電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理課件

20七月2023電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理一、電機(jī)的分類

二、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)三、電動(dòng)機(jī)的工作原理四、電動(dòng)機(jī)的控制五、電動(dòng)機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)鼠籠式一、電動(dòng)機(jī)的分類交流電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)直流電動(dòng)機(jī)異步機(jī)同步機(jī)繞線式按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式可分為籠型異步電動(dòng)機(jī)和繞線型異步

電動(dòng)機(jī)。2）按防護(hù)形式可分為開啟型、防護(hù)型、封閉型、密閉型、

潛水型以及防爆型等多種。3）按定額工作制方式可分為"連續(xù)"工作制方式、"斷續(xù)"

周期工作制方式和"短時(shí)"工作制方式等多種類型。4）按使用環(huán)境可分為普通環(huán)境用、濕熱帶用、干熱帶用、

船用、化工防護(hù)用、戶外用、防爆用以及高原

用等多種。5）按安裝方式可分為臥式和立式兩大類。6）按結(jié)構(gòu)大小可分為大型、中型、小型及微型電動(dòng)機(jī)。三相交流異步電動(dòng)機(jī)，又稱為三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，可分為下述幾大類三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)1、

型號(hào)

磁極數(shù)(極對數(shù)

p=2)例如：

Y132M－4

用以表明電動(dòng)機(jī)的系列、幾何尺寸和極數(shù)。機(jī)座長度代號(hào)機(jī)座中心高（mm）三相異步電動(dòng)機(jī)2、電動(dòng)機(jī)的防護(hù)等級(jí)1、IP防護(hù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了將電器等設(shè)備依其防塵防水之特性加以分級(jí)。

2、IP防護(hù)等級(jí)是由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)標(biāo)記數(shù)字表示電器防塵、防止外物侵入的等級(jí)，第二個(gè)標(biāo)記數(shù)字表示電器防濕氣、防水侵入的密閉程度，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越高。

IP65防護(hù)等級(jí)

"IP"為標(biāo)記字母，數(shù)字"6"為第一標(biāo)記數(shù)字，"5"為第二標(biāo)記數(shù)字

電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)

電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)是指其所用絕緣材料的耐熱等級(jí)，分A、E、B、F、H級(jí)。

絕緣的溫度等級(jí)

A級(jí)

E級(jí)

B級(jí)

F級(jí)

H級(jí)

最高允許溫度（℃）105

120

130

155

180繞組溫升限值（K）

60

75

80

100

125

性能參考溫度（℃）80

95

100

120

145

在電氣設(shè)備中，絕緣材料是最為薄弱的環(huán)節(jié)，尤其容易受到高溫的影響而加速老化并損壞。不同的絕緣材料耐熱性能有區(qū)別，采用不同絕緣材料的電氣設(shè)備其耐受高溫的能力就有不同。因此一般的電氣設(shè)備都規(guī)定其工作的最高溫度。

二、電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)零部件的拆解圖三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)模型三相異步機(jī)的結(jié)構(gòu)V'VW'U'UW轉(zhuǎn)子定子定子繞組機(jī)

座轉(zhuǎn)子：在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)

生感應(yīng)電動(dòng)勢或電流。三相定子繞組：產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場線繞式鼠籠式鼠籠轉(zhuǎn)子

AXCZBYo旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生V'VW'U'UW三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時(shí)，定子繞組就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，電流每變化一個(gè)周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間旋轉(zhuǎn)一周，即旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)速度與電流的變化是同步的。

三、電動(dòng)機(jī)的工作原理

當(dāng)三相交流電流通入三相定子繞組后，在定子腔內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)動(dòng)前靜止不動(dòng)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，相當(dāng)于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體相對地切割磁場的磁力線，從而在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生了感應(yīng)電流（電磁感應(yīng)原理）。這些帶感應(yīng)電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中便會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)（電流的力效應(yīng)－－電磁力）。由于轉(zhuǎn)子內(nèi)導(dǎo)體總是對稱布置的。因而導(dǎo)體上產(chǎn)生的力正好方向相反，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電流是定子旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)產(chǎn)生的。因此也稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。又由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速始終低于定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，所以又稱為異步電動(dòng)機(jī)。

三相異步電動(dòng)機(jī)是怎樣轉(zhuǎn)動(dòng)起來的電動(dòng)機(jī)的極對數(shù)、極數(shù)和轉(zhuǎn)速此種接法下，合成磁場只有一對磁極，則極對數(shù)為1，即：P=1。UXYWVZ當(dāng)磁極對數(shù)P=1時(shí)，一個(gè)電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360

旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速當(dāng)P=1時(shí)f為電源頻率

極對數(shù)（P）的改變對轉(zhuǎn)速的影響根據(jù)上述公式我們知道，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與磁極數(shù)和使用電源的頻率有關(guān)。控制交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速有兩種方法：1、改變磁極法；2、變頻法。

極對數(shù)P同步轉(zhuǎn)速n112343000r/min1500r/min1000r/min750r/min磁極對數(shù)P=2

將每相繞組分成兩段，按右下圖放入定子槽內(nèi)。形成的磁場則是兩對磁極。

磁場轉(zhuǎn)速n1=1500轉(zhuǎn)/分鐘1、接線方法

型連接UwVvuW

Y型連接ABCXYZUVWuvwUVWwuv電動(dòng)機(jī)的控制起動(dòng)電流

：中小型鼠籠式電機(jī)起動(dòng)電流為額定電流的5~7倍。大電流使電網(wǎng)電壓降低

影響其他負(fù)載工作頻繁起動(dòng)時(shí)造成熱量積累電機(jī)過熱影響：原因：起動(dòng)時(shí)

n=0

，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割磁力線速度很大。轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢轉(zhuǎn)子電流定子電流2、起動(dòng)先減小定子電壓--------減小啟動(dòng)電流，待啟動(dòng)完畢后再加上額定電壓（1）

直接起動(dòng)。11千瓦以下的異步電動(dòng)機(jī)一般

采用直接起動(dòng)。（2）

降壓起動(dòng)。Y－

起動(dòng)自耦降壓起動(dòng)（3）轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)。降壓起動(dòng)下面主要介紹Y－

啟動(dòng)方法Y－

起動(dòng)正常運(yùn)行UwVvuW

起動(dòng)時(shí)ABCXYZ主要目的：減小啟動(dòng)電流啟動(dòng)電流只有原來的1/3AZBYXC正常運(yùn)行UPABCXYZ起動(dòng)UP'所以降壓起動(dòng)適合于空載或輕載起動(dòng)的場合方法：和電源相接的任意兩相互換，就可實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)UVWM3~電

源UVWM3~電

源主要包括運(yùn)行監(jiān)視及現(xiàn)場異常的分析處理起動(dòng)檢查及運(yùn)行維護(hù)

——起動(dòng)準(zhǔn)備

——起動(dòng)監(jiān)視

——運(yùn)行監(jiān)視

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行監(jiān)視1、起動(dòng)準(zhǔn)備（1）安裝檢查

要求電動(dòng)機(jī)裝配靈活、螺栓擰緊、

軸承運(yùn)行無阻，聯(lián)軸器中心無偏移。（2）絕緣電阻檢查

要求用兆歐表檢查電動(dòng)機(jī)的絕緣阻，

包括三相相間絕緣電阻和定子三相對地絕緣電阻。

對于500V以下的三相異步電動(dòng)機(jī)可用500V～1000V兆歐表測量，其絕緣電阻不應(yīng)小于0.5MΩ。對于1000以上的電動(dòng)機(jī)，可用1000V～2500V兆歐測量，定子每千伏不小于1MΩ。繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組絕緣電阻不小于0.5MΩ。對于6KV以上的電動(dòng)機(jī)，可用2500V兆歐測量，電機(jī)繞組絕緣電阻不小于6MΩ。

對新安裝或較長時(shí)間未使用的電動(dòng)機(jī)，在起動(dòng)前必須作認(rèn)真檢查，以確定電機(jī)是否可以通電。在用搖表搖測絕緣電阻時(shí)，把絕緣電阻在兩個(gè)時(shí)間下讀數(shù)的比值，稱做吸收比。按規(guī)定吸收比是指60s與15s時(shí)絕緣電阻讀數(shù)的比值，它用下式來表示式中R60”——60s時(shí)的絕緣電阻；R15”——15s時(shí)的絕緣電阻。利用吸收比可以判斷電力設(shè)備的絕緣是否受潮，這是因?yàn)榻^緣材料干燥時(shí)，泄漏電流成分很少，絕緣電阻由充電電流所決定。在搖到15s時(shí)，充電電流仍比較大，于是這時(shí)的絕緣電阻R15”就比較?。粨u到60s時(shí)，恨據(jù)絕緣材料的吸收特性，這時(shí)的充電電流已接近飽和，絕緣電阻R60”就比較大，所以吸收比就比較大。而絕緣受潮的時(shí)候，泄漏電流的分量就大大地增加，因時(shí)間而變化的充電電流影響就比較小，這時(shí)泄漏電流和搖的時(shí)間沒有什么關(guān)系，這樣R60”和R15”就很接近，換句話說，吸收比就降低了。’這樣，通過所測得的吸收比的數(shù)值，可以初步判斷電力設(shè)備和絕緣是否受潮。吸收比試驗(yàn)適用于電機(jī)和變壓器等電容量較大的設(shè)備。（3）測量各相直流電阻

對于40kW以上的電機(jī)，各相電阻

值互差不超過2%。如果超過上述值，繞組可能出現(xiàn)問

題（繞組斷線、匝間短路、接線錯(cuò)誤、線頭接觸不

良），應(yīng)查明并排除。（4）電源檢查

一般要求電源波動(dòng)電壓不超過10%，否則

應(yīng)改善電源電壓后再投入。

（5）起動(dòng)、保護(hù)措施檢查

要求起動(dòng)設(shè)備接線正確，電動(dòng)

機(jī)所配熔絲的型號(hào)合適，（6）清理電機(jī)周圍異物。準(zhǔn)備好后方可合閘起動(dòng)。2、起動(dòng)監(jiān)視（1）合閘后，若電機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)迅速、果斷地拉閘，以避

免燒毀電機(jī)。（2）電機(jī)起動(dòng)后，應(yīng)時(shí)時(shí)觀察電機(jī)狀態(tài)，若有異常情

況，應(yīng)立即停機(jī)，待查明故障并排除后，才能重新

合閘起動(dòng)。（3）鼠籠型電機(jī)采用全壓起動(dòng)時(shí)，次數(shù)不宜過于頻繁，

對于功率過大的電機(jī)要隨時(shí)注意電動(dòng)機(jī)的溫升。6KV：30分（4）繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前，應(yīng)注意檢查起動(dòng)電阻，必

須保證接入。接通電源后，隨著起動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)速增

加，應(yīng)逐步切除各級(jí)起動(dòng)電阻。（5）當(dāng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)由同一臺(tái)變壓器供電時(shí)，盡量不要同

時(shí)起動(dòng)，在首先滿足工藝起動(dòng)順序要求的情況下，

最好是從大到小逐臺(tái)起動(dòng)。在正常情況下,高壓電動(dòng)機(jī)在冷狀態(tài)下,允許啟動(dòng)兩次，每次間隔時(shí)間不小于5分鐘；在熱狀態(tài)下,只準(zhǔn)啟動(dòng)一次.只有在事故處理以及啟動(dòng)時(shí)間不超過二至三秒的電動(dòng)機(jī)才可多啟動(dòng)一次。

a.200KW以下的電動(dòng)機(jī)，不小于0.5小時(shí)。b.200KW～500KW的電動(dòng)機(jī)，不小于1小時(shí)。c.500KW以上的電動(dòng)機(jī)，不小于2小時(shí)。（1）對于運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)應(yīng)經(jīng)常檢查它的外殼有無裂紋，螺釘是否有脫落或松動(dòng)，電動(dòng)機(jī)有無異響或振動(dòng)等。監(jiān)視時(shí)，要特別注意電動(dòng)機(jī)有無冒煙和異味出現(xiàn)，若嗅到焦糊味或看到冒煙，必須立即停車檢查處理。

（2）對軸承部位，要注意它的溫度和響度。溫度升高，溫度升高響聲異常則表征缺油或磨損。

電動(dòng)機(jī)軸承的最高允許溫度，應(yīng)遵守制造廠的規(guī)定，無制造廠的規(guī)定時(shí)按下列標(biāo)準(zhǔn)：滑動(dòng)軸承不得超過80℃滾動(dòng)軸承不得超過100℃3、運(yùn)行監(jiān)視（3）用連軸器傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，若中心校正不好，會(huì)在運(yùn)行中發(fā)出響聲，并伴隨發(fā)生電動(dòng)機(jī)振動(dòng)和聯(lián)軸節(jié)螺栓膠墊的磨損。必須停車重新校正中心線。用皮帶傳動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)注意皮帶不能松動(dòng)或打滑，但也不能過緊而使電機(jī)軸承過熱。發(fā)生以下嚴(yán)重故障時(shí)，應(yīng)停立即停車處理：（1）人員觸電事故（2）電動(dòng)機(jī)冒煙（3）電動(dòng)機(jī)劇烈振動(dòng)（4）電動(dòng)機(jī)軸承劇烈發(fā)熱（5）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降，溫度迅速升高。3、運(yùn)行監(jiān)視三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行故障可分為兩大類，電氣故障與機(jī)械故障。一旦運(yùn)行出現(xiàn)異常，則應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象，分析原因，做出檢測診斷，找出故障，制出維修方案，組織故障處理。三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障電動(dòng)機(jī)運(yùn)行或故障時(shí)，可通過看、聽、聞、摸四種方法來及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防故障，保證電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。（1）三相供電線路斷路；（2）定子繞組中有一相或兩相斷路；（3）開關(guān)或起動(dòng)裝置的觸點(diǎn)接觸不

良；（4）電源電壓過低；（5）負(fù)載過大或傳動(dòng)機(jī)械有故障；（6）軸承過度磨損，轉(zhuǎn)軸彎曲，定子

鐵心松動(dòng)；（7）定子繞組重繞后短路；（8）定子繞組接法與規(guī)定不合。電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)1、原因分析（1）檢測供電回路的開關(guān)、熔斷器，恢復(fù)供電；（2）測量三相繞組電壓，若不對稱，確定斷路點(diǎn)，修復(fù)斷路相；（3）三相電壓過低，則應(yīng)分析原因，判斷是否有接線錯(cuò)誤；若是由于供電絕緣線太細(xì)制成的電壓降過大，則應(yīng)更換粗線。2、處理方法電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中的異常聲音與振動(dòng)主要來自于電磁振動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)。（1）電動(dòng)機(jī)安裝基礎(chǔ)不平；（2）轉(zhuǎn)子與定子摩擦（3）轉(zhuǎn)子不平衡；（4）軸承嚴(yán)重磨損；（5）軸承缺油；（6）電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行（7）定子繞組接觸不良；（8）轉(zhuǎn)子風(fēng)葉碰殼、松動(dòng)、摩擦。運(yùn)行中的聲音異常與振動(dòng)1、原因分析2、處理方法（1）檢查緊固安裝螺栓及其它部件。（2）校正轉(zhuǎn)子中心線；（3）檢查定子繞組供電回路中的開關(guān)、接觸器觸點(diǎn)、熔絲、定子繞組等，查出缺相原因，作相應(yīng)的處理；（4）更換磨損的軸承；

(5）清洗軸承，重新加潤滑脂或

更換軸承；（6）旋緊固定風(fēng)扇；（7）查找電動(dòng)機(jī)短路或斷路的原

因，作出相應(yīng)的。

電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在每個(gè)軸承測得的振動(dòng)不得超過下列數(shù)值：額定轉(zhuǎn)速r/min300015001000750振