电动机知识

一、简述电动机定义
电动机作用是什么?我想我们大家都知道，（互动）就是将电能转化为机械能，来拖动我们所需要的设备运转，为生产所服务。

1、那么什么叫做电动机呢？就是利用电磁感应原理，将电能转化为机械能的一种旋转的电气设备。

2、种类：
常用的可以分为：交流、直流和交直流两用电动机。

交流电动机包括同步电动机和异步电动机（三相交流异步电动机，单相异步电动机或者双相异步电动机（说明一下也是属于单相电动机之内的）生产中大多数为三相异步电动机，电动执行器多数是单相异步伺服电动机（转动惯量小）定位好。

三相异步电动机又分为绕线式和鼠笼式，不管是10KV中压电动机还是380V低压电动机基本上都在这个范围内；同步电动机我们厂也有，就是柴油发电机！如果将发电机逆过来做电动机用就是同步电动机。

旋转磁场的转速如何计算？转速:n、60：1分钟等于60秒、f:频率50HZ、p:磁极对数；
n= 60f/p
同步和异步区别是转速不同：比如4极的电动机，同步转速是每分钟1500转，异步是每分钟1440—1490转，内部构造有区别的，同步电动机是转子中通入一个外加的直流电原，使转子形成固定的磁场，正因为这个磁场作用，使转子输出转速不丢转，即没有转差，就是不会丢转速，三相交流电形成的旋转磁场转速是多少，输出转速就是多少。

异步电动机呢，转子中没有另外的电源，完全靠感应定子绕组所产生磁场来产生自身磁场，也就是说转子转速必须小于旋转磁场的转速，才能切割磁力线，感应出感应电流形成转子磁场与定子磁场相互作用而才能转动，才能输出功率。

特点：异步电动机具有结构简单、工作可靠、制造容易、维护方便造价低，因此，应用广泛。

转速随负载大小有稍微变化一般在每分钟几十转。

例如刚才说的1440转的是额定负载情况下，如果空载时则达1490左右。

功率因数不高。

3、三相交流异步电动机运转中注意事项：
说注意事项前，首先说一下，三相交流异步电动机绕组烧毁的原因和显示的预警情况：电动机任何故障会有所显示，例如发热、震动、扭摆，跳动、和异常的声音。

电动机正常使用寿命周期Y系列的一般为15—20年，为什么呢？原因是电动机使用中会由于启动电流（直接启动时是额定电流的4—7倍）和周围环境（空气中水分、侵入绕组间隙，使绕组返潮降低绝缘电阻，空气中微量腐蚀气体对绝缘漆的腐蚀降低绝缘强度，绝缘漆溶剂的挥发、启动时绕组之间和绕组与定子铁心相互作用力，铁心受到腐蚀影响使导磁性能的下降等等，造成电动机（Y系列B级绝缘为例）逐步老化，最终会烧毁。

但是，如果出现非正常情况，如：过载（使绕组发热）、过压造成磁饱和、欠压会使电动机力矩降低，缺（断）相、轴承损坏造成扫膛，还有是制造中下线工艺粗糙（cao）、铁心不合理等等而形成的，先天缺陷等会使电动机使用寿命大大降低；比如正常使用的电动机Y系列B级绝缘的使用温度不大于105度电阻法，温升为65度（指环境温度为40度基础）而中压电动机和Y2系列的电动机为F级绝缘为电阻法为140度，而这个温度一旦被突破将会对绕组绝缘造成不可逆转的损坏，例如经过有关测量结果显示温度每超过8度，电动机使用寿命将会降低一半！多么可怕的字眼。

所以控制住温度非常主要；另外是扫膛，它是烧毁电动机的主要原因，由于检查检修不到位，轴承有问题没有发现、严重缺油、超标的非正常震动等使轴承损坏而定转子相擦扫膛；还有是由于线路折断、接触器、开关触点缺损烧毛、接线不良等等造成电动机缺相运行都将造成电动机绕组烧毁。

4、在安装中，首先确认是否与被拖动设备匹配，尽量避免大马拉小车现象（会造成一次投资增大、效率低、功率因数低）
绝对禁止小马拉大车，造成电动机过载运行，（无法启动、过热烧毁）；电压等级是否正确稳定（电压波动范围：高小于10%，低小于5%），安装中与设备的同轴度一定要找正，一般两靠背轮（对轮）间隙2—3mm,对于较大的对轮一般不大于3—6mm
同轴度即偏差小于0.15mm,一般我们厂子要求在0.10以下。

检查所有主回路、控制回路接线情况，必须牢固可靠；绕组联接情况；控制电动机的开关、接触器和保护器、电缆线是否匹配，测试电动机绕组绝缘大于0.5兆欧。

试车前，先用手空盘转子是否灵活，有没有刮风扇罩、卡死扫膛等现象，地脚螺栓是否牢固，周围不应当存在危及运转的异物，然后空载试车确认旋转方向是否正确，空载电流一般小容量的50%额定电流、大容量的为10—30%额定电流，要仔细听电动机运转中的声音（电磁、轴承、风声）应当平滑无异音。

运转中测试三相电流不平衡度小于10%，对于发现绕组绝缘电阻偏低，可以检查是否是受潮，对受潮的，应当进行烘烤。

只有用机旁现场试车正常后，才能转换为集中控制。

5、日常注意事项：
看电流、电动机运转中如各处螺栓松动、跳动情况、各附属接线盒、风扇罩是否松动等变化、闻、摸、听
还要定期检查更换润滑油（润滑脂、机械油）检查轴承间隙一般控制在100mm以内的为0.02—0.08mm，大于100的一般为0.06---0.20mm，在实际使用中，大直径的到0.17左右就要更换了。

主要取决于电动机的气息大小，小电机一般零点几毫米，大容量电动机一般在一毫米左右。

如果要检修，必须将钥匙开关搬到检修位置，防止意外发生（举例：讲一下生料磨进料输送机险些造成人员伤亡事故和设备检修时危险示例）
6、一般每半年检修一次，主要内容：清洗轴承、检查轴承间隙、对超标的轴承进行更换、更换润滑脂、清楚粉尘、紧固所有部位螺栓、在检修中，最好不用铁锤，如果实在需要动用锤子的话，可以垫着紫铜棒，防止损坏零部件或者使其变形。

一般Y2系列的电动机已经对轴承与轴、轴承与端盖的配合采用零间隙配合了，但是对于Y2系列以前的所有种类电动机还是采用过盈配合，一般过盈量控制在0.02—0.03mm左右，如果过大会涨坏端盖或者轴承游隙变化，使轴承使用寿命大大降低。

并且对润滑脂的更换和重添数量有要求：
一般电动机为3#鋰基润滑脂，充填数量为2极2800—2900转的，充填总容积的40—50%；4极1400—1490转的，充填数量为总容积的70%左右；6极1000转以下的，充填80---90%，但是绝对不能加满。

装配中端盖要用螺栓均匀带紧，直至上好止口到位，装配结束后，要用手盘转子，是否灵活确认无误方可上热装背靠轮，还要注意不要因为背靠轮的高温而使新换的润滑脂由于高温而变质；检查和紧固接线盒、风扇罩、接线端子、接线板啊什么的螺栓，最后找正对轮的间隙，紧固好地脚螺栓，进行空车试车，只有以上各项工作完全无误后方与被拖动设备联接。

同时，还要对控制电动机的所有主回路、控制回路的触头接线进行检查和紧固，和除尘，确保电动机安全可靠运行（比如绕线式的电刷、滑环等等）
7、电动机型号意义：
Y250M—4、55KW，380V。

（Y2250L-6;S是短机座，Y2系列电动机轴承轴伸端与轻载端不同，举例），工作制S1 （1，连续；2断续；3、断续周期；4、包括启动的断续周期；5、包括制动的断续周期；6、连续周期；7、包括电制动的连续周期；8、包括调速负载的连续周期工作制。

9.负载和转速非周期变化工作制——S9。

轴承：Y80：204；Y90：205;Y100:206;Y112:306;Y132:308;Y160:2309309;Y180:2310310;Y200:3112311;Y225:3132313
;Y250:3142314;Y280:3172317.等等；而电动机的轴伸直径也就相应计算出来：用轴承后面两位数乘以5，就是周城处州的直径，轴伸一般小1-5mm,比如Y250M-4的，轴承处直径是70mm，那么轴伸处直径为65mm而Y132M的轴承处直径为45mm，那么，轴伸处直径为42mm。

8、防护等级说明：IP防护等级含义
0：无防护，无专门防护。

0）：无防护，无专门防护。

1：防止直径大于50毫米固体、防护表面积大的如手（不防护蓄意侵入）
1）：防护水滴（垂直落下的水滴）
2：防止直径大于12毫米固体入侵、防护手指和其他长度大于80毫米的物体。

2）：设备倾斜15度时防护垂直落下的水滴。

3：防止直径大于2.5毫米固体入侵、防护直径或厚度大于2.5毫米的工具和金属线等
3）：防护溅出的水、以60度角从垂直线两侧溅出水溅出水不应引起伤害。

4：防护直径大于1毫米的固体入侵、防护厚度大于1毫米的金属线和条状物。

4）：防护喷水，当设备倾斜正常位置15度时，从各个方向向设备喷水不应引起损害。

5：防护灰尘，不完全阻止灰尘进入，但灰尘的进入数量不应影响设备的正常运行
5）：防护射水，从任何方向对设备射水不应引起损害。

6：不透灰尘，无灰尘进入。

6）：防护大浪，大浪或强射水进入设备不应引起损害。

7）：防护浸水，在定义的时间和压力下浸入水中，进入的水量不应引起损害。

8）：防护水淹没，在制造商说明的条件下设备可长时间浸入水中。

9、还有就是电动机的接法：一般3KW包括（3KW）以下的为星形接法，就是将三相绕组的尾端联接成一个公共电，那么这个点也就叫做电动机的中点，正常情况下，这个点的电位为零电位。

在三相不平衡的故障时，零点会发生飘移，即显示带电。

而星形联接的绕组实际承受电压为220伏，虽然我们外加的电压为380伏。

一般4KW（包括4KW）以上容量的电动机使用三角形接法；而三角形接法是将三相绕组的各个头尾彼此连接即：A相头接B相尾B相头接C相尾，C相头接A相尾，再将这三个接点接上电源，（三相380伏），此时绕组实际承受电流为380伏，那么，如果在同一台电动机中，改变绕组联接方式，就改变了绕组电流，因为电压相差根号3倍，电流也就差了根号3倍，输出功率能力就改变了。

所以不允许接错，如果接错，将会造成电动机绕组由于过电流而烧毁，同时由于这个原因，形成了星/三角降压启动。

给容量较大、启动困难的电动机开辟了一个启动方式，启动后再切换到三角形运行。

10、单相交流异步电动机：
是可以利用电磁感应原理把单相电能转化为机械能的一种旋转的电器设备。

常用的有，家庭用的单相水泵、鼓风机、电冰箱、洗衣机、甩干桶等等，它具有结构简单，使用方便的优点，缺点是改变旋转方向困难。

按照启动方式分为：电容分相（电容启动式、电容运转式）、电阻分相、罩极式。

最简单的是罩极式，一般用在功率比较小的风机（容量在15—90W左右）
功率大的也就是要求启动转矩大的，一般选用电容分相启动，对于启动力矩大而且运转中要求过载能力强的，就要使用电容启动和带电容运转的单相异步电动机。

11、串激式交直流两用电动机：
是利用串励式直流电动机原理制造而成的，由于电枢和主磁极是串联的，所以在单相交流电的一个周期内主磁极磁通与电枢电流方向的作用力是不随电流方向改变而改变的，比如当电枢电流方向改变时，磁场的极性也发生改变，这样呢，导体在磁场中的作用力就不会改变,
于是转子或者电枢的旋转方向就不会改变，持续运转下去。

这里对这种电动机，是不允许空载运行的，因为理论上，如果串激式电动机空载运转，他的转速是无穷高的，所以必须带着负载运行，一般这种电动机适用于工具类的原动机，转速在12000—30000转左右，比如：手电转、手持式砂轮机、角形磨光机、手持式高压吹风机、电刨子、电锤、打浆机（果汁）等等。

特点：体积小，输出转速高的特性可以通过减速齿轮转换为低转速大转矩，缺点是电枢部分要求的动平衡精度高，没有一定的水平和经验是重绕不了电枢的，旋转方向改变困难，必须由专业人员改变旋转方向。

有电刷。

12、直流电动机
直流电动机，是利用导体在磁场中受力的原理工作的，
优点是可以通过改变电枢（转子）电压的大小改变电动机输出功率，从而改变电动机输出转速，也就是说直流电动机
1、可以实现无级调速并且调速平稳，调速范围广一般可以达到1：200，
2、启动力矩大
3、过载能力强
4、可以频繁启动
5、可以承受频繁的冲击负荷
他的缺点是结构复杂、制造成本高，故障率高、维护维修工作量大。

并且需要另外的整流电源（他的技术含量非常高，包括了多方面的技术，有变压、可控硅整流调速技术、滤波技术、防静电和干扰技术、电路集成技术等等总之非常复杂，但是由于，这方面技术发展特别快，可以说非常成熟所以，已经得到推广
由于直流电动机的优点，所以回转窑拖动采用直流电动机
3）结构：A三相交流异步电动机结构：主要有定子（绕组和铁心）转子绕组和铁心（鼠笼式是铸铝或铜条）绕线式是绕组、气息和其他附件（端盖、支撑轴承、轴承室端盖、风扇叶和风扇罩子、接线盒接线端子等等组成）
B直流电动机结构：定子（主磁极、换向极、）电枢是转动部分（铁心、绕组、换向器）和其他部分（支撑轴承、端盖、电刷、刷握、轴承室端盖、接线盒、接线端子等等组成，对于容量大的机还有强制风冷）我们公司使用的是它励式（包括：永磁式、串励、并励、复励和它励）一般在直流电动机的定子主磁极绕组上施加固定的激磁电压和固定的激磁电流，而形成固定的磁场，而电枢即转子上与主磁极不属于同一个直流电源的直流电动机叫做它励式直流电动机。

我们日常应用的直流电动机也不少，如电动车、剃须刀、很多的电动玩具（使用电池的）基本上都是永磁式直流电动机。

实际生产用的大容量直流电动机，在主磁极磁场不变情况下，通过调整电枢的电压，就可以改变电动机的实际输出功率，从而实现单位时间内输出功率改变，完成设备调速目的。

包括我们公司在内的回转窑主传动拖动电动机基本上都是这个方式。

当然，它励式直流电动机也有盲区：在带有很大负载情况下当转速在很低时，（一般为窰转速0.3以下），由于单位时间内电动机输出的功率比较低，不足以克服设备的阻力，所以不能够完全运转起来，即使电动机在运行，电动机处于寸动状态，运转状况恶劣，这时候整流控制柜输出的波形畸变严重，交流分量增大，电动机换向条件严重不好，使直流电动机电刷下火花急剧增多、增大，如果长时间下去，轻则会使换向器发生的电损耗加快，电刷电损耗成几倍十几倍增加，电枢绕组绝缘老化，严重则造成换向器报废、电枢永久性绝缘损坏。

所以，在将来的生产中，特别注意这种情况，尽量避免。

一般在DCS自动化系统中直接做上窰最小的转速为0.3-0.5，再一个，这种转速是几乎没有产量的，实在需要慢转，可以使用辅传。

当然，空载时是没有这种
情况的。