電動(dòng)機(jī)技術(shù)工作原理及運(yùn)行維護(hù)

一、電動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀
電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過(guò)來(lái)，電機(jī)的發(fā)展又促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，電動(dòng)機(jī)就逐漸代替蒸汽機(jī)作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，雖然電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電機(jī)的類(lèi)型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高，而且隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電機(jī)的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類(lèi)的控制電機(jī)，控制電機(jī)具有高可靠性﹑好精確度﹑快速響應(yīng)的特點(diǎn)，已成為電機(jī)學(xué)科的一個(gè)獨(dú)立分支。
它應(yīng)用廣泛，種類(lèi)繁多。性能各異，分類(lèi)方法也很多。電機(jī)常用的分類(lèi)方法主要有兩種：一種是按功能用途分，可分為發(fā)電機(jī)﹑電動(dòng)機(jī)，﹑壓器和控制電機(jī)四大類(lèi)。電動(dòng)機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)應(yīng)用最多的動(dòng)力機(jī)械，也是最主要的用電設(shè)備，各種電動(dòng)機(jī)消耗的電能占全國(guó)總發(fā)電量的60%~70%。另一種分類(lèi)方法是按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分類(lèi),可分為變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī).根據(jù)電源電流的不同旋轉(zhuǎn)電機(jī)又分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大類(lèi).交流電機(jī)又分為同步電機(jī)和異步電機(jī)。
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過(guò)程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動(dòng)，液壓傳動(dòng)和電力拖動(dòng)。由于電力拖動(dòng)具有控制簡(jiǎn)單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。　　按照電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)不同，電力拖動(dòng)系統(tǒng)分為直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)和交流電力拖動(dòng)系統(tǒng)兩大類(lèi)。
縱觀電力拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，交，直流兩種拖動(dòng)方式并存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。在交流電出現(xiàn)以前，直流電力拖動(dòng)是唯一的一種電力拖動(dòng)方式，19世紀(jì)末期，由于研制出了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的交流電動(dòng)機(jī)，致使交流電力拖動(dòng)在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，特別是精密機(jī)械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)步，對(duì)電力拖動(dòng)在起動(dòng)，制動(dòng)，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動(dòng)比直流電力拖動(dòng)在技術(shù)上難以實(shí)現(xiàn)這些要求，所以20世紀(jì)以來(lái)，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域中，相當(dāng)時(shí)期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動(dòng)，而交流電力拖動(dòng)則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。
雖然直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向器（又稱(chēng)整流子），使得他的故障率較高，電動(dòng)機(jī)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(chǎng)合使用），其電壓等級(jí)，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在20世紀(jì)60年代以后，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。尤其是70年代以來(lái)，大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動(dòng)的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速，各種類(lèi)型的變頻調(diào)速，無(wú)換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動(dòng)逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動(dòng)媲美。除此之外，由于交流電力拖動(dòng)具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此它今后將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，并逐步取代直流電力拖動(dòng)而成為電力拖動(dòng)的主流。
經(jīng)歷了100多年的技術(shù)發(fā)展，電動(dòng)機(jī)自身的理論基本成熟。隨著電工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來(lái)越高。電磁材料的性能不斷提高，電工電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電動(dòng)機(jī)的發(fā)展注入了新的活力。
未來(lái)電動(dòng)機(jī)將會(huì)沿著單位功率體積更小、機(jī)電能量轉(zhuǎn)換效率更高、控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。一批"巨無(wú)霸"電機(jī)、一批"光怪陸奇"電機(jī)將同時(shí)展現(xiàn)在世人眼前。
二、電動(dòng)機(jī)工作原理
目前較常用的主要是交流電動(dòng)機(jī)，它可分為兩種：
1、三相異步電動(dòng)機(jī)。
2、單相交流電動(dòng)機(jī)。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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本工作原理是：
（1）三相對(duì)稱(chēng)繞組中通人三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
（2）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流；
（3）轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
三、電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行維護(hù)
（一）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前的準(zhǔn)備
為了保證電動(dòng)機(jī)正常安全地啟動(dòng)，一般啟動(dòng)前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備：
（1）檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過(guò)高或過(guò)低，都不宜啟動(dòng)。
（2）啟動(dòng)器是否正常，如零部件有無(wú)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(wú)熔斷或損傷。
（4）電動(dòng)機(jī)接線板上接頭有無(wú)松動(dòng)或氧化。
（5）檢查傳動(dòng)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(xiāo)子是否緊固等。
（6）傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。
（7）檢查電動(dòng)機(jī)及啟動(dòng)電器外殼是否接地，接地線有無(wú)斷路，接地螺絲是否松動(dòng)、脫落等。
（8）搬開(kāi)電動(dòng)機(jī)周?chē)碾s物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。
（9）檢查負(fù)載機(jī)械是否妥善地作好了啟動(dòng)準(zhǔn)備。
（10）對(duì)正常運(yùn)行中的繞線式電動(dòng)機(jī)，應(yīng)經(jīng)常觀察電動(dòng)機(jī)滑環(huán)有無(wú)偏心擺動(dòng)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(dòng)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
（1）接通電源后，如果電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動(dòng)機(jī)發(fā)故障，否則將會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)和發(fā)生危險(xiǎn)。
（2）啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意觀察電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、負(fù)載機(jī)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�，F(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動(dòng)。
（3）利用手動(dòng)補(bǔ)償器或手動(dòng)星三角啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動(dòng)位置，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故。
（4）同一線路上的電動(dòng)機(jī)不應(yīng)同時(shí)啟動(dòng)，一般應(yīng)由大到小逐臺(tái)啟動(dòng)以免多太電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，線路上電流太大。電壓降低過(guò)多，造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難引起線路故障或使開(kāi)關(guān)設(shè)備跳閘。
（5）啟動(dòng)時(shí)，若電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反了，應(yīng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。
（三）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)，值班工作人員可以通過(guò)儀表和感覺(jué)器官監(jiān)視其運(yùn)行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，減少或避免故障的發(fā)生。
1、監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的溫度
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會(huì)發(fā)熱，使電動(dòng)機(jī)溫度升高，但不應(yīng)超出允許的限度。如果電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)大，使用環(huán)境溫度過(guò)高，通風(fēng)不暢或運(yùn)行中發(fā)生故障，就會(huì)使其溫度超出允許限度，導(dǎo)致繞組過(guò)熱燒毀，因此電動(dòng)機(jī)溫度的高低是反映電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主要標(biāo)志，在運(yùn)行中經(jīng)常檢查。判斷電動(dòng)機(jī)是否過(guò)熱，可以用以下方法：
（1）憑手的感覺(jué)：如果以手接觸外殼，沒(méi)有燙手的感覺(jué)，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)溫度正常；如果手放上去燙得馬上縮回來(lái)，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過(guò)熱。
（2）在電動(dòng)機(jī)外殼上滴2~3滴水，如果只冒熱氣沒(méi)有聲音，則說(shuō)明電動(dòng)機(jī)沒(méi)有過(guò)熱，如果水滴急劇汽化同時(shí)伴有"咝咝"聲，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)已經(jīng)過(guò)熱。
（3）判別電動(dòng)機(jī)是否過(guò)熱的準(zhǔn)確方法還是用溫度計(jì)測(cè)量。
（4）發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱應(yīng)該立即停車(chē)檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。
2、監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電流
一般容量較大的電動(dòng)機(jī)應(yīng)裝設(shè)電流表，隨時(shí)對(duì)其電流進(jìn)行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過(guò)了允許值。應(yīng)立即停車(chē)檢查。容量較小的電動(dòng)機(jī)一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測(cè)量。
3、監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的電壓
電動(dòng)機(jī)的電源上最好裝設(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，以便對(duì)其三相電源、壓進(jìn)行監(jiān)視。電動(dòng)機(jī)的電源電壓過(guò)高、過(guò)低或三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會(huì)帶來(lái)不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停車(chē)，待查明原因，排除故障后再使用。
4、注意電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、響聲和氣味
電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)、輕快、無(wú)異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動(dòng)，噪音和焦臭氣味，應(yīng)停車(chē)進(jìn)行檢查修理。
5、注意傳動(dòng)裝置的檢查
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無(wú)松動(dòng)，傳動(dòng)皮帶是否有過(guò)緊、過(guò)松的現(xiàn)象等，如果有，應(yīng)停車(chē)上緊或進(jìn)行調(diào)整。
6、注意軸承的工作情況
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正�；蜻^(guò)熱，應(yīng)檢查潤(rùn)滑情況是否良好和有無(wú)磨損。
7、注意交流電動(dòng)機(jī)的滑環(huán)或直流電動(dòng)機(jī)的換向器火花
電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(shí)，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時(shí)加以糾正。
（四）電動(dòng)機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)
為了保證電動(dòng)機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運(yùn)行過(guò)程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時(shí)間可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下：
（1）及時(shí)清除電動(dòng)機(jī)機(jī)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(dòng)或燒傷。
（3）定期測(cè)量電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測(cè)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(shí)不應(yīng)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(méi)有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來(lái)。
（5）定期檢查啟動(dòng)設(shè)備，看觸頭和接線有無(wú)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(dòng)機(jī)繞組的干燥是非常重要的。電動(dòng)機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會(huì)破壞電動(dòng)機(jī)的絕緣。最常見(jiàn)的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動(dòng)機(jī)正常工作。還會(huì)危及人身安全。所以電動(dòng)機(jī)在使用中，應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動(dòng)機(jī)機(jī)殼接地是否可靠。
（7）除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)容對(duì)電動(dòng)機(jī)定期維護(hù)外，運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電動(dòng)機(jī)缺少、磨損的元件，徹底清除電動(dòng)機(jī)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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