電機(jī)的知識簡介

電機(jī)基礎(chǔ)知識簡介目錄1工作原理2電機(jī)的結(jié)構(gòu)3電機(jī)的操作4電機(jī)的日常維護(hù)5電機(jī)的維修6電機(jī)的常見故障

一、電機(jī)的工作原理

交流電機(jī)主要分為同步電機(jī)和異步電機(jī)，同步電機(jī)主要用作于發(fā)電機(jī)，也可用于電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)定子上有三相對稱的交流繞組；三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時(shí)，將在電機(jī)氣隙空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)體處于旋轉(zhuǎn)磁場中；轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線，并產(chǎn)生感應(yīng)電勢。轉(zhuǎn)子導(dǎo)體通過端環(huán)自成閉路，并通過感應(yīng)電流。感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力。電磁力作用在轉(zhuǎn)子上將產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。根據(jù)以上電磁感應(yīng)原理，異步電動(dòng)機(jī)也叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。

二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

一般電動(dòng)機(jī)主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還有端蓋、風(fēng)扇、罩殼、機(jī)座、接線盒等。

1、定子定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動(dòng)機(jī)的機(jī)械支撐。電動(dòng)機(jī)的定子由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座三部分組成。定子鐵心是電機(jī)磁路的一部分。為了減少渦流損耗，定子鐵心由0.5毫米厚的硅鋼片疊成。對于10KW以上的容量較大的電動(dòng)機(jī)，在硅鋼片兩面涂以絕緣漆作為片間絕緣之用。定子硅鋼片疊裝壓緊后，用壓圈和扣片緊固成為一個(gè)整體鐵心，固定在機(jī)座內(nèi)。對于中，大型的電機(jī)，為了使鐵心中的熱量更能有效地散發(fā)出去，在鐵心中設(shè)有通風(fēng)溝（風(fēng)道）。這時(shí)鐵心沿長度方向被通風(fēng)溝分成數(shù)段，每段鐵心長約40~60毫米。兩段鐵心之間的徑向通風(fēng)溝寬約10毫米。對于小型電機(jī)，由于鐵心長度較短，散熱較容易，不需要徑向通風(fēng)溝。

定子線圈是雙層疊繞組，絕緣等級為F級，電壓等級為3kV級及以上者均有防電暈措施。定子是外壓裝結(jié)構(gòu)，通常采用磁性槽楔，根據(jù)需要也可用非磁性槽楔。線圈端部之間用適型材料墊緊，并與端箍、支撐桿扎牢在一起，經(jīng)過真空壓力整浸無溶劑漆后，整個(gè)定子成為一個(gè)整體，增強(qiáng)了其機(jī)械性能、散熱性能和防潮性能。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2、轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動(dòng)機(jī)磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動(dòng)勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機(jī)械功率的主要部件。轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)軸由于承受較大的力矩，一般采用強(qiáng)度和剛度較大的中碳鋼制成。轉(zhuǎn)子鐵心一般和定子鐵心一樣是用0.5毫米厚的硅鋼片疊成。一般利用制造定子沖片時(shí)沖下來的中間部分作為轉(zhuǎn)子鐵心的疊片。高壓電機(jī)由于轉(zhuǎn)子直徑較大，為了節(jié)約轉(zhuǎn)子鐵心的材料和改善轉(zhuǎn)子的通風(fēng)冷卻，大、中型多級電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心都是通過轉(zhuǎn)子支架緊固在軸上。

繞線型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈是雙層波繞組，用矩形銅排制成，絕緣等級為F級。鼠籠型電動(dòng)機(jī)一般情況下采用鑄鋁轉(zhuǎn)子，這種轉(zhuǎn)子運(yùn)行可靠，并具有較好的起動(dòng)性能，它可以全壓直接起動(dòng)。根據(jù)需要也可采用銅條轉(zhuǎn)子。繞線型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是將轉(zhuǎn)子線圈插入轉(zhuǎn)子鐵心半閉口槽內(nèi)，按指定的接線圖將線圈頭焊接好，并將裸露部分包好絕緣，再整體浸漆烘干。轉(zhuǎn)軸大多焊有輻射筋，并經(jīng)過熱處理，具有較好的機(jī)械性能。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

2、轉(zhuǎn)子

二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

3、端蓋

端蓋是電機(jī)外殼的一部分，其主要作用是支撐轉(zhuǎn)子和保護(hù)電機(jī)。一般中、小型電機(jī)都采用帶軸承的端蓋，軸承壓裝在端蓋的中心圓空內(nèi)，以保證定、轉(zhuǎn)子的同心度。帶軸承的端蓋都用鑄鐵做成。在大型異步電動(dòng)機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子重量較大，為了減輕端蓋荷重和便于維修軸承，多用不帶軸承的端蓋，不帶軸承的端蓋用鑄鐵或鋼板焊成。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

4、軸承軸承的作用是支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的。常用的軸承有滾動(dòng)和滑動(dòng)的兩種。滾動(dòng)軸承可分為滾珠軸承和滾柱軸承，滾動(dòng)軸承的負(fù)荷能力較低，但由于輕便、摩擦力小、徑向間隙小、安裝和拆卸方便，因此多用于中小型電機(jī)中。在功率較小的異步電機(jī)中，兩端軸承都用滾珠軸承。由于滾柱軸承的負(fù)荷能力較滾珠軸承高，因此傳動(dòng)的功率較大時(shí)，一般在傳動(dòng)端用滾柱軸承，而在非傳動(dòng)端用滾珠軸承?；瑒?dòng)軸承的工作特點(diǎn)是軸頸軸襯中間作相對滑動(dòng)，因此軸承的磨損較大。由于它可以承受較大的荷重，并容許多次修理，因此多在大型異步電動(dòng)機(jī)中使用?；瑒?dòng)軸承有的是用定位螺栓固定在端蓋上，端蓋上裝有貯存潤滑油的油箱；對于轉(zhuǎn)子較重的大型電機(jī)，常采用座式滑動(dòng)軸承來支撐轉(zhuǎn)子，它有軸承座和軸承蓋組成，軸承座直接安裝在電機(jī)的基礎(chǔ)上。軸承的重要部分是軸瓦，因?yàn)樗禽S承直接和軸頸接觸的部分，所以要求摩擦系數(shù)小并能承受載荷的耐磨材料做成。一般采用青銅或澆有巴氏合金的鑄鐵軸瓦。

為提高軸伸端軸承的承載能力和使用壽命，滾動(dòng)軸承裝置一般為三軸承結(jié)構(gòu)：在軸伸端用一個(gè)滾柱軸承和一個(gè)球軸承并列，由滾柱軸承承受徑向負(fù)荷，而球軸承僅承受軸向負(fù)荷（故球軸承外圈與端蓋內(nèi)圓徑向通常留有間隙），而在非軸伸端用一個(gè)滾柱軸承。也可用兩軸承結(jié)構(gòu)。為了防止軸承圈在電機(jī)運(yùn)行中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)象，軸承外圈由內(nèi)外軸承蓋止口壓牢，軸承蓋緊固在軸承套或端蓋上。軸承內(nèi)圈由迷宮環(huán)頂緊。軸伸端和非軸伸端的軸承裝置都是采用迷宮式結(jié)構(gòu)，用密封圈密封。不僅可防止軸承室的潤滑脂漏到電機(jī)內(nèi)部損壞線圈的絕緣；還可以防止外面的灰塵和水進(jìn)入軸承室，保持軸承清潔。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

5、電動(dòng)機(jī)的冷卻電動(dòng)機(jī)的冷卻決定了電機(jī)的散熱能力，從而直接影響電機(jī)的使用壽命。電機(jī)的冷卻主要考慮冷卻介質(zhì)和冷卻方式。（1）冷卻介質(zhì)一般的電機(jī)冷卻介質(zhì)分為兩類：氣體冷卻即利用氫氣、空氣或其他氣體作為冷卻介質(zhì)。氫氣的熱容量比空氣大，相對空氣的冷卻效果好。液體冷卻即利用水、油作為冷卻介質(zhì)。由于液體的熱容量和導(dǎo)熱能力比氣體要大得多，就冷卻而言液體冷卻比氣體好得多。（2）冷卻方式冷卻方式很多，主要分為兩類：間接冷卻冷卻介質(zhì)只與電機(jī)的鐵心，繞阻，機(jī)殼的外表面接觸，熱量先要從這些部分的內(nèi)部傳到外表面再由冷卻介質(zhì)帶走。間接冷卻大部分是風(fēng)冷，這時(shí)它又分為自然冷卻和風(fēng)扇冷式等。直接冷卻冷卻介質(zhì)（多數(shù)用水或氫氣）直接進(jìn)入導(dǎo)體的內(nèi)部（如空心導(dǎo)體）直接吸收發(fā)熱體的熱量并帶走。直接冷卻要比間接冷卻的方式好得多，促進(jìn)了現(xiàn)代電機(jī)業(yè)的發(fā)展，但結(jié)構(gòu)也相對比較復(fù)雜。

二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

6、電動(dòng)機(jī)的絕緣材料和耐熱等級

電機(jī)運(yùn)行是能量轉(zhuǎn)換的過程，這時(shí)電機(jī)的繞組中有電流流過，電流在繞組上的功率，以及鐵心中交變磁場導(dǎo)致的磁滯和渦流引起的功率損耗都會轉(zhuǎn)化為熱量而散發(fā)。這種熱量的出現(xiàn)和積累從而使電機(jī)發(fā)熱，引起局部溫度升高。溫度過高影響耐熱能力薄弱的絕緣材料，大大降低使用壽命。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤щ姍C(jī)。所以對于不同的絕緣材料有著不同的最高允許工作溫度。在此溫度以下長期工作，絕緣材料的電性能，化學(xué)性能和機(jī)械性能不會有顯著變化；如果超過此溫度則絕緣材料的各種性能迅速變壞甚至加速老化。因此電機(jī)因其各部分的絕緣材質(zhì)不同而有一個(gè)最高溫度限制。電機(jī)的絕緣材料和耐熱程度一般分為六個(gè)等級：A級絕緣包括經(jīng)過浸漬的棉紗、絲、紙等有機(jī)纖維材料以及普通漆包線上的磁漆。目前只在變壓器上使用。允許最高工作溫度為105℃。E級絕緣包括用聚酯樹脂，環(huán)氧樹脂，三醋酸纖維制成的薄膜。聚乙烯醇縮醛，高強(qiáng)度漆包線上的磁漆等。允許最高工作溫度為120℃。B級絕緣包括云母、石棉、玻璃絲等無機(jī)物，用提高了耐熱性能的有機(jī)漆或樹脂作為粘合物做成的材料或其組合物。允許最高工作溫度為130℃。F級絕緣包括云母、石棉、玻璃絲等無機(jī)物用硅有機(jī)物改性的合成樹脂漆，或耐熱等級符合這個(gè)級別的醇酸、環(huán)氧等合成樹脂作為粘合物而制成的材料或其組合物。允許最高工作溫度為155℃。H級絕緣，包括硅有機(jī)物以及云母、石棉、玻璃絲等無機(jī)物用硅有機(jī)漆作為粘合物做成的材料。允許最高工作溫度為180℃。C級絕緣包括無粘合劑的云母、石英、玻璃等；用熱穩(wěn)定性特別優(yōu)良的硅有機(jī)漆、聚酸亞胺等。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

7、機(jī)座

吊入式機(jī)座是一個(gè)長方體的鋼板焊接箱式結(jié)構(gòu)，機(jī)座內(nèi)部軸向有筋，用于支撐和固定定子。定子是從上方放入機(jī)座，靠定子壓圈與機(jī)座軸向筋定位并保證氣隙均勻度。再用螺栓將定子與機(jī)座緊固。機(jī)座兩端端板的內(nèi)止口與端蓋的外止口緊密配合，能充分保證定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙均勻度。套入式機(jī)座是一個(gè)長方體的鋼板焊接箱式結(jié)構(gòu)，機(jī)座內(nèi)部有隔板，用于支撐和固定定子。定子從機(jī)座一端套入，靠定子壓圈與機(jī)座撐板止口緊密配合，能充分保證氣隙均勻度。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

8、出線盒

出線盒由出線盒座、出線盒蓋、絕緣套管等主要零部件組成。

額定電壓為3kV及以上的出線盒，絕緣套管為樹脂化壓件或電瓷件，低壓出線盒采用螺柱結(jié)構(gòu)。整個(gè)出線盒是密封的，出線盒與電動(dòng)機(jī)之間也是密封的，能夠防止水和灰塵進(jìn)入出線盒和電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，防護(hù)等級為IP54，根據(jù)要求也可設(shè)計(jì)成IP55。額定電壓為一種電壓單用時(shí)，出線盒內(nèi)有三個(gè)絕緣套管，額定電壓為兩種電壓兩用時(shí)，出線盒內(nèi)有六個(gè)或九個(gè)絕緣套管，其中下面三個(gè)絕緣套管是電源電纜接線絕緣套管。出線盒內(nèi)設(shè)有接地裝置和接線標(biāo)牌。根據(jù)需要，出線盒內(nèi)可裝有避雷器、復(fù)合式過電壓保護(hù)器或電流互感器。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)9、集電環(huán)

繞線型電動(dòng)機(jī)在非軸伸端裝有集電環(huán)。一般裝在機(jī)座外面，防護(hù)等級通常為IP23，根據(jù)需要也可為IP44或IP54，也可裝在機(jī)座內(nèi)。采用不舉刷結(jié)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完畢后，電刷仍然壓在集電環(huán)上。額定電壓為380V及以下的電機(jī)可做成舉刷結(jié)構(gòu)的。電刷的數(shù)量和引線電纜的截面積根據(jù)轉(zhuǎn)子額定電流的大小有所不同。有的電機(jī)設(shè)有碳粉吸附裝置，裝在集電環(huán)下面，為抽屜式的，定期清洗時(shí)，擰下緊固螺釘，取出裝置用水或壓縮空氣清洗干凈后，再裝回原來位置。電刷的牌號通常為J204或J206。根據(jù)需要，也可用其他牌號。二、電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三、電動(dòng)機(jī)的安裝安裝前的準(zhǔn)備工作1、絕緣電阻測量：包括定子繞組、繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組和所有輔助裝置（參閱絕緣電阻測量）。2、拆除運(yùn)輸鎖定裝置。3、臥式電機(jī)底腳平面的調(diào)整墊板要求4、準(zhǔn)備一些墊板，墊板材料為薄銅板和鋼板。厚度可為0.05、0.1、0.2、和0.5、1、2mm。5、每處底腳平面處調(diào)節(jié)墊板數(shù)量不許超過3件。6、所有墊板均為整板，校平并周邊去毛，倒棱。厚墊板不能多層累加。7、所有墊板與電機(jī)底腳平面尺寸一致，電機(jī)底腳平面尺寸見電機(jī)隨機(jī)外形圖。允許墊板的長、8、寬尺寸偏差±10mm，并在地腳孔處加工出半邊開缺的孔，用于穿過連接螺栓。墊板結(jié)構(gòu)見圖9、準(zhǔn)備橡皮錘、調(diào)節(jié)螺栓、液壓千斤頂，用于軸向和水平調(diào)整。10、準(zhǔn)備一個(gè)千分表，最好準(zhǔn)備一個(gè)激光光學(xué)分析儀，用于設(shè)備的精確校正。11、準(zhǔn)備一個(gè)簡單的杠桿，用于校正時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子基礎(chǔ)澆灌1、基礎(chǔ)應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸見電機(jī)隨機(jī)外形圖。2、無論電動(dòng)機(jī)底板是何種結(jié)構(gòu)，底板均需與基礎(chǔ)澆鑄在一起。3、基礎(chǔ)澆鑄時(shí)，需預(yù)埋地腳螺栓。4、基礎(chǔ)澆灌時(shí)，灌漿孔內(nèi)壁表面必須粗糙，以便結(jié)實(shí)牢固。澆灌孔的位置和基礎(chǔ)高度必須按相應(yīng)圖紙尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。5、基礎(chǔ)應(yīng)平整且水平誤差不大于0.1mm。

為保證基礎(chǔ)柱頭螺栓能夠很好地固定到混凝土內(nèi)，這些螺栓必須無涂層且沒有受到污染和沾染灰塵。起吊電動(dòng)機(jī)時(shí)，采用座式軸承的電動(dòng)機(jī)必須使用底板上的吊攀，其余電動(dòng)機(jī)必須使用機(jī)座上的吊攀，吊裝示意圖三、電動(dòng)機(jī)的安裝電動(dòng)機(jī)安裝1、將電動(dòng)機(jī)小心吊放在基礎(chǔ)或底板上，并用螺栓或螺母緊固。2.2.5.2聯(lián)軸器的裝配需遵守聯(lián)軸器供應(yīng)商的要求。組裝聯(lián)軸器時(shí)不能對電機(jī)軸承施加外力，以免損壞電機(jī)軸承。注意：聯(lián)軸器必須外加堅(jiān)固的保護(hù)罩。2、聯(lián)軸器的裝配需遵守聯(lián)軸器供應(yīng)商的要求。組裝聯(lián)軸器時(shí)不能對電機(jī)軸承施加外力，以免損壞電機(jī)軸承。3、軸中心校準(zhǔn)。1）電動(dòng)機(jī)與負(fù)載的軸中心線必須對準(zhǔn)，否則會損壞轉(zhuǎn)軸、軸承和電動(dòng)機(jī)。2）采用混凝土基礎(chǔ)時(shí)，如果調(diào)正和灌漿作業(yè)做得好，就沒有必要加墊板，否則就需通過墊板來調(diào)正。3）電動(dòng)機(jī)水平方向可以通過底板上的調(diào)整塊，用調(diào)整螺栓在前后左右進(jìn)行調(diào)校。注意：不允許直接敲擊電機(jī)。4）電動(dòng)機(jī)垂直方向通過增減墊板來校正。5）電動(dòng)機(jī)軸線對底腳支承面的平行度建議不超過1mm。也可按使用國安裝標(biāo)準(zhǔn)。6）電動(dòng)機(jī)底腳支承面的平面度公差建議不超過0.3mm。也可按使用國安裝標(biāo)準(zhǔn)。7）通過水平和垂直方向的調(diào)校，直至電動(dòng)機(jī)軸中心線和負(fù)載的軸中心線大致對準(zhǔn)且聯(lián)軸器之間達(dá)到所需距離。8）用度盤式指示器或其他類似儀器檢測調(diào)試結(jié)果。根據(jù)通用慣例，聯(lián)軸器之間的水平和角度偏差控制在0.05mm～0.10mm內(nèi)，軸向偏差不超過0.10mm，其偏差的定義見圖15。圖15偏差的定義9）調(diào)試完畢，用專用工具在電機(jī)底板上加工定位銷錐形孔，打入定位銷。三、電動(dòng)機(jī)的安裝起動(dòng)1、外掛風(fēng)機(jī)冷卻電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、保護(hù)要求，凡強(qiáng)迫冷卻的電動(dòng)機(jī)（IC06、IC616、IC666、IC86W），均需先開啟風(fēng)機(jī)電機(jī)，并確認(rèn)風(fēng)機(jī)