電動機技術(shù)發(fā)展、工作原理及維護?？飘厴I(yè)論

1、.東北大學繼續(xù)教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文）東北大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 東北大學繼續(xù)教育學院教務(wù)處 畢業(yè)設(shè)計(論 文) GRADUATE DESIGN (THESIS) 設(shè)計（論文）題目 電動機技術(shù)發(fā)展、工作原理及維護學 生 葉長清學習中心 太原理工大學專 業(yè) 礦山機電層 次 高起專 二一四年 八 月 六 日引言近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的的應(yīng)用。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器的迅速，更需要大量的中小功率電動機。由于這種電動機的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護工作也越來越重要。本文主要介紹了電動機技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)

2、狀、工作原理、電動機的運行維護。  關(guān)鍵詞：技術(shù)現(xiàn)狀   工作原理   運行維護  第一章 電動機技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀   電機是利用電磁感應(yīng)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(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電機的理論基礎(chǔ)上又發(fā)展出許多種類的控制電機，控制電機具有高

3、可靠性好精確度快速響應(yīng)的特點，已成為電機學科的一個獨立分支。  它應(yīng)用廣泛，種類繁多。性能各異，分類方法也很多。電動機的功能是將電能轉(zhuǎn)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(yīng)用最多的動力機械，也是最主要的用電設(shè)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(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分類,可分為變壓器和旋轉(zhuǎn)電機.根據(jù)電源電流的不同旋轉(zhuǎn)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

4、轉(zhuǎn)，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(diào)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(lǐng)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(yīng)用，但隨著生產(chǎn)技術(shù)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

5、，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應(yīng)方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術(shù)上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)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(zhuǎn)速系統(tǒng)。  雖然直流電動機具有調(diào)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(zhuǎn)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(shù)的發(fā)展，半導體交流技術(shù)的交流技術(shù)的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)

6、。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術(shù)的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。諸如交流電動機的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費用低等優(yōu)點，因此它今后將廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)電氣自動化領(lǐng)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(shù)發(fā)展，電動機自身的理論基本成熟。隨著電工

7、技術(shù)的發(fā)展，對電能的轉(zhuǎn)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(shù)的廣泛應(yīng)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(zhuǎn)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。 第二章 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。下面以三相異步電動機為例介紹其基本工作原理。   三相籠型異步電動機。在定子鐵心里嵌放著

8、對稱的三相繞組U1-U2、V1-V2、W1-W2。轉(zhuǎn)子槽內(nèi)放有導條，導條兩端用短路環(huán)短接起來，形成一個籠型的閉合繞組。定子三相繞組可接成星形，也可以接成三角形。  由旋轉(zhuǎn)磁場理論分析可知，如果定子對稱三相繞組被施以對稱的三相電壓，就有對稱的三相電流流過，并且會在電機的氣隙中形成一個旋轉(zhuǎn)的磁場，這個磁場的轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速，它與電網(wǎng)的頻率f1及電機的磁極對數(shù)p的關(guān)系為：  n1=60 f1/p  轉(zhuǎn)向與三相繞組的排列以及三相電流的相序有關(guān)， U、V、W相以順時針方向排列，當定子繞組中通人U、V、W相序的三相電流時，定子旋轉(zhuǎn)磁場為順時針轉(zhuǎn)向。由于轉(zhuǎn)子是靜止的，轉(zhuǎn)子與

9、旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運動，轉(zhuǎn)子導體因切割定子磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)便有電流流通。轉(zhuǎn)子有功電流與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢同相位，其方向可由"右手發(fā)電機定則"確定。載有有功分量電流的轉(zhuǎn)子繞組在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下，將產(chǎn)生電磁力F，其方向由"左手電動機定則"確定。電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一個電磁轉(zhuǎn)距，其作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，拖著轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，將輸入的電能變成旋轉(zhuǎn)的機械能。如果電動機軸上帶有機械負載，則機械負載隨著電動機的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，電動機對機械負載做了功。   綜上分析可知，三相異步電動機轉(zhuǎn)動的基本工作原理是

10、：  （1） 三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。 （2） 轉(zhuǎn)子導體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動勢和電流； （3） 轉(zhuǎn)子載流導體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。  第三章 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(yīng)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

11、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(zhuǎn)子和負載機械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)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(yīng)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(yīng)注意的問題  （1） 接通電源后，如果電動機

12、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(yīng)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?，F(xiàn)象，應(yīng)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(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故。  （4） 同一線路上的電動機不應(yīng)同時啟動，一般應(yīng)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

13、過多，造成電動機啟動困難引起線路故障或使開關(guān)設(shè)備跳閘。   （5） 啟動時，若電動機的旋轉(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，即可改變電動機轉(zhuǎn)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(yīng)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

14、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。  發(fā)現(xiàn)電動機過熱應(yīng)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(yīng)裝設(shè)電流表，隨時對其電流進

15、行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應(yīng)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(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，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(yīng)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(yīng)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(yīng)停車進行檢查修理。  5 注意傳

16、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(yīng)停車上緊或進行調(diào)整。  6 注意軸承的工作情況   電動機運行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正?；蜻^熱，應(yīng)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

17、確使用，運行過程中注意監(jiān)視和維護外還應(yīng)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，最好每天清掃一次。 （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(yīng)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(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，可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來。 （5） 定期檢查啟動設(shè)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(yīng)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(yīng)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、