基本概念
基本概念
電機是指依據電磁感應定律實現電能的轉換或傳遞的一種電磁裝置。電機(俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器械或各種機械的動力源 。
分類
1.按工作電源分類 根據電動機工作電源的不同,可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。
2.按結構及工作原理分類 根據電動機按結構及工作原理的不同,可分為直流電動機,異步電動機和同步電動機。
分類詳述
1.同步電動機
還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。
2.異步電動機
可分為感應電動機和交流換向器電動機。
3.感應電動機
又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。
4.交流換向器電動機
又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。
5.直流電動機
按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。
有刷直流
可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、並勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
按起動與運行方式分類
根據電動機按起動與運行方式不同,可分為電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。
4.按用途分類 可分為驅動用電動機和控制用電動機。
驅動用電動機又分為電動工具(包括鑽孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電動機、家電(包括洗衣機、電風扇、電冰櫃、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃鬚刀等)用電動機及其它通用小型機械設備(包括各種小型工具機、小型機械、醫療器械、電子儀器等)用電動機。
控制用電動機
又分為步進電動機和伺服電動機等。
5.按轉子的結構分類 根據電動機按轉子的結構不同,可分為籠型感應電動機(舊標準稱為鼠籠型異步電動機)和繞線轉子感應電動機(舊標準稱為繞線型異步電動機)。
6.按運轉速度分類 根據電動機按運轉速度不同,可分為高速電動機、低速電動機、恆速電動機、調速電動機。
低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。
調速電動機除可分為有級恆速電動機、無級恆速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外,還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。
異步電動機的轉子轉速總是略低於鏇轉磁場的同步轉速。
同步電動機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。
故障分析
序言
電動機繞組故障分析和處理方法
繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的衝擊都會造成對繞組的傷害,電機過載、欠電壓、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤。如今分別說明故障現象、產生的原因及檢查方法。
繞組接地
指繞組與鐵芯或與機殼絕緣破壞而造成的接地。
1、故障現象
機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發熱,致使電動機無法正常運行。
2、產生原因
繞組受潮使絕緣電阻下降;電動機長期過載運行;有害氣體腐蝕;金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣;重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心;繞組端部碰端蓋機座;定、轉子磨擦引起絕緣灼傷;引出線絕緣損壞與殼體相碰;過電壓(如雷擊)使絕緣擊穿。
3.檢查方法
(1)觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡,如有就是接地點。
(2)萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查,讀數很小,則為接地。
(3)兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻,若讀數為零,則表示該項繞組接地,但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿,需依據經驗判定,一般說來指針在“0”處搖擺不定時,可認為其具有一定的電阻值。
(4)試燈法。如果試燈亮,說明繞組接地,若發現某處伴有火花或冒煙,則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。若燈不亮,但測試棒接地時也出現火花,說明繞組尚未擊穿,只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲,敲到某一處等一滅一亮時,說明電流時通時斷,則該處就是接地點。
(5)電流穿燒法。用一台調壓變壓器,接上電源後,接地點很快發熱,絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍,時間不超過半分鐘;大電機為額定電流的20%-50%或逐步增大電流,到接地點剛冒煙時立即斷電。
(6)分組淘汰法。對於接地點在鐵芯心裏面且燒灼比較厲害,燒損的銅線與鐵芯熔在一起。採用的方法是把接地的一相繞組分成兩半,依此類推,最後找出接地點。
此外,還有高壓試驗法、磁針探索法、工頻振動法等,此處不一一介紹。
4.處理方法
(1)繞組受潮引起接地的應先進行烘乾,當冷卻到60——70℃左右時,澆上絕緣漆後再烘乾。
(2)繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理,塗漆,再烘乾。
(3)繞組接地點在槽內時,應重繞繞組或更換部分繞組元件。
最後套用不同的兆歐表進行測量,滿足技術要求即可。
繞組短路
由於電動機電流過大、電源電壓變動過大、單相運行、機械碰傷、製造不良等造成絕緣損壞所至,分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。
1.故障現象
離子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇,嚴重時電動機不能啟動,而在短路線圈中產生很大的短路電流,導致線圈迅速發熱而燒毀。
2.產生原因
電動機長期過載,使絕緣老化失去絕緣作用;嵌線時造成絕緣損壞;繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿;端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞;端部連線線絕緣損壞;過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿;轉子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞;金屬異物落入電動機內部和油污過多。
3.檢查方法
(1)外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦,繞組過熱後留下深褐色,並有臭味。
(2)探溫檢查法。空載運行20分鐘(發現異常時應馬上停止),用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。
(3)通電實驗法。用電流表測量,若某相電流過大,說明該相有短路處。
(4)電橋檢查。測量個繞組直流電阻,一般相差不應超過5%以上,如超過,則電阻小的一相有短路故障。
(5)短路偵察器法。被測繞組有短路,則鋼片就會產生振動。
(6)萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻,若讀書極小或為零,說明該二相繞組相間有短路。
(7)電壓降法。把三繞組串聯後通入低壓安全交流電,測得讀書小的一組有短路故障。
(8)電流法。電機空載運行,先測量三相電流,在調換兩相測量並對比,若不隨電源調換而改變,較大電流的一相繞組有短路。
4.短路處理方法
(1)短路點在端部。可用絕緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘乾。
(2)短路線上槽內。將其軟化後,找出短路點修復,重新放入線槽後,再上漆烘乾。
(3)對短路線匝少於1/12的每相繞組,串聯匝數時切斷全部短路線,將導通部分連線,形成閉合迴路,供應急使用。
(4)繞組短路點匝數超過1/12時,要全部拆除重繞。
繞組斷路
由於焊接不良或使用腐蝕性焊劑,焊接後又未清除乾淨,就可能造成壺焊或鬆脫;受機械應力或碰撞時線圈短路、短路與接地故障也可使導線燒毀,在並燒的幾根導線中有一根或幾根導線短路時,另幾根導線由於電流的增加而溫度上升,引起繞組發熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、並聯支路處斷路、多根導線並燒中一根斷路、轉子斷籠。
1.故障現象
電動機不能啟動,三相電流不平衡,有異常噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。
2.產生原因
(1)在檢修和維護保養時碰斷或製造質量問題。
(2)繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運行過熱脫焊。
(3)受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。
(4)匝間或相間短路及接地造成繞組嚴重燒焦或熔斷等。
3.檢查方法
(1)觀察法。斷點大多數發生在繞組端部,看有無碰折、接頭出有無脫焊。
(2)萬用表法。利用電阻檔,對“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點上,另一根依次接在三相繞組的首端,無窮大的一相為斷點;“△”型接法的短開連線後,分別測每組繞組,無窮大的則為斷路點。
(3)試燈法。方法同前,等不亮的一相為斷路。
(4)兆歐表法。阻值趨向無窮大(即不為零值)的一相為斷路點。
(5)電流表法。電機在運行時,用電流表測三相電流,若三相電流不平衡、又無短路現象,則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。
(6)電橋法。當電機某一相電阻比其他兩相電阻大時,說明該相繞組有部分斷路故障;
(7)電流平衡法。對於“Y”型接法的,可將三相繞組並聯後,通入低電壓大電流的交流電,如果三相繞組中的電流相差大於10%時,電流小的一端為斷路;對於“△”型接法的,先將定子繞組的一個接點拆開,再逐相通入低壓大電流,其中電流小的一相為斷路。
(8)斷籠偵察器檢查法。檢查時,如果轉子斷籠,則毫伏表的讀數應減小。
4.斷路處理方法
(1)斷路在端部時,連線好後焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁紮好,再烘乾。
(2)繞組由於匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換新繞組。
(3)對斷路點在槽內的,屬少量斷點的做應急處理,採用分組淘汰法找出斷點,並在繞組斷部將其連線好並絕緣合格後使用。
(4)對籠形轉子斷籠的可採用焊接法、冷接法或換條法修復。
繞組接錯
繞組接錯造成不完整的鏇轉磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等症狀,嚴重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一隻或幾隻線圈嵌反或頭尾接錯;極(相)組接反;某相繞組接反; 多路並聯繞組支路接錯;“△”、“Y”接法錯誤。
1、故障現象
電動機不能啟動、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動並有很大的噪聲、燒斷保險絲等現象。
2、產生原因
誤將“△”型接成“Y”型;維修保養時三相繞組有一相首尾接反;減壓啟動是抽頭位置選擇不合適或內部接線錯誤;新電機在下線時,繞組連線錯誤;舊電機出頭判斷不對。
3.檢修方法
(1)滾珠法。 如滾珠沿定子內圓周表面鏇轉滾動,說明正確,否則繞組有接錯現象。
(2)指南針法。如果繞組沒有接錯,則在一相繞組中,指南針經過相鄰的極(相)組時,所指的極性應相反,在三相繞組中相鄰的不同相的極(相)組也相反;如極性方向不變時,說明有一極(相)組反接;若指向不定,則相組內有反接的線圈。
(3)萬用表電壓法。按接線圖,如果兩次測量電壓表均無指示,或一次有讀數、一次沒有讀數,說明繞組有接反處。
(4)常見的還有乾電池法、毫安表剩磁法、電動機轉向法等。
4.處理方法
(1)一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應進廠返修。
(2)引出線錯誤的應正確判斷首尾後重新連線。
(3)減壓啟動接錯的應對照接線圖或原理圖,認真校對重新接線。
(4)新電機下線或重接新繞組後接線錯誤的,應送廠返修。
(5)定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據這個特點查找故障並進行維修。
(6)把“Y”型接成“△”型或匝數不夠,則空載電流大,應及時更正。