Базовые знания электродвигателей.

1. Введение в электродвигатели.

Электродвигатель – это устройство, преобразующее электрическую энергию в механическую. Он использует катушку под напряжением (т.е. обмотку статора) для создания вращающегося магнитного поля и воздействия на ротор (например, закрытую алюминиевую раму с беличьей клеткой) для формирования магнитоэлектрического вращательного момента.

Электродвигатели делятся на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока в зависимости от используемых источников энергии. Большинство двигателей в энергосистеме представляют собой двигатели переменного тока, которые могут быть синхронными или асинхронными двигателями (скорость магнитного поля статора двигателя не поддерживает синхронную скорость со скоростью вращения ротора).

Электродвигатель в основном состоит из статора и ротора, а направление силы, действующей на провод под напряжением в магнитном поле, связано с направлением тока и направлением линии магнитной индукции (направлением магнитного поля). Принцип работы электродвигателя заключается в воздействии магнитного поля на силу, действующую на ток, заставляющую двигатель вращаться.

2. Отдел электродвигателей

① Классификация по рабочему источнику питания

В зависимости от различных источников рабочей мощности электродвигателей их можно разделить на двигатели постоянного тока и двигатели переменного тока. Двигатели переменного тока также делятся на однофазные и трехфазные.

② Классификация по конструкции и принципу работы.

Электродвигатели можно разделить на двигатели постоянного тока, асинхронные и синхронные двигатели в зависимости от их конструкции и принципа работы. Синхронные двигатели также можно разделить на синхронные двигатели с постоянными магнитами, реактивные синхронные двигатели и синхронные двигатели с гистерезисом. Асинхронные двигатели можно разделить на асинхронные двигатели и коллекторные двигатели переменного тока. Асинхронные двигатели подразделяются на трехфазные асинхронные двигатели и асинхронные двигатели с экранированными полюсами. Коллекторные двигатели переменного тока также делятся на однофазные двигатели с последовательным возбуждением, двигатели переменного и постоянного тока двойного назначения и репульсные двигатели.

③ Классифицируется по режиму запуска и работы.

Электродвигатели можно разделить на однофазные асинхронные двигатели с конденсаторным пуском, однофазные асинхронные двигатели с конденсаторным пуском, однофазные асинхронные двигатели с конденсаторным пуском и однофазные асинхронные двигатели с расщепленной фазой в зависимости от их режимов запуска и работы.

④ Классификация по назначению

По назначению электродвигатели можно разделить на приводные и управляющие.

Электродвигатели для привода подразделяются на электроинструменты (в том числе инструменты для сверления, шлифовки, полировки, долбежки, резки и расширения), электродвигатели для бытовой техники (в том числе стиральные машины, электровентиляторы, холодильники, кондиционеры, записывающие устройства, видеорегистраторы, DVD-проигрыватели, пылесосы, фотоаппараты, электровентиляторы, электробритвы и т. д.) и другое общее мелкое механическое оборудование (включая различные небольшие станки, малую технику, медицинское оборудование, электронные инструменты и т. д.).

Управляющие двигатели подразделяются на шаговые и серводвигатели.
⑤ Классификация по конструкции ротора

По конструкции ротора электродвигатели можно разделить на асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (ранее известные как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором) и асинхронные двигатели с фазным ротором (ранее известные как асинхронные двигатели с фазным ротором).

⑥ Классифицируется по рабочей скорости.

Электродвигатели можно разделить на высокоскоростные, тихоходные, двигатели с постоянной скоростью и двигатели с регулируемой скоростью в зависимости от их рабочей скорости.

⑦ Классификация по защитной форме

а. Открытого типа (например, IP11, IP22).

За исключением необходимой опорной конструкции, двигатель не имеет специальной защиты вращающихся и находящихся под напряжением частей.

б. Закрытого типа (например, IP44, IP54).

Вращающиеся и токоведущие части внутри корпуса двигателя нуждаются в необходимой механической защите для предотвращения случайного контакта, но это не существенно затрудняет вентиляцию. Защитные двигатели подразделяются на следующие типы в зависимости от их различных систем вентиляции и защиты.

ⓐ Сетчатый тип покрытия.

Вентиляционные отверстия двигателя закрыты перфорированными крышками, предотвращающими контакт вращающихся и находящихся под напряжением частей двигателя с внешними предметами.

ⓑ Защита от капель.

Конструкция вентиляционного отверстия двигателя предотвращает попадание вертикально падающих жидкостей или твердых частиц внутрь двигателя.

ⓒ Защита от брызг.

Конструкция вентиляционного отверстия двигателя предотвращает попадание жидкостей или твердых частиц внутрь двигателя в любом направлении в пределах угла вертикального угла 100°.

ⓓ Закрыто.

Конструкция корпуса двигателя может препятствовать свободному обмену воздуха внутри и снаружи корпуса, но не требует полной герметизации.

ⓔ Водонепроницаемость.
Конструкция корпуса двигателя предотвращает попадание воды под определенным давлением внутрь двигателя.

ⓕ Водонепроницаемость.

Когда двигатель погружен в воду, конструкция корпуса двигателя предотвращает попадание воды внутрь двигателя.

ⓖ Стиль погружения.

Электродвигатель может длительное время работать в воде под номинальным давлением воды.

ⓗ Взрывобезопасность.

Конструкция корпуса двигателя достаточна для предотвращения передачи взрыва газа внутри двигателя наружу, что приводит к взрыву горючего газа снаружи двигателя. Официальный аккаунт «Машиностроительная литература», инженерная заправка!

⑧ Классификация по методам вентиляции и охлаждения.

а. Самоохлаждение.

Электродвигатели полагаются исключительно на поверхностное излучение и естественный поток воздуха для охлаждения.

б. Вентилятор с самоохлаждением.

Электродвигатель приводится в движение вентилятором, который подает охлаждающий воздух для охлаждения поверхности или внутренней части двигателя.

в. Он охлаждается вентилятором.

Вентилятор, подающий охлаждающий воздух, приводится не от самого электродвигателя, а независимо.

д. Трубопроводный тип вентиляции.

Охлаждающий воздух не вводится и не выводится напрямую снаружи двигателя или изнутри двигателя, а вводится или выводится из двигателя через трубопроводы. Вентиляторы для вентиляции трубопроводов могут иметь самостоятельное или другое вентиляторное охлаждение.

е. Жидкостное охлаждение.

Электродвигатели охлаждаются жидкостью.

ф. Замкнутый контур охлаждения газа.

Циркуляция среды для охлаждения двигателя осуществляется в замкнутом контуре, включающем двигатель и охладитель. Охлаждающая среда поглощает тепло при прохождении через двигатель и выделяет тепло при прохождении через охладитель.
г. Поверхностное и внутреннее охлаждение.

Охлаждающая среда, которая не проходит через внутреннюю часть проводника двигателя, называется поверхностным охлаждением, а охлаждающая среда, которая проходит через внутреннюю часть проводника двигателя, называется внутренним охлаждением.

⑨ Классификация по форме конструкции установки

Форма установки электродвигателей обычно обозначается кодами.

Код представлен аббревиатурой IM, обозначающей международную установку.

Первая буква в IM представляет код типа установки, B означает горизонтальную установку, а V означает вертикальную установку;

Вторая цифра представляет код объекта, представленный арабскими цифрами.

⑩ Классификация по уровню изоляции

A-уровень, E-уровень, B-уровень, F-уровень, H-уровень, C-уровень. Классификация двигателей по уровню изоляции представлена ​​в таблице ниже.

⑪ Классифицируется по нормированному рабочему времени.

Система непрерывной, прерывистой и кратковременной работы.

Система непрерывного режима работы (SI). Двигатель обеспечивает длительную работу при номинальном значении, указанном на паспортной табличке.

Сокращенный рабочий день (S2). Двигатель может работать только в течение ограниченного периода времени при номинальном значении, указанном на паспортной табличке. Существует четыре типа стандартов продолжительности кратковременной работы: 10 минут, 30 минут, 60 минут и 90 минут.

Система прерывистой работы (S3). Двигатель можно использовать только с перерывами и периодически при номинальном значении, указанном на заводской табличке и выраженном в процентах от 10 минут на цикл. Например, FC=25%; Среди них от S4 до S10 принадлежат нескольким периодически работающим системам в разных условиях.

9.2.3 Распространенные неисправности электродвигателей

Электродвигатели часто сталкиваются с различными неисправностями в процессе длительной эксплуатации.

Если передача крутящего момента между соединителем и редуктором велика, то соединительное отверстие на поверхности фланца имеет сильный износ, что увеличивает посадочный зазор соединения и приводит к нестабильной передаче крутящего момента; Износ подшипниковой опоры, вызванный повреждением подшипника вала двигателя; Износ между головками валов и шпоночными канавками и т. д. После возникновения таких проблем традиционные методы в основном направлены на ремонтную сварку или механическую обработку после нанесения покрытия щеткой, но оба имеют определенные недостатки.

Термическое напряжение, возникающее при высокотемпературной ремонтной сварке, не может быть полностью устранено, поскольку оно склонно к изгибу или разрушению; Однако нанесение кистью ограничено толщиной покрытия и склонно к отслаиванию, и в обоих методах для ремонта металла используется металл, который не может изменить соотношение «твердое к твердому». Под совместным действием различных сил это все равно приведет к повторному износу.

В современных западных странах в качестве методов ремонта для решения этих проблем часто используются полимерные композиционные материалы. Применение полимерных материалов для ремонта не влияет на термические напряжения сварки, а толщина ремонта не ограничена. В то же время металлические материалы в изделии не обладают гибкостью, чтобы поглощать удары и вибрацию оборудования, избегать возможности повторного износа и продлевать срок службы компонентов оборудования, что значительно экономит время простоя предприятий и предприятий. создавая огромную экономическую ценность.
(1) Явление неисправности: двигатель не может запуститься после подключения.

Причины и способы устранения следующие.

① Ошибка проводки обмотки статора – проверьте проводку и устраните ошибку.

② Обрыв обмотки статора, короткое замыкание на массу, обрыв обмотки двигателя с фазным ротором – определить место неисправности и устранить ее.

③ Чрезмерная нагрузка или заедание трансмиссионного механизма – проверьте трансмиссионный механизм и нагрузку.

④ Обрыв в цепи ротора двигателя с фазным ротором (плохой контакт щетки с контактным кольцом, обрыв в реостате, плохой контакт в выводе и т.п.) – выявить место обрыва и устранить его.

⑤ Напряжение питания слишком низкое – проверьте причину и устраните ее.

⑥ Потеря фазы источника питания – проверьте цепь и восстановите трехфазное напряжение.

(2) Явление неисправности: слишком высокий рост температуры двигателя или дымление.

Причины и способы устранения следующие.

① Перегружен или слишком часто запускается – уменьшите нагрузку и уменьшите количество пусков.

② Потеря фазы во время работы – проверьте цепь и восстановите трехфазное соединение.

③ Ошибка проводки обмотки статора – проверьте проводку и исправьте ее.

④ Обмотка статора заземлена, имеется короткое замыкание между витками или фазами – определите место заземления или короткого замыкания и устраните его.

⑤ Обмотка ротора в клетке повреждена – замените ротор.

⑥ Отсутствие фазы обмотки фазного ротора – определить место неисправности и устранить ее.

⑦ Трение между статором и ротором. Проверьте подшипники и ротор на предмет деформации, отремонтируйте или замените.

⑧ Плохая вентиляция – проверьте, не засорена ли вентиляция.

⑨ Напряжение слишком высокое или слишком низкое – Найдите причину и устраните ее.

(3) Явление неисправности: чрезмерная вибрация двигателя.

Причины и способы устранения следующие.

① Несбалансированный ротор – выравнивающий баланс.

② Несбалансированный шкив или изогнутое удлинение вала – проверьте и исправьте.

③ Двигатель не совмещен с осью нагрузки – проверьте и отрегулируйте ось агрегата.

④ Неправильная установка двигателя – проверьте установочные и фундаментные винты.

⑤ Внезапная перегрузка – уменьшите нагрузку.

(4)Явление неисправности: Ненормальный звук во время работы.
Причины и способы устранения следующие.

① Трение между статором и ротором – Проверьте подшипники и ротор на предмет деформации, отремонтируйте или замените.

② Поврежденные или плохо смазанные подшипники – замените и очистите подшипники.

③ Операция потери фазы двигателя – проверьте точку обрыва цепи и устраните ее.

④ Столкновение лезвия с корпусом – проверить и устранить неисправности.

(5) Явление неисправности: Скорость двигателя слишком низкая под нагрузкой.

Причины и способы устранения следующие.

① Напряжение источника питания слишком низкое – проверьте напряжение источника питания.

② Чрезмерная нагрузка – проверьте нагрузку.

③ Обмотка ротора в клетке повреждена – замените ротор.

④ Плохой или разъединенный контакт одной фазы группы проводов обмотки ротора – проверьте давление щетки, контакт между щеткой и контактным кольцом, а также обмотку ротора.
(6) Явление неисправности: корпус двигателя находится под напряжением.

Причины и способы устранения следующие.

① Плохое заземление или высокое сопротивление заземления. Подключите заземляющий провод в соответствии с правилами, чтобы исключить неисправности плохого заземления.

② Обмотки влажные – подвергнуть их сушке.

③ Повреждение изоляции, столкновение проводов – Обмакните краску для восстановления изоляции, повторно подсоедините провода. 9.2.4 Порядок работы двигателя

① Перед разборкой сдуйте пыль с поверхности двигателя сжатым воздухом и протрите ее.

② Выберите рабочее место для разборки двигателя и очистите окружающую среду на месте.

③ Знать конструктивные характеристики и технические требования к обслуживанию электродвигателей.

④ Подготовьте необходимые инструменты (в том числе специальные) и оборудование для разборки.

⑤ Чтобы лучше понять дефекты в работе двигателя, перед разборкой можно провести проверку, если позволяют условия. Для этого двигатель испытывается под нагрузкой, детально проверяются температура, звук, вибрация и другие условия каждой части двигателя. Также проверяются напряжение, ток, скорость и т. д. Затем нагрузка отключается и проводится отдельное контрольное испытание на холостом ходу для измерения тока холостого хода и потерь холостого хода, а также производятся записи. Официальный аккаунт «Машиностроительная литература», инженерная заправка!

⑥ Отключите электропитание, отсоедините внешнюю проводку двигателя и ведите записи.

⑦ Выберите подходящий мегомметр для проверки сопротивления изоляции двигателя. Чтобы сравнить значения сопротивления изоляции, измеренные во время последнего технического обслуживания, чтобы определить тенденцию изменения изоляции и состояние изоляции двигателя, значения сопротивления изоляции, измеренные при разных температурах, следует преобразовать в одну и ту же температуру, обычно преобразуемую в 75 ℃.

⑧ Проверьте коэффициент поглощения K. Когда коэффициент поглощения K>1,33, это означает, что изоляция двигателя не пострадала от влаги или степень влажности не является серьезной. Для сравнения с предыдущими данными необходимо также перевести коэффициент поглощения, измеренный при любой температуре, в ту же температуру.

9.2.5 Техническое обслуживание и ремонт электродвигателей

Когда двигатель работает или неисправен, существует четыре метода своевременного предотвращения и устранения неисправностей, а именно: смотреть, слушать, нюхать и прикасаться, чтобы обеспечить безопасную работу двигателя.

(1) Смотри

Наблюдайте, нет ли каких-либо отклонений в работе мотора, которые в основном проявляются в следующих ситуациях.

① При коротком замыкании обмотки статора из двигателя может идти дым.

② Когда двигатель сильно перегружен или выходит из строя, скорость снизится и раздастся сильный «жужжащий» звук.

③ Если двигатель работает нормально, но внезапно останавливается, в месте неплотного соединения могут появиться искры; Явление перегорания предохранителя или заклинивания компонента.

④ Если двигатель сильно вибрирует, это может быть связано с заклиниванием передаточного устройства, плохой фиксацией двигателя, ослаблением фундаментных болтов и т. д.

⑤ Если на внутренних контактах и ​​соединениях двигателя имеются изменения цвета, следы подгорания и пятна дыма, это указывает на локальный перегрев, плохой контакт в соединениях проводников или сгоревшие обмотки.

(2) Слушай

При нормальной работе двигатель должен издавать равномерный и легкий «жужжащий» звук, без каких-либо шумов и особых звуков. Если издается слишком много шума, включая электромагнитный шум, шум подшипников, шум вентиляции, шум механического трения и т. д., это может быть предвестником или явлением неисправности.

① Электромагнитный шум, если двигатель издает громкий и тяжелый звук, может быть несколькими причинами.

а. Воздушный зазор между статором и ротором неравномерен, и звук колеблется от высокого к низкому с одинаковым интервалом времени между высокими и низкими звуками. Это вызвано износом подшипников, из-за которого статор и ротор не соосны.

б. Трехфазный ток несимметричен. Это происходит из-за неправильного заземления, короткого замыкания или плохого контакта трехфазной обмотки. Если звук очень глухой, это указывает на то, что двигатель сильно перегружен или сбита фаза.

в. Ослабленный железный сердечник. Вибрация двигателя во время работы приводит к ослаблению крепежных болтов железного сердечника, в результате чего лист кремнистой стали железного сердечника ослабляется и издает шум.

② Во время работы двигателя следует часто проверять шум подшипников. Метод мониторинга заключается в том, чтобы прижать один конец отвертки к месту установки подшипника, а другой конец поднести к уху, чтобы услышать звук работы подшипника. Если подшипник работает нормально, его звук будет непрерывным и небольшим «шелестящим» звуком, без каких-либо колебаний высоты или звука трения металла. Если возникают следующие звуки, это считается ненормальным.

а. При работе подшипника слышен «свистящий» звук, который представляет собой звук трения металла, обычно вызванный недостатком масла в подшипнике. Подшипник следует разобрать и заправить соответствующим количеством консистентной смазки.

б. Если слышен «скрипящий» звук, то это звук, издаваемый при вращении шара, обычно вызванный высыханием смазки или недостатком масла. Можно добавить необходимое количество смазки.

в. Если слышен «щелкающий» или «скрипящий» звук, это звук, создаваемый неравномерным движением шарика в подшипнике, который вызван повреждением шарика в подшипнике или длительным использованием двигателя. и высыхание смазки.

③ Если трансмиссионный и ведомый механизмы издают непрерывные, а не колеблющиеся звуки, с ними можно справиться следующими способами.

а. Периодические «хлопки» вызваны неровными соединениями ремня.

б. Периодический «стук» возникает из-за ослабления сцепления или шкива между валами, а также изношенных шпонок или шпоночных канавок.

в. Неравномерный звук столкновения возникает из-за того, что лопасти ветра сталкиваются с крышкой вентилятора.
(3) Запах

По запаху двигателя также можно выявить и предотвратить неисправности. Если обнаружен особый запах краски, это указывает на слишком высокую внутреннюю температуру мотора; Если обнаружен сильный запах горелого или горелого, это может быть связано с пробой изоляционного слоя или сгоранием обмотки.

(4) Коснитесь

Прикосновение к температуре некоторых частей мотора также позволяет определить причину неисправности. Для обеспечения безопасности при прикосновении следует касаться окружающих частей корпуса двигателя и подшипников тыльной стороной руки. Если обнаружены отклонения температуры, причин может быть несколько.

① Плохая вентиляция. Например, отсоединение вентилятора, закупорка вентиляционных каналов и т. д.

② Перегрузка. Вызывает чрезмерный ток и перегрев обмотки статора.

③ Короткое замыкание между обмотками статора или дисбаланс трехфазного тока.

④ Частый пуск или торможение.

⑤ Если температура вокруг подшипника слишком высока, это может быть вызвано повреждением подшипника или недостатком масла.