電動機技術工作原理及運行維護

一、電動機技術發(fā)展及現(xiàn)狀
電機是利用電磁感應原理工作的機械。隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電機的發(fā)展又促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀末期起，電動機就逐漸代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機，一個多世紀以來，雖然電機的基本結構變化不大，但是電機的類型增加了許多，在運行性能，經(jīng)濟指標等方面也都有了很大的改進和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術的發(fā)展，在一般旋轉電機的理論基礎上又發(fā)展出許多種類的控制電機，控制電機具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應的特點，已成為電機學科的一個獨立分支。
它應用廣泛，種類繁多。性能各異，分類方法也很多。電機常用的分類方法主要有兩種：一種是按功能用途分，可分為發(fā)電機﹑電動機，﹑壓器和控制電機四大類。電動機的功能是將電能轉換成機械能，它可以作為拖動各種生產(chǎn)機械的動力，是國民經(jīng)濟各部門應用最多的動力機械，也是最主要的用電設備，各種電動機消耗的電能占全國總發(fā)電量的60%~70%。另一種分類方法是按照電機的結構或轉速分類,可分為變壓器和旋轉電機.根據(jù)電源電流的不同旋轉電機又分為直流電機和交流電機兩大類.交流電機又分為同步電機和異步電機。
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機械。拖動各種生產(chǎn)機械運轉，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單﹑調節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟，能實現(xiàn)遠距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電力拖動。　　按照電動機的種類不同，電力拖動系統(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。
縱觀電力拖動的發(fā)展過程，交，直流兩種拖動方式并存于各個生產(chǎn)領域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動是唯一的一種電力拖動方式，19世紀末期，由于研制出了經(jīng)濟實用的交流電動機，致使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應用，但隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進步，對電力拖動在起動，制動，正反轉以及調速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動，而交流電力拖動則主要用于恒轉速系統(tǒng)。
雖然直流電動機具有調速性能優(yōu)異這一突出特點，但是由于它具有電刷與換向器（又稱整流子），使得他的故障率較高，電動機的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），其電壓等級，額定轉速，單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，半導體交流技術的交流技術的交流調速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機的串級調速，各種類型的變頻調速，無換向器電動機調速等，使得交流電力拖動逐步具備了調速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，在調速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調速性能優(yōu)良，維修費用低等優(yōu)點，因此它今后將廣泛應用于各個工業(yè)電氣自動化領域中，并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。
經(jīng)歷了100多年的技術發(fā)展，電動機自身的理論基本成熟。隨著電工技術的發(fā)展，對電能的轉換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術的廣泛應用，為電動機的發(fā)展注入了新的活力。
未來電動機將會沿著單位功率體積更小、機電能量轉換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批"巨無霸"電機、一批"光怪陸奇"電機將同時展現(xiàn)在世人眼前。
二、電動機工作原理
目前較常用的主要是交流電動機，它可分為兩種：
1、三相異步電動機。
2、單相交流電動機。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。
三相異步電動機轉動的基本工作原理是：
（1）三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉磁場。
（2）轉子導體切割旋轉磁場感應電動勢和電流；
（3）轉子載流導體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉距，驅使電動機轉子轉動。
三、電動機的運行維護
（一）電動機啟動前的準備
為了保證電動機正常安全地啟動，一般啟動前應作好下述準備：
（1）檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動。
（2）啟動器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。
（3）熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。
（4）電動機接線板上接頭有無松動或氧化。
（5）檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。
（6）傳動電動機轉子和負載機械的轉軸，看其轉動是否靈活。
（7）檢查電動機及啟動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。
（8）搬開電動機周圍的雜物并清除機座表面灰塵、油垢等。
（9）檢查負載機械是否妥善地作好了啟動準備。
（10）對正常運行中的繞線式電動機，應經(jīng)常觀察電動機滑環(huán)有無偏心擺動現(xiàn)象；觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異�，F(xiàn)象。滑環(huán)上碳刷是否要更換。
（二）啟動時應注意的問題
（1）接通電源后，如果電動機不轉，應立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動機發(fā)故障，否則將會燒毀電動機和發(fā)生危險。
（2）啟動時應注意觀察電動機、傳動裝置、負載機械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異常現(xiàn)象，應立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動。
（3）利用手動補償器或手動星三角啟動器啟動電動機時，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動位置，待電動機轉速穩(wěn)定后再拉到運轉位置，防止誤操作造成設備和人身事故。
（4）同一線路上的電動機不應同時啟動，一般應由大到小逐臺啟動以免多太電動機同時啟動，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動機啟動困難引起線路故障或使開關設備跳閘。
（5）啟動時，若電動機的旋轉方向反了，應立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動機轉向。
（三）電動機運行中的監(jiān)視
電動機在運行時，值班工作人員可以通過儀表和感覺器官監(jiān)視其運行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。
1、監(jiān)視電動機的溫度
電動機正常運行時會發(fā)熱，使電動機溫度升高，但不應超出允許的限度。如果電動機負載過大，使用環(huán)境溫度過高，通風不暢或運行中發(fā)生故障，就會使其溫度超出允許限度，導致繞組過熱燒毀，因此電動機溫度的高低是反映電動機運行的主要標志，在運行中經(jīng)常檢查。判斷電動機是否過熱，可以用以下方法：
（1）憑手的感覺：如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動機溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動機已經(jīng)過熱。
（2）在電動機外殼上滴2~3滴水，如果只冒熱氣沒有聲音，則說明電動機沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時伴有"咝咝"聲，說明電動機已經(jīng)過熱。
（3）判別電動機是否過熱的準確方法還是用溫度計測量。
（4）發(fā)現(xiàn)電動機過熱應該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。
2、監(jiān)視電動機的電流
一般容量較大的電動機應裝設電流表，隨時對其電流進行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應立即停車檢查。容量較小的電動機一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測量。
3、監(jiān)視電動機的電壓
電動機的電源上最好裝設一只電壓表和轉換開關，以便對其三相電源、壓進行監(jiān)視。電動機的電源電壓過高、過低或三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會帶來不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。
4、注意電動機的振動、響聲和氣味
電動機正常運行時，應平穩(wěn)、輕快、無異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動，噪音和焦臭氣味，應停車進行檢查修理。
5、注意傳動裝置的檢查
電動機運行時要隨時注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無松動，傳動皮帶是否有過緊、過松的現(xiàn)象等，如果有，應停車上緊或進行調整。
6、注意軸承的工作情況
電動機運行中應注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正常或過熱，應檢查潤滑情況是否良好和有無磨損。
7、注意交流電動機的滑環(huán)或直流電動機的換向器火花
電動機運行中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。如果所發(fā)生的火花大于某一規(guī)定限度，尤其是出現(xiàn)放電性的紅色電弧火花時，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時加以糾正。
（四）電動機的定期檢查和保養(yǎng)
為了保證電動機正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運行過程中注意監(jiān)視和維護外還應進行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時間可根據(jù)電動機的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項目如下：
（1）及時清除電動機機座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃
（2）經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。
（3）定期測量電動機的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應經(jīng)常測量。
（4）定期用煤油清洗軸承并更換新油（一般半年更換一次），換油時不應上滿，一般占油腔的1/2~1/3，否則，容易發(fā)熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質，從另一面擠出來。
（5）定期檢查啟動設備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。
（6）絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異，所以保持電動機繞組的干燥是非常重要的。電動機工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會破壞電動機的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電部分與機殼等不應帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動機正常工作。還會危及人身安全。所以電動機在使用中，應經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機機殼接地是否可靠。
（7）除了按上述幾項內(nèi)容對電動機定期維護外，運行一年后要大修一次。大修的目的在于，對電動機進行一次徹底、全面的檢查、維護，增補電動機缺少、磨損的元件，徹底清除電動機內(nèi)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。

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