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[推荐] 电机基础知识2

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发表于 2009-11-9 22:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
电机基础知识2

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发表于 2010-1-15 12:45 | 显示全部楼层
高压电机
        高压电机是指额定电压在1000V以上电动机.常使用用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V和6600V的电压等级。高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比,因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大,或成本过高.需要通过提高电压实现大功率输出. 高压电机优点是功率大,承受冲击能力强;缺点是惯性大,启动和制动都困难.
  高压电机的用途:高压电动机可用于驱动各种不同机械之用。如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其它设备,供矿山、机械工业、石油化工工业、发电机等各种工业中作原动机用。用以传动鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机的电动机应在订货时注明用途及技术要求,采用特殊的设计以保障可靠运行。
  高压电机控制装置根据实际而定方式:电机容量大大小于电源容量且1000KW以下的可直接启动,这时的冲击电流是额定值的3-6倍.为了防止冲击电流过大,对于大电机必须考虑减少启动电流的启动方式:有串电抗启动,变频启动,液力偶合器启动等多种方式.有复杂有简单,价钱差异很大. 由于电压高,电流冲击大,电机制造必须满足过电压的要求,绝缘等级要求较高。
  高压电机维修工艺流程
  一.绕线
  高压电机按电压等级需要选用双亚胺,单亚胺,单薄双丝等各种规格的丝包扁线,材料齐备后,可在绕线机上绕制制成梭型成圈,一般电机最短线圈直线部分25厘米,最大线圈直线部分1.2米,绕制可单平绕,单立绕,也可双平换位绕,也可双平换位立绕,根据具体要求确定。利用圆盘中的万能调节也可绕制圆漆包线线圈。绕线机内置一台调速电机与一台涡轮涡杆减速机,带动绕线机实现0-120转/分的可顺逆可制动的旋转,并可正反计数,一般可绕制1600KW以内的各种电机线圈,另配有简易涨紧器一套,可控制绕制线圈的松紧度,一般的修理厂家选用如上产品即可,如遇到特殊大型规格时,可选择特异型绕制设备。
  二.成型前包扎
  高压电机梭型线圈绕制后,用收缩带,黄蜡绸带等绝缘材料包扎,目的是:保护线圈外绝缘、层间绝缘、匝间绝缘不至于损坏。在拉型机时免受模具夹具、鼻端销钉等摩擦,防止松动变形。
  包扎线圈一般用女工,由于女工心细手巧且干活速度快,一般3-5人包扎供拉型。也可使用电动包带机.
  三.成型
  成型机、涨型机、拉型机其实是一种机器,它主要目的是把绕线机绕制的立绕梭型线圈或平绕梭型线圈拉成框行线圈,框型线圈以电机定子铁心的内外圆为标准,组成向心式的有角度的线圈,绕制梭型线圈需技工2人即可完成,而拉(涨)型一般需3人。过去在没有成型机以前,我处有几位老练的师傅可手拉成型,可在15分钟将72只线圈手工拉制成型,但对于较大型线圈拉型显现的有些吃力。而利用拉型机一般一个小时内3人可规范的拉出72只线圈来,每只成型线圈直线部分最长可调整到1.5米,高度可调整在80公分以内,角度调整范围为0-60度,四只夹具可实现万能锁定。一般的厂家,如哈尔滨一家电机厂,湘潭电机厂一下属厂等十余家购买到这一手动拉型机以后,总的评价是制作看似简单,但操作灵活、方便,上模块,退模迅速,拉型便利,定位精准,调角调位准确,不失为一种实用产品。拉型前使用计算机将线圈的形状按照所修电机的实际情况绘制成图并制作成模板用来调整拉型机,不会绘图者一般以旧线圈为模板调整拉型机,拉型机四只夹具有上下左右调整机构,调整夹紧机构锁扣锁定线圈进入拉型程序。我公司生产的电动拉型机和上海产的几乎相同,他们在9万左右,我处以实用为目的,电动拉型机售价2.5万元,液压形式的拉型机售价2.6万元。成型机在国内.上海与沈阳厂家做的好,他们做的大型机主要兼顾大型发电机,但操作起来显得笨重些,主要表现在调角、移动、调距、调高、夹线等方面不灵活,价格较昂贵。
  四.整形
  高压电机由于加上层数不等的云母绝缘材料后,厚度增加了很多,线圈端部距离被绝缘层挤占,稍不注意,嵌线时拥挤嵌放不下去,造成嵌线困难,这就需要冷整型。冷整型模具(或叫正型模具),传统以木制为多,每种型号的电机就需要制作一套模具,而我公司所使用的正型模具具备调距、调角度、调端高等方面的灵活性。正型期间敲打时必须注意,不可破坏层间绝缘。
  低压电机拉型后,一般不再冷整型,直接进入嵌线工序。
  五.包扎云母带及热压
  定子线圈冷正形后,即进入包扎工序,目前线圈绝缘等级高的材料基本国产化,但云母材料的质量、价格很悬殊。我公司多年制作线圈与绕制高压电机,熟知十几家产品的质量和价格,学员结业后告知厂家详情。电压高与低、季节不同各种等级云母等材料认购标准不同。一个女工包扎线圈一天10个小时,框形线圈周长在2米的万伏线圈有望包扎三只。各种电机等级线圈包扎多少层数、先包直线还是后包端部要看何时嵌线而定。云母带,高阻带,收缩带至于在线圈中起什么作用,哪家的质量好、价位低,怎样包扎,包扎在什么位置,包多少层等等,最好在跟班学习中掌握并熟记要领。我公司生产万能云母包带机,包带机一般情况下一台可代替3-5人工作,批量生产线圈的厂家可选购,初修大电机的客户初期还是以手工包扎为好。一台高压电机修理时下列几步一般要同时展开进行:绕线、拉型、冷正型、包云母带、包高低阻带,这些工序均需2-3人操作。同时下道热压线圈的工作程序也应开始。热压的主要目的有:
  1. 定形后可嵌线方便。2. 线圈固化可防潮,防水浸。
  3. 电晕放电到槽口以外。4. 完成对外界的封闭,免高压击穿。
  我公司生产热压成型机长度1.2米,上下、左右、角度可调整。客户拥有一台全自动电脑控制的热压机后,1600KW以内的YR,JR,JS,TDK,电机的定子线圈均可加工。并可按照客户的要求定做特型机。
  热压机可附加自动控制装置,比如H级温度在多少度恒温工作,F级在多少度恒温工作,热压时间多厂,何时开机,何时待机保温均可实现智能化,热压时要自备到指定的厂家购一些脱模剂,清除剂,清残留物等工具。
  六.测试耐压
  热压线圈退模后要放置一段时间再测试耐压,这是检验产品的一道工序,按照3000V、6000V、10000V等不同的工作电压有不同的要求打耐压标准。
  直线部分或弯曲部分怎样去防止打穿,送些均须在热压时掌握,我公司掌握着小修高压电机线圈的若干技巧,掌握着打耐压后打穿后去复制该线圈的技巧,这需要亲自参加学习一段才会知晓。
  打耐压的仪器,一般选购武汉区域的产品较多。
  自绕制线圈至嵌线完毕,一般要多做一只线圈,目的有:
  1. 留下该型号电机技术数据(线规,匝数,绝缘厚度,直线长,弯度,端部长,抬高度与节距角度等数据)。
  2. 以备哪一只线圈不合格时替换。
  高压电机一般以200KW—2000KW居多,重量最一般在3吨以上,根据自身条件可设计合适的行吊,以便于维修电机之用。
  七.嵌线(定子、转子)
  电机定子、转子在经去尘(一般经高压水枪冲洗)后进入烘箱内烘烤,降温后确定是小修还是大修电机。高压电机小修时有一套小修提出线圈工具,转子导条线之弯弧工具,定子线圈机芯内的热压工具,类似小工具很多,需自制,关键是技术与经验要结合。怎样不损坏原线圈是关键。取出线圈重新加工费时费力,能否对旧线圈改造是节省时间的关键(一般高压电机所用的丝包线采购周期为1~2周,这就贻误了修理时间,这些重要问题需要在跟班学习中掌握)。
  小修转子时,转子中的铜导条(铝条)怎样取出,取出来如何换条,如何包扎制作标准线圈,以及如何焊接试验等一系列工序,这里不一一论述。大修电机转子时,必须取出全部线圈,怎样取,怎样保持完好线圈是关键技术。比如是高电压的电机,要尽量完整的取出来。如保持线规不损坏,重新包扎时,可省钱、省时。需重新制作线圈时,须算出线规,浪费时间。定子嵌线时一般每三只线圈打一次耐压,以防止线圈对两端槽口放电或对两端端环放电以及因下线有失误造成的线圈损坏放电。整台线圈全部嵌下后的接线,、分距、分组、连线、包扎、接星点、出电机引线等操作均按照各等级电机的操作规程进行。一般的电机在封星点前打一次耐压后即封在一起,外引三根引接线即可。也有特殊引接6根引线外封三角或外接星线。一般引接线需从指定的高压电缆生产厂家购买。一切嵌线接线完毕,整台电机再打耐压一次即完工。
  八.浸漆
  电机生产厂家批量生产电机时,要购真空浸漆设备,该设备由专业厂家提供。一般修理厂家利用电加热棒加热定子至一定温度后翻转,定子口朝上进行双面灌漆。灌漆时底部有盛漆装置。灌完漆需待两小时以上再放入烘箱,先低温烘三个小时,再高温烘18小时。累计24小时后出炉。目的是固化线棒绝缘与槽内外导线绝缘,以防震动破坏绝缘结构。请除定子内腔中的残漆即可装配。
  九.试验
  整机参数试验:利用专利技术--磁控开关变压器起动试验设备来起动380V、660V、1140V、3000V、6000V、10000V等各种电机,高低压可起动试验容量在1000KW以内。凡鼠笼、滑环电机均可作空载起动,空载运行试验,试验项目分测电流、测电压、测速、测温、量噪声等十几个项目。
  国内湘潭电机厂、上海电机厂,哈尔滨电机厂等等都是国内高压电机的名牌
高压电机调速技术现状
  从现在市场情况看,高压电机调速技术可分为如下几种:
  液力耦合器
  在电机轴和负载轴之间加入叶轮,调节叶轮之间液体(一般为油)的压力,达到调节负载转速的目的。这种调速方法实质上是转差功率消耗型的做法,其主要缺点是随着转速下降效率越来越低、需要断开电机与负载进行安装、维护工作量大,过一段时间就需要对轴封、轴承等部件进行更换,现场一般较脏,显得设备档次低,属淘汰技术。
  早期对调速技术比较感兴趣的厂家,或者是因为当初没有高压调速技术可以选择,或者是考虑到成本的因素,对液力耦合器有一些应用。如自来水公司的水泵、电厂的锅炉给水泵和引风机、炼钢厂的除尘风机等。现在,一些老的设备在改造中已经逐渐被高压变频替换掉。
  高低高型变频器
  变频器为低压变频器,采用输入降压变压器和输出升压变压器实现与高压电网和电机的接口,这是当时高压变频技术未成熟时的一种过渡技术。
  由于低压变频器电压低,电流却不可能无限制的上升,限制了这种变频器的容量。由于输出变压器的存在,使系统的效率降低,占地面积增大;另外,输出变压器在低频时磁耦合能力减弱,使变频器在启动时带载能力减弱。对电网的谐波大,如果采用12脉冲整流可以减少谐波,但是满足不了对谐波的严格要求;输出变压器在升压的同时,对变频器产生dv/dt也同等放大,必须加装滤波器才能适用于普通电机,否则会产生电晕放电、绝缘损坏的情况。如果采用特殊的变频电机可以避免这种情况,但是就不如采用高低型的变频器了。
  高低型变频器
  变频器为低压变频器,输入侧采用变压器将高压变为低压,将高压电机换掉,采用特殊的低压电机,电机的电压水平多种多样,没有统一标准。
  这种做法由于采用低压变频器,容量也比较小,对电网侧的谐波较大,可以采用12脉冲整流减少谐波,但是满足不了对谐波的严格要求。在变频器出现故障时,电机不能投入到工频电网运行,在有些不能停机的场合应用会有问题。另外,电机和电缆都要更换,工程量比较大。
  串级调速变频器
  将异步电机部分转子能量回馈至电网,从而改变转子滑差实现调速,这种调速方式采用可控硅技术,需要使用绕线式异步电动机,而现在工业现场几乎都采用鼠笼式异步电动机,更换电机非常麻烦。这种调速方式的调速范围一般在70%-95%左右,调速范围窄。可控硅技术容易造成对电网的谐波污染;随着转速的降低,电网侧功率因数也变低,需要采取措施补偿。其优点是变频部分容量较小,比其他高压交流变频调速技术成本稍低。
  这种调速方式有一种变化形式,即内反馈调速系统,省却了逆变部分的变压器,将反馈绕组直接做在定子绕组里,这种做法要更换电机,其他方面的性能与串级调速接近。
  串级调速电机受转子滑环的影响,不能做到很大功率,滑环维护工作量也大,属于七八十年代的落后技术,工业应用已经越来越少。
  电流源型直接高压变频器
  这种变频器,输入侧采用可控硅进行整流,采用电感储能,逆变侧用SGCT作为开关元件,为传统的两电平结构。由于器件的耐压水平有限,必须采用多个器件串联。器件串联是一种非常复杂的工程应用技术,理论上说可靠性很低,但有的公司可以做到产品化的地步。由于输出侧只有两个电平,电机承受的dv/dt较大,必须采用输出滤波器。电网侧的多脉冲整流器为可选件,用户需要针对自己的工厂情况提出要求。这种变频器的主要优点是不需要外加电路就可以将负载的惯性能量回馈到电网。
  电流源型变频器的主要缺点是电网侧功率因数低,谐波大,而且随着工况的变化而变,不好补偿。
  电压源型三电平变频器
  这种变频器采用二极管整流,电容储能,IGBT或IGCT逆变。三电平的逆变形式,采用二极管钳位的方式,解决了两个器件串联的难题,技术上比两个器件简单直接串联容易,同时,增加了一个输出电平,使输出波形比两电平好。
  这种变频器的主要问题是:由于采用高压器件,输出侧的dv/dt仍旧比较严重,需要采用输出滤波器。由于受到器件耐压水平的限制,最高电压只能做到4160V,要适应6KV和10KV电网的需要,更换电机是一种做法,但是造成故障时向电网旁路较麻烦。对于6KV电机有一种变通做法,就是将电机由星型接法改为角型接法,这样电机的电压就变为3KV;这种做法使电机的环流损耗上升,国内已经有烧毁电机的事例,有可能与此有关。还有的公司用这种变频器实现高低高方式,使容量比原来采用低压变频器实现高低高方式时大,但是高低高方式所存在的问题依然存在。
  三电平变频器一般采用12脉冲整流方式。
  功率模块串联多电平变频器
  这种变频器采用低压变频器串联的方式实现高压,是电压源型变频器。它的输入侧采用移相降压型变压器,实现18脉冲以上的整流方式,满足国际上对电网谐波的最严格的要求。在带负载时,电网侧功率因数可达到95%以上。在输出侧采用多级PWM技术,dv/dt小,谐波少,满足普通异步电机的需要。可根据负载的需要设计变频器的输出电压,是解决6KV、10KV电机调速的较好办法。功率电路采用标准模块化设计,更换简单,所用器件在国内采购也比较容易。
  这种变频器采用低压IGBT作为逆变元件,与采用高压IGBT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但技术上较成熟。与采用高压IGCT的三电平变频器相比,功率元件数目较多,但总元件数目却较少,因为IGCT需要非常复杂的辅助关断电路。
  由于整流变压器与功率模块的连线较多,因此变压器不能与变频器分开放置,在空间有限的场合不是很灵活。
你好!  我有几个问题想讨教一下。我厂使用的一台湘潭电机厂出产的高压电机10KV、355kw,运行中出现轴承异响声音间断出现,更换全部轴承后仍未消除异响,请问问题出在哪里?电机轴承的配合游隙标准是多少?恳请帮助分析分析。谢谢!
爬电比距
一、爬电
 1、爬电现象
   在绝缘材料的性能降低时受天气等外界因素如空气湿度大,接连阴天霉雨季节,潮湿环境等使得带电金属部位与绝缘材料产生象水纹样电弧沿着外皮爬的现象,也有点象闪电一样.
 2、爬电原理
   两极之间的绝缘体表面有轻微的放电现象,造成绝缘体的表面(一般)呈树枝状或是树叶的经络状放电痕迹,一般这种放电痕迹不是连通两极的,放电一般不是连续的,只是在特定条件下发生,如天气潮湿、绝缘体表面有污秽、灰尘等,时间长了会导致绝缘损坏。
 3、引起爬电现象的原因
   绝缘部分表面附着污秽,使绝缘部分绝缘强度下降,在空气潮湿发生爬电。
 4、爬电的本质
   绝缘表面电压分布不均匀,造成局部放电。
 5、发生爬电的环境
   发生爬电时电弧的长度受污秽的面积大小、空气湿度、电压高低因素影响。
  在电缆的绝缘部分,绝缘材料的绝缘强度、防污秽附着、加长绝缘“距离”等性能会对爬电现象有影响
 6、材料的抗爬电性能:
   绝缘强度、高密度分子等。
二、爬电距离Creepage Distance
1、定义
   两个导电部件之间,或一个导电部件与设备及易接触表面之间沿绝缘材料表面测量的最短空间距离.沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离也称爬电距离,简称爬距。
  爬距=表面距离/系统最高电压.根据污秽程度不同,
  爬的意思,可以看做一个蚂蚁从一个带电体走到令一个带电体的必须经过最短的路程,就是爬电距离。电气间隙,是一个带翅膀的蚂蚁,飞的最短距离。
  国标里有具体规定,不通形状的绝缘,爬电距离的计算方法是不一样的。
  在 GB/T 2900.18-1992 电工术语 低压电器 标准中对爬电距离有这样的定义:爬电距离 具有电位差的两导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。
2、实际应用
   在电气上,对最小爬电距离的要求,和两导电部件间的电压有关,和绝缘材料的耐泄痕指数有关,和电器所处环境的污染等级有关。
  对最小爬电距离做出限制,是为了防止在两导电体之间,通过绝缘材料表面可能出现的污染物出现爬电现象。
  爬电距离在运用中,所要安装的带电两导体之间的最短绝缘距离要大于允许的最小爬电距离.
  在确定电气间隙和爬电距离时,应考虑额定电压、污染状况、绝缘材料、表面形状、位置方向、承受电压时间长短等多种使用条件和环境因素,在先进的设备与产品标准中均有此规定值。
  具体来说就是在不同的使用情况下,由于导体周围的绝缘材料被电极化,导致绝缘材料呈现带电现象,此带电区(导体为圆形时,带电区为环形)的半径即爬电距离。爬电距离的大小和工作电压、绝缘材料等直接相关,同时注意不同的使用环境也会有所影响,如气压、污染等.
  爬电距离和电气间隙,是两个概念,在进行判断时必须同时满足,不可以相互替代.
  电气间隙的大小取决于工作电压的峰值,电网的过电压等级对其影响较大,
  爬电距离取决于工作电压的有效值,绝缘材料的CTI值对其影响较大.
          两个条件必须同时满足,所以根据定义,爬电距离任何时候不可以小于电气间隙.当然对于两个带电体,是无法设计出爬电距离小于电气间隙来的。爬电距指沿绝缘表面测得的两个导电器件之间或导电器件与设备界面之间的最短距离。UL、CSA和VDE安全标准强调了爬电距离的安全要求,这是为了防止器件间或器件和地之间打火从而威胁到人身安全。
4、例子
  测量爬电距离

测量爬电距离
  输入150V-300V电源最小空气间隙及爬电距离

输入150V-300V电源最小空气间隙及爬电距离

  相邻端子间爬电距离:11.35mm 端子和导轨间爬电距离:10.11mm

相邻端子间爬电距离
三、爬电比距
 1、爬电比距的定义:
   电力设备外绝缘的爬电距离与设备最高工作电压有效值之比,单位为mm/kV。
  现行的有关行业标准规定了高压开关设备外绝缘公称爬电比距应用系数,其中相间爬电比距应用系数为(√3).
 2、爬电比距地分类:
   外绝缘按公称爬电比距分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五级。
  0级适用于无明显污秽地区,不需进行人工污秽试验。0级的公称爬电比距为线路14.5,电站设备15.5;
  Ⅰ级的公称爬电比距为线路16,电站设备16;
  Ⅱ级的公称爬电比距为线路20,电站设备20;
  Ⅲ级的公称爬电比距为线路25,电站设备25;
  Ⅳ级的公称爬电比距为线路31,电站设备31。
  用于中性点绝缘和经消弧线圈接地的系统的3~63kV级电力设备,其外绝缘的污秽等级一般可按Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级选取。
 3、各污秽等级下的爬电比距分级数值
   污秽等级爬电比距(cm/kV)线路发电厂、变电所220kV及以下330kV及以上220kV及以下330kV及以上01.391.45——Ⅰ1.39~1.741.45~1.821.601.60Ⅱ1.74~2.171.82~2.272.002.00Ⅲ2.17~2.782.27~2.912.502.50Ⅳ2.78~3.302.91~3.453.103.10
  注:线路和发电厂、变电所爬电比距计算时取系统最高工作电压。
 4、注 重污秽地区一般采用爬距为31毫米/每千伏.举例:本公司生产的126KV断路器,绝缘瓷瓶总长3150,爬距既3150/126等于25mm/KV
电气间隙 Clearance
一、电气间隙和爬电距离
  [1]爬电距离:沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径。即在不同的使用情况下,由于导体周围的绝缘材料被电极化,导致绝缘材料呈现带电现象。此带电区(导体为圆形时,带电区为环形)的半径,即为爬电距离;
  [2]电气间隙:在两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间测得的最短空间距离。即在保证电气性能稳定和安全的情况下,通过空气能实现绝缘的最短距离。
  可见,爬电距离和电气间隙实际是两个相关参数,都是针对电气绝缘性而来。特别是在继电器、开关等工控产品的选用中,需要遵守相关标准的同时,还要按实际的使用环境要求(气压、污染等),设定合适的爬电距离及电气间隙,以保障人民生命财产安全和电气性能的稳定。
二、设定爬电距离及电气间隙
  一般选型是按以下步骤进行:
  1、确定电气间隙步骤
  确定工作电压峰值和有效值;
  确定设备的供电电压和供电设施类别 ;
  根据过电压类别来确定进入设备的瞬态过电压大小;
  确定设备的污染等级(一般设备为污染等级2);
  确定电气间隙跨接的绝缘类型(功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘)。
  2、确定爬电距离步骤
  确定工作电压的有效值或直流值;
  确定材料组别(根据相比漏电起痕指数,其划分为:Ⅰ组材料,Ⅱ组材料,Ⅲa组材料, Ⅲb组材料。注:如不知道材料组别,假定材料为Ⅲb组)
  确定污染等级;
  确定绝缘类型(功能绝缘、基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘)。
  3、确定电气间隙要求值
  根据测量的工作电压及绝缘等级,查表( 4943:2H 和 2J和2K,60065-2001表:表8和表9和表10) 检索所需的电气间隙即可决定距离;作为电气间隙替代的方法,4943使用附录G替换,60065-2001使用附录J替换。
  GB 8898-2001:电器间隙考虑的主要因素是工作电压,查图9来确定。 (对和电压有效值在220-250V范围内的电网电源导电连接的零部件,这些数值等于354V峰值电压所对应的那些数值:基本绝缘3.0mm ,加强绝缘6.0mm)
  4、确定爬电距离要求值
  根据工作电压、绝缘等级及材料组别,查表(GB 4943为表2L,65-2001中为表11)确定爬电距离数值,如工作电压数值在表两个电压范围之间时,需要使用内差法计算其爬电距离。
  GB 8898-2001其判定数值等于电气间隙,如满足下列三个条件,电气间隙和爬电距离加强绝缘可减少2mm,基本绝缘可减少1mm:
  1)这些爬电距离和电气间隙会受外力而减小,但它们不处在外壳的可触及导电零部件与危险带电零部件之间;
  2)它们靠刚性结构保持不变;
  3)它们的绝缘特性不会因设备内部产生的灰尘而受到严重影响。
  *注意:但直接与电网电源连接的不同极性的零部件间的绝缘,爬电距离和电气间隙不允许减小。基本绝缘和附加绝缘即使不满足爬电距离和电气间隙的要求,只要短路该绝缘,设备仍满足标准要求,则是可以接受的(8898中4.3.1条)。
  *GB 4943中只有功能绝缘的电气间隙和爬电距离可以减小,但必须满足 标准5.3.4规定的高压或短路试验。
  5、确定爬电距离和电气间隙注意 可动零部件应使其处在最不利的位置; 爬电距离值不能小于电气间隙值;  承受了机械应力试验;
三相异步电动机

作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。
  三相异步电动机原理
  当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时,就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转,转子导体开始时是静止的,故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势(感应电动势的方向用右手定则判定)。由于导子导体两端被短路环短接,在感应电动势的作用下,转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用(力的方向用左手定则判定)。电磁力对转子轴产生电磁转矩,驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
  通过上述分析可以总结出电动机工作原理为:当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
  三相异步电动机的故障分析和处理方法
  三相异步电动机的故障分析和处理方法
  绕组是电动机的组成部分,老化,受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害,电机过载、欠电压、过电压,缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。
  一、绕组接地
  指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。
  1、故障现象
  机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热,致使电动机无法正常运行。
  2、产生原因
  绕组受潮使绝缘电阻下降;电动机长期过载运行;有害气体腐蚀;金属异物侵入绕组内部损坏绝缘;重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心;绕组端部碰端盖机座;定、转子磨擦引起绝缘灼伤;引出线绝缘损坏与壳体相碰;过电压(如雷击)使绝缘击穿。
  3.检查方法
  (1)观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹,如有就是接地点。
  (2)万用表检查法。用万用表低阻档检查,读数很小,则为接地。
  (3)兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻,若读数为零,则表示该项绕组接地,但对电机绝缘受潮或因事故而击穿,需依据经验判定,一般说来指针在“0”处摇摆不定时,可认为其具有一定的电阻值。
  (4)试灯法。如果试灯亮,说明绕组接地,若发现某处伴有火花或冒烟,则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮,但测试棒接地时也出现火花,说明绕组尚未击穿,只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲,敲到某一处等一灭一亮时,说明电流时通时断,则该处就是接地点。
  (5)电流穿烧法。用一台调压变压器,接上电源后,接地点很快发热,绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍,时间不超过半分钟;大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。
  (6)分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害,烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半,依此类推,最后找出接地点。
  此外,还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等,此处不一一介绍。
  4.处理方法
  (1)绕组受潮引起接地的应先进行烘干,当冷却到60——70℃左右时,浇上绝缘漆后再烘干。
  (2)绕组端部绝缘损坏时,在接地处重新进行绝缘处理,涂漆,再烘干。
  (3)绕组接地点在槽内时,应重绕绕组或更换部分绕组元件。
  最后应用不同的兆欧表进行测量,满足技术要求即可。
  二、绕组短路
  由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至,分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。
  1.故障现象
  离子的磁场分布不均,三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧,严重时电动机不能启动,而在短路线圈中产生很大的短路电流,导致线圈迅速发热而烧毁。
  2.产生原因
  电动机长期过载,使绝缘老化失去绝缘作用;嵌线时造成绝缘损坏;绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿;端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏;端部连接线绝缘损坏;过电压或遭雷击使绝缘击穿;转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏;金属异物落入电动机内部和油污过多。
  3.检查方法
 (1)外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦,绕组过热后留下深褐色,并有臭味。
 (2)探温检查法。空载运行20分钟(发现异常时应马上停止),用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。
 (3)通电实验法。用电流表测量,若某相电流过大,说明该相有短路处。
 (4)电桥检查。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过5%以上,如超过,则电阻小的一相有短路故障。
 (5)短路侦察器法。被测绕组有短路,则钢片就会产生振动。
 (6)万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻,若读数极小或为零,说明该二相绕组相间有短路。
 (7)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读数小的一组有短路故障。
 (8)电流法。电机空载运行,先测量三相电流,在调换两相测量并对比,若不随电源调换而改变,较大电流的一相绕组有短路。
  4.短路处理方法
  (1)短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开,也可重包绝缘线,再上漆重烘干。
  (2)短路在线槽内。将其软化后,找出短路点修复,重新放入线槽后,再上漆烘干。
  (3)对短路线匝少于1/12的每相绕组,串联匝数时切断全部短路线,将导通部分连接,形成闭合回路,供应急使用。
  (4)绕组短路点匝数超过1/12时,要全部拆除重绕。
  三、绕组短路
  由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂,焊接后又未清除干净,就可能造成壶焊或松脱;受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁,在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时,另几根导线由于电流的增加而温度上升,引起绕组发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。
  1.故障现象
  电动机不能启动,三相电流不平衡,有异常噪声或振动大,温升超过允许值或冒烟。
  2.产生原因
  (1)在检修和维护保养时碰断或制造质量问题。
  (2)绕组各元件、极(相)组和绕组与引接线等接线头焊接不良,长期运行过热脱焊。
  (3)受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。
  (4)匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。
  3.检查方法
  (1)观察法。断点大多数发生在绕组端部,看有无碰折、接头出有无脱焊。
  (2)万用表法。利用电阻档,对“Y”型接法的将一根表棒接在“Y”形的中心点上,另一根依次接在三相绕组的首端,无穷大的一相为断点;“△”型接法的短开连接后,分别测每组绕组,无穷大的则为断路点。
  (3)试灯法。方法同前,等不亮的一相为断路。
  (4)兆欧表法。阻值趋向无穷大(即不为零值)的一相为断路点。
  (5)电流表法。电机在运行时,用电流表测三相电流,若三相电流不平衡、又无短路现象,则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。
  (6)电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时,说明该相绕组有部分断路故障;
  (7)电流平衡法。对于“Y”型接法的,可将三相绕组并联后,通入低电压大电流的交流电,如果三相绕组中的电流相差大于10%时,电流小的一端为断路;对于“△”型接法的,先将定子绕组的一个接点拆开,再逐相通入低压大电流,其中电流小的一相为断路。
  (8)断笼侦察器检查法。检查时,如果转子断笼,则毫伏表的读数应减小。
  4.断路处理方法
  (1)断路在端部时,连接好后焊牢,包上绝缘材料,套上绝缘管,绑扎好,再烘干。
  (2)绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组。
  (3)对断路点在槽内的,属少量断点的做应急处理,采用分组淘汰法找出断点,并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。
  (4)对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。
  四、绕组接错
  绕组接错造成不完整的旋转磁场,致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状,严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况:某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错;极(相)组接反;某相绕组接反; 多路并联绕组支路接错;“△”、“Y”接法错误。
  1、故障现象
  电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大,温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。
  2、产生原因
 误将“△”型接成“Y”型;维修保养时三相绕组有一相首尾接反;减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误;新电机在下线时,绕组连接错误;旧电机出头判断不对。
  3.检修方法
  (1)滚珠法。 如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动,说明正确,否则绕组有接错现象。
  (2)指南针法。如果绕组没有接错,则在一相绕组中,指南针经过相邻的极(相)组时,所指的极性应相反,在三相绕组中相邻的不同相的极(相)组也相反;如极性方向不变时,说明有一极(相)组反接;若指向不定,则相组内有反接的线圈。
  (3)万用表电压法。按接线图,如果两次测量电压表均无指示,或一次有读数、一次没有读数,说明绕组有接反处。
  (4)常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。
  4.处理方法(1)一个线圈或线圈组接反,则空载电流有较大的不平衡,应进厂返修。
  (2)引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。
  (3)减压启动接错的应对照接线图或原理图,认真校对重新接线。
  (4)新电机下线或重接新绕组后接线错误的,应送厂返修。(5)定子绕组一相接反时,接反的一相电流特别大,可根据这个特点查找故障并进行维修。
  (6)把“Y”型接成“△”型或匝数不够,则空载电流大,应及时更正。
三相异步电动机的结构
  (一)定子(静止部分)
  1、定子铁心
  作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
  构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。
  定子铁心槽型有以下几种:
  半闭口型槽:电动机的效率和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。
  半开口型槽:可嵌放成型绕组,一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
  开口型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘方法方便,主要用在高压电机中。
  2、定子绕组
  作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁场。
  构造:由三个在空间互隔120°电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
  定子绕组的主要绝缘项目有以下三种:(保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘)。
  (1)对地绝缘:定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
  (2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。
  (3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。
  电动机接线盒内的接线:
  电动机接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右排列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。
  3、机座
  作用:固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
  构造:机座通常为铸铁件,大型异步电动机机座一般用钢板焊成,微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积,防护式电机的机座两端端盖开有通风孔,使电动机内外的空气可直接对流,以利于散热。
  (二)转子(旋转部分)
  1、三相异步电动机的转子铁心:
  作用:作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
  构造:所用材料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上,大、中型异步电动机(转子直径在300~400毫米以上)的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。
  2、三相异步电动机的转子绕组
 作用:切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转。
  构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。
  (1)鼠笼式转子:转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心,整个绕组的外形像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组,对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。鼠笼转子分为:阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种,起动转矩等特性各有不同。
  (2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组相似,也是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。
  特点:结构较复杂,故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能,故在要求一定范围内进行平滑调速的设备,如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。
  (三)三相异步电动机的其它附件
  1、端盖:支撑作用。
  2、轴承:连接转动部分与不动部分。3、轴承端盖:保护轴承。
  4、风扇:冷却电动机。
防爆电机

防爆电机概述
  防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种电机,运行时不产生电火花。
  防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外,在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备,通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。
  随着科技、生产的发展,存在爆炸危险的场所也在不断增加。例如,食用油生产过去是用传统的压榨法工艺,20世纪70年代以后,我国开始引进国外先进的浸出油工艺,但此工艺中要使用含有己烷的化学溶剂,己烷是易燃易爆物质;因此浸出油车间就成了爆炸危险场所,需要使用防爆电机和其他防爆电气产品。又如,近年来我国公路发展迅速,一大批燃油加油站出现,也给防爆电机提供了新的市场。
产品分类
  1. 按电机原理分
  可分为防爆异步电机、防爆同步电机及防爆直流电机等。
  2. 按使用场所分
  可分为煤矿井下用防爆电机及工厂用防爆电机。
  3. 按防爆原理分
  可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无火花型电机及粉尘防爆电机
  4. 按配套的主机分
  可分为煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机、船用防爆电机、起重冶金用防爆电机及加氢装置配套用增安型无刷励磁同步电机等。此外,还可以按额定电压、效率等技术指标来分,如高压防爆电机、高效防爆电机、高转差率防爆电机及高起动转矩防爆电机等。本文按防爆原理分类介绍。
产品系列及其特点
  1. 隔熄型电机
  它采用隔爆外壳把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开。但是,这种外壳并非是密封的,周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳的各部分接合面间隙进入电机内部。当与外壳内的火花、电弧、危险高温等引燃源接触时就可能发生爆炸,这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形,而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时,也不能引燃周围的爆炸性气体混合物。
  我国当前广泛应用的低压隔爆型电机产品的基本系列是YB系列隔爆型三相异步电机,它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB3836.1—83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB3836.2—83《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”,》的规定;电机功率范围为O.55—200kW,相对应的机座号范围是机座中心高为80—315nun;防爆标志为dI、dIIAT4、dIIBT4,分别适用于煤矿井下固定式设备或工厂IIA、IIB级,温度组别为T1—T4组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的场所;主体外壳防护等级为IP44,也可制成IP%4,接线盒防护等级为IP54;额定频率为50Hz,额定电压为380、1660、1140、380/660、660/140V;电机绝缘等级为F级,但按B级考核定子绕组的温升,具有较大的温升裕度。低压隔爆型三相异步电机派生系列的主要型号有:YB系列(dIIcT4)(机座中心高为80—315mm),YBSO系列(小功率,机座中心高为63—90mm),YBF系列(风机用,机座中心高为63—160mm),YB—H系列(船用,机座中心高为80~280mm),YB系列(中型,机座中心高为355—450mm),YBK系列(煤矿用,机座中心高为100—315mm),YB—W、B—TH、YB—WTH系列(机座中心高为80—315mm),YBDF—WF系列(户外防腐隔爆型电动阀门用,机座中心高为80—315mm)及YBDC系列(隔爆型电容起动单相异步电机,机座中心高为71—100mm)和YBZS系列起重用隔爆型双速三相异步电机。另外,还有YB系列高压隔爆型三相异步电机(机座中心高为355~450mm,560—710mm)。行业联合设计的YB2系列已于1四年底通过了全国鉴定,将逐步取代YB系列,成为我国隔爆型三相异步电机的基本系列。YB2系列共15个机座号(机座中心高为63、355nmm),功率范围为O.12—315kW。
  其主要特点是:
  (1) 功率等级、安装尺寸及转速的对应关系与DIN42673一致,同时考虑到与YB系列 的继承性和Y2系列的互换性,作了必要调整,更加有效和适用。
  (2) 全系列采用F级绝缘,温升按B级考核。
  (3) 噪声限值比YB系列低,接近YB系列的I级噪声,振动限值与YB系列相
  (4) 外壳防护等级提高到IP55。
 (5) 全系列选用低噪声深沟球轴承,机座中心高在180mm以上电机设注排油装置
  (6) 电机散热片有平行水平分布和辐射分布两种,以平行水平分布为主。
  (7) 主要性能指标达到20世纪90年代初国际先进水平。
  2.增安型电机
  它是在正常运行条件下不会产生电弧、火花或危险高温的电机结构上,再采取一些机械、电气和热的保护措施,使之进一步避免在正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险,从而确保其防爆安全性。
  我国当前应用的低压增安型的基本系列是YA系列增安型三相异步电动机,它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB3836.1—83《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB3836.3—83《爆炸性环境用防爆电气设备增安型电气设备“e”》的规定;功率范围为O.55~90kW,相对应的机座中心高为80—280mm; 防爆标志为eIITl、eIIT2、eIIT3,分别适用于工厂中具有温度组别为Tl—T3组爆炸性混合物并具有轻微腐蚀介质的场所;主体外壳的防护等级为IP54,接线盒防护等级为IP55;额定频率为50Hz,额定电压为380V;电机采用F级绝缘。
  低压增安型电机派生系列的主要型号有:YASO系列小功率增安型三相异步电机(机座中心高为56—90mm),YA—W、YA—WFl系列户外、户内防腐增安型三相异步电机(机座中心高为80—280mm)。
  目前,已完成YA2、系列的行业联合设计工作,并正在组织试制,以取代YA系列。YA2全系列共15个机座号(机座中心高为63—355mm),功率范围为0.12—400kW,将使我国增安型电机达到国际上同类产品20世纪80年代先进水平。
  高压(6kV)增安型三相异步电机系列有:YA355—450,功率160—450kW;YA560—900,功率500—1800kW;YAm355—630水冷,功率220—2500kw;YAKK355~630空—空冷,功率185—2000kW。1999年试制生产的TAKW4000—20/2600、4000kW增安型无刷励磁同步电机,是适应炼油厂石油深加工加氢装置需要而发展的新型防爆电机。
  其特点是:
  (1)满足增安型防爆电机的要求,采取一系列可靠的防止火花、电弧和危险高温的措施,可以安全运行于2区爆炸危险场所。
  (2)采用无刷励磁,设置旋转整流盘和静态励磁柜,励磁控制系统可靠;顺极性转差投励准确,无冲击;励磁系统失步保护可靠,再整步能力强;线路设计合理,放电电阻在工作中不发热;励磁电流调节范围宽。
  (3)同步机、交流励磁机及旋转整流盘同轴。整流盘位于主电机和励磁机之间,或置于轴承座之外。
  (4)外壳防护等级为IP54。
  (5)采用F级绝缘,温升按B级考核。
  (6)改变传统的下水冷为上水冷,即水冷却器置于电机上部。
  (7)设增安型防潮加热器,固定在电机底部的罩内,用于停机时加热防潮用。
  (8) 选优质原材料,电气及机械计算留有较大裕度,能满足运行可靠性和增安型电机的温度要求。
  (9)设置有完善的监控措施;主接线盒内设置用于差动保护的增安型自平衡电流互感器;定子绕组埋设工作和备用的铂热电阻,分度号为Pt100;设漏水监控仪,监控水冷却器的泄漏;两端座式滑动轴承分别设现场温度显示仪表和远传信号端子。
  3.正压型电机 是正压型电气设备的一种。
  其结构特点是:
  (1) 配置有一套完整的通风系统,电机内部不存在可能影响通风的结构死角。
  (2) 外壳和管道由不燃材料制成,并具有足够的机械强度。
  (3) 外壳及主管道内相对于外界大气保持足够大的正压。
  (4) 电机须有安全保护装置(如时间继电器和流量监测器),以保证足够的换气量, 还必须有壳内气压欠压的自动保护或报警装置。
  (5) 外壳上的快开门或盖须有与电源联锁的装置。我国目前尚无统一的正压型电机系列产品。
  4.无火花型电机 是指在正常运行条件下,不会点燃周围爆炸性混合物,且一般又不会发生点燃故障的电机。与增安型电机相比,除对绝缘介电强度试验电压、绕组温升、te(在最高环境温度下达到额定运行最终温度后的交流绕组,从开始通过起动电流时计起至上升到极限温度的时间)以及起动电流比不像增安型那样有特殊规定外,其他方面与增安型电机的设计要求一样。
  无火花型电机符合GB3836.1—83和GB3836.8—87《爆炸性环境用防爆电气设备无火花型电气设备“n”》的规定。设计上注重电机的密封措施,主体外壳防护等级为IP54、IP55,接线盒为IP55。额定电压在660V以上的电机,其空间加热器或其他辅助装置的连接件应置于单独的接线盒内。
  目前,国内已研制、生产了YW系列无火花型电机产品(机座中心高度为80~315mm)。防爆标志为nIIT3,适用于工厂含有温度组别为T1—T3组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的2区场所。额定频率为50Hz,额定电压为380、660、380/660V,电机采用F绝缘,但按B级考核定子绕组的温升限值,具有较大的温升裕度及较高的安全可靠性,功率为0.55~200kW。
  5. 粉尘防爆电机:指其外壳按规定条件设计制造,能阻止粉尘进入电机外壳内或虽不能完全阻止粉尘进入,但其进入量不妨碍电机安全运行,且内部粉尘的堆积不易产生点燃危险,使用时也不会引起周围爆炸性粉尘混合物爆炸的电机。其特点是
  (1) 外壳具有较高的密封性,以减少或阻止粉尘进入外壳内,即使进入,其进入量也不致于形成点燃危险。
  (2) 控制外壳最高表面允许温度不超过规定的温度组别。目前,已用于国家粮食储备库的机械化设备上。粉尘防爆电气设备的国家标准为 GBl2476.1—90《爆炸性粉尘环境用防爆电气设备》。
发展趋势
  1. 矿用防爆电机
  (1) 发展大功率电机:目前世界上采煤机的最大装机容量已超过1200kw,其驱动电机功率达600kW;相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500kW,其驱动电机功率已达725kW。国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400kW,刮板输送机驱动电机最大功率是315kW。
  (2) 发展3.3kV、6kV和IOkV级电压的矿用电机:这是因为普及综合机械化采煤机组后采区走向加长,导致电压降增大,同时大功率电机的使用也要求提高电压等级。
  (3) 发展矿用双速电机:为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要,国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的。但目前国产矿用双速电机的功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距。
  (4) 提高矿用电机的可靠性:矿用防爆电机的工况条件较差,电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等,这些都影响电机的使用可靠性和寿命。
  (5) 加快矿用防爆电机的更新换代。
  (6) 统一矿用防爆电机的标准。
  2. 石化系统用防爆电机
  (1) 增安型和无火花型电机的需求将呈上升趋势。石化系统的用户在使用实践中;已认识到发展我国增安型和无火花型电机的必要性。此外,大量20世纪70年代弓[进装置中配套的增安型、无火花型电机目前已到了采用合适的国产品替代的时候。
  (2) 防爆电机的可靠性已越来越被石化系统用户关注。石化企业发展日趋装置大型化、运行连续化,要求系统运行实现长周期、免维修或少维修。因此,防爆电机就成为保证上述要求的关键设备。
  (3) 防爆和高效变频调速电机已成为石化用户迫切要求开发的节能产品。近年已系列生产了YBx、YAX防爆高效电机,投入市场后很受用户欢迎。防爆电机节能有两方面工作:一是研制高效率防爆电机产品,二是大量开发各种防爆调速电机的专用产品,尤其是将具有巨大节能潜力的风机、泵和压缩机配套的电机设计为调速电机。
  (4) 沿海石化企业的发展带来的新要求。我国沿海一带将建一批炼油厂,原油均需进口,而进口原油含硫量高、腐蚀性严重,因而要求防爆电机提高防腐性能;另外进口原油均需海运,其储油罐就需要配套高扬程大流量油泵的防爆电机。
  (5) 我国西部石油工业的大发展,要求开发适于沙漠干热环境的防爆电机产品。加氢装置配套用的中大容量的增安型无刷励磁同步电机的市场需要将逐年增长。
  电动机的种类
  1.按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
  2.按结构及工作原理分类 根据电动机按结构及工作原理的不同,可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。
  同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
  异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
  直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
  3.按起动与运行方式分类 根据电动机按起动与运行方式不同,可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
  4.按用途分类 可分为驱动用电动机和控制用电动机。
  驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。
  控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
  5.按转子的结构分类 根据电动机按转子的结构不同,可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
  6.按运转速度分类 根据电动机按运转速度不同,可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
  低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
  调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外,还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。
  异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。
  同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。
QJZ-200.315.400/1140S矿用隔爆兼本安型真空电磁起动器

  QJZ-315/660/1140矿用隔爆兼本质安全型软起动器是应用BENSHAW最新技术研制生产的新一代高新技术产品,其微处理器控制单元采用原装BENSHAW产品。它采用了先进的微处理器和电力电子控制技术及全数字速度控制,实现了交流电机的软起动功能,最大限度消除了机械及电气冲击,延长了设备使用寿命,是液力耦合器及其它电机起动设备理想的更新换代产品。它具有技术先进、工件安全可靠、维护方便、使用寿命长,保护功能全等特点,技术性能达到当今国际先进水平。
  该软起动器适用于含有爆炸性气体(甲烷)和煤尘的煤矿。在交流50HZ,电压1140V或660V供电系统中,对400A以下电流的三相鼠笼电机进行软起动、限流起动、全压起动、软停车等。
  使用条件:
  海拔高度 ≤2000m
  环境温度 0~40℃
  相对湿度 ≤95%(+25℃)
  有沼气、煤尘爆炸性混合物
  无显著振动和冲击振动
  无明显破坏绝缘的气体或蒸汽的环境。
  QJZ-37 QJZ-55QJZ-75QJZ-110QJZ-132QJZ-160QJZ-200QJZ-250 QJZ-300 QJZ-315 QJZ-350 QJZ-400 QJZ-500 QJZ-650
  2.1 核心件采用美国BENSHAW公司生产的全套产品,微处理器、检测模块、保护模块,具有技术先进,功能齐全,性能稳定,抗干扰能力强,运行可靠等特点。
  2.2 采用先进的电力电子电器件和全数字速度控制技术、可实现电流、速度的闭环控制,具有软起动、突跳起动脉冲、起动检测、RS232通讯及旁路后仍对电机运行状态进行检测保护等功能,能满足风机、水泵、胶带输送机、刮板输送机等不同负载对象的控制要求。真正的可控软起动、软停止,参数连续可调,其中软起动时间0.3~120s、起始电压20%~100%Ue、限流0.5~6Ie、停止时间0~20s,用户可以根据负荷情况控制电机按“S”曲线或预先给定的曲线平滑起动、停止。另外,由于软起动器有外接PC接口,因此各类参数的设定可以用面板实现,也可以通过PC接口进行更为详尽的参数设置,以满足要求更高的场合。
  2.3 通过控制电机的端电压,避免了高起动转矩和起动电流的峰值,一方面可以使工作机械不受三相交流电机起动过程中过大的加速转矩冲击,另一方面也使供电系统免受过大起动电流冲击。对加速转矩进行一定的限制与控制,大大减轻了作用在被传送物体上的机械应力,减小了工作机械和传动装置的零部件磨损,从而达到了减少维护工作量、提高工作安全性能和延长设备的使用寿命等功效。
  2.4对于胶带输送机等大惯量负载,不可避免有重载起动和压煤现象,本秀软起动器是专门为胶带输送机这类大惯量重负载设计的。尤其适用于高起动频率、点动模式或重载起动的驱动场合。并通过国家中小电机检测中心的软起动满负荷重载试验。通过软起动器控制,有效抑制了胶带动态张力,减少胶带、胶带接头及减速器的磨损从而大大延长了胶带的使用寿命。
  2.5起动器自身的自诊断和保护功能齐全,起动、停止过程中具有漏电,温度、过流、过载、缺相、短路故障,堵转、电机失速、晶闸管故障等保护,因此,无论是外界还是内部产生的各类故障信号,都会因为上述保护功能的存在使得软起动器更为可靠运行。
  2.6 报警指示功能与故障类型一一对应,大大减少维护、维修工作量。
  2.7过负载能力强,允许额定电流115%长期运行,频率范围25~75Hz,允许电压波动范围为+10%~-25%。
  2.8 结构简单,安装操作维护方便,它既可以就地控制,也能通过可编程序控制器(PLC)或其它设备对其进行远方控制。
  2.9 软起动本体内部装置为导轨手车式,手车本体具有互换性;主回路进出线,控制回路采用接插件连接方式,拔插简便快接,维修维护方便。
  3 主要技术指标
  额定工作电压:交流1140V,660V
  额定工作电流:315A
  额定频率:25~75Hz
  软起动时间:0.3~120s
  停止时间:0~20s
  突跳起动脉冲时间:0.1~5s
  电流限制:0.5~6Ie
  外形尺寸(L×B×H):975mm×748mm×988mm,如图1所示。
  4 型号与规格
  Q J Z —315 / 1140 5 主要结构特征
  软起动器外形见图1,上部为接线腔,下部为主腔。
  接线腔内有3个主回路进线接线柱,3个主回路出线接线柱,4个7芯控制线接线端子。两侧各有2个主回路电缆引入装置,最大引入电缆外径为φ78mm;两侧各有1个控制线进线装置,最大引入电缆外径为φ12.9mm。
  主腔内有软起动器组件、控制变压器、中间继电器板和旁路接触器,这些部件均安装在抽屉式手车上,以便现场检修维护。
  松开机芯底座上的2个固定螺钉,拔下接线板上的航空插头插接件后,整个机芯可从主腔内拉出,便于维护保养。
  6 主要工作原理
  由于电机的转矩与加在定子端的电压平方成正比,而电机电流与定子端的电压成正比,因此,可以通过控制电压对加速转矩和起动电流进行限制,电压的控制是通过控制可控硅的导通相位角实现的。
  软起动器主回路是采用三对反并联可控硅(电气原理图见图2),利用全数字控制技术,通过速度与电流的闭环调节来完成电机端电压、电流的控制,从而实现电机的软起动等。工作时,软起动器接收到控制信号后,由微处理器根据面板设定的参数或通过PC口输入的数据,控制三相可控硅的导通角,使得电机按设定的值平滑起动。起动结束后,由控制器发出信号,使旁路真空接触器进入正常工作后,可控硅停止工作。但控制器仍对电机进行检测保护.
  需要停车时,给出停车信号,真空接触器断开,停止工作,然后由可控硅完成全部停车过程
  7.1.1 软起动器与电机及其它开关连线之前,检查控制盒与可控硅连接线完好后,用万用表测量每相可控硅(即进出端子)之间电阻应大于100KΩ,绝对禁止用兆欧表测量。
  7.1.2 拆除软起动器内控制盒的接地线,打开接线腔,把进线L1、L2、L3与出线U、V、W用导线短接,用兆欧表测量主回路与机壳的绝缘电阻应不小于50MΩ,检查完毕,将控制盒上的接地线接好,若发现绝缘下降,应及时处理。
  7.1.3 如图3所示,将软起动器串接在电机与其它开关之间。
  7.1.4 软起动器出厂时工作电压设置为1140V(对于可以工作在额定电压为AC1140V的软起动器),用户可以根据自己的需要将工作电压调整到660V,只要把电压跨接片接至660V即可,同时注意被控电机的电流要小于软起动器铭牌上的额定电流,其它线路不用变动。绝对禁止将额定工作电压为AC660V的软起动器,用于AC1140V上!
  P1 电机满载电流(FLA) FLA默认值为1A
  P2 过载系数 默认值为1.15
  P3 电机热过载 默认值为20
  P4 电机初始起动电流 默认值为100%
  P5 电机最大起动电流 默认值为600%
  P6 电机斜坡时间 默认值为15秒
  P7 电机堵转时间 默认值为15秒
  P8 减速电平1 默认值为40%
  P9 减速电平2 默认值为10%
  P10 减速时间 默认值设为OFF
  P11 过电流脱扣值 默认设置为50%
  P12 过电流脱扣延时 默认设置为OFF
  P13 欠电流脱扣值 默认设置为25%
  P14 欠电流脱扣延时 默认设置为OFF
  P15 电源相序敏感 默认设置值为INS
  P16 电机电流不平衡 默认设置值为20%
  P17 电流互感器变比 默认设置值为288
  P18 测量模式 默认值设置为10
  P19 测量刷新时间 默认设置为OFF
  P20 口令 默认设置为OFF
  P21 全电压冲动脉冲时间 默认设置为OFF
  其中 P1,P2,P3,P4,P5,P6,P17(要与控制器两个拨码开关配合使用)为重要参数,试机前必须重新设定或检查是否与实际相符。
  7.3.1 起动与停止过程
  7.3.1.1 远控方式
  远控方式是指软起动器由其它控制器如继电器、PLC、计算机等通过一个无源常开触点进行控制的运行方式。
  a. 在安装接线和参数设定完毕后,在通电前应确认电网电压与软起动器内跳线是否一致;
  b. 检查软起动器的起始电压、起动时间、电流限制、停止时间、等设定参数;
  c. 检查接线腔内控制端子FXT1:1—4是否已接好远控常开信号,请确认为常开无源信号。同时查看接线腔内L1、L2、L3应与前一级开关出线连接,U、V、W与电机相连;
  d. 检查无误后,关上接线腔盖和主腔盖,合上前一级开关。此时从观察窗可以看到显示板上LED1亮,说明主回路和控制回路得电,软起动器准备就绪;
  e. 将FXT1:1—4控制信号闭合后,软起动器即开始工作,软起动器会按照所设定各项参数平滑起动电机,起动过程中LED2亮,当电机达到额定转速时,由软起动内部Motor Running发出信号,将真空接触器接通,电机进入正常运转,软起动过程就此结束,之后将由真空接触器维持电机的正常工作。电机正常运行过程中运行指示灯常亮。
  f. 需要停止时,将FXT1:1—4控制信号断开,此时软起动器内部发出信号自动将真空接触器断开,可控硅导通。软起动器按照预定的停车方式软停车。如果参数设定上没有设定软停车,那么在接到停车信号后,电机自由停止;
  g. 起动、停止过程中,如果遇有故障信号,由软起动器ALARM发出报警信号并控制立即停车。故障发生后,待故障原因查明,按下复位键或前级断电,故障记忆解除。
  7.3.1.2 近控方式近控方式是指由2只按钮控制软起动器的起动、停
  a. 打开接线腔,将一常开按钮接在FXT13—4上,常闭按钮接在FXT1:2—3上,起动时由常开按钮操作,停止时由常闭按钮控制;
  b. 操作步骤同远控方式。
  7.3.2 状态显示及信号输出
  7.3.2.1软起动器在控制盒面板上有4组指示灯,表示运行状态及故障7.3.2.2软起动器通过控制端子向外部提供信号如下:
  电机起动信号1组(常开或常闭):FXT2:1-2;
  电机运行信号1组(常开或常闭):FXT2:3-4;
  软起动故障信号2组:FXT2:5-6(常闭);FXT2:5-7(常开)
  电源 在正常电源状态下
  起动 软起动过程中
  运行 在接触器切换后(旁路)
  故障 有故障存在时(查看显示)
  7.4使用注意事项
  a. 对于电网电压较高的矿井必须检查通过控制变压器输出的控制电压应在AC200V~AC240V之间,否则会影响控制盒正常工作,甚至损坏控制盒。
  b. 软起动器的外壳必须可靠接地。
  c. 测量绝缘电阻时,必须拆除软起动器内控制盒的接地线,并且将电源进出线6个端子用导线短接,用兆欧表测量主回路对机壳之间的绝缘电阻应不小于50MΩ。
  d. 功率因素补偿电容器绝对不允许安装在软起动器的输出侧。
  e. 切勿用兆欧表测量端子间及可控硅两端的电阻,以免对软起动器产生破坏。
  f. 使用软起动器后,根据需要适当调整前一级馈电开关或磁力起动器的电流整定值。
  g. 测试软起动器时,软起动器输出侧必须接入电机,并且线路电流不小于软起动器额定电流的0.2倍。
  h. 对于1140V和660V两种电压均能适用和软起动器来说,出厂时接线为1140V;若电网电压是660V,需将电压跨接片接至660V。注意被控电机电流要小于软起动器铭牌上的额定电流。
  i. 软起动器内的主要器件,特别是可控硅和控制盒部分,用户请勿私自拆卸、修理,以免造成事故和损失。
  j. 软起动器在运输过程中应避免强烈振动和翻滚。
  k. 在维修电动机时,软软起动器的进线端L1、L2、L3必须与电源完全断开。
  l. 产品出厂前对面板DIL拨动开关根据订货要求已经设置,请不要随意变动。
  8 随同产品装箱文件
  a. 装箱单;
  b. 产品合格证;
  c. 产品使用说明书。
  9 订货须知
  a.软起动器型号
  b.电机功率、电压、电流及负载类型;
  c. 订购台数;
  d. 订购的备件:
  例:订购QJR1-315/1140型矿用隔爆型电机软起动器 3台
  订购备件 CKJ400/1140真空接触器 1台
  10 故障代码
  故障代码如表3所示:
  表3
  代码 故障内容 可能解决方法
  F1 电源相位敏感参数设置为ABC,而实为CBA 更换任意两个相线或改变相位敏感参数
  F2 电源相位敏感参数设置为CBA,而实为ABC 更换任意两个相线或改变相位敏感参数
  F3 系统电源不是三相
  F4 系统电源不是单相
  F5 电源频率低于25HZ 检查起动器电源频率,纠正电源
  F6 电源频率高于75HZ 检查起动器电源频率,纠正电源
  F23 电流不平衡大于设定值 校正电流不平衡原因或增加P16设定值
  F24 在电机运行时,电流非常不平衡 在不平衡状态下检查通过电流互感器的电流,检查起动器有无晶闸管短路
  F29 工作参数丢失 装入缺失参数,验证所有参数设置正确否
  F30 三相默认参数已装 这仅是信息,并非故障
  F31 单相默认参数已装 这仅是信息,并非故障
  F52 在电机停止时检测到电机电流大于12.5% 检查起动器中有无短路晶闸管或者其他在停止时会产生电流的问题
  F54 产生欠电流脱扣 检查欠电流脱扣值P13,检查产生欠电流的问题
  F55 产生过电流脱扣 检查过电流脱扣值P11,检查产生过电流的问题
  F70 控制电源电压过低 检查电源
  F71 在电机运转中改变电流互感器量程开关 在电机运转中改变开关会损坏开关,将开关设置在正确位置
  F74 在加速时电机堵转 检查参数(P1,P4,P5,P6,P7)使之允许电机正确加速
  F75 外部故障 检查TB1端子15和16的120VAC输入
  F77 控制板故障 复位,如故障不能消除,向制造厂咨询
  F78 控制板故障 复位,如故障不能消除,向制造厂咨询
  F90 不正确设置 满载电流(P1),电流互感器变比(P17)或其选择开关设置不正确
  F92 加速时检测到一个短路晶闸管 检查晶闸管
  F97 控制板故障 复位,如故障不能消除,向制造厂咨询
  F98 当起动指令发出后或者起动器正在起动电机时电源缺失 检查电源进线,校验各保护或控制部件是否正确联接或工作
  F99 负载电流非常高 检查负载有无短路或存在其他引起大电流的状态
电机防爆等级
  电机防爆等级由3部分构成
  1)在爆炸性气体区域(0区、1区、2区)不同电气设备使用安全级别的划分。如旋转电机选型分为隔爆型(代号d)、正压型(p)、增安型(e)、无火花型(n)
  2)气体或蒸气爆炸性混合物等级的划分,分为ⅡA、ⅡB、ⅡC三种,这些等级的划分主要是依照最大试验安全间隙(MESG)或最小点燃电流(MICR)来区分的。
  3)引燃某种介质的温度分组的划分。主要分为T1-450℃<T、T2-300<T≤ 450℃、 T3-200<T≤300℃、 T4-135<T≤200℃、 T5-100<T≤135 、 T6-85<T≤100℃.
  防护等级:
  0 无防护电机 无专门防护 不作试验,但应符合2.1条
  1 防护大于50MM固体的电机能防止大面积的人体偶然意外地触及或接近壳内带电或转动部件。能防止直径大于50MM的固体异物进入壳内
  2 防护大于12MM固体的电机 能防止直径大于12MM的固体异物进入壳内
  3 防护大于2.5MM固体的电机 能防止直径大于2.5MM的工具或导线触及或接近壳内带电或转动部件
  4 防护大于1MM固体的电机 能防止直径或厚度大于1MM的导线或片条触及或接近壳内带电或转动部件
  5 防尘电机 承受任何方向的溅水应无有害影响
  0 无防护电机 无专门防护
  1 防滴电机 垂直滴水应无有害影响
  2 15度滴电机 当电机从正常位置向任何方向倾斜至15度以内任一角度时,垂直滴水应无有害影响
  3 防淋水电机 与垂直线成60度角范围内的淋水应无有害影响
  4 防溅水电机 承受任何方向的溅水应无有害影响
  5 防喷水电机 承受任何方向的喷水应无有害影响
  6 防海浪电机 承受猛烈的海浪冲击或强烈喷水时,电机的进水量应不达到有害的程度。
  7 防浸水电机 当电机浸入规定压力的水中经规定时间后,电机的进水量应不达到有害的程度
  8 潜水电机 电机在制造厂规定的条件下能长期潜水。电机一般为水密型,便对某些类型电机也可允许水进入,但不应达到有害的程度
电动机
电动机

电动机
  [motor;poweroperated;motor-driven;electromotive] 一种旋转式机器,它将电能转变为机械能,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动,这些机器中有些类型可作电动机用,也可作发电机用。
  [1](Motors)是把电能转换成机械能的设备,它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成,分布于各个用户处,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成。通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。
  它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动,这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的,称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大,从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便,具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力,能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高,又没有烟尘、气味,不污染环境,噪声也较小。由于它的一系列优点,所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。
  各种电动机中应用最广的是交流异步电动机(又称感应电动机 )。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固,但功率因数较低,调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机(见同步电机)。同步电动机不但功率因数高,而且其转速与负载大小无关,只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器,结构复杂,价格昂贵,维护困难,不适于恶劣环境。20世纪70年代以后,随着电力电子技术的发展,交流电动机的调速技术渐趋成熟,设备价格日益降低,已开始得到应用 。电动机在规定工作制式(连续式、短时运行制、断续周期运行制)下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率,使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配,避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多,能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看,调速大致可分两种 :① 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗,调节输出功率以调节电动机的转速。②控制电动机输入功率以调节电动机的转速。
  三相异步电机工作原理
  异步电机的工作原理如下:当导体在磁场内切割磁力线时,在导体内产生感应电流,“感应电机”的名称由此而来。
  感应电流和磁场的联合作用向电机转子施加驱动力。 三组绕组问彼此相差120度,每一组绕组都由三相交流电源中的一相供电。
  电动机使用了电流的磁效应原理,发明这一原理的的是丹麦物理学家奥斯特
  电动机的发展1831年,美国物理学家亨利设计出最初的电子式电动机。受到亨利的启发,一位名叫威廉·里奇的人设计并造出了一台可以转动的电动机。里奇的这架电动机类似于我们今天在实验室里组装的直流电动机模型。
  到了19世纪40年代,俄国科学家雅科比使电动机变得更为实用了。他用电磁铁替代永久磁铁进行工作。这种新型电动机当时被装在一艘游艇上,载着几名乘客驶过了涅瓦河。此事引起了极大的轰动。此后,出生于克罗地亚的美国人特斯拉于1888年,制造出了第一台感应电动机,他在各种电动机中,算是被应用最广的一种。感应电动机会将交流电快速输入一组称为“定子”的外线圈,继而产生一个旋转磁场。转轴内的一组线圈则称为“转子”,它会被定子的旋转磁场感应出电流,然后转子会因电流变化而转变成电磁铁。
  美国物理学家亨利于法拉第同时作出电磁感应的伟大发现,1830年8月,亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象,这比法拉第发现电磁感应现象早一年。但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁,没有及时发表这一实验成果,也没有及时的去申请专利,失去了发明权。可是亨利从不计较个人名利,他认为知识应该为全世界人类所共享,从未与法拉第争过发现权,仍然专心致志地献身于科学事业。亨利的高尚品德受到世人的称赞。所以最后,人们还是将电磁感应现象的发现归于法拉第。特别值得一提的是,亨利实验装置比法拉弟感应线圈更接近于现代通用的变压器。
  单相交流电动机的旋转原理单相交流电动机只有一个绕组,转子是鼠笼式的。
  单相电不能产生旋转磁场.要使单相电动机能自动旋转起来,我们可在定子中加上一个起动绕组,起动绕组与主绕组在空间上相差90度,起动绕组要串接一个合适的电容,使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度,即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组,将会在空间上产生(两相)旋转磁场,在这个旋转磁场作用下,转子就能自动起动.
  
  电机拆卸前应做哪些详细检查和试验?(1)在拆卸前,要用压缩空气吹净电机表面灰尘,并将表面污垢擦拭干净。
  (2)选择电机解体的工作地点,清理现场环境。
  (3)熟悉电机结构特点和检修技术要求。
  (4)准备好解体所需工具(包括专用工具)和设备。
  (5)为了进一步了解电机运行中的缺陷,有条件时可在拆卸前做一次检查试验。为此,将电机带上负载试转,详细检查电机各部分温度、声音、振动等情况,并测试电压、电流、转速等,然后再断开负载,单独做一次空载检查试验,测出空载电流和空载损耗,做好记录。
  (6)切断电源,拆除电机外部接线,做好记录。
  (7)选用合适电压的兆欧表测试电机绝缘电阻。为了跟上次检修时所测的绝缘电阻值相比较以判断电机绝缘变化趋势和绝缘状态,应将不同温度下测出的绝缘电阻值换算到同一温度,一般换算至75℃。
  (8)测试吸收比K。当吸收比大于1.33时,表明电机绝缘不曾受潮或受潮程度不严重。为了跟以前数据进行比较,同样要将任意温度下测得的吸收比换算到同一温度。
电动机的种类
  1.按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
  2.按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。
  同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
  异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
  直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
  3.按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
  4.按用途分类 电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
  驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。
  控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
  5.按转子的结构分类 电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
  6.按运转速度分类 电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
  低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
  调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外,还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。
  伺服电动机 伺服电动机servomotor
  用作自动控制装置中执行元件的微特电机。又称执行电动机。其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。
  伺服电动机分交、直流两类。交流伺服电动机的工作原理与交流感应电动机相同。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf接一恒定交流电压,利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化,达到控制电动机运行的目的。交流伺服电动机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%~15%和小于15%~25%)等特点。直流伺服电动机的工作原理与一般直流电动机相同。电动机转速n为
  n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j式中E为电枢反电动势;K为常数;j为每极磁通;Ua,Ia为电枢电压和电枢电流;Ra为电枢电阻。改变Ua或改变φ,均可控制直流伺服电动机的转速,但一般采用控制电枢电压的方法。在永磁式直流伺服电动机中,励磁绕组被永久磁铁所取代,磁通φ恒定。
  直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。
  伺服电动机
  伺服:一词源于希腊语“奴隶”的意思。人们想把“伺服机构”当个得心应手的驯服工具,服从控制信号的要求而动作。在讯号来到之前,转子静止不动;讯号来到之后,转子立即转动;当讯号消失,转子能即时自行停转。由于它的“伺服”性能,因此而得名。
  伺服电动机
  一般分为直流伺服和交流伺服.
  对于直流伺服马达
  优点:精确的速度控制,转矩速度特性很硬,原理简单、使用方便,价格优势
  缺点:电刷换向,速度限制,附加阻力,产生磨损微粒(对于无尘室)
  对于交流伺服马达
  优点:良好的速度控制特性,在整个速度区内可实现平滑控制,几乎无振荡;高效率,90%以上,不发热;高速控制;高精确位置控制(取决于何种编码器);额定运行区域内,实现恒力矩;低噪音;没有电刷的磨损,免维护;不产生磨损颗粒、没有火花,适用于无尘间、易暴环境
  惯量低;
  缺点:控制较复杂,驱动器参数需要现场调整PID参数整定,需要更多的连线
  直流伺服电动机的应用
  直流伺服电机的特性较交流伺服电机硬。通常应用于功率稍大的系统中,如随动系统中的位置控制等。
  交流伺服电动机的应用
  交流伺服电机的输出功率一般为0.1-100 W,电源频率分50Hz、400Hz等多种。它的应用很广泛,如用在各种自动控制、自动记录等系统中
微型电机
  small and special electrical machine
  体积、容量较小,输出功率一般在数百瓦以下的电机和用途、性能及环境条件要求特殊的电机。全称微型特种电机,简称微电机。常用于控制系统中,实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能,或用于传动机械负载,也可作为设备的交、直流电源。
  微特电机门类繁多,大体可分为直流电动机、交流电动机、自态角电机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、电机机组、其他特种电机等13大类。
  微特电机在结构上大体可分为3类 :①电磁式。基本组成与普通电机相似,包括定子、转子、电枢绕组、电刷等部件,但结构格外紧凑。②组合式。常见的有两种:上述各种微电机的组合;微电机与电子线路的组合。例如直流电动机与传感器的组合,X方向与Y方向直线电动机的组合等。③非电磁式。外形结构与电磁式一样,如旋转类产品作成圆柱形,直线类产品作成方形,但内部结构因其工作原理不同而差别很大。
  各类微特电机的性能差别很大,其性能参数难以统一阐明。一般说来,用于驱动机械的侧重于运行及起动时的力能指标;作电源用的要考虑输出功率、波形和稳定性;控制用微电机则偏重于静态和动态的特性参数。前两类电机的特性参数与普通电机相似。唯控制用微电机有其独特的特性参数。①工作特性。常用输出量与输入量,或一个输出量与另一个输出量之间的关系来表示。从控制要求来说,静态特性曲线应连续、光滑,没有突变;动态特性常用频率曲线或响应曲线来表示。频率曲线应平稳,无突跳振荡点;响应曲线应快速收敛。②灵敏度。对应于单位输入信号的输出量的大小。一般常用比力矩、比电动势、放大系数等表示。③精度。一定输入条件下,输出信号的实际值与理论值的差值代表微电机的精度,常用误差大小表示。④阻抗或电阻。在系统中,微电机的输入、输出阻抗应分别与相应电路匹配,保证系统的运行性能及精度。⑤可靠性。不仅是控制用微电机的特殊要求,驱动微电机和电源微电机也有此要求。常用使用寿命、失效率、可靠度和平均无故障时间等参数表征微电机的运行可靠性。
  微特电机主要应用于3个领域:①无特殊控制要求的驱动场合作为运动机械负载的动力源。②音像设备。例如,在盒式录像机中,微特电机既是磁鼓组件的关键元件,又是其主导轴驱动、收供带和磁带盒的自动装载以及磁带张力控制的重要元件。③办公自动化
  设备、计算机外部设备和工业自动化设备。如磁盘驱动器、复印机、数控机床、机器人等都应用了微特电机。
电动机的端盖怎么拆装?
  拆卸前,应在端盖与机座的接缝处作好标记,以便复原。然后拧下固定端盖的螺钉,用螺丝刀慢慢地撬下端盖(拧螺钉和撬端盖都要对角线均匀对称地进行)。前后端盖要作上记号,以免装配时前后搞错。
  装配时,对准机壳和端盖的接缝标记,装上端盖,插入螺钉拧紧(要按对角线对称地旋进螺钉,而且要分几次旋紧,且不可有松有紧,以免损伤端盖),同时要随时转动转子,以检查转动是否灵活。
如何检查电动机轴承运转是否正常?
  检查轴承运转是否正常的常用方法:一是听声音,二是测温度。听轴承运转的声音可用细铁棍或螺丝刀,一端抵住轴承盖,—端贴到耳朵上听。如果听到的是均匀的“沙沙”声,轴承运转正常;如果听到“咝咝”的金属碰撞声,则可能是轴承缺油;如果听到“咕噜、咕噜”的冲击声,可能是轴承中有的滚珠被轧碎。测量轴承温度用酒精温度计,(或使用红外线测温枪直接对电机的前后轴承的端盖处测温)可将温度计贴到轴承盖处测量,滚动轴承不应超过95℃,滑动轴承不应超过80℃。如果没有温度计,也可以洒几滴水在轴承上,如冒热气,说明温度超过了80℃,如发出“咝咝”声,温度已超过90℃。
  电动机的行业标准
  FJ 567-1987 纺织用FO系列三相异步电动机
  FZ/T 99001-1991 FYD型和FYDZ型电锭电动机
  FZ/T 99002-1991 FTW型外转子三相永磁式同步电动机
  GB/T 2818-2002 井用潜水异步电动机
  JB/T 1009-2007 YS系列三相异步电动机技术条件
  JB/T 1010-2007 YU系列电阻起动异步电动机技术条件
  JB/T 10104-1999 YZ系列起重及冶金用三相异步电动机 技术条件
  JB/T 1011-2007 YC系列电容起动异步电动机技术条件
  JB/T 10391-2002 Y系列三相异步电动机
  JB/T 1377.1-1999 SZ系列微型直流伺服电动机
  JB/T 3698-2008 单相离合器电动机
  JB/T 6222-2007 三相盘式制动异步电动机
  JB/T 6741-1993 YSD 系列变极双速三相异步电动机
  JB/T 8163-1999 轧机辅传动直流电动机
  JB/T 8658-1997 外转子低噪音三相异步电动机
  大容量绕线式异步电动机常用启动方法绕线式异步电动机与鼠笼式异步电动机的主要区别是绕线式异步电动机的转子采用三相对称绕组,启动时通常采用转子串电阻启动,或者是采用频敏变阻器启动。一、绕线式异步电动机转子串电阻启动启动时,在绕线式异步电动机的转子回路中串入合适的三相对称电阻,如果正确选取电阻器的电阻值,使转子回路最大转矩产生在电动机启动瞬间,从而缩短起动时间,达到减小启动电流增大启动转矩的目的。随着电动机转速的升高,可变电阻逐级减小。启动完毕后,可变电阻减小到零,转子绕组被直接短接,电动机便在额定状态下运行。这种启动方法的优点是不仅能够减少启动电流,而且能使启动转矩保持较大范围,故在需要重载启动的设备如桥式起重机、卷扬机、龙门吊车等场合被广泛采用。其缺点是所需的启动设备较多,一部分能量消耗在启动电阻,而且启动级数较少。二、转子回路串接频敏变阻器启动控制频敏变阻器是一种阻抗值随频率明显变化(敏感于频率)、静止的无触点电磁元件,它实质上是一个铁心损耗非常大的三相电抗器。在电动机启动时,将频敏变阻器串接在转子绕组中,由于频敏变阻器的等值阻抗随转子电流频率减小而减小,从而达到自动变阻的目的,因此只需要用一级频敏变阻器就可以平稳地把电动机启动起来。串接频敏变阻器启动的不足之处:由于有电感存在,使功率因数较低,启动转矩并不很大。因此当绕线式异步电动机在轻载启动时,采用频敏变阻器法启动优点较明显,如重载启动,一般采用串电阻启动。
三相交流异步电动机

三相交流异步电动机
三相交流异步电动机-介绍
  三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。对定子绕组通往三相交流电源后,产生旋转磁场并切割转子,获得转矩。三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。
三相交流异步电动机-基本结构
  三相异步电动机主要由定子和转子构成,定子是静止不动的部分,转子是旋转部分,在定子与转子之间有一定的气隙。
  

三相线绕式电动机转子结构示意图

三相线绕式电动机转子结构示意图
定子由铁心、绕组与机座三部分组成。转子由铁心与绕组组成,转子绕组有鼠笼式和线绕式。鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条,再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成;线绕式转子绕组与定子绕组一样,由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。鼠笼式与线绕式两种电动机虽然结构不一样,但工作原理是一样的。
三相交流异步电动机-工作原理
  1、旋转磁场
  定子三相绕组通入三相交流电即可产生旋转磁场。当三相电流不断地随时间变化时,所建立的合成磁场也不断地在空间旋转,如下图所示。旋转磁场的旋转方向与

旋转磁场
三相电流的相序一致,任意调换两根电源进线,则旋转磁场反转。
  定子旋转磁场旋转切割转子绕组,转子绕组产生感应电动势,其方向由“右手螺旋定则”确定。由于转子绕组自身闭合,便有电流流过,并假定电流方向与电动势方向相同,转子绕组感应电流在定子旋转磁场作用下,产生电磁力,其方向由“左手螺旋定则”判断。该力对转轴形成转矩(称电磁转矩),并可见,它的方向与定子旋转磁场(即电流相序)一致,于是,电动机在电磁转矩的驱动下,顺着旋转磁场的方向旋转,且一定有转子转速。有转速差是异步电动机旋转的必要条件,异步的名称也由此而来。
  电动机长期稳定运行时,电磁转矩T和机械负载转矩T2相等,即T=T2。
  2、 转差率
  旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率。描述转子转速与旋转磁场转速相差的程度。在正常运行范围内,异步电动机的

电磁力产生
转差率很小,仅在0.01--0.06之间。
  三相交流异步电动机-机械特性
  T-S的曲线图如下力图左;T-n的曲线图如下图右,即为电动机的机械特性曲线。
  在机械特性图中,存在两个工作区:稳定运行区和不稳定运行区。在机械特性曲线的AB段,当作用在电动机轴上的负载转矩发生变化时,电动机能适应负载的变化而自动调节达到稳定运行,故为稳定区。机械特性曲线的BC段,因电动机工作在该区段时其电磁转矩不能自动适应负载转矩的变化,故为不稳定区。
三相交流异步电动机-机械特性
  T-S的曲线图如下力图左;T-n的曲线图如下图右,即为电动机的机械特性曲线。
  

机械特性图
在机械特性图中,存在两个工作区:稳定运行区和不稳定运行区。在机械特性曲线的AB段,当作用在电动机轴上的负载转矩发生变化时,电动机能适应负载的变化而自动调节达到稳定运行,故为稳定区。机械特性曲线的BC段,因电动机工作在该区段时其电磁转矩不能自动适应负载转矩的变化,故为不稳定区。
三相交流异步电动机-保护电路
  1. 短路保护
  短路是由于绝缘损坏、接线错误等原因导致电流从非正常路径流过的现象。瞬时短路电流可能达到电机额定电流的几十倍甚至上百倍,如果不能及时切断电源,则有可能造成电机不可修复的损坏,还有可能导致触电、火灾等危险。
  短路保护应该满足以下要求:一是必须在很短的时间内切断电源;二是当电机正常启动、制动时,保护装置不应误动作。
  常用的短路保护装置有熔断器和断路器。
  2. 过流保护
  过电流是指电动机的工作电流超过其额定值,如果时间久了,就会使电机过热损坏电机,因此需要采取保护措施。
  过电流时,电流仍由正常路径流通,其值比短路电流值要小。过电流一般是由于负载过大或是启动不正确。为了避免影响电动机正常工作,过电流保护动作值应该比正常启动电流略大一些。
  过电流保护也要求保护装置能瞬时动作。过电流保护一般采用过电流继电器。
  3. 过载保护
  电动机过载是指其工作电流超过额定值使绕组过热。引起过载的原因很多,如负载的突然增加、电源电压降低、电动机轴承磨损等。
  过载与过流类似,但也有差别。主要的不同在于动作效应的不同。过电流是由电磁效应来引发保护装置动作,针对电流的瞬时大小;而过载保护则是由电流的热效应,即电流对时间的累积结果来引发保护装置动作。一般情况下同一电路中,过载保护动作电流值要比过电流小,而这两者又均比上面提到的短路保护动作电流值小。值得注意的是,短路保护、过电流保护和过载保护是不能互相代替的。
  过载保护应采用热继电器或电动机保护器作为保护元件。
  4. 失压保护
  如果电动机在正常工作时突然掉电,那么在电源电压恢复时,就可能自行启动,造成人身事故或机械设备损坏。为防止电压恢复时电动机的自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护,称为失压保护。采用接触器和按钮控制电动机的启动制动就具有失压保护功能。如果正常工作中电网电压消失,接触器会自动释放而切断电动机电源。
  5. 欠压保护
  电动机或电器元件在有些应用场合,当电网电压降到额定电压的60%-80%时,就要求能自动切除电源而停止工作,这种保护称为欠电压保护。电动机在电网电压降低时,其转速、转矩都将降低甚至堵转。在负载一定的情况下,一方面电动机电流增大,而其增加副度还不足以使熔断器和热继电器动作,因此必须要采取欠压保护措施。
  除了利用接触器本身的欠电压保护作用之外,还可以采用低压断路器或专门的电磁式电压继电器来进行欠电压保护,其方法是将电压继电器线圈跨接在电源上,其动合触头串接在接触器控制回路中。当电网电压低于指定值时,电压继电器动作使接触器释放。
  6. 过压保护
  当由于某种原因使得电动机电源电压超过其额定值时,电动机的定子电流增大,使电动机发热增多,时间久了就会造成电动机损坏。如果电压比额定值高很多,则电动机定子电流就会超出额定值许多而可能烧坏电机。因此,需要进行过电压保护。
  最常见的过电压保护装置是过电压继电器。电源电压一旦过高,过电压继电器的常闭触头就立即动作,从而控制接触器及时断开电源。过电压继电器的动作电压整定值一般可为电动机额定电压的1.05-1.2倍。
  7. 断相保护
  异步电动机在正常运行时,如果电源任一相突然断路,电动机就处于断相运行。此时电动机实际上是在单相电源下运行,电动机定子电流会增大,转速要下降甚至会堵转,时间一长就会烧坏电机。实践表明,断相运行是使电动机损坏的主要原因之一,因此应进行断相保护。
  引起电动机断相运行的原因很多,如熔断器一相熔体烧断,电动机绕组一相断路、一相接触不良或松脱,电源一相线路断开等,其中尤以熔断器一相烧断的情况最为常见。断相运行时,线路电流和电动机绕组连接因断相形式不同而不同;电动机负载越大,故障电流也越大。断相运行时,通常可以根据电流或电压发生的变化特征检测出断相信号来构成断相保护装置。
  断相保护有很多方法,如下:
  1) 用带断相保护的热继电器
  2) 采用电压继电器
  3) 采用欠电流继电器
  4) 断丝电压保护
  5) 采用专门为断相运行而设计的断相保护继电器
  8. 相序保护
  一般情况下,电动机工作的接线顺序是有规定的,如果由于某种原因,导致相序发生错乱,电动机将无法正常工作甚至损坏。相序保护就是为了防止这类事故发

实用断相相序保护器的工作原理图
生。
  相序保护可采用相序继电器,当电路中相序与指定相序不符时,相序继电器将触发动作,切断控制电路的电源从而达到切断电动机电源、保护电动机的目的。
  工作原理:
  由电阻R1~R3、电容C1和氖泡NB组成三相交流电相序检测电路。由于C1的移相作用,当电源按图中A、B、C相序接入时,氖泡发光,而逆相序如A、C、B接入时,氖泡则不亮。当按下启动按钮QA时,交流电经C2降压、VD1和VD2整流、DW稳压及C3滤波后得到12V直流电压,加在由继电器K、光敏电阻CDS和开关管V组成的保护执行电路上。如果此时相序为A、B、C顺序,则氖泡发光,与氖泡封装在一起的CDS受光照后呈现很低的阻抗,V便得到基极偏流而导通,K吸合,K1接通交流接触器C的控制回路,C吸合,电动机启动运转。反之,如为逆相序,则氖泡不亮,K不吸合,K1断开,电动机便不能被启动。由此而达到保护目的。
  9. 温度保护
  在电动机电流没有超过额定值时,由于通风不良、环境温度过高、启动次数过于频繁等原因,电动机也会过热。这种情况下用以上的过流保护或过载保护都不能解决问题,因此需要直接反映温度变化的热保护器。
  温度保护通常可采用温度继电器。温度继电器主要有双金属片和热敏电阻式两种,它们都被直接埋置在发热部位。
  温度保护与过载保护都是利用温度来触发保护,但并不完全相同。过载保护是因为电流长时间超出额定值使得继电器升温触发保护;而温度保护是由于散热不良,环境温度过高等因素使得电机过热从而触发保护。温度保护被触发时,电动机中的电流值有可能是正常的,因此过载保护不一定会起作用。温度保护与过载保护也是不能互相替代的。
  10. 漏电保护
  为了防止直接接触电击事故和间接接触电击事故,防止电气线路或电气设备接地故障引起电气火灾和电气设备损坏事故,低压配电系统应该具有漏电保护装置。
  漏电保护根据工作零线是否穿过电流感应器,分为零序电流保护和剩余电流保护。零序电流保护与剩余电流保护的基本原理都是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。不同之处是,零序电流保护检测的是各相线中电流的矢量和,而剩余电流保护检测的是各相线还有零线中的电流矢量和。
  理论上来说,三相线负载平衡且电路正常工作的情况下,各相线电流矢量和应该为零。但是在实际的产品制造中,由于生产工艺、使用条件及电源品质等因素的制约,理想的三相完全平衡的负载不大可能存在,其三相电流的矢量和不为零而且很容易达到漏电保护器的动作电流值例如30mA。因此,“负载三相平衡”这个概念只具理论意义。
三相交流异步电动机-控制电路
  1. 启动控制
  三相异步电动机从接通电源开始运转,转速逐渐上升直到稳定运转状态,这一过程称为启动。按照启动方式不同,它可以分为直接启动和降压启动。
  直接启动的启动电流大,对供电变压器影响较大,容量较大的鼠笼异步电动机一般都采用降压启动。降压启动就是将电源电压适当降低后,再加到电动机的定子绕组上进行启动,待电机启动结束或将要结束时,再使电动机的电压恢复到额定值。这样做的目的主要是为了减小启动电流,但是因为降压,电动机的启动转矩也将降低。因此,降压启动仅适用于空载或轻载启动。
  1) 直接启动
  i. 采用开关直接启动:采用开关直接启动的电路仅适用于不频繁启动的小容量电动机,它不能实现远距离控制和自动控制,也不能实现零压、欠压和过载保护。
  ii. 采用接触器点动控制:采用接触器点控制电路,可控制容量稍大或者启动频繁的电动机,并且实现“一点就动,松开不动”的功能。
  iii. 采用接触器长动控制:采用接触器长动控制的电动机,在按下启动按钮后,电动机开始运转,因为具有自锁触点,所以如果想让电机停转,必须按下停止按钮。
  iv. 长动与点动混合控制:如果电动机既要点动控制,又要连续运转控制,那么可以结合一下,采用三个按钮和自锁触点,实现点动与长动运转控制。
  

左边为星形接法,右边为三角形接法
2) 降压启动
  i. 定子绕组串电阻(电抗器)降压启动:电动机启动时,在三相定子电路中串入电阻,使电动机定子绕组电压降低,限制了启动电流,待电动机转速上升到一定值后,将电阻切除,使电动机在额定电压下稳定运行。
  ii. 星形三角形降压启动:
  星形三角形降压启动是指电动机启动时,把定子绕组接成星形,以降低启动电压,限制启动电流;待电动机启动后,再把定子绕组改接成三角形,使电动机从现在起运行。凡是在正常运行时定子绕组做成三角形连接的异步电动机,均可用这种降压方法。电动机启动时,接成Y形,加在每相定子绕组上的启动电压只有三角形接法的,启动电流为三角形接法的1/3,启动转矩也只有三角形接法的1/3。所以这种降压启动方法,只适用于轻载或空载下启动。
  iii. 自耦变压器降压启动:
  自耦降压启动是在启动时将电源电压加在自耦变压器的原边绕组上,电动机的定子绕组与自耦变压器的副边绕组连接,当电动机的转速达到一定值时,将自耦变压器切除,电动机直接与电源相接,在正常电压下运行。
  在交流异步电动机的诸多调速方法中,变频调速的性能最好,其特点是调速范围大、稳定性好、运行效率高。
  2. 正反转控制
  根据电机学原理,只要把接到三相异步电动机的三相交流电源线中的任意两相对调,即可以实现反转。
  正反转控制方法主要有以下四种:1) 手动控制2) 接触器互锁控制
  3) 按钮互锁控制4) 接触器与按钮双重互锁控制
  3. 制动控制
  三相电动机在切断电源后,由于惯性,总要经过一段时间才能完全停止。有时候,要求电机在断电后能迅速停止运转,这就需要对电动机进行制动。
  制动方法大致可分机械制动和电气制动两类。常用的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离合器两种。电气制方法有反接制动、能耗制动、回馈制动和电容制动等。
  1) 反接制动控制线路
  反接制动是将运动中的电动机电源反接(即将任意两根线接法交换)以改变电动机定子绕组中的电源相序,从而使定子绕组的旋转磁场反射,转子受到与原旋转方向相反的制动力矩而迅速停转。
  在这种制动方式中,有一个问题值得注意:当电机转速接近零时,如不及时切断电源,则电动机将会反向旋转。为此必须采取相应措施保证当电机转速被制动到接近零时迅速切断电源防止其反转。一般的反接制动控制线路中常利用速度继电器进行自动控制。
  2) 能耗制动控制线路
  能耗制动控制电路是当电动机停车后,立即在电动机定子绕组中通入两相直流电源,使之产生一个恒定的静止磁场,由运动的转子切割该磁场后,在转子绕组中产

变频器接线图
生感应电流。这个电流又受到静止磁场的作用产生电磁力矩,产生的电磁力矩的方向正好与电动机的转向相反,从而使电动机迅速停转。应用较多的有变压器桥式整流单向运转能耗制动。能耗制动的优点是制动准确能量消耗小,冲击小;缺点是需附加直流电源,制动转矩小。
  4. 变频调速控制
  调速就是指让电动机在同一负载下能得到不同的转速,以满足实际需要。改变电动机转速有三种可能:一是变频调速,二是变极调速,三是变转差率调速。

补充内容 (2015-4-29 11:13):

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发表于 2010-2-26 14:46 | 显示全部楼层
谢谢楼主,共同进步
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发表于 2010-3-5 13:42 | 显示全部楼层
非常感谢!
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发表于 2011-8-31 11:37 | 显示全部楼层
回复 2# qaz8792271


    谢谢
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发表于 2011-9-15 01:41 | 显示全部楼层
lz辛苦了!
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发表于 2011-11-6 02:30 | 显示全部楼层
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发表于 2011-11-7 10:09 | 显示全部楼层
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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2018-7-13 11:38 | 显示全部楼层
学习了,非常感谢。
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