Основни познания за електродвигатели

1. Въведение в електродвигателите

Електрическият двигател е устройство, което преобразува електрическата енергия в механична енергия. Той използва намотка под напрежение (т.е. намотка на статор), за да генерира въртящо се магнитно поле и да действа върху ротора (като затворена алуминиева рамка с катерица), за да образува магнитоелектричен въртящ момент.

Електрическите двигатели се разделят на двигатели с постоянен ток и двигатели с променлив ток според различните използвани източници на енергия. Повечето от двигателите в електроенергийната система са двигатели с променлив ток, които могат да бъдат синхронни двигатели или асинхронни двигатели (скоростта на магнитното поле на статора на двигателя не поддържа синхронна скорост със скоростта на въртене на ротора).

Електрическият двигател се състои главно от статор и ротор, а посоката на силата, действаща върху захранвания проводник в магнитното поле, е свързана с посоката на тока и посоката на линията на магнитна индукция (посока на магнитното поле). Принципът на работа на електродвигателя е ефектът на магнитно поле върху силата, действаща върху тока, което кара двигателя да се върти.

2. Разделяне на електродвигатели

① Класификация по работещо захранване

Според различните работни източници на мощност на електродвигателите, те могат да бъдат разделени на двигатели с постоянен ток и двигатели с променлив ток. AC двигателите също се разделят на еднофазни двигатели и трифазни двигатели.

② Класификация по структура и принцип на работа

Електрическите двигатели могат да бъдат разделени на двигатели с постоянен ток, асинхронни двигатели и синхронни двигатели според тяхната структура и принцип на работа. Синхронните двигатели могат също да бъдат разделени на синхронни двигатели с постоянен магнит, синхронни двигатели с нежелание и хистерезисни синхронни двигатели. Асинхронните двигатели могат да бъдат разделени на асинхронни двигатели и AC комутационни двигатели. Индукционните двигатели се разделят допълнително на трифазни асинхронни двигатели и асинхронни двигатели със засенчен полюс. AC комутаторните двигатели също се разделят на еднофазни последователно възбудени двигатели, AC DC двигатели с двойно предназначение и отблъскващи двигатели.

③ Класифицирани по режим на стартиране и работа

Електрическите двигатели могат да бъдат разделени на еднофазни асинхронни двигатели с кондензатор, еднофазни асинхронни двигатели с кондензатор, еднофазни асинхронни двигатели с кондензатор и еднофазни асинхронни двигатели с разделена фаза според техните режими на стартиране и работа.

④ Класификация по предназначение

Електрическите двигатели могат да бъдат разделени на задвижващи двигатели и управляващи двигатели според тяхното предназначение.

Електрическите двигатели за задвижване се разделят допълнително на електрически инструменти (включително инструменти за пробиване, полиране, полиране, прорязване, рязане и разширение), електрически двигатели за домакински уреди (включително перални машини, електрически вентилатори, хладилници, климатици, записващи устройства, видеорекордери, DVD плейъри, прахосмукачки, камери, електрически вентилатори, електрически самобръсначки и др.) и друго общо дребно механично оборудване (включително различни малки машинни инструменти, малки машини, медицинско оборудване, електронни инструменти и др.).

Управляващите двигатели се разделят допълнително на стъпкови двигатели и серво мотори.
⑤ Класификация по структура на ротора

Според структурата на ротора електрическите двигатели могат да бъдат разделени на асинхронни двигатели с клетка (преди известни като асинхронни двигатели с катерица) и асинхронни двигатели с навит ротор (известни преди като асинхронни двигатели).

⑥ Класифицирани по скорост на работа

Електрическите двигатели могат да бъдат разделени на високоскоростни двигатели, нискоскоростни двигатели, двигатели с постоянна скорост и двигатели с променлива скорост според тяхната работна скорост.

⑦ Класификация по защитна форма

а. Отворен тип (като IP11, IP22).

С изключение на необходимата опорна конструкция, двигателят няма специална защита за въртящите се и тоководещите части.

b. Затворен тип (като IP44, IP54).

Въртящите се части и частите под напрежение в корпуса на двигателя се нуждаят от необходимата механична защита, за да се предотврати случаен контакт, но това не пречи значително на вентилацията. Защитните двигатели са разделени на следните типове според тяхната различна вентилация и защитни структури.

ⓐ Мрежест тип покритие.

Вентилационните отвори на двигателя са покрити с перфорирани капаци, за да се предотврати контактът на въртящите се и тоководещите части на двигателя с външни предмети.

ⓑ Устойчив на капки.

Структурата на вентилационния отвор на двигателя може да предотврати навлизането на вертикално падащи течности или твърди вещества директно във вътрешността на двигателя.

ⓒ Устойчив на пръски.

Структурата на вентилационния отвор на двигателя може да предотврати навлизането на течности или твърди вещества във вътрешността на двигателя във всяка посока във вертикален ъгъл от 100 °.

ⓓ Затворено.

Структурата на корпуса на двигателя може да предотврати свободния обмен на въздух вътре и извън корпуса, но не изисква пълно запечатване.

ⓔ Водоустойчив.
Структурата на корпуса на двигателя може да предотврати навлизането на вода с определено налягане във вътрешността на двигателя.

ⓕ Водоустойчив.

Когато двигателят е потопен във вода, структурата на корпуса на двигателя може да предотврати навлизането на вода във вътрешността на двигателя.

ⓖ Стил на гмуркане.

Електрическият мотор може да работи във вода дълго време при номинално водно налягане.

ⓗ Взривозащитен.

Структурата на корпуса на двигателя е достатъчна, за да предотврати предаването на газовата експлозия вътре в двигателя към външната страна на двигателя, причинявайки експлозия на запалим газ извън двигателя. Официален акаунт “Литература по машиностроене”, инженерна бензиностанция!

⑧ Класифицирани по методи на вентилация и охлаждане

а. Самоохлаждащ се.

Електрическите двигатели разчитат единствено на повърхностно излъчване и естествен въздушен поток за охлаждане.

b. Самоохлаждащ се вентилатор.

Електрическият мотор се задвижва от вентилатор, който доставя охлаждащ въздух за охлаждане на повърхността или вътрешността на двигателя.

c. Той вентилатор охлажда.

Вентилаторът, доставящ охлаждащ въздух, не се задвижва от самия електромотор, а се задвижва независимо.

d. Тип вентилация на тръбопровода.

Охлаждащият въздух не се вкарва или изпуска директно от външната страна на двигателя или от вътрешността на двигателя, а се вкарва или изпуска от двигателя през тръбопроводи. Вентилаторите за тръбопроводна вентилация могат да се охлаждат със собствен вентилатор или с друг вентилатор.

д. Течно охлаждане.

Електрическите двигатели се охлаждат с течност.

f. Газово охлаждане в затворена верига.

Средната циркулация за охлаждане на двигателя е в затворена верига, която включва двигателя и охладителя. Охлаждащата среда абсорбира топлина при преминаване през двигателя и отделя топлина при преминаване през охладителя.
ж. Повърхностно охлаждане и вътрешно охлаждане.

Охлаждащата среда, която не преминава през вътрешността на проводника на двигателя, се нарича повърхностно охлаждане, докато охлаждащата среда, която преминава през вътрешността на проводника на двигателя, се нарича вътрешно охлаждане.

⑨ Класификация по форма на инсталационна структура

Инсталационната форма на електродвигателите обикновено се представя с кодове.

Кодът е представен от съкращението IM за международна инсталация,

Първата буква в IM представлява кода на типа инсталация, B представлява хоризонтална инсталация, а V представлява вертикална инсталация;

Втората цифра представлява кода на функцията, представен с арабски цифри.

⑩ Класификация по ниво на изолация

A-ниво, E-ниво, B-ниво, F-ниво, H-ниво, C-ниво. Класификацията на нивото на изолация на двигателите е показана в таблицата по-долу.

⑪ Класифицирани според номиналното работно време

Система за непрекъсната, периодична и краткотрайна работа.

Система за непрекъснато дежурство (SI). Двигателят осигурява дългосрочна работа при номиналната стойност, посочена на табелката с данни.

Кратко работно време (S2). Моторът може да работи само за ограничен период от време под номиналната стойност, посочена на табелката с данни. Има четири вида стандарти за продължителност за краткосрочна работа: 10 минути, 30 минути, 60 минути и 90 минути.

Система за периодична работа (S3). Моторът може да се използва само с прекъсвания и периодично под номиналната стойност, посочена на табелката с данни, изразена като процент от 10 минути на цикъл. Например FC=25%; Сред тях S4 до S10 принадлежат към няколко периодично работещи системи при различни условия.

9.2.3 Често срещани повреди на електродвигателите

Електрическите двигатели често срещат различни повреди по време на продължителна работа.

Ако предаването на въртящия момент между съединителя и редуктора е голямо, свързващият отвор на повърхността на фланеца показва силно износване, което увеличава хлабината на прилягане на връзката и води до нестабилно предаване на въртящия момент; Износването на позицията на лагера, причинено от повреда на лагера на вала на двигателя; Износване между главите на вала и шпонковите канали и т.н. След възникването на такива проблеми, традиционните методи се фокусират основно върху ремонтно заваряване или машинна обработка след нанасяне с четка, но и двата имат определени недостатъци.

Термичното напрежение, генерирано от високотемпературно ремонтно заваряване, не може да бъде напълно елиминирано, което е склонно към огъване или счупване; Покритието с четка обаче е ограничено от дебелината на покритието и е склонно към обелване, като и двата метода използват метал за ремонт на метала, което не може да промени съотношението „трудно към твърдо“. Под комбинираното действие на различни сили, това все пак ще доведе до повторно износване.

Съвременните западни страни често използват полимерни композитни материали като методи за ремонт за справяне с тези проблеми. Прилагането на полимерни материали за ремонт не влияе на термичния стрес при заваряване и ремонтната дебелина не е ограничена. В същото време металните материали в продукта нямат гъвкавостта да поемат удара и вибрациите на оборудването, да избегнат възможността за повторно износване и да удължат експлоатационния живот на компонентите на оборудването, спестявайки много време за престой на предприятията и създаване на огромна икономическа стойност.
(1) Феномен на повреда: Двигателят не може да стартира след свързване

Причините и методите за обработка са както следва.

① Грешка в окабеляването на намотката на статора – проверете окабеляването и коригирайте грешката.

② Отворена верига в намотката на статора, заземяване на късо съединение, отворена верига в намотката на навит роторен двигател – идентифицирайте точката на повреда и я отстранете.

③ Прекомерно натоварване или заседнал трансмисионен механизъм – проверете трансмисионния механизъм и товара.

④ Отворена верига във веригата на ротора на двигател с навит ротор (лош контакт между четката и контактния пръстен, отворена верига в реостата, лош контакт в проводника и т.н.) – идентифицирайте точката на отворена верига и я поправете.

⑤ Захранващото напрежение е твърде ниско – проверете причината и я отстранете.

⑥ Загуба на фаза на захранване – проверете веригата и възстановете трифазното захранване.

(2) Феномен на повреда: Температурата на двигателя се повишава твърде високо или пуши

Причините и методите за обработка са както следва.

① Претоварен или стартиран твърде често – намалете натоварването и броя на стартиранията.

② Загуба на фаза по време на работа – проверете веригата и възстановете трифазното захранване.

③ Грешка в окабеляването на намотката на статора – проверете окабеляването и го коригирайте.

④ Намотката на статора е заземена и има късо съединение между витките или фазите – идентифицирайте мястото на заземяване или късо съединение и го поправете.

⑤ Счупена намотка на ротора на клетката – сменете ротора.

⑥ Липсваща фаза на работа на намотката на ротора – идентифицирайте точката на повреда и я поправете.

⑦ Триене между статора и ротора – Проверете лагерите и ротора за деформация, поправете или сменете.

⑧ Лоша вентилация – проверете дали вентилацията е безпрепятствена.

⑨ Твърде високо или твърде ниско напрежение – Проверете причината и я отстранете.

(3) Феномен на повреда: Прекомерна вибрация на двигателя

Причините и методите за обработка са както следва.

① Небалансиран ротор – нивелиращ баланс.

② Небалансирана шайба или огънат удължител на вала – проверете и коригирайте.

③ Моторът не е подравнен с оста на товара – проверете и регулирайте оста на уреда.

④ Неправилен монтаж на двигателя – проверете монтажните и фундаментните винтове.

⑤ Внезапно претоварване – намалете натоварването.

(4) Феномен на повреда: необичаен звук по време на работа
Причините и методите за обработка са както следва.

① Триене между статора и ротора – Проверете лагерите и ротора за деформация, поправете или сменете.

② Повредени или лошо смазани лагери – сменете и почистете лагерите.

③ Работа при загуба на фаза на двигателя – проверете точката на отворена верига и я поправете.

④ Сблъсък на ножа с корпуса – проверете и отстранете неизправностите.

(5) Феномен на повреда: Скоростта на двигателя е твърде ниска, когато е под товар

Причините и методите за обработка са както следва.

① Захранващото напрежение е твърде ниско – проверете захранващото напрежение.

② Прекомерно натоварване – проверете товара.

③ Счупена намотка на ротора на клетката – сменете ротора.

④ Лош или прекъснат контакт на една фаза от групата проводници на намотката на ротора – проверете натиска на четката, контакта между четката и контактния пръстен и намотката на ротора.
(6) Феномен на повреда: Корпусът на двигателя е под напрежение

Причините и методите за обработка са както следва.

① Лошо заземяване или високо съпротивление на заземяване – Свържете заземяващия проводник според разпоредбите, за да елиминирате неизправности при лошо заземяване.

② Намотките са влажни – подложете се на изсушаване.

③ Повреда на изолацията, сблъсък на проводници – Потопете боята, за да поправите изолацията, свържете отново проводниците. 9.2.4 Работни процедури на двигателя

① Преди разглобяване използвайте сгъстен въздух, за да издухате праха по повърхността на двигателя и да го избършете.

② Изберете работното място за разглобяване на двигателя и почистете околната среда на място.

③ Запознат със структурните характеристики и техническите изисквания за поддръжка на електродвигателите.

④ Подгответе необходимите инструменти (включително специални инструменти) и оборудване за разглобяване.

⑤ За да се разберат по-добре дефектите в работата на двигателя, може да се проведе тест за проверка преди разглобяването, ако условията позволяват. За тази цел двигателят се тества с товар, като температурата, звукът, вибрациите и други условия на всяка част от двигателя се проверяват подробно. Тестват се и напрежение, ток, скорост и т.н. След това товарът се изключва и се провежда отделен тест за проверка на празен ход за измерване на тока на празен ход и загубата на празен ход и се правят записи. Официален акаунт “Литература по машиностроене”, инженерна бензиностанция!

⑥ Прекъснете захранването, отстранете външното окабеляване на двигателя и водете записи.

⑦ Изберете подходящ мегаомметър за напрежение, за да тествате изолационното съпротивление на двигателя. За да се сравнят стойностите на изолационното съпротивление, измерени по време на последната поддръжка, за да се определи тенденцията на промяна на изолацията и състоянието на изолацията на двигателя, стойностите на изолационното съпротивление, измерени при различни температури, трябва да се преобразуват в една и съща температура, обикновено преобразувана в 75 ℃.

⑧ Тествайте коефициента на абсорбция K. Когато коефициентът на абсорбция K>1,33, това показва, че изолацията на двигателя не е била засегната от влага или степента на влага не е висока. За да се сравнят с предишни данни, е необходимо също да се преобразува съотношението на абсорбция, измерено при всяка температура, към същата температура.

9.2.5 Поддръжка и ремонт на електродвигатели

Когато двигателят работи или не функционира правилно, има четири метода за предотвратяване и своевременно отстраняване на неизправностите, а именно гледане, слушане, помирисване и докосване, за да се гарантира безопасната работа на двигателя.

(1) Виж

Наблюдавайте дали има някакви аномалии по време на работа на двигателя, които се проявяват главно в следните ситуации.

① Когато намотката на статора е съединена накъсо, от двигателя може да се вижда дим.

② Когато двигателят е силно претоварен или излезе от фаза, скоростта ще се забави и ще има тежък „бръмчещ“ звук.

③ Когато двигателят работи нормално, но внезапно спре, може да се появят искри при разхлабената връзка; Феноменът на изгорял предпазител или заседнал компонент.

④ Ако моторът вибрира силно, това може да се дължи на блокиране на трансмисионното устройство, лошо фиксиране на двигателя, разхлабени фундаментни болтове и др.

⑤ Ако има обезцветяване, следи от изгаряне и петна от дим по вътрешните контакти и връзки на двигателя, това показва, че може да има локално прегряване, лош контакт при връзките на проводниците или изгорени намотки.

(2) Слушайте

Двигателят трябва да издава равномерен и лек "бръмчещ" звук по време на нормална работа, без никакъв шум или специални звуци. Ако се излъчва твърде много шум, включително електромагнитен шум, шум от лагери, шум от вентилация, механичен шум от триене и т.н., това може да е предвестник или феномен на неизправност.

① За електромагнитен шум, ако моторът издава силен и тежък звук, може да има няколко причини.

а. Въздушната междина между статора и ротора е неравномерна и звукът варира от високо към ниско със същия интервал от време между високите и ниските звуци. Това се дължи на износването на лагерите, което води до това, че статорът и роторът не са концентрични.

b. Трифазният ток е небалансиран. Това се дължи на неправилно заземяване, късо съединение или лош контакт на трифазната намотка. Ако звукът е много тъп, това означава, че двигателят е силно претоварен или е извън фаза.

c. Разхлабено желязно ядро. Вибрацията на двигателя по време на работа кара фиксиращите болтове на желязното ядро ​​да се разхлабят, което води до разхлабване на силиконовия стоманен лист на желязното ядро ​​и издаване на шум.

② Шумът от лагерите трябва да се наблюдава често по време на работа на двигателя. Методът за наблюдение е да притиснете единия край на отвертката към зоната за монтиране на лагера, а другият край да е близо до ухото, за да чуете звука от движението на лагера. Ако лагерът работи нормално, неговият звук ще бъде продължителен и слаб „шумолящ“ звук, без никакви колебания във височината или звук от триене на метал. Ако се появят следните звуци, това се счита за необичайно.

а. Има „скърцащ“ звук, когато лагерът работи, което е звук от триене на метал, обикновено причинен от липса на масло в лагера. Лагерът трябва да се разглоби и да се добави подходящо количество смазочна грес.

b. Ако има „скърцащ“ звук, това е звукът, издаван при въртене на топката, обикновено причинен от изсъхване на смазочна грес или липса на масло. Може да се добави подходящо количество грес.

c. Ако има „щракащ“ или „скърцащ“ звук, това е звукът, генериран от неравномерното движение на топката в лагера, което е причинено от повреда на топката в лагера или от продължителна употреба на двигателя , и изсъхването на смазочната грес.

③ Ако трансмисионният механизъм и задвижваният механизъм издават непрекъснати, а не колебаещи се звуци, с тях може да се работи по следните начини.

а. Периодичните „пукащи“ звуци се причиняват от неравномерни връзки на колана.

b. Периодичният „тупкащ“ звук се причинява от разхлабена връзка или шайба между валовете, както и от износени шпонки или шпонкови канали.

c. Неравномерният звук при сблъсък се причинява от сблъсък на вятърните перки с капака на вентилатора.
(3) Миризма

Подушвайки миризмата на мотора, неизправностите също могат да бъдат идентифицирани и предотвратени. Ако се открие специална миризма на боя, това показва, че вътрешната температура на двигателя е твърде висока; Ако се установи силна миризма на изгоряло или изгоряло, това може да се дължи на разрушаването на изолационния слой или изгарянето на намотката.

(4) Докосване

Докосването на температурата на някои части на двигателя също може да определи причината за неизправността. За да се гарантира безопасността, опакото на ръката трябва да се използва за докосване на околните части на корпуса на двигателя и лагерите при докосване. Ако се открият температурни аномалии, може да има няколко причини.

① Лоша вентилация. Като отделяне на вентилатор, запушени вентилационни канали и др.

② Претоварване. Причиняване на прекомерен ток и прегряване на намотката на статора.

③ Късо съединение между намотките на статора или дисбаланс на трифазен ток.

④ Често стартиране или спиране.

⑤ Ако температурата около лагера е твърде висока, това може да се дължи на повреда на лагера или липса на масло.