电机篇电谁也看不见你，看见的是你的作用，是你的精神力量，听见的是你的声音，和你的细微的呼吸。你无所不在，你发生于摩擦，你存在于运动，你带来光明与温暖，你的威力无比。而你却最驯服，听从金属的意志，哪怕细得像发丝，哪怕海阔天空，只要一眨眼的瞬间，你比想象更美。自从发现了你，我们也发现了自己，在无限里上升，超越时间和空间，我们向未来飞奔。提纲n一、电动机概要一、电动机概要n二、三相笼型异步电动机三相笼型异步电动机概述n三、异步电动机的控制三、异步电动机的控制n四、一般要求四、一般要求n五、电磁制动电机的使用和维护特点五、电磁制动电机的使用和维护特点n六、变频电机六、变频电机n七、几种常用的异步电动机调速方法（阅读）七、几种常用的异步电动机调速方法（阅读）八、电动机常见故障分析八、电动机常见故障分析n九、热继电器的整定九、热继电器的整定 电机原理和常见故障n电机分为旋转电机和静止电机两种；变压器属于静止电机范畴，电动机和发电机属于旋转电机范畴 第一节 电动机概述n通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为旋转电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗器械设备等各方面广泛应用。1、电动机的种类：n按照特性可分为：n1、异步电动机n2、同步电动机n3、直流电动机n4、微型电动机n5、特种电动机（测速发电机、步进动机、伺服电动机、电磁调速电动机、电动工具、交流弧焊机等）交流电动机 n各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机 ）。它使用方便、运行可靠 、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。异步电动机的分类按定子相数分按定子相数分n单相异步电动机n两相异步电动机n三相异步电动机按转子结构分按转子结构分n绕线转子异步电动机n笼型异步电动机单相异步电机single-phase asynchronous motor)是靠220V单相交流电源供电的一类电动机，它适用于只有单相电源(single-phase power)的小型工业设备和家用电器中n在交流电机中，当定子绕组通过交流电流时，建立了电枢磁动势，它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势，该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和，从而在气隙中建立正传和反转磁场和。这两个旋转磁场切割转子导体，并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。正向电磁转矩企图使转子正转；反向电磁转矩企图使转子反转。这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。n电容分相式起动工作原n启动时开关闭合，使两绕组电流I1,I2相位差约为90，从而产生旋转磁场，电机转起来；转动正常以后离心开关被甩开，启动绕组被切断。n罩极式单相电机的工作原理定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。短路环中的电流阻碍磁通的变化，致使有短路环部分和没有短路环部分产生的磁通有了相位差，从而形成旋转磁场，使转子转起来。按照机壳防护形式分：开启式封闭式防护式n异步电动机也可以采用二个绕组，（这两个绕组在下线时有90度相差，）这就是两相电动机。但没有两相电！所以就使用单相电，通过在其中一相里串电容形成相位差，产生起动转矩，现在电冰箱、空调、洗衣机中使用的就是这种电机。按电机尺寸大型H630，D1000中型H=355-630,D=500-1000小型H=80-315,D=120-500按工作定额分：连续，短时，断续按冷却方式分:自冷，自扇冷，他扇冷，管道通风冷按安装方式分：卧式，立式按绝缘等级分三相交流电动机的原理 三相异步电动机要其旋转起来先决条件是具有一个旋转磁场，三相异步电动机的定子绕阻就是用来产生旋转磁场的，我们知道，但相电源相与相之间的电压在相位上是相差120度的，三相异步电动机定子绕阻中的三个绕阻在空间位置上也差不120度，这样，当定子绕阻通入三相电源时，字子绕阻会产生一个旋转磁场，电流第变化一个周期旋转磁场在空间旋转一周，即旋转磁场的旋转速度与电流变化是同步的，旋转磁场的转速为n=60f/p式中f为电源频率，p是磁场的极对数，n的单位是：每分钟转速，电动机的转速与磁极数和使用电源的频率有为，为此，控制电动机的转速有两种方法：1、改变电动机的极对数。2、变频法，现很多是利用变频技术控制电动机的无极变速。旋转磁场的旋转方向与绕阻中电流的相序有关，相序A、B、C顺时针排列，磁场则顺时针旋转，若把三根电源中的任意两根对调，如将B相电流通入C相，C相电流通入B相绕阻中，则相序为：C、B、A则磁场必然逆时针方向旋转，利用这一特性我们可以很方便地改变电动机的方向。一般情况下，电动机的实际转速n，低于旋转磁场n1，因为假设n=n1则转子导条与旋转磁场就没有想对运动，就不会切割磁力线，也就不会产生，磁转矩，所以转子的转速n必然小于n1为此，我们称三相电动机为异步电动机三相同步电动机 n大容量低转速的动力机常用同步电动机。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率，工作较稳定。同步电动机的工作原理n同步电动机在结构上可分为两种：1、转子用直流电进行励磁，这种电机它的转子做成显极式，安装在磁极铁芯上的磁场绕阻线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线边接到装在轴上的两只滑环上面，磁场线圈是由一只小型发电机或蓄电池来激励的，在大多数的同步电机中，直流发电机是装在电机轴上的，用以供应转子线圈的励磁电流。同步电动机属于交流电机，定子绕阻与异步电机相同，它的转子旋转速度与定子绕阻所产生旋转磁场的速度是一样的，所以称为同步电动机，正由于这样。同步电机的电流在相位上超前于电压，即同步电机是一个容性负载。直流电动机 n在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。 2、电动机的特性n电动机的工作分类 电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。 3、三相交流电动机 n交流电机主要包括异步电机和同步电机两大类；两类电机在结构上既具有共同之处，又各有其自身特点。 共同之处在于定子铁心和绕组，不同之处在于转子结构和绕组。A、异步电动机是如何转动起来的n异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；（见三项对称绕组的模型图片图1）三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；转子绕组的导体处于旋转磁场中；转子导体切割磁力线，并产生感应电势。 转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。 感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力。 电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转 B、 异步电机的用途和类型 n2.1用途：异步电机是应用最广泛的一种电动机，厂矿企业，交通工具，娱乐，科研，农业生产，日常生活都离不开异步电动机n2.2类型：异步电机主要分为：鼠笼式异步电动机，绕线式异步电动机和各种控制用电动机三大类。（图片2）C、三相交流异步电机的结构 n交流异步电动机主要分为：（1）、定子： 定子铁心 定子绕组异步电动机的定子作用：定子的主异步电动机的定子作用：定子的主要作用是用来产生旋转磁场，它包要作用是用来产生旋转磁场，它包括铁心、绕组和机座括铁心、绕组和机座。C、三相交流异步电机的结构 2、转子：转子铁心转子绕组转子作用：转子的主要作用是带转子作用：转子的主要作用是带动其它机械设备旋转，由铁心、动其它机械设备旋转，由铁心、转轴和转子绕组构成。转轴和转子绕组构成。C、三相交流异步电机的几个术语1、异步电动机的转差率：电动机的旋转磁场与转子的转速之差叫做转差，转差与同步转速(或旋转磁场转速)之比叫转差率。2、异步电动机的转矩特性：异步电动机的转矩特性是指转矩与转差率之间的关系。3、变极调速：当电源频率不变时，改变电机的磁极对数(变绕组接线)，电机的转速将随之改变的调速方法为变极调速。4、变频调速：变频调速是指改变通入定子绕组电流的频率而实现的调速。C、三相交流异步电机的几个术语5、反接制动：反接制动是利用改变电动机定子绕组的电源相序、产生反向的制动转矩，而迫使电动机迅速停止转动的方法。6、能耗制动：能耗制动是指利用转子惯性转动切割磁力线而产生制动转矩，就是说把转子的能量消耗在转子回路的电阻上。7、异步电动机的降压起动：降压起动是利用起动设备降低加到电动机定子绕组上的电压，以减小起动电流C、三相交流异步电机的结构n径向通风沟（气隙：定转子之间的间隙，很小，0.2-1mm.对电机的性能影响很大），槽；和其他部件：机座，端盖，风罩，风叶铭牌等。（见图片7）4、异步电机的铭牌铭牌及额定值额定值n铭牌（图片8）：包括：型号，额定值，绕组联结方式，生产厂家，技术参数等。4、异步电机的铭牌铭牌及额定值额定值n型号举例：Y132S-4,Y-异步电动机；132-机座中心高度132mmnS-短铁心；4-极数。防护等级：IP44：第一位数能防止厚度大于1mm的工具、金属线或类似的物体触及壳内带电或转动部分。能防止直径大于1mm的小固体义务进入。任何方向溅水，对电机无伤害。绕组联结方式：接法或者Y接法3Kw以下接法 ？ 4Kw 以上 接法 ？ 工作方式：SI 电动机额定值 n额定电压：额定运行时，规定加在定子绕组上的线电压；线电压；n额定电流：额定运行时，规定加在定子绕组上的线电流；线电流；n额定功率：额定运行时，电动机的输出功率；输出功率；n额定转速：额定运行时，电动机的转子转速；转子转速；n额定频率：规定的电源频率电源频率(50Hz)；n额定效率：额定功率因数：cos等。 电动机安装前的准备n包装完整无损n名牌是否符合要求n紧固件是否松动n用手转动是否灵活n500V兆欧表绝缘值Mn干燥处理温度120c5、电动机的安装n4千瓦以上的2级30千瓦以上4级不宜采用皮带传动n皮带中心线与轴中心线垂直n联轴器与负载轴中心线应重合n立式电机除皮带轮外不允许再带负载电动机的运用1.怎样看转向？2.起动电流是多少？3.频率与名牌偏差1%电压偏差5%达不到额定功率4.轴承温度956、电动机的维护:n6.1使用前的检查na、检查电机铭牌所示的额定值是否符合使用要求，额定电压、额定频率是否与现场电源相同，接线是否与铭牌的或接线指示图相符。nB、检查电机内部有无灰尘或杂物。nC、对新安装或长期不用的电机，试用前都检查一下电机绕组相间和绕组对地的绝缘电阻，直流电机还应检查电刷和滑环的接触是否良好。nD、扭转电动机的转轴、检查电机转子转动是否灵活自如。（对于滑动轴承，转子的轴向窜动量允许23mm）。nE、检查电机地脚螺栓是否拧紧，其他机械方面是否牢固可靠。nF、检查轴承的油位多少。经过上述准备工作检查以后，方可启动电机。6、电动机的维护:n6.2启动时注意事项：na、合闸后若电动机不转动，应迅速、果断的断开电源，以免烧毁电机。nB、电动机启动后，应注意观察电机、转动装置、生产机械及线路电压和电流指示，若有异常现象，应立即停机，查明故障并排除后方能重新合闸启动。nC、按照电机的技术要求，限制电机连续启动次数。对于小型异步电动机，一般空载连续启动不超过35次，电动机长期运转至热态，停机后又起动，不得连续超过23次。否则容易烧毁电动机。nD、多台电动机有一台变压器供电时，不能同时启动，应由大到小逐台启动。（这一点我们公司不存在）7、电动机在运行时的监视：n7.1运行环境的监视：nA、应经常保持电机清洁、并防止油污、水滴或杂物进入电机内部。nB、电机的通风必须良好，其进风口和出风口必须保持畅通无助。7、电动机在运行时的监视：n7.2电源监视：电源电压与电动机额定值的偏差不得超过5%，三相电压不平衡度空载时不得超过1.5%7、电动机在运行时的监视：n7.3电流监视：电动机的电流不得超过铭牌的额定电流，三相电流不平衡度空载时不得超过10%，中载以上不得超过5%。7、电动机在运行时的监视：n7.4温升监视：nA级绝缘定子，铁芯最高容许温度100；nE级绝缘定子，铁芯最高容许温度115；nB级绝缘定子，铁芯最高容许温度120；nF级绝缘定子，铁芯最高容许温度140；nH级绝缘定子，铁芯最高容许温度1657.5声音监视：声音监视能发现许多故障 （轴承声音）声音种类异常声特点故障判判别处理轴承声音1、轴承外圈声：“咝咝声”声音中含有与转速无关的不规则金属声音1、润滑脂过少，补充油脂轴承声音2、滚珠碰击声音：低速或电机停机前发出清楚的“咯通”声音2、不是故障轴承声音3、滚擦声“沙沙声”，与轴承载荷无关。3、补充润滑脂（油）轴承声音4、伤痕声音“咕噜”声，其周期与转速成正比；不连续的“梗、梗”声4、轴承的滚珠或滚珠表面有伤痕，若轴承过热，则应更换；轴承的内外圈可能破裂，应及时地替换轴承轴承声音5、杂质声，声音小而不规则，与转速无关，但也会产生“咕噜、咕噜”声5、轴承侵入杂质，当听到“咕噜”声时，7.5声音监视：声音监视能发现许多故障 声音种类 异常声特点故障判判别处理电磁声1、启动不良，发出“嗡嗡”吼声，频率为电源频率的2倍或1倍1、气息不均匀，应对端盖位移、基础下沉引起底座变形和轴承磨损进行检查电磁声2、电机不能启动，发出“嗡嗡”声2、检查电机电压是否平衡，是否缺相。电磁声3、电机启动转矩减少，有时无法启动，并发出“嗡嗡”吼声，振动大3、可能有一相线圈的头尾颠倒电磁声4、电机启动时产生“嗡嗡”吼声和振动4、定子或转子绕组短路或发生接地电磁声5、哒哒声5、可能是铁心松动所产生的中频谐波7.5声音监视：声音监视能发现许多故障声音种类异常声特点故障判判别处理同负载机械连接的部件产生的声音1、联轴节或皮带轮与键发生的撞击声1、联轴器或皮带轮与转轴配合过松同负载机械连接的部件产生的声音2、其他撞击声2、联轴器螺栓磨损与变形的拦击声，齿轮式联轴节的润滑油不足及其齿磨损产生的撞击声同负载机械连接的部件产生的声音3、皮带打滑声发出的“嗒嗒”声3、皮带松驰与磨损，皮带与皮带轮打滑8、电动机的常见故障与排除方法一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。1故障原因电源未通（至少两相未通）；熔丝熔断（至少两相熔断）；过流继电器调得过小；接线错误。5.变频器参数设置不当2故障排除二、通电后电动机不转，然后熔丝烧断1故障原因缺一相电源，或定子线圈一相反接；定子绕组相间短路；定子绕组接地；定子绕组接线错误；熔丝截面过小；电源线短路或接地。三、通电后电动机不转有嗡嗡声三、通电后电动机不转有嗡嗡声 l故障原因定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；电源回路接点松动，接触电阻大；电动机负载过大或转子卡住；电源电压过低；小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；轴承卡住。 2故障排除四、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转四、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多速较多 1故障原因电源电压过低；面接法电机误接为Y；笼型转子开焊或断裂；定转子局部线圈错接、接反；修复电机绕组时增加匝数过多；电机过载。2故障排除五、电动机空载电流不平衡，三相相差大五、电动机空载电流不平衡，三相相差大1故障原因重绕时，定子三相绕组匝数不相等；绕组首尾端接错；电源电压不平衡；绕组存在匝间短路、线圈反接等故障2故障排除六、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动六、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动 1故障原因笼型转子导条开焊或断条；绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不良。2故障排除七、电动机空载电流平衡，但数值大1故障原因修复时，定子绕组匝数减少过多；电源电压过高；Y接电动机误接为；电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短；气隙过大或不均匀；大修拆除旧绕组时，使用热拆法不当，使铁芯烧损。2故障排除八、电动机运行时响声不正常，有异响1故障原因转子与定子绝缘纸或槽楔相擦；轴承磨损或油内有砂粒等异物；定转子铁芯松动；轴承缺油；风道填塞或风扇擦风罩，定转子铁芯相擦；电源电压过高或不平衡；定子绕组错接或短路。2故障排除九、运行中电动机振动较大1故障原因由于磨损轴承间隙过大；气隙不均匀；转子不平衡；转轴弯曲；铁芯变形或松动；联轴器（皮带轮）中心未校正；风扇不平衡；机壳或基础强度不够；电动机地脚螺丝松动；笼型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。2故障排除十、轴承过热1故障原因滑脂过多或过少；油质不好含有杂质；轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；轴承内孔偏心，与轴相擦；电动机端盖或轴承盖未装平；电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；轴承间隙过大或过小；电动机轴弯曲。2故障排除十一、电动机过热甚至冒烟1故障原因电源电压过高，使铁芯发热大大增加；电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；定转子铁芯相擦；电动机过载或频繁起动笼型转子断条；电动机缺相，两相运行；重绕后定于绕组浸漆不充分；环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞；电动机风扇故障，通风不良；定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。三相电机改单相电机 对于以下的小功率三相异步电动机对于以下的小功率三相异步电动机，不仅可以作三相运行，而且也可以作单相运行。电动机单相运行时的连接方式（）三相绕组的三角形连接如图所示。将电容器并接在三相绕组的任意一相两端（图中接在相两端），然后市电加在电容的一端和与的交点处。这样，电机就可旋转，如需改变电机旋转方向，则可按图所示连接，将市电从电容器的一端调换到另一端即可。（）三相绕组的星形连接将电容器接在任意两个端子上（如图中接、），市电则加在余下的端子和电容的任一端上。这样，电机就可旋转。如需改变电机转向，则将市电的一端从换接到端即可（如图所示）。三相电机改单相电机电容器的容量选择小型三相异步电动机作单相运行时，所选电容容量一定要合适，若太小则旋转无力，启动困难；太大则回路电流过大，导致电机过热。一般电容容量值选择如附表所示。如果不查表，也可以按经验公式获得：当星形连接时，所需电容容量（）（），的单位是，的单位是；当用作三角形连线时，所选电容容量（）（）上述电路中的电容要选纸介油浸电容或金属化电容等无极性电容器，不能用电解电容器，同时要注意其耐压值。一般地，若电机工作电压力220v，电容耐压应为400v；若电机工作电压力为380V，电容耐压应力600V左右。电容（微法）=Ie/(Ue*cos)电容容量=瓦*0.07=微法公式中的参数就是电机铭牌上的，改完后的P是原来P的50-90%，主要取决于cos，转速不变