環(huán)水泵房2.4電動機基本參數(shù)

2.4.1電動機型式：立式(按附錄要求)2.4.2額定功率：1600kW2.4.3額定電壓：6kV

2.4.4最高運行電壓：6.6kV2.4.5額定耐受試驗電壓：13.00kV2.4.6額定頻率：50Hz2.4.7額定轉速：496r/min2.4.8轉動慣量：945kgm22.5技術性能要求

2.5.1電動機的設計符合本技術規(guī)范書和循環(huán)水泵設備制造廠商提出的特定使用要求。當運行在設計條件下時，電動機的銘牌出力不小于被驅動設備所需功率的115%。

2.5.2電動機為異步電動機。電動機能在電源電壓變化為額定電壓的±10%內(nèi)，或頻率變化為額定頻率的±5%內(nèi)，或電壓和頻率同時改變，但變化之和的絕對值在10%內(nèi)時連續(xù)滿載運行。

2.5.3電動機為直接起動式，能按被驅動設備的轉速—轉矩曲線所示的載荷進行成功的起動。當電源電壓降低到額定電壓的70%時，電動機能實現(xiàn)自動起動。

2.5.4電動機的起動電流，達到與滿足其應用要求的良好性能與經(jīng)濟設計一致的最低電流值。除非得到買方的書面認可，否則，在額定電壓條件下，電動機的最大起動電流不得超過其額定電流的600%。

2.5.5在規(guī)定的起動電壓的極限值范圍之內(nèi)，電動機轉子允許起動時間不得低于其加速時間。

2.5.6電動機在冷態(tài)下起動不少