防爆電機基本知識及故障診斷

電機基本知識及故障診斷南陽防爆集團有限公司電機基本知識及故障診斷一、電機基本知識電機是電動機和發(fā)電機的統(tǒng)稱，通常分為直流電機和交流電機兩大類，交流電機分為異步電機與同步電機兩類。1、同步電機轉子轉速與旋轉磁場的轉速相同的一種交流電機，它具有可逆性?？勺靼l(fā)電機運行，也可作電動機運行，還可作補償機運行。2、異步電動機異步電動機是一種基于電與磁相互依存又相互作用而達到能量轉換目的的機械。它的定子、轉子在電路上是彼此獨立的，但又是通過電磁感應而相互聯(lián)系的，其轉子轉速永遠低于旋轉磁場的轉速，即存在有轉差率，故稱為異步電動機。工作原理：電機定子通入三相交流電時即可產(chǎn)生旋轉磁場，假設旋轉磁場為順時針轉動，靜止的籠形轉子切割磁力線產(chǎn)生感應電流，通電導體在磁場中受力，且此轉矩與磁場旋轉方向一致，所以轉子便順著旋轉磁場方向轉動起來。3、電機產(chǎn)品型號編制方法產(chǎn)品型號由產(chǎn)品代號、規(guī)格代號、特殊環(huán)境代號和補充代號等四個部分組成，示例：YB2-20OL-2WF11 特殊環(huán)境代號（戶外防中等腐蝕） 規(guī)格代號（中心高鐵心長度■極數(shù)大型電機用功

率-極數(shù)/鐵心外徑表示） 產(chǎn)品代號（隔爆型三相異步電動機）我公司低壓電機（1140V及以下）主要產(chǎn)品代號有：Y、YA、YB久YXn、YAXn、YBXn、YW、YBF、YBK2、YBS、YBJ、YBI、YBSP、YZ、YZR等；高壓電機（3000V及以上）主要產(chǎn)品代號有：Y、YKK、YKS、Y2、YA、YB、YB2、YAKK、YAKS、YBF、YR、YRKK、YRKS、TAW、YFKS、QFW等。常用特殊環(huán)境代號有：W（戶外型）、WF1（戶外防中等腐蝕型）、WF2（戶外防強腐蝕型）、F1（戶內防中等腐蝕型）、F2（戶內防強腐蝕型）、TH（濕熱帶型）、WTH（戶外濕熱帶型）、TA（干熱帶型）、T（干、濕熱合型）、H（船或海用）、G（高原用）。4、 工作制（S類）S1—連續(xù)工作制 S2—短時工作制 S3—斷續(xù)周期工作制S4—包括起動的斷續(xù)工作制S5—包括電制動的斷續(xù)工作制S6—連續(xù)周期工作制S7—包括電制動的連續(xù)周期工作制包括變速負載的連續(xù)周期工作制負載和轉速非周期變化工作制5、 防護型式：IPXX第一位數(shù)字表示：防止人體觸及或接近殼內帶電部分及殼內轉動部件以及防止固體防異物進入電機。數(shù)字含義見下表；第二位數(shù)字表示：防止由于電機進水而引起的有害影響。含義見下表；無防護電機垂直滴水無有害影響電機從各方向傾斜15度，垂直滴水無有害影響與垂直線成60度角范圍內淋水應無有害影響承受任何方向濺水應無有害影響承受任何方向噴水應無有害影響6、電機安裝結構型式；IMXX常用安裝型式代號：臥式安裝——IMB3、IMB&IMB35立式安裝軸伸向下——VI、IMV1&IMV5立式安裝軸伸向上——IMV3、IMV36.IMV67、絕緣等級電機絕緣結構是指用不同的絕緣材料、不同的組合方式和不同的制造工藝制成的電機絕緣部分的結構型式。電機絕緣耐熱等級及溫度限值見下表：電機絕緣耐熱等級及溫度限值耐熱等級ATEBFHC最熱點溫度105120130155180>1808、 異步電動機額定數(shù)據(jù)a）相數(shù) b）額定頻率（Hz） c）額定功率kWd）額定電壓Ve）額定電流A f）額定功率因數(shù) g）額定轉速r/min9、 異步電機主要性能指標a） 效率n:電動機輸出機械功率與輸入電功率之比，通常用百分比表示。b） 功率因數(shù)C0S?:電動機輸入有效功率與視在功率之比。

c） 堵轉電流IA：電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時從供電回路輸入的穩(wěn)態(tài)電流有效值。d） 堵轉轉矩Tk：電動機在額定電壓、額定頻率和轉子堵住時所產(chǎn)生轉矩的最小測得值。e） 最大轉矩TMAX:電動機在額定電壓、額定頻率和運行溫度下，轉速不發(fā)生突降時所產(chǎn)生的最大轉矩。f） 噪聲：電動機在空載穩(wěn)態(tài)運行時A計權聲功率級dB（A）最大值。g） 振動：電動機在空載穩(wěn)態(tài)運行時振動速度有效值fem/s）。10、電機選型要點:a）負載類型d）a）負載類型d） 機械的起動頻度b）機械轉矩一轉矩特性e）負載的轉矩慣量大小c）機械的工作制類型f）是否需要調速g）機械的起動和制動方式g）機械的起動和制動方式h）機械是否需要反轉i）電機使用場所二、防爆電機1、防爆名詞術語（摘自GB2900.35-1998）1.1防爆電氣設備：在規(guī)定條件下，不會引起周圍爆炸性環(huán)境點燃的電氣設備。1.2爆炸性混合物：在爆炸上下限-之間的可燃性氣體、蒸氣、薄霧、粉塵或纖維與空氣的混合物。1.3最高表面溫度：電氣設備在規(guī)定范圍內最不利運行條件下工作時，可能引起周圍爆炸性環(huán)境點燃的電氣設備任何部件或電氣設備任何表面所達到的最高溫度。1.4溫度組別:爆炸性環(huán)境用電氣設備按其最高表面溫度劃分的組別。1.5引燃溫度：可燃物質從氣體或蒸氣形態(tài)與空氣形成的混合物，在規(guī)定條件下被熱表面引燃的最低溫度。

1.6閃點：在某一標準條件下使液體釋放出一定量的蒸氣而能形成可點燃的蒸氣、空氣混合物的液體最低溫度。1.7最小點燃電流：在規(guī)定條件下在規(guī)定的火花試驗裝置中，能點燃混合物的最小電流。1.8爆炸上限:空氣中可燃性氣體，蒸氣或薄霧的濃度，高于該濃度就不能形成爆炸性氣體環(huán)境。1.9爆炸下限:空氣中可燃性氣體，蒸氣或霧的濃度，低于該濃度就不能形成/、II—MTl^I P1.10爆炸危險區(qū)域：爆炸性氣體環(huán)境大量出現(xiàn)或預期可能大量出現(xiàn)，以致要求對電氣設備的結構、安裝和使用采取專門措施的區(qū)域。1.11極限溫度：電氣設備或其部件所容許的最高溫度。它由下列因素確定：a)爆炸性氣體混合物被點燃的危險溫度a)爆炸性氣體混合物被點燃的危險溫度b） 結構材料的熱穩(wěn)定性。注：考慮極限溫度時，應取其較低溫度。1?12tE時間：在最高環(huán)境溫度下，達到額定運行穩(wěn)定溫度后的交流繞組,從開始通過起動電流IA時計起直至上升到極限溫度所需的時間。1?13正壓型電氣設備：具有正壓外殼的電氣設備。正壓外殼:保持內部氣體的壓力高于周圍爆炸性環(huán)境的壓力，阻止外部混合物進入外殼。1?14粉塵防爆電氣設備：按規(guī)定條件設計制造使用時不會引起周圍粉塵爆炸性混合物爆炸的電氣設備。2、防爆型式、級別、類別和溫度組別2.1防爆電機的型式主要有：隔爆型（d）、增安型（e）、無火花型（w）、正壓型（n）和粉塵防爆型（A、B兩種型式）等。2.2爆炸性氣體環(huán)境用防爆電機分類:

I:煤礦用防爆電機II:工廠用防爆電機；爆炸性粉塵環(huán)境用防爆電機。按其外殼分為：塵密外殼和防塵外殼兩類2.3I類防爆電機不分溫度組別，其允許的最高表面溫度為150°C(表面可能堆積粉塵時)或450°C(采取措施防止堆積粉塵時)組別引燃溫度C設備允許最高表面溫度CTI450<t^450T23O0vtW45O300T3200vtW300200T4135vtW200135T5100vtW135100T685vtW10085II類防爆電機按其允許最高表面溫度分Tl—T6六個溫度組別，如下表：2、級別：因I類防爆電機是煤礦井下使用的，而煤礦井下的爆炸性氣體主要是甲烷，所以I類設備不分級。II類電氣設備按其適用于爆炸性氣體混合物最大試驗間隙或最小點燃電流分為A、B、C三級。如下表：級別最大試驗安全間隙(MESG)(min)最小點燃電流比(MICR)IIA$0?9>0.8IIB0.5vMESGv0.90.45WMICRW0.8IICW0.5^0?453、防爆電機選型原則3.1首先要查明應用場所是氣體爆炸還是粉塵爆炸危險場所3.2氣體爆炸危險場所，根據(jù)危險程度分區(qū)來選擇防爆電機3.3根據(jù)場所中所含引燃溫度最低的爆炸性混合物的溫度組別來選擇對應溫度組別的防爆電機。3.4隔爆型防爆電機使用場所可以是I類，也可以是II類；增安型、正壓型、無火花型電機只能用于II類場所。3.5隔爆型電機應根據(jù)場所中最危險爆炸性氣體混合物的最大試驗安全間隙的級別來選擇不低于此級別的電機。3.6選用增安型、正壓型防爆電機時，應配備相應的保護裝置，否則不能保安全性。3.7選用防爆電機必須是經(jīng)國家質量主管部門授權的防爆電氣產(chǎn)品質量檢驗機構檢驗，并頒發(fā)有防爆合格證的產(chǎn)品。使用場所煤氣、沼氣、突出礦井和沼氣噴出區(qū)域沼氣礦井井底車場總進風道或主要進風道翻罐籠硐室采區(qū)進風道總回風道、主要回風道工作面及工作面進回風道低沼氣礦井高沼氣礦井選用防爆電機礦用隔爆型礦用一般型礦用防爆型礦用隔爆型3?8 I類危險場所選用的防爆電機3.9氣體爆炸、粉塵爆炸危險場所用防爆電機選型表：1區(qū)2區(qū)隔爆型d正壓型P增安型e隔爆型d正壓型P增安型e無火花型n鼠籠型感應電機00A0000繞線型感應電機AA000X同步電機00X000表中符號：0為適用；△為慎用為不適用3.10II類危險場所的分級如下表：

II類危險場所的等級場所特征0區(qū)在正常情況下，爆炸性氣體混合物連續(xù)地、短時頻繁地出現(xiàn)或長時間存在的場所1區(qū)在正常情況下，爆炸性氣體混合物有可能出現(xiàn)的場所2區(qū)在正常情況下，爆炸性氣體混合物不能出現(xiàn)，僅在不正常情況下偶爾短時間出現(xiàn)的場所。3?11粉塵危險場所分級如下表場所特征粉塵危險場所的等級20區(qū)20區(qū)21區(qū)21區(qū)在正常運行過程中可能出現(xiàn)的粉塵數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物但未劃入20區(qū)的場所。22區(qū)22區(qū)層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場所。三、電機安裝調試及維護1、安裝1?1安裝前要注意以下幾點:按照電機使用說明書，編制操作規(guī)程。核對電機基礎核對電機及其配套的其它電氣設備的選型是否符合設計要求檢查設備有無”防爆合格證”及防爆標志1.2安裝電機時要注意以下幾點：借助聯(lián)軸節(jié)進行二次校平接電前將接線盒清理干凈檢查接線盒中接線柱爬電距離，電氣間隙是否符合要求電纜進線口的密封，卡緊及電機內、外接地線按規(guī)定接牢。地腳螺栓必須鎖緊1.3電機的調試空載不對接試機兩小時，溫升，振動不超標加載運行1—6小時，考核電機性能是否達標檢查有無局部過熱檢查振動、噪聲值有無異常檢查保護報警裝置是否正常工作對增安型電機測試滿壓滿載起動時間。1.4電機的維護1.4.1電機自出廠至安裝投產(chǎn)時間為3個月,可加注適量潤滑脂(油),直接投入使用;若為3——6個月，須更換潤滑脂(油)；若存放時間超過6個月，則必須對軸承進行拆檢，清洗，重新加注潤滑脂(油)，方可投入使用。1.4.2運行中要密切監(jiān)視電機軸承、定子溫度變化情況，防止過熱，造成事故。1.4.3運行中要經(jīng)常檢查油(脂)污染變質情況。1.4.4對稀油潤滑電機，檢查潤滑系統(tǒng)及油位，檢查甩油環(huán)旋轉是否正常。1.4.5對空水冷卻電機，要檢查水冷卻器是否漏水，水壓是否正常，水質是否清潔。2常見機械故障原因分析2.1振動；原因分析:a?轉子不平衡； b風扇不平衡； c軸彎曲；d?機殼強度、剛性差； e?氣隙不均； f鉄芯變形，松動；g?軸承磨損，游隙超差；h定子繞組斷路，短路，接地；基礎強度，剛度不夠；j聯(lián)軸器裝配不良;k?k?齒輪接手松動;l地腳螺栓松動;2.2軸承過熱原因分析：b?油質污染，有雜質;e?油封過緊；g軸承本身故障；I軸承選型不當；b?油質污染，有雜質;e?油封過緊；g軸承本身故障；I軸承選型不當；h?對接同軸度超差；j.軸承磨損，游隙超差；k?滑動軸承甩油環(huán)旋轉不靈活，供油不良;2?3軸承與軸抱死原因分析：a?軸承質量差； b軸承裝配質量差；c?軸承室、內外蓋、甩油環(huán)、曲路環(huán)等零部件形位公差超差;d?溫度報警失靈； e安裝、維護保養(yǎng)有問題;2?4轉子竄動原因分析：a?電磁力，定轉子鐵芯菱形，定轉子裝配位置未對齊；b?內風路不對稱； c軸承軸向游隙超標；d?零部件軸向尺寸鏈工藝控制有誤;e?e?聯(lián)軸器裝配不良;f?拖動機工藝參數(shù)變化。3、電機故障診斷與處理低壓部分中小型電機故障診斷故障現(xiàn)象故障判別與處理電機接入電源不轉a） 電源故障：開關故障，熔斷器燒斷，接線間斷路等；b） 繞組故障：相間短路接線錯誤，斷路等；c） 軸承故障：定轉子掃膛卡??；d） 過流繼電器整定值過??；e） 控制柜接線錯誤；f） 電機負載過大或被拖動機械卡住。電機產(chǎn)生過熱a）電源質量：三相是否平衡，電壓波動值是

否不大于土10%,否則將產(chǎn)生三相不平衡電流，弓I起電機損耗增加，導致電機發(fā)熱；b） 電機過載：負載過大或電機掃膛均會引起三相電流超過額定值而使電機發(fā)熱；c） 缺相運轉，查找解決之；d） 繞組故障：匝間短路等；e） 冷卻風路堵塞，灰塵過多亦會造成電機過熱。定子繞組過熱a）定子繞組過熱a）電機過載或轉子掃膛，或電機容量選擇不當;轉子過熱b） 當;轉子過熱b） 三相電壓不平衡或電壓低于額定值;c） 繞組接線錯誤；d） 風路不暢，集灰太多等；e） 繞組接地或短路。a） 轉子斷條或端環(huán)開裂；b） 風路不暢；c） 繞組焊接不良或匝間短路。繞組直流電阻不合格a） 焊接不良；b） 繞組直流電阻不合格a） 焊接不良；b） 電磁線截面不合格;c)大小不合格;d）d）引線長度截面積不符合要求。電機掃膛a）軸承故障,電機掃膛a）軸承故障,轉子下沉;滾動軸承過熱b） 轉軸彎曲；c） 定、轉子鐵心偏心，橢圓，或局部變形凸出;滾動軸承過熱b） 轉軸彎曲；c） 定、轉子鐵心偏心，橢圓，或局部變形凸出;d） 主機對電機有沖擊振動；e） 電機與主機連接不同軸；f） 電機有電磁振動、負載突變造成氣隙不均；g） 鐵心熱變形不一致；h） 結構剛度不夠，在磁拉力作用下造成氣隙不均。a） 裝配工藝不當造成滾道表面受傷變形，運轉磨擦發(fā)熱；b） 軸承與軸、軸承與軸承室配合過緊或過松。尤其是過緊會使軸承發(fā)熱膨脹，游隙c)d)e)f)減小，增加磨擦產(chǎn)生過熱；另部件加工精度不夠。如：機座兩端止口不同軸，端蓋止口與軸承室不同軸，加工橢圓等均可導致軸承過熱；軸承本身質量差，間隙過大，滾道不干凈，有銹蝕，滾動體不圓等；潤滑不良，潤滑過多或過少，油脂臟污等；c)d)e)f)減小，增加磨擦產(chǎn)生過熱；另部件加工精度不夠。如：機座兩端止口不同軸，端蓋止口與軸承室不同軸，加工橢圓等均可導致軸承過熱；軸承本身質量差，間隙過大，滾道不干凈，有銹蝕，滾動體不圓等；潤滑不良，潤滑過多或過少，油脂臟污等；與主機聯(lián)接不同軸，主機軸向竄動大等均會造成電機軸承發(fā)熱軸承異聲：1.軸承“咝咝”聲并含有與轉速無關的不規(guī)則金屬聲；2?滾柱碰擊聲低速或停機前發(fā)出的“喀通”聲；3?滾擦聲“沙沙聲”與載荷無關；4?傷痕聲“咕?！薄肮緡！甭暺渲芷谂c轉速成正比；5?雜質聲聲小而無規(guī)律，與轉速無關，有時會產(chǎn)生“咕?！甭曤姶怕暺饎硬涣迹喊l(fā)出“嗡嗡聲”頻率為電源頻率2倍或1倍；電機不能起動，“嗡嗡叫”；電機起動轉距減少，有時無法起動，并發(fā)出“嗡嗡”吼聲，振動大；電機起動時“嗡嗡”吼叫，振動大；不是故障；補充潤滑脂；滾珠或滾柱有傷痕。若軸承體有過熱，更b)c)d)b)c)d)e)f)軸承內外圈可能破裂，及時更換軸承。軸承滾道侵入雜質，當聽到“咕?！甭晻r，應清洗軸承，防止雜質浸入。a） 氣隙不均勻；b） 2、定子可能斷線。停機檢查，査電機端電壓是否平衡；c） 3、可能定子有一相頭尾接錯；d） 定、轉子繞組短路，或發(fā)生兩點接地；e） 可能鐵心松動產(chǎn)生中頻齒諧波聲；

故障現(xiàn)象故障判別與處理5.“噠噠”聲。其它異聲聯(lián)軸器或皮帶輪與鍵發(fā)生的“噠噠”聲聯(lián)軸器、皮帶輪與軸配合過松。高壓部分大型電機故障診斷故障現(xiàn)

象電機振

動電機電

磁噪聲電機機

械噪聲故障判別處理故障現(xiàn)

象電機振

動電機電

磁噪聲電機機

械噪聲1.外觀檢查：首先查安裝情況。地腳螺栓是否松動，是否有三點觸地現(xiàn)象。其次檢查三相電源是否平衡，若有問題及時停機并與有關部門聯(lián)系解決之。單機試驗，外觀檢查振動仍然存在，應脫開聯(lián)軸器，單獨試驗電機，若電機不振動，則說明振動是由主機或邊軸器的安裝引起的。若單試電機仍存在振動，說明電機本身存在缺陷。這時可用瞬時停電法來區(qū)分是電氣原因還是機械原因，或者是兩者混合引起的，停電瞬間，電機振動立即消失或減輕，貝U說明是電氣原因為主，否則機械原因可能性大；電氣原因檢查：首先測試定子三相繞組是否平衡，有無開焊；定子是否接地，匝間短路；轉子是否有斷籠缺陷。機械原因檢查：機械振動與噪聲首先檢查測量定轉子氣隙是否均勻；清洗軸承檢查游隙；檢查鐵心變形和配合松動情況。必要時檢査轉子鐵心并作動平衡試驗；連接部位的檢查：若上述檢查均無問題，則電機振動原因是由連接部位造成的，這時要檢查基礎水平傾斜度和強度；檢查與主機安裝的同軸度；檢查聯(lián)軸器本身是否平衡，連接間隙是否均勻，正確等，大一些。般要求聯(lián)軸器下部間隙比上部間隙切斷電源，噪聲消失，首先檢查調整電源電壓使其平衡；檢查是否單相運行；檢查氣隙，查找定子變形情況及轉子彎曲情況。處理振動。查找繞組斷路，短路和接地情況，采取