電動機(jī)基礎(chǔ)知識
電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)可分為兩部分:一、不動部分:定子(包括:疊壓定子、定子繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、機(jī)座、接線盒等)二、旋轉(zhuǎn)部分:轉(zhuǎn)子(包括:鑄鋁轉(zhuǎn)子、鼠籠導(dǎo)條、轉(zhuǎn)軸、軸承、前、后端蓋等)。定子繞組和鼠籠導(dǎo)條是電機(jī)實行電磁能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組件,它必定遵守三個基本原則(一)是繞組通入電流后必然產(chǎn)生磁場;(二)是繞組導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對切割運動,繞組中必然產(chǎn)生電動勢;(三)是繞組中若有電流通過且處在磁場中,導(dǎo)體必然受到磁場力的作用。我們理解了三個基本原則就導(dǎo)出了三相異步電動機(jī)的基本原理。
三相異步電動機(jī)的基本運行原理:定子通過三相交流電后,在氣隙中產(chǎn)生以同步速度旋轉(zhuǎn)的磁場,該磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)條后在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中感應(yīng)產(chǎn)生電流,帶電的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條處于氣隙旋轉(zhuǎn)的磁場中,就又產(chǎn)生電動力,使轉(zhuǎn)子朝定子旋轉(zhuǎn)磁場的同一轉(zhuǎn)向旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流是因轉(zhuǎn)子導(dǎo)條切割由定子繞組產(chǎn)生的氣隙磁場才有的,所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速只能低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速,永遠(yuǎn)不可能達(dá)到同步(否則的話,轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與氣隙磁場同步旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)子導(dǎo)條也不再切割磁場,也不再會感應(yīng)電流和產(chǎn)生電動力,轉(zhuǎn)子也不可能旋轉(zhuǎn)),所以名為異步電動機(jī)。
一、 常用電機(jī)的分類:
電機(jī)分類的方式與其分類因素有關(guān)。根據(jù)主要因素,可簡單分為:
發(fā)電機(jī)-----直流、交流,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
1.能量轉(zhuǎn)換方式
電動機(jī)-----直流、交流,將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
大型電機(jī) 機(jī)座號(軸中心高)≥630mm
中型電機(jī) 機(jī)座號(軸中心高)355~560mm
2.外形大小
小型電機(jī) 機(jī)座號(軸中心高)63~315mm
微型電機(jī) 機(jī)座號(軸中心高)<63mm
凸極轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終與旋轉(zhuǎn)
同步電動機(jī) 隱極轉(zhuǎn)子 磁場的轉(zhuǎn)速相同
3.交流電動機(jī) 永磁轉(zhuǎn)子
籠型轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速始終低于定子旋
異步電動機(jī) 轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。繞線轉(zhuǎn)子
繞線轉(zhuǎn)子 一般用于需要高起動轉(zhuǎn)矩
但起動電流又較小的場合
4.交流電機(jī)的相數(shù) 單相 三相
5.電壓的高低 高壓電機(jī)----額定電壓1000V以上
低壓電機(jī)----額定電壓<1000V
6.使用時的安裝方式 臥式----軸線為水平方向
立式----軸線為豎直方向
7.可適應(yīng)的使用環(huán)境
普通型----適用于無特殊要求的使用場所,可分為多種防護(hù)類型。
隔爆型----用于含有爆炸性氣體或粉塵的場合。
化工防腐或防鹽霧型----用于含有可造成腐蝕的氣體或其它物質(zhì)的場所。
防濕熱或干熱型----可在濕熱或干熱地帶正常使用。
防振型----使用環(huán)境有較大振動或所帶負(fù)載需要產(chǎn)生較大振動。
8.用途 (1)普通型----用于一般設(shè)備如風(fēng)機(jī)、水泵、普通車床等
(2)冶金及起重用
(3)井用(潛水或潛油等)
(4)防爆型----隔爆環(huán)境用
(5)化工用
(6)電梯用
(7)高起動----要求起動轉(zhuǎn)矩較高的設(shè)備。如油田用抽油機(jī)
(8)高轉(zhuǎn)差----轉(zhuǎn)差率較高,可達(dá)普通電機(jī)的2~4倍
(9)振動機(jī)械用
(10)船用----在船上使用,可防水沖擊和防海水腐蝕
(11)精密設(shè)備用(電振動型)
二、三相異步電動機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的含義
使用者必須得了解電動機(jī)銘牌所列參數(shù)的含義,只有了解后才能更好地使用電動機(jī)。
1.電機(jī)型號:我國電動機(jī)型號國家GB/T4831標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了編制方法。主要四個部分組成。1--產(chǎn)品代號 2—規(guī)格代號 3—特殊環(huán)境代號 4—補(bǔ)充代號
(1)、產(chǎn)品代號:電機(jī)所屬的系列及類型代號。一般采用電機(jī)所屬系列和名稱漢語文字中有代表性的一個或幾個字的漢語拼音字頭來組成。例如:交流異步電動機(jī)的代號為Y(異);交流同步電動機(jī)代號為T(同);交流同步發(fā)機(jī)代號為TF(同、發(fā));通風(fēng)用三相異步多速電動機(jī)的代號為YDT(異、多、通)等。有時也用國際通用字母代號。如交流單相電容電動機(jī)的代號為YC,其中“C”為國際通用的電容代號。當(dāng)字母代號后面跟一個阿拉伯?dāng)?shù)字時,該數(shù)字表示本系列產(chǎn)品的設(shè)計序號或改型次數(shù)。
(2)、規(guī)格代號:即電機(jī)規(guī)格型式代號。它包括電機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù),如機(jī)座號、鐵心規(guī)格、中心高、電機(jī)性能參數(shù)(極數(shù)----中小型交流電機(jī))。在這一部分中,通用具體數(shù)字表示的項目則用阿拉伯?dāng)?shù)字給出,如軸中心高、額定電壓等,不能或不好用具體數(shù)字表示的,則用字母或數(shù)字代號表示。如機(jī)座的長短用L、M、S(長、中、短),同一機(jī)座中不同長短的鐵心用1、2、3等數(shù)字表示(數(shù)字越大鐵心越長)等。
(3)、特殊環(huán)境代號:給出了電機(jī)所能適應(yīng)的特殊工作環(huán)境內(nèi)容。用特定的字母或字母加數(shù)字表示。如G---高原地區(qū);H----船(海)上;F----有化工腐蝕物質(zhì)的地方;T----熱帶地區(qū);TH----濕熱帶地區(qū);TA----干熱帶地區(qū);W----屋(戶)外。為一部分只有需要時給出,也就是說普通常用電機(jī)無此部分。
(4)、補(bǔ)充代號:僅用于有此要求的電機(jī)。內(nèi)容包括安裝方式、派生序列號等。
例:Y 2 – 160 M 2 – 2 - TH V3
該電機(jī)在使用時為立式安裝,并使其主軸朝上
該電機(jī)可用于濕熱環(huán)境中
極數(shù),為2極
定子鐵心長度,為2號鐵心
中等長度機(jī)座
該電機(jī)機(jī)座號(對于有底腳的電機(jī),則是底腳平面到其軸中心高距離為160mm,對于無底腳的電機(jī)則表示該電機(jī)的機(jī)座與軸中心高為160mm帶底腳電機(jī)的機(jī)座內(nèi)徑相同)
第二次設(shè)計的普通三相異步電動機(jī)
2、額定輸出(功率PN):額定輸出是指電動機(jī)在銘牌規(guī)定的條件下正常工作時,轉(zhuǎn)軸上有效的機(jī)械功率。也可以指其在輸入額定電壓和額定頻率的三相對稱交流電并在規(guī)定的環(huán)境下,能正常工作的軸輸出機(jī)械功率。又常稱容量。一般用千瓦(kW)作單位,不足1千瓦的有時用瓦(W)作單位。出口和進(jìn)口的電機(jī)有時用馬力作單位,馬力有米制和英制兩種,兩種馬力與千瓦的換算關(guān)系略有差別。米制馬力可用hp表示,較為常用。
1米制馬力=0.7355千瓦 1千瓦=1.36米制馬力
1英制馬力=0.7470千瓦 1千瓦=1.34英制馬力
可粗略記為:1馬力(hp)=0.75千瓦(kW)
1千瓦(kW)=1.35馬力(hp)
我國標(biāo)準(zhǔn)中確定中小型電機(jī)功率擋次推薦如下:(
0.12,0.18,0.25,0.37,0.55,0.75,1.1,1.5,2.2,3,4,5.5,7.5,11,15,18.5,22,30,37,45,55,75,90,110,132,160,200,250,315,355,400,450,500,560,600,630,710,800,850,900,950,1000,1100,1125,1400,1500,1600,2000,2240,2500。
3、額定電壓(V):是保證電動機(jī)正常工作時間的電壓。一般指線電壓,用伏(V)或千伏(KV)作單位。(目前我國常用的電壓等級:220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。電力系統(tǒng)一般是由發(fā)電廠、輸電線路、變電所、配電線路及用電設(shè)備構(gòu)成。通常將35kV及35kV以上的電壓線路稱為送電線路。10kV及其以下的電壓線路稱為配電線路。將額定1kV以上電壓稱為“高電壓”,額定電壓在1kV以下電壓稱為“低電壓”。我國規(guī)定安全電壓為36V、24V、12V三種。)高壓配電電壓為10KV。一般中小型容量的電機(jī)大都是低壓的,其額定電壓分別為220/380V(△/Y接法)和380/660V(△/Y接法)兩種,當(dāng)電動機(jī)的容量超過約220 kW時,大都使用3KV或6KV高壓電動機(jī)。電機(jī)所用實際電源電壓一般應(yīng)在額定值的95%~105%之間,有要求時可放寬到90%~110%,當(dāng)可采用兩種電壓時,用“/”線隔開,如220/380V。
提到了線電壓,我們就簡單了解一下三相交流電。目前在實際使用的發(fā)電、輸電和配電方面一般都采用三相制的交流電,它是由三相交流發(fā)電機(jī)(可以是汽輪、水輪發(fā)電機(jī))產(chǎn)生的。發(fā)電機(jī)在實用上的三相繞組通常都是接成星形(用符號Y表示)或接成三角形(用符號△表示)。發(fā)電機(jī)三相繞組作星形連接時,就是把三個繞組的末端U2、V2、W2連在一起,這個點叫做發(fā)電機(jī)的中點或零點,如 。發(fā)電機(jī)用四根導(dǎo)線與負(fù)載相連,接到繞組的三個起端的三根導(dǎo)線叫做端線,俗稱“火線”,接到中點的一根叫中線,俗稱“地線”。為了安全起見,通常中線與地線接通。中線對地沒有電壓,因此人觸及中線也沒有什么危險。這種有中線的三根供電線路,叫做三相四線制。如果不引出中線的,則叫三相三線制。每相起端與末端的電壓,即每根端線與中線間的電壓,叫做發(fā)電機(jī)的相電壓。任一相起端與另一相起端間的電壓,即任意兩端間的電壓叫做發(fā)電機(jī)的線電壓。見圖: 。當(dāng)發(fā)電機(jī)接成星形時,相電壓和線電壓是不相等的,它們之間的關(guān)系是:線電壓=√3相電壓,線電流=相電流(根據(jù)克希荷夫第二定律導(dǎo)出:見圖)
U1相=VI相
U線=(U1相 + VI相)cosπ/6
=2 U1相cosπ/6
=2 U1相×√3/2=√3 U1相
從圖中可以看出:I線=I相
發(fā)電機(jī)三相繞組還有另外一種不常用的連接法,即三角形接法,如圖:
同理可以根據(jù)克希荷夫第二定律導(dǎo)出:三角形接法時,線電流的有效值是相電流的有效值的√3倍,線電壓=相電壓。
當(dāng)然,任何三相負(fù)載可以接成星形,也可以接成三角形,采用什么接法,應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備的定額電壓和電源的線電壓數(shù)值而定。例如:我們現(xiàn)在用線電壓為380V的三相電路,當(dāng)電動機(jī)每相繞組按額定電壓220V設(shè)計時,應(yīng)接成“星形”。當(dāng)電動機(jī)每相繞組按額定電壓380V設(shè)計時,應(yīng)接成“三角形”。
4、額定電流(A):電動機(jī)在額定工作狀態(tài)下運行時,定子線端輸入的電流。如果銘牌上有兩個電流數(shù)據(jù),表示定子繞組在兩種不同接法時的電流。一般用安培(A)作單位。它是一個理論計算值,對于三相交流電動機(jī),其計算方法為IN=PN/√3UNcosφηN,(式中:IN--額定電流A; PN--額定功率W;UN--額定電壓V;cosφ—該電動機(jī)技術(shù)條件中規(guī)定的功率因素標(biāo)準(zhǔn)值;ηN--該電動機(jī)技術(shù)條件中規(guī)定的效率標(biāo)準(zhǔn)值。)
例如:某電動機(jī) PN=15 kW UN=380V cosφ=0.85 ηN=88.5%
則IN=15000/√3×380×0.85×0.885=30.3(A)
對于小型三相異步電動機(jī),當(dāng)PN單位用kW 時,額定電流IN≈2PN。這是估算額定電流的簡易記法,使用簡易記法時,較小電機(jī)因cosφ和ηN也較低,所以可適當(dāng)加大一點倍數(shù),如2.0PN;反之,對于較大電機(jī),則因cosφ和ηN較高,可適當(dāng)減小一點倍數(shù),如1.9PN。單相異步電動機(jī),當(dāng)PN單位用kW 時,額定電流IN≈8PN。
額定電流是選擇配電設(shè)備和電源設(shè)備的最主要參數(shù)。比如:三相交流異步電動機(jī)在選用控制設(shè)備時的基本原則有以下四點:(1)開關(guān)額定電壓與被控制電動機(jī)額定電壓及電源電壓相適應(yīng);(2)開關(guān)額定電流應(yīng)能長期承受電動機(jī)最大工作電流而不損壞;(3)考慮電動機(jī)操作的頻繁程度,工作狀態(tài)、啟動電流的影響留有適當(dāng)余量。(4)根據(jù)不同控制設(shè)備的特點和滅弧能力留有適當(dāng)余量。上述第一條可以查手冊,而第二條必須知道電動機(jī)的最大工作電流。什么是電動機(jī)的最大工作電流呢?其時電動機(jī)的最大工作電流也就是其額定電流。為什么電動機(jī)的最大工作工作電流是額定電流呢?我們可以用焦耳——楞次定律來解釋,電動機(jī)在開始工作時,他的溫度與周圍介質(zhì)(空氣)的溫度相等,工作開始后,由于電動機(jī)內(nèi)阻產(chǎn)生的無用熱量,使電動機(jī)的溫度逐漸升高,同時將部分熱量散發(fā)到周圍的介質(zhì)中(空氣)去。隨著溫度的升高,電動機(jī)與周圍介質(zhì)的溫度差也增長起來,因而散發(fā)出來的熱量也就隨著增加,直到單位內(nèi)電動機(jī)所產(chǎn)生的熱量與散發(fā)出的熱量相當(dāng)為止,再往后,溫度便不再升高,此時的溫度叫做穩(wěn)定溫度。電動機(jī)在長時間連續(xù)工作時,穩(wěn)定溫度正好等于最高容許溫度時的電流叫做電動機(jī)的額定電流。也就是電動機(jī)在長時間連續(xù)工作的最大容許電流。因此電動機(jī)長時間連續(xù)工作的電流,不應(yīng)該超過它的額定電流。否則電動機(jī)將因過度發(fā)熱而縮短壽命或被燒毀。(電動機(jī)達(dá)到穩(wěn)定溫度一般需5個小時)
5、額定頻率(Hz):頻率的含義:為交流電在每秒內(nèi)所完成的遁環(huán)數(shù)目。用字母f表示,單位是赫茲(Hz)即周/秒,在我國發(fā)電廠所產(chǎn)生的交流電頻率為50Hz,這一頻率叫做工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)頻率,簡稱工頻。
額定頻率指輸入交流電(即電網(wǎng))的頻率是保證電動機(jī)輸出規(guī)定轉(zhuǎn)速的頻率。我國與歐洲、非洲和大洋洲大部份國家用50Hz,其他國家如北美洲各國、日本等為60Hz。
6、額定轉(zhuǎn)速(r/min):電動機(jī)在額定電壓和額定頻率下輸出額定功率時的轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)速。單位為轉(zhuǎn)/分鐘(r/min)。由于交流異步電動機(jī)的工作原理決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n永遠(yuǎn)要小于定子磁場的轉(zhuǎn)速即同步轉(zhuǎn)速nN,這即是此種電動機(jī)被稱為異步電動機(jī)的原因。由此出現(xiàn)了一個參數(shù)名稱叫做轉(zhuǎn)差,(有時稱為滑差),用字母s表示,一般采用百分?jǐn)?shù)的形式給出,此時稱為轉(zhuǎn)差率。電機(jī)同步轉(zhuǎn)速 nN=60f/P f---電源頻率 P---電機(jī)極對數(shù)
轉(zhuǎn)差率:s=(nN- n)÷nN×100%
一般電動機(jī)的s(%)在4%以下,容量較大者數(shù)值較小,幾百千瓦時不到1%,高轉(zhuǎn)差率電動機(jī)可達(dá)到5%~10%,甚至更高。異步電機(jī)銘牌上的轉(zhuǎn)速是實際值,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n=(1-s)nN。
7、絕緣等級:表示電機(jī)在額定工作狀態(tài)下運行時,繞組允許的溫度升高值(即繞組的溫度比周圍空氣溫度高出的數(shù)值)。允許溫升的高低取決于電機(jī)使用的絕緣材料。各種電氣設(shè)備工作時最高允許溫度各有一定數(shù)值。例如常用的橡膠絕緣導(dǎo)線的最高容許溫度為65℃,電纜最高容許溫度為50~80℃。電動機(jī)應(yīng)視所用的絕緣材料而定,也就是說電機(jī)的運行性能和使用壽命與絕緣材料和絕緣系統(tǒng)的性能密切相關(guān),很大程度上取決于它們的性能和質(zhì)量。電機(jī)要能在惡劣的環(huán)境條件下可靠工作,絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)能具備電氣強(qiáng)度高、耐熱性好、導(dǎo)熱性好、防潮防塵性好、機(jī)械強(qiáng)度高和便于維護(hù)等特點,此外對于在濕熱帶、海上等環(huán)境工作的電機(jī),其絕緣結(jié)構(gòu)應(yīng)經(jīng)過特殊處理。絕緣老化的主要原因是長期高溫,即所謂熱老化。因此提高絕緣材料和絕緣結(jié)構(gòu)的耐熱性,是改善電機(jī)性能,延長使用壽命和提高運行可靠性的主要措施,不同的絕緣材料有不同的耐熱性能。電機(jī)內(nèi)部的絕緣結(jié)構(gòu)都應(yīng)有相同的耐熱等級,主要分為5種。A、E、B、F、H,電機(jī)絕緣等級、極限溫度與溫升關(guān)系如下表:
絕緣等級 A E B F H
極限工作溫度℃ 105 120 130 155 180
熱點溫差℃ 5 5 10 15 15
溫升電阻法K 60 75 80 100 125
溫升溫度計法K 55 65 70 80 105
環(huán)境溫度規(guī)定為40℃,溫升=極限工作溫度-環(huán)境溫度-熱點溫度(K)
8、接線方式與旋轉(zhuǎn)方向:
(1)、線端標(biāo)志
電機(jī)繞組及有關(guān)電氣元件的兩個線端均應(yīng)給出特定的標(biāo)志,以便用戶識別。在國家標(biāo)準(zhǔn)GB1971-2006《旋轉(zhuǎn)電機(jī)、線端標(biāo)志與旋轉(zhuǎn)方向》對電機(jī)線端標(biāo)志與旋轉(zhuǎn)方向作出了原則性的規(guī)定,在這里我們就不多講。標(biāo)志符號一般使用大寫拉丁字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成,字母表示繞組和元件的類別(為了避免與數(shù)字1和0混淆,不應(yīng)使用字母“I”和“O”),數(shù)字用于表示同一繞組(或同一套繞組,如一相繞組)和元件的線端序號。我們只要知道三相異步電動機(jī)的相序標(biāo)志為“U”、“V”、“W”,單相交流電動機(jī)相序標(biāo)志為主繞組為“U”,輔助繞組為“Z”,如果一套主繞組和一套輔繞組接一個共用線端上則該相標(biāo)志用主繞組的標(biāo)志。
對于普通使用接線板的電機(jī),一般引出三相頭尾共6個接線端子,分別用U1和U2、V1和V2、W1和W2標(biāo)志。這些標(biāo)志應(yīng)采用適當(dāng)?shù)霓k法標(biāo)注在接線端頭(常用俗稱“線鼻子”或OT接頭)上,并保證在使用期間不會磨滅。
(2)旋轉(zhuǎn)方向
如無特殊要求,旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)是面對電機(jī)D軸伸端觀察軸時軸的旋轉(zhuǎn)方向。D軸伸端的定義是:只有一個軸伸端的電機(jī),即為該軸伸端;有兩個軸伸端的電機(jī),若兩直徑不相同,則為直徑較大的一端;若兩直徑相同,則為無風(fēng)扇的一端;在必要時,也可按專門的規(guī)定。在未加特殊說明時,其旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)為順時針。有必要時,應(yīng)在電機(jī)的明顯部位用箭頭標(biāo)注旋轉(zhuǎn)方向。
對交流多相電機(jī)(沒有換向器的電機(jī)),在相繞組線端字母順序U1、V1、W1與電源端電壓相序L1、L2、L3同方向時,電機(jī)為順時針方向旋轉(zhuǎn)。
(3)常用電機(jī)的接線方式
對單速的三相異步電動機(jī)而言,三相的常用連接方法有兩種,一種是星形接法,用符號Y表示,一種是三角形接法,用符號Δ表示。在電動機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定:普通Y系列(含Y2、Y3及其派生系列)3kW及以下的電動機(jī)為“Y”接,4kW以上含4kW的電動機(jī)為“△”。電機(jī)應(yīng)連成什么樣的方式,其主要應(yīng)是根據(jù)用戶用電設(shè)備的定額電壓和電源的線電壓數(shù)值而定。常用的有以下幾種:
(a)、三相單速單電壓:
(b)、三相單速雙電壓:
(c)、三相單速倍極電壓:(“Y”接九出線)
(C)、單相單速電機(jī)定子繞組和電容器(6個出線端)
如果把△聯(lián)結(jié)誤接成Y聯(lián)結(jié),電源不變,則每相繞組承受的相電壓降為原來的58%(即1/√3),電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩降為原來的1/√3,會造成電動機(jī)發(fā)熱、起動困難,甚至不能起動。如果把Y聯(lián)結(jié)誤接成△聯(lián)結(jié),每相繞組承受的相電壓增加√3倍,電動機(jī)磁通密度和勵磁電流增加,電動機(jī)鐵耗和電流猛增,使電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱而燒毀。
9、防護(hù)等級:(IPXX)
IPXX是電動機(jī)的外殼防護(hù)等級為IP23、44、54等(見國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4942.1)。
“IP”是國際通用的“防護(hù)等級”代碼, IP防護(hù)等級是由兩個數(shù)字所組成,第一位表征數(shù)字代表防固體的等級,有0~6共7個等級;第二位表征數(shù)字代表液體(無特殊說明時即指水)的等級,有0~8共9個等級。
第1個數(shù)字表示離塵、防止外物侵入的等級,第2個數(shù)字表示電機(jī)防濕氣、防水侵入的密閉程度,數(shù)字越大表示其防護(hù)等級越高。
第一個標(biāo)示特性號碼(數(shù)字)所指的防護(hù)程度
0 沒有防護(hù) 對外界的人或物無特殊防護(hù)。
1 防止大于50mm的固體物體侵入 防止人體(如手掌)因意外而接觸到電機(jī)內(nèi)部的零件。防止較大尺寸(直徑大于50mm)的外物侵入。
2 防止大于12mm的固體物體侵入 防止人的手指接觸到電機(jī)內(nèi)部的零件防止中等尺寸(直徑大12mm)的外物侵入。
3 防止大于2.5mm的固體物體侵入 防止直徑或厚度大于2.5mm的工具、電線 或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到電機(jī)內(nèi)部的零件。
4 防止大于1.0mm 的固體物體侵入 防止直徑或厚度大于1.0mm的工具、電線或類似的細(xì)節(jié)小外物侵入而接觸到電機(jī)內(nèi)部的零件。
5 防塵 完全防止外物侵入,雖不能完全防止灰塵進(jìn)入,但侵入的灰塵量并不會影響電機(jī)的正常工作。
6 防塵 完全防止外物侵入,且可完全防止灰塵進(jìn)入(塵密電機(jī))
表二:第二個標(biāo)示特性號碼(數(shù)字)所指的防護(hù)程度
0 沒有防護(hù) 沒有防護(hù)。
1 防止滴水侵入垂直滴下的水滴(如凝結(jié)水)對電機(jī)不會造成有害影響。
2 傾斜15度時仍可防止滴水侵入 當(dāng)燈具由垂直傾斜至15度時,滴水對電機(jī)不會造成有害影響。
3 防止噴灑的水侵入 防雨,或防止與垂直的夾角小于60度的方向所噴灑的水進(jìn)入電機(jī)造成損害。
4 防止飛濺的水侵入 防止各方向飛濺而來的水進(jìn)入電機(jī)造成損害。
5 防止噴射的水侵入 防止各自各方向由噴嘴射出的水進(jìn)入電機(jī)造成損害。
6 防止大浪的侵入 裝設(shè)于甲板上的電機(jī),防止因大浪的侵襲而進(jìn)入造成損壞。
7 防止浸水時水的侵入 電機(jī)浸在水中一定時間或水壓在一定的標(biāo)準(zhǔn)以下能確保不因進(jìn)水而造成損壞。
8 防止沉沒時水的侵入 電機(jī)無限期的沉沒在指定水壓的狀況下,能確保不因進(jìn)水而造成損壞。
第一位表征數(shù)字代表防護(hù)等級所能防止進(jìn)入殼體的最小固體異物尺寸。
第二位表征數(shù)字表示由于外殼進(jìn)水而引起有害影響的防護(hù)等級。
當(dāng)電機(jī)各部分具有不同的防護(hù)等級時,首先應(yīng)標(biāo)明最低的防護(hù)等級。若再需標(biāo)明其他部分,則接該部分的防護(hù)等級分別標(biāo)志。
10、工作制與定額:
電動機(jī)容量選擇決定于電動機(jī)的負(fù)荷和機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,即取決于電機(jī)的溫升和機(jī)械應(yīng)力。電動機(jī)的溫升則與其負(fù)載大小、運行方式和通風(fēng)冷卻方式有關(guān)。電動機(jī)的運行方式是負(fù)載選型時必須要考慮的因素,分為以下九類:
S1—連續(xù)工作制。
電動機(jī)的定制額是以連續(xù)工作制(S1)為基準(zhǔn)的連續(xù)定額。
S2:短時工作制。在給定時間內(nèi)運行,電機(jī)未達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài),即停機(jī),斷電后,電機(jī)冷卻到與冷卻介質(zhì)溫度之差在2K之內(nèi),再重復(fù)合閘運行。標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)時間定額有10min、30min、60min和90min。
S3:斷續(xù)周期工作制。在斷續(xù)周期運行,由一段恒定負(fù)載運行時間的一段停機(jī)或斷能時間組成。一周期為10min,載持續(xù)率規(guī)定有15%、25%、40%、60%。在工作時間內(nèi)均未使電機(jī)達(dá)到熱穩(wěn)定狀態(tài)。
負(fù)載持續(xù)率FC=工作時間/一周期時間(min)×100%
S4:包括起動的斷續(xù)周期工作制。指電動機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下起動,驅(qū)動一段恒定負(fù)載運轉(zhuǎn)時間再加上一段停機(jī)或斷能時間,構(gòu)成一個周期。
S5:包括電制動的斷續(xù)周期工作制,指電動機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下起動,負(fù)載恒定運行,快速電制動和停機(jī)或斷能時間組成。
S6:連續(xù)周期工作制。指在銘牌規(guī)定的額定條件下,每周期工作方式是指一段恒定負(fù)載運行時間和一段空載運行時間。
S7:包括電制動的連續(xù)周期工作制,指電動機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下,每一周期由一段起動時間,一段恒定負(fù)載運行時間和一段電制動時間組成。
S8:包括變速負(fù)載的連續(xù)周期工作制,指電動機(jī)在銘牌規(guī)定的額定條件下,按一系列相同的工作周期運行,每一周期由一段加速時間,一段按預(yù)定轉(zhuǎn)速的恒定負(fù)載運行時間組成,再接著按一個或幾個不同轉(zhuǎn)速的恒定負(fù)載運行時間組成。
S9:為負(fù)載與轉(zhuǎn)速非周期變化工作制。負(fù)載和轉(zhuǎn)速在允許的范疇內(nèi)變化的非周期工作制,這種工作制包括經(jīng)常過載,其值可超過滿載。
11、效率:
效率η:電動機(jī)輸出機(jī)械功率與輸入電功率之比,通常用百分?jǐn)?shù)表示。
三、電動機(jī)的維護(hù)
1、起動前檢查
(1)、檢查電動機(jī)及起動設(shè)備接地是否可靠和完整,接線是否正確,接觸是否良好。
(2)、檢查電動機(jī)銘牌所示電壓、頻率、與電源電壓、頻率是否相符。
(3)、對于新安裝或長期停用的電動機(jī)(停用3個月以上),起動前應(yīng)檢查繞組相對相、相對地的絕緣電阻(用1000V兆歐表測量)。對500V以下電機(jī)絕緣電阻一般應(yīng)大于0.5MΩ,如果低于此值,需將繞組烘干。
(4)、對繞線轉(zhuǎn)子,應(yīng)檢查其集電環(huán)上電刷及提刷裝置是否正常工作,電刷壓力是否符合要求。電刷壓力應(yīng)為1.5~2.5N/c㎡
(5)、檢查電動機(jī)轉(zhuǎn)動是否靈活,流動軸承內(nèi)的潤滑油是否達(dá)到規(guī)定的油量,軸承內(nèi)的油是否達(dá)到規(guī)定的油位。
(6)、檢查電動機(jī)所用的熔斷器的額定電流是否符合要求。
(7)檢查電動機(jī)各緊固螺栓及安裝螺栓是否擰緊。
上述檢查達(dá)到要求后,可起動電動機(jī)。電動機(jī)起動后,空載運行30min左右,注意觀察電動機(jī)是否有異常現(xiàn)象,若發(fā)現(xiàn)噪聲、振動、發(fā)熱等不正常情況,應(yīng)采取措施,待情況消除后才能投入運行。
2、運行中的維護(hù)
(1)、電動機(jī)在正常運行時的溫升應(yīng)不超過容許的限度,運行時應(yīng)經(jīng)常注意監(jiān)視各部分溫升情況。
(2)、監(jiān)視電動機(jī)負(fù)載電流。
(3)、監(jiān)視電源電壓、頻率的變化和電壓的不平衡度。
(4)、注意電動機(jī)的氣味、振動和噪聲。
(5)、經(jīng)常檢查軸承發(fā)熱、漏油情況,定期更換潤滑油。
(6)、對繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī),應(yīng)檢查電刷與集電環(huán)間的接觸、電刷磨損以及火花情況。
(7)、注意保持電動機(jī)內(nèi)部的清潔,不允許有水滴、油污以及雜物等落入電動機(jī)內(nèi)部。電動機(jī)的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口必須保持暢通無阻。
四、三相異步電動機(jī)的常見故障及原因
電機(jī)長期運行,使一些結(jié)構(gòu)、部件逐漸老化,逐漸失去原有的性能和功能。就會暴露出一些不正常的狀態(tài),電機(jī)的運行受很多因素的影響,有本身的,也有安裝使用和周圍環(huán)境的影響。
1、 運行條件引起的電機(jī)故障:
運行條件引起的電機(jī)故障有負(fù)載、電源、安裝及基礎(chǔ)、環(huán)境等幾方面。
2、 電動機(jī)自身故障一般分為兩大類:一是電磁方面的故障,大多發(fā)生在繞組,如絕緣損壞、導(dǎo)體及其回路接觸不良、斷線、短路及接線錯誤等;二是機(jī)械方面的故障,如軸承、端蓋、鐵心等零部件的松動、磨損、變形、斷裂及潤滑不良等。兩大類故障的區(qū)分:當(dāng)電機(jī)通電運行時,故障現(xiàn)象存在,切斷電源后,故障仍然存在,說明是機(jī)械方面的故障。切斷電源后,故障現(xiàn)象隨之消失,就說明是電磁方面的故障。查找電動機(jī)故障,一般應(yīng)做如下工作:
(1)、了解電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和安裝運行的歷史資料,查詢故障發(fā)生前后的運行情況。
(2)、檢查電動機(jī)零部件的狀況。如機(jī)座、端蓋是否破裂,轉(zhuǎn)軸是否彎曲,風(fēng)扇是否損壞等。
(3)、檢查軸承狀況。將轉(zhuǎn)軸上下左右搖動,如有較大松動或竄動,表示軸承有問題。用力轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子,看其轉(zhuǎn)動是否靈活,有無卡澀現(xiàn)象。
(4)、檢查繞組絕緣。用兆歐表(或萬用表)測試是否有接地、斷路或相間短路的現(xiàn)象。
(5)、經(jīng)過上述檢查未發(fā)生重大問題時,可將電動機(jī)通電運轉(zhuǎn),進(jìn)一步觀察故障現(xiàn)象。如發(fā)生開關(guān)跳閘、保險絲熔斷、內(nèi)部打火、繞組冒煙有焦臭味、發(fā)出“嗡嗡”聲、轉(zhuǎn)動緩慢甚至不能啟動時,應(yīng)及時切斷電源,先檢查外部接線,看外部接線是否有短路和斷路故障,電源電壓,先檢查外部接線,看外部接線是否有短路和斷路故障,電源電壓、頻率與電動機(jī)的額定電壓、額定頻率是否相符等。若無問題,則表示電動機(jī)內(nèi)部有故障,應(yīng)拆開進(jìn)行檢查。
電動機(jī)發(fā)生故障的原因,有時只有一個,有時有多個,機(jī)械原因可能引起電磁故障,電磁故障原因也可誘發(fā)機(jī)械故障。
故障
現(xiàn)象 造成故障的可能原因 處 理 方 法
絕緣
電阻
偏低 繞組受潮 干燥
絕緣材料老化 更換
絕緣材料局部損壞 修復(fù)
繞組或接線板嚴(yán)重臟污 清除污垢
不能
起動 電源未接通或一相未通 檢查電源電壓,以及熔斷器、開關(guān)觸點及電機(jī)引出線有無斷路,若有應(yīng)加以糾正
繞組故障 找出斷路、短路修復(fù)或改正錯誤接線
控制設(shè)備接線錯誤或電流限值調(diào)節(jié)不當(dāng) 校正接線或?qū)⑦^電流限值調(diào)到合適值
負(fù)載過大或傳動機(jī)械有故障 1、更換較大功率的電動機(jī)或減輕負(fù)載
2、把電動機(jī)和負(fù)載分開,如電動機(jī)正常起動,應(yīng)檢查被拖動機(jī)械,消除障礙
運行
中有
異常
噪聲 定、轉(zhuǎn)子相擦
斷相運行 查出斷相并修復(fù)
軸承嚴(yán)重缺油或損壞 清洗軸承并加新油或更換軸承
轉(zhuǎn)子繞組或鐵心松動 重新焊牢或緊固
繞組
過熱
或冒
煙 超載
缺相運行 檢查熔斷器,啟動裝置觸頭及繞組,找出斷路點并修復(fù)
定子繞組短路或接線錯誤
電壓偏高或偏低 調(diào)整電壓
定、轉(zhuǎn)子相擦 找出原因并排除
通風(fēng)不良或環(huán)境溫度過高 清除風(fēng)道,修復(fù)或更換損壞的葉片或采取降溫措施
軸承
過熱 軸承損壞
軸承與軸配合過松或過緊
軸承與端蓋配合過松或過緊
滾動軸承潤滑脂過多或過少或有雜質(zhì)
皮帶過緊或聯(lián)軸器裝配不良 調(diào)整
兩側(cè)端蓋不平行或軸承蓋裝配不良
外殼
帶電 未接地或接地不良 按規(guī)定接地
繞組受潮 干燥
絕緣局部損壞或引出線碰殼 修理或更換絕緣,重新接線
振動 皮帶或皮帶輪不平衡 校平衡
聯(lián)軸節(jié)偏心或松動 在車床上車正聯(lián)軸節(jié)軸口或在軸口處鑲套或擰緊松動螺釘
轉(zhuǎn)軸彎曲 校直或更換
基礎(chǔ)不平或 校正基礎(chǔ)板或擰緊地腳螺釘
軸承損壞或軸瓦間隙不合要求 更換軸承或調(diào)整間隙
電動
機(jī)三
相電
流不
平衡 三相電源電壓不平
定子繞組中有部分線圈短路 用電流表測量
重?fù)Q定子繞組后,部分線圈匝數(shù)有錯誤 用雙臂電橋測量各繞組的直流電阻
重?fù)Q定子繞組后,部分線圈之間有接線錯誤
電動
機(jī)溫
升過
高或
冒煙 過載
電源電壓不過高或過低 調(diào)整
定子鐵心部分硅鋼片之間絕緣不良或有毛刺 檢修定子鐵心
定、轉(zhuǎn)子相擦,致使定子局部過熱 檢查轉(zhuǎn)子鐵心是否變形,軸是否彎曲,端蓋止口是否過松,軸承是否磨損
電動機(jī)通風(fēng)不好 檢查風(fēng)扇是否脫落,旋轉(zhuǎn)方向是否正確,通風(fēng)道是否堵塞
環(huán)境溫度過高
定子繞組有短路或接地故障 用電橋測量各元件的直流電阻,用兆歐表測量對機(jī)殼的絕緣電阻,局部或全部更換線圈
電動機(jī)
拖動著
額定負(fù)
載時,
電流升
高電機(jī)
發(fā)熱,
轉(zhuǎn)速降
低 電源電壓太低,負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,轉(zhuǎn)速就降低,電流就升高,電動機(jī)就發(fā)熱 檢查輸入端電源電壓,予以糾正
三相電壓嚴(yán)重不平衡 查明線路故障,一般電動機(jī)的運行電壓不得低于定額電壓的5%,不得高于額定電壓的10%,三相電壓差不得大于5%