1、电机的应用与维护电机的应用与维护潍坊市技师学院高密分院潍坊市技师学院高密分院高密市技工学校高密市技工学校电气工程中心电气工程中心 电机是利用电磁感应原理工作的机械。电机按功能分为发电机、电动机、变压器和控制电机四类。电机变压器直流电机直流发电机直流电动机交流电机控制电机同步电机同步发电机同步电动机异步电机异步发电机异步电动机一、概述 （一）、直流电机（一）、直流电机 与交流电动机相比，直流电动机的结构复杂，与交流电动机相比，直流电动机的结构复杂，使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。使用和维护不如异步机方便，而且要使用直流电源。1、直流电机的优点：、直流电机的优点：（1）调速性能好）调
2、速性能好:调速范围广，易于平滑调节。调速范围广，易于平滑调节。（2）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。）起动、制动转矩大，易于快速起动、停车。（3）易于控制。）易于控制。2、直流电机的工作原理、直流电机的工作原理 U+NS电刷电刷换向片换向片直流电源直流电源电刷电刷换向器换向器线圈线圈II注意：注意：换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转换向片和电源固定联接，线圈无论怎样转动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。动，总是上半边的电流向里，下半边的电流向外。电刷压在换向片上。电刷压在换向片上。由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，由左手定则，通电线圈在磁场的作用下，使线圈逆时针旋转。使线圈逆
3、时针旋转。FFU+NS电刷电刷换向片换向片II 3、直流电动机的构成、直流电动机的构成直流电机由定子、转子和机座等部分构成。直流电机由定子、转子和机座等部分构成。转子（转子（又称电枢）又称电枢）由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。由铁芯、绕组（线圈）、换向器组成。定子定子由定子铁芯、定子绕组组成。由定子铁芯、定子绕组组成。永磁式：由永久磁铁做成。永磁式：由永久磁铁做成。励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中励磁式：磁极上绕线圈，然后在线圈中 通过直流电，形成电磁铁。通过直流电，形成电磁铁。定子的分类：定子的分类：他励式电动机构造比较复杂，一般用于对调速范围要求很他励式电动机构造比较复杂，一般用于对调
4、速范围要求很宽的重型机床等设备中。宽的重型机床等设备中。并励式电动机在外加电压一定的情况下，励磁电流产生的并励式电动机在外加电压一定的情况下，励磁电流产生的磁通将保持恒定不变。起动转矩大，负载变动时转速比较稳定，磁通将保持恒定不变。起动转矩大，负载变动时转速比较稳定，转速调节方便，调速范围大。转速调节方便，调速范围大。串励式电动机的转速随转矩的增加，呈显著下降的软特性，串励式电动机的转速随转矩的增加，呈显著下降的软特性，特别适用于起重设备。特别适用于起重设备。复励电动机的电磁转矩变化速度较快，负载变化时能够有复励电动机的电磁转矩变化速度较快，负载变化时能够有效克服电枢电流的冲击，比并励式电动机
5、的性能优越，主要用效克服电枢电流的冲击，比并励式电动机的性能优越，主要用于负载力矩有突然变化的场合。于负载力矩有突然变化的场合。MMMM(a)他励式 (b)并励式 (c)串励式 (d)复励式电机碳刷电机及控制器4、直流电机常见故障分析及处理方法、直流电机常见故障分析及处理方法 电动机起动不起来或转速不正常 可能原因 排除方法1.负载力矩过大 减小负载阻力矩2.电枢的电源电压低于额定值 提高电源电压至额定值3.励磁绕组断路、短路、接线错误 纠正接线错误，消除短路、断路等4.电刷不在中性位置 调整电刷到中性位置5.换向极绕组接反 将换向极绕组的端头互相更换 位置电刷下火花过大电刷下火花过大 可能原
6、因 排除方法1.电刷不在中性位置 调整电刷到中性位置2.电刷与换向器接触不良 研磨电刷接触面在轻载下运转O.51h 3.换向器表面不光滑，不圆或有污垢 洁净或研磨换向器表面4.电刷与刷握配合太紧 略微磨小电刷尺寸5.电刷压力大小不当或不均 调整刷握弹簧压力或调换刷握 电机过热电机过热可能原因 排除方法1.负载过大 减少或限制负载2.电枢线圈短路 按电枢绕组短路故障情况修理 查出短路点，并予以修理排除3.冷却空气量不足，环境温度高，电机内部不清洁 清理电机内部，增大风量，改善周围冷却条件（二）、交流电动机（二）、交流电动机异步机异步机同步机同步机交流电动机交流电动机鼠笼式鼠笼式绕线式绕线式实际应
7、用：实际应用：各类油泵电机等各类油泵电机等立式电机卧式电机1、三相异步电动机、三相异步电动机YBZXAC转子转子定子定子定子绕组定子绕组（三相）（三相）机机 座座转子：在旋转磁场作用下，转子：在旋转磁场作用下，产生感应电动势或产生感应电动势或 电流。电流。三相定子绕组：产生旋转三相定子绕组：产生旋转 磁场。磁场。AiAiBiCXBYCZ 把三相定子绕组接成星形接到对称把三相定子绕组接成星形接到对称三相电源，定子绕组中便有对称三相电三相电源，定子绕组中便有对称三相电流流过。流流过。旋转磁场的产生旋转磁场的产生tiiAiBiCO1 2 0 2 4 0 3 6 0(a)t=0 (b)t=120 (c
8、)t=240AAAXXXBBBYYYCCCZZZ 小结：小结：(1)在对称的三相绕组中通入三相电流，可以产生在空间旋转的合成磁场。(2)磁场旋转方向与电流相序一致。电流相序为A-B-C时磁场顺时针方向旋转；电流相序为A-C-B时磁场逆时针方向旋转。(3)磁场转速(同步转速)与电流频率有关，改变电流频率可以改变磁场转速。同步转速no与磁场磁极对数p的关系为：r/min 601opfn 方法：方法：和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。和电源相接的任意两相互换，就可实现反转。2、三相异步电动机的正、反转启动、三相异步电动机的正、反转启动正转正转反转反转AB CM3电电 源源ABCM3电电 源源
9、极对数（极对数（P P）的概念）的概念BiAXBYCZAiCi1p此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为此种接法下，合成磁场只有一对磁极，则极对数为1。即：即：AXYCBZNS 极对数（极对数（P P）的改变）的改变CYABCXYZAXBZAiBiCi 将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形将每相绕组分成两段，按右下图放入定子槽内。形成的磁场则是两对磁极。成的磁场则是两对磁极。X AAXBYBYCZCZ极对数极对数2pAXX ANSSNZCZCBYBYCYABCXYZAXBZAiCiBi三相异步电动机的三相异步电动机的同步转速同步转速分）转/(601pfn 2p180分）转/(50
10、011p360分）转/(0003极对数极对数每个电流周期每个电流周期磁场转过的空间角度磁场转过的空间角度同步转速同步转速)50(Hzf 1n3p120分）转/(0001 电动机在正常运转时，其转速电动机在正常运转时，其转速n总是稍低于同步总是稍低于同步转速转速no，因而称为，因而称为异步电动机异步电动机。又因为产生电磁转。又因为产生电磁转矩的电流是电磁感应所产生的，所以也称为矩的电流是电磁感应所产生的，所以也称为感应电感应电动机动机。异步电动机同步转速和转子转速的差值与同步转异步电动机同步转速和转子转速的差值与同步转速之比称为速之比称为转差率转差率，用，用s表示，即：表示，即：%100oonn
11、ns 转差率是异步电动机的一个重要参数。异步电转差率是异步电动机的一个重要参数。异步电动机在额定负载下运行时的转差率约为动机在额定负载下运行时的转差率约为1%9%。3、三相异步机铭牌与技术数据、三相异步机铭牌与技术数据三相异步电动机 型 号 Y132M-4 功 率 7.5kW 频 率 50Hz 电 压 380V 电 流 15.4A 接 法 转 速 1440r/min 绝缘等级 B 工作方式 连续 年 月 日 编号 电机厂机座中心高度（132mm）Y 132 M4磁极数（4 极）机座长度代号（中机座）三相异步电动机联接方式联接方式：Y/接法接法 Y 接法：接法：接法：接法：AB CZX YA B
12、 CZX YABCXYZAZBYXCABCXYZ接线盒：接线盒：额定电压：额定电压：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下应加的下应加的线电压线电压.说明：说明：一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额一般规定电动机的运行电压不能高于或低于额定值的定值的 5。线线电电压压AZBYXC线线电电压压ABCXYZ例：例：380/220 Y/是指：线电压为是指：线电压为380V时采用时采用Y接法；接法；当线电压为当线电压为220V时采用时采用 接法。接法。额定电流：额定电流：定子绕组在定子绕组在指定接法指定接法下的下的线电流。线电流。如：如：A48.6/A2.11/表示三角接法下，电机的线电流为表示三
13、角接法下，电机的线电流为11.2A，相电，相电流为流为6.48A；星形接法时线、相电流均为；星形接法时线、相电流均为6.48A。额定功率：额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率功率（），不等于从电源吸收的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的）。两者的 关系为：关系为：2P1P12PPCOSIUPNN31其中其中鼠笼电机鼠笼电机=7293 额定负载时一般为额定负载时一般为0.7 0.9 ，空载时功率因数很，空载时功率因数很低约为低约为0.2 0.3。额定负载时，功率因数最大。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，注意：
14、实用中应选择合适容量的电机，防止防止“大马大马”拉拉“小车小车”的现象。的现象。功率因数功率因数(cos 1)：P2PNcos 1 4、三相异步机的启动、三相异步机的启动stI启动电流启动电流 ：中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的中小型鼠笼式电机起动电流为额定电流的5 7 倍。倍。0n定子电流定子电流 原因：起动时原因：起动时 ，转子导条切割磁力线速度很大。，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电转子感应电势势转子电流转子电流大电流使电网电压降低大电流使电网电压降低 影响其他负载工作影响其他负载工作频繁起动时造成热量积累频繁起动时造成热量积累 电机过电机过热热影响：影响：（1）直接启动：直接
15、启动：20-30千瓦以下的异步电动机一般千瓦以下的异步电动机一般采用直接起动。采用直接起动。（2）降压启动：降压启动：Y 起动起动自耦降压起动自耦降压起动（3）转子串电阻启动。）转子串电阻启动。三相异步机的启动方法：三相异步机的启动方法：降压启动降压启动Y-换接启动换接启动：在启动时将定子绕：在启动时将定子绕组连接成星形，通电后电动机运转组连接成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近额定转速时，当转速升高到接近额定转速时，再换接成三角形运转。再换接成三角形运转。适用范围适用范围：正常运行时定子绕组是：正常运行时定子绕组是三角形连接，且每相绕组都有两个三角形连接，且每相绕组都有两个引出端子的电
16、动机。引出端子的电动机。优点优点：启动电流为全压起动时的：启动电流为全压起动时的13。缺点缺点：启动转矩均为全压起动时的：启动转矩均为全压起动时的13。Y接起动接运行 正常正常运行运行lUAZBYXClI 启动启动ABCXYZlUlYI3ZUIll设：电机每相阻抗为设：电机每相阻抗为z31llYIIZUIllY3起动运行 自耦降压启动：自耦降压启动：利用三相自耦变压器利用三相自耦变压器将电动机在启动过程中将电动机在启动过程中的端电压降低，以达到的端电压降低，以达到减小启动电流的目的。减小启动电流的目的。自耦变压器备有自耦变压器备有40、60、80等多种抽头，使等多种抽头，使用时要根据电动机启动
17、用时要根据电动机启动转矩的要求具体选择。转矩的要求具体选择。1、电动机小修的项目及周期 1）清除电动机外部及内部的灰尘和油垢；2）检查电动机外壳接地线并紧固各连接螺丝；3）用兆欧表检查定子和转子绕组及电缆线路的绝缘电阻是否满足要求；4）检查各转动部分，及时补充润滑油脂；5）清除集电环上的油污并用细砂纸打磨灼痕；6）检查并清理油环，调整或更换电刷；7）检查并清洗通风系统或冷却器。三相异步电动机的小修周期一般为每年23次二、电机的检修与维修二、电机的检修与维修 2、电动机大修的项目及周期 1）拆卸电动机，清除电动机内部污垢及绕组表面的灰尘；2）检查绕组绝缘有无变色、焦化、脱落或损伤现象；3）检查绕
18、组接头有无断开或脱焊现象；4）修理或重绕已损坏的线圈；5）检查鼠笼式转子有无断条，转子平衡块及风扇螺丝是否紧固完好；6）检查气隙是否均匀；7）更换损坏的轴承、轴承盖、端盖及转轴,检查电刷是否需更换及调整刷压；8)检查电动机机座基础及对电动机进行防腐喷漆处理。三相异步电动机的大修周期一般12年一次 3、电机的维修、电机的维修 电机拆卸前的准备工作：1）在拆卸前，要用压缩空气吹净电机表面的灰尘将电机表面擦拭干净；2）选择合适的拆卸电机的地点，并清理现场环境；3）熟悉电机结构特点和检修技术要求；4）准备好拆卸电机所需工具（包括专用工具）和设备；5）切断电源，拆开电机外部接线并做好记录；6）拆开和生产
19、设备的连接部分；7）用兆欧表测量电机绝缘电阻；与上次测量的绝缘电阻进行比较，以判断电机绝缘变化趋势；8）需要电机移位时，先拆下电机地脚螺丝和定位销，要记录好地脚下面所垫垫片并分别扎好妥为保管，一定不要弄错，以便原位恢复。交流电机的拆卸步骤 1）拆去电机的引线和接地线；2）卸去皮带轮或联轴器；3）卸去风罩和风叶；4）卸下轴承端盖；5）卸下前端盖；6）对小型电动机，可先把后端盖固定螺栓松掉，用木锤敲击前轴端，待后端盖止口与机壳脱开，抽出转子；中、大型电机需将后端盖也拆下，然后用工具将转子抽出。交流电机的安装步骤和上述拆卸步骤相反 直流电机的拆卸步骤 1）拆去接于电机的所有接线；2）拆去换向器端的轴承外盖；3）打开端盖的通风窗，从刷握中取出电刷，再拆下刷杆上的连接线；4）卸下换向器端的端盖，取出刷架；5）用纸板或布把换向器包好；6）卸下后端盖；7）将电枢小心地抽出，防止损伤绕组和换向器；8）如发现轴承有异常现象，可把轴承卸下（如无特殊原因，不要拆卸）。电机的安装步骤和电机的拆卸步骤相反，但电刷位置要安装正确
