电动机控制原理与故障检修分析

电动机控制原理与故障检修分析
电机通常有两种:第一种是直流电机。

直流电机包括直流电动机和直流发电机两大类。

直流电动机与交流电动机相比,结构复杂,价格昂贵。

直流发电机输出电压脉动小,而且能精确地调节,目前主要用于各类直流电动机的配套电源、飞机、汽车电源和电镀、电能电源等。

第二种是交流电动机。

交流电动机主要分同步电动机和异步电动机两大类。

同步电动机,主要用于要求恒速,或者某些成千上万千瓦大型机械负载。

在电动装卸机械中,乃至整个现代生产中,异步电动机是应用最广泛的动力机械,主要是因它结构简单坚固、制造容易、运行可靠、维护方便、效率高、价格低等优点。

在经历一个多世纪的技术发展和对电磁材料的不断提高,为电动机发展创造出更大的空间和想象力。

1工作原理
目前常用和常见的主要是交流电动机,它可分为两种:a.三相异步电动机。

b.单相交流电动机。

第一种多用在工农业上,第二种多用在民用电器上。

下面以三相异步电动机为例介绍其基本工作原理。

一台三相笼型异步电动机,在定子铁心由导磁性能较好、厚约0.5mm,两面涂有绝缘漆的硅钢片迭压而成并嵌放着对称三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。

就是(1)每相绕组线圈相等;(2)每个线圈的匝数相等;(3)三相绕组在空间上互差1200电角度。

定子三相绕组可接成星形,也可以接成三角形。

转槽内有导条鼠笼式转子,常用裸铜条插入转子槽中,铜条两端用短路环焊接起来,形成鼠笼状,中小型电动鼠笼转条用铸铝式,即用熔铝导条、端环和风叶次源铸而成是最常见的。

当异步电动机三相定子绕组中通入三相交流电时,在电动机中便产生旋转磁场。

在旋转磁场的作用下,由于磁力线切割转子导体,使其产生感应电源,根据右手定则,N极下的电源方向是流出纸面的。

再根据电磁f和转矩T。

由左手定则判定,电磁转矩T与旋转磁场n1的方面一致。

于是转子在这一电磁转矩T的作用下沿着T方向以n的转速旋起来,它们的关系
为,n1=60f1/P式中f1为电源频率;P为定子磁极对数,可见,同步转速n1与电源频率成正比,与磁极对数成反比。

综上分析:三相异步电动机转功的工作原理是:
(1)三相对称绕组通入三相对称交流电源产生旋转磁场。

(2)转子导体切割旋转磁场产生感应电动势和电源。

(3)转子载流异体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转矩,驱使转子转动。

2电机控制
根据现场流动生产线的情况,其中皮带机常采用恒运牌型号
Y160L-415千瓦电压380伏三角形接法的三相异步电动机。

控制线路采用简单、现场易维修的直接全压起动,接触器自锁单向运转的控制线路。

控制电路:(1)由电源开关(QS)、熔断器(FU1)、接触器主触头(KM1)、热继电器(FR)、与电动机M构成主线路。

起动按钮(SB2)、停止按钮(SB1)、接触器线圈(KM1)线圈及常开辅助触头(KM1)、热继电器(FR)的闭触头和熔断器(FU2)构成控制回路。

工作原理:合上电源开关(QS),按下起动按钮(SB2),接触器线圈(KM1)得电,主触头(KM1)闭合,主电路接通电机运行,而且并联在起动按钮两端的常开辅助触头(KM1)也同时闭合(自锁),使接触器线圈(KM1)有两条路通电。

这样即使松开(SB2),接触器线圈(KM1)仍可通过自己的辅助触头继续通电,保持电动机的连续远行。

接通控制线路即使松开起动按钮控制线路常仍保持接通,电机仍保持一个方向运转。

电机停止,只需要按下停止按钮(SB1),从而切短控制线路使接触器线圈(KM1)失电,主触头(KM1),
辅助触头打开(KM1)释放,三相电源断开,电动机停止运行。

(2)保护环节。

熔断器作短路器保护。

熔断器(FU1)和(FU2)分别作主电路和控制电路的短路器保护。

当电路发生短路事故时,熔断器以本身产生的热量熔体熔化,而自动分断电路。

热继电器作过载保护。

在电动机过载的情况下(FR)动作,断开控制电路,使接触器断电释放,电动机停止运行。

失压与欠压保护是依靠接触器本身的电磁机构来实现。

当电源电压由于某种原因严重欠压或失压时,接触器的衔铁自行释放,电动机停止运转。

当电源电压恢复正常时,接触器线圈也不能自动通电,只有按下启动按钮(SB2)后电动机才会启动。

这样也防止电动机低压运行及电动机的突然启动造成设备和人身事故。

3故障检修
3.1电源缺相。

电机转速慢且伴有嗡嗡声,测一相电源等于零,而另两相电源大大越过额定电流是两相运转,检查电路或电源一相断路,或电动机一相断路。

3.2电动机不转且没有声音。

电源是否正常、三相均无电压、故障在电路上;若三相正常、是电机三相绕组。

3.3电动机不转且有嗡嗡声。

如三相正常且平衡、可能严重过载。

如三相电源平衡,但比额值大是电动机的机械部分卡位,如轴承坏、轴弯、瑞盖止口未合上。

3.4电动机启动时熔断器熔断或热继电器断开。

检查熔体是否合适和传动装置是否太紧或卡死,电器线路是否短路,电动机绕组相间是否短路。

3.5电动机启动后转速低于额定转速。

测三相电源是否平衡、电压是否太低。

如空载正常,可轻载如转速低看机械部分有无卡住现象,如机械正常,三角形联结的电动机接成星形或笼型转断条。

3.6电机本身密封不良。

在有腐蚀性液体和气体场所作业,当作业完毕对皮带机用高压水冲洗电机内部易进水。

使电机绕组潮湿绝缘层受到腐蚀,产生对地、相间短路或者匝间短路现象,从而导致电机绕组烧坏。

3.7轴承损坏。

轴承的损坏引起定子、转子摩擦,使铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,造成绕组匝间短路。

3.8对潮湿绝缘低的电机保养在抬出转子时碰损绕组,造成故障隐患。

检修时如果是绕组损伤轻用绝缘漆修补,损伤严重要更新绕组,但必须按原数据嵌线。

3.9长时间过载或过热运行使绕组绝缘老化,绝缘最薄弱点潮湿对地短路,使绕组局部烧坏。

解决方法:a.避免电机过载运行;b.保持电机散热槽通风良好;c.避免电机频繁启动。

3.10电动机振动。

将电动机和机械运动部分脱开再启动电动机,如振动消除,说明是机械故障,否则是电动机故障,振动的原因有机座螺丝松动,转轴不同轴,转子不平衡等方面。

3.11电动机温升过高或绕组烧毁。

启动过于频繁,被驱动的机械卡住、轴承环、电源电压过高或过低、铁心通风孔堵塞、风扇叶损坏和定子转子相擦。

3.12定子绕组接地。

绕组受潮、绕组绝缘老化、定子铁心转动、导致电动机行线与外壳接地或短路。

4检查和维护
为了保证电动机正常工作,除了正确的操作规程外,还要定期检查和维护。

检查和维护可根据电动机的类型,使用环境和周期。

4.1清除电动机外壳灰尘、油污。

4.2检查接线柱螺丝是否松动或烧伤、绕组绝缘电阻。

4.3在台风过后及雷雨季节要测绕组对地绝缘是否大于0.5兆欧。

4.4在环境潮湿、工作间有腐蚀性气体的场所,最好将接线端子用电缆接出后用环氧树脂封密电机端子。

4.5定期用煤油或汽油清洗轴承,加油应从一侧加入油脂占轴承内容积1/3-2/3,如多加会发热流出或甩出。

4.6定期检查启动设备零件是否良好。

4.7电动机外壳接地是否平固。

4.8电动机端盖、地脚螺丝是否紧固。

4.9电动机要定期小修和大修。

5管理
在现场生产中,电动机的管理要做到一班三检,就是接班前、运行中、交班后,并相应填写电动机交接班管理记录表。

6结论
综上所述加强对电动机的使用、保养、检修、维护、管理是电动机寿命长短的重要环节。

本文结合生产现场和检修,作初步探讨和分析。