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电机的基本知识

电机及其分类 

电机是以电磁感应现象为基础实现机械能与电能之间的转换以及变换电能的装置，包括旋转电机和变压器两大类。它是工业、农业、交通运输业、*、医疗设备以及日常生活中十分重要的设备。电机的作用主要表现在以下三个方面：

• 电能的生产、传输和分配。电力工业中，电机是发电厂和变电站中的主要设备。由汽轮机或水轮机带动的发电机将机械能转换成电能，然后用变压器升高电压，通过输电线把电能输送到用电地区，再经变压器降低电压，供用户使用。

• 驱动各种生产机械和装备，在工农业、交通运输、国防等部门和生活设施中，极为广泛地应用各种电动机来驱动生产机械，设备和器具。例如，数控机床、纺织机、造纸机、轧钢机、起吊、供水排灌、农副产品加工、矿石采掘和输送、电车和电力机车的牵引、医疗设备及家用电器的运行等一般都采用电动机来拖动。发电厂的多种辅助设备、如给水机、鼓风机、传送带等，也都需要电动机驱动。

• 用于各种控制系统以实现自动化、智能化。随着工农业和国防设施自动化水平的日益提高，还需要多种多样的控制电动机作为整个自动控制系统中的重要远件，可以在控制系统、自动化和智能化装置中作为执行、检测、放大或解算元件。

电机的形式多样，种类繁多，一般来说电机可以按照驱动方式分类如下：

电机故障及处理

由于电机的广泛使用，电机故障便成了影响安全生产主要因素之一，电动机损坏原因与自身质量、工作环境、运行状态、保护电路、操作维护、使用年限等有直接关系，电动机正常使用和周期维护是确保其安全运行的基础，一般来说电机的故障可分为机械故障和电气故障两大类：

• 电机机械故障

  电动机定子和转子之间气隙很小，由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使扫膛，引起铁芯温度急剧上升，造成绕组接地、匝间短路、相间短路、烧毁电动机。严重时定子铁芯倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。

  （1） 轴承损坏故障 其主要原因有：①轴承与轴颈或端盖装配不当(过松或过紧)，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出 现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。②轴承腔未清洗干净或油质不好含有杂质，轴承补充加油不及时造成 轴承缺油。③轴承间隙过大或过小，轴承重新更换加工，电机嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠油隙过小或不均匀导致轴承运行时摩擦力增加。④由于不同 油脂混用造成轴承损坏。⑤电动机与负载间连接器未校正或皮带过紧。⑥轴承本身存在质量问题，安装前必须对其进行仔细检查。

  故障消除方法：①装卸轴承时一般要对轴承加热至80℃～100℃，如采用轴承加热器或油煮等。在装配轴承时利用内径稍大于电机轴直径的钢管敲击轴承内圈使 其均匀受力来保证轴承的装配质量。②装配前认真清洗轴承内膛，更换清洁润滑脂。加油不易过多，一般约为轴承盒内圈容积的1/2～1/3即可，否则会引起轴 承过热。③电机重新嵌套加工更换新的轴承。4)电动机与负载连轴器重新校正，调整皮带张力。

  电动机在正常运行应当平稳，声音应该低而均匀，电动机的振动应先区分是电动机本身引起的还是转动装置安装不良造成的，或者是机械负载端传递过来的，然后根据具体情况进行排除。振动会造成噪声，还会产生额外的负载。

  （2）电动机本身引起的振动故障 其主要原因：①磨损轴承间隙过大、气隙不均匀。②转子不平、转轴弯曲。③铁芯变形或松动、联轴器(皮带轮)中心未校正。④风扇不均衡、电动机地脚螺丝松动。⑤笼形转子开焊或短路。绕线转子断路。

  故障消除方法：①检修轴承必要时更换、调整气隙，使之均匀。②校正转子均衡、校正转轴。③校正重叠铁芯、重新校正使之符合规定。④检修风扇、校正均衡、紧固地脚螺丝。⑤修复转子绕组。

• 电机电气故障

  电气方面常见故障有三线电流不均衡，定子绕组匝间短路、缺相运行等。其中因缺相运行的电动机烧毁所占比列大。三相电流不均衡使电动机产生额外发热外，还会造成三相旋转磁场不均衡使电动机发出低沉的声音，机身也因此而振动。

  （1） 三相电流不均衡故障 其主要原因：①重绕时定子三相绕组匝数不相等。②绕组首尾端接错。③电源电压不均衡。④绕组存在匝间短路、线圈反接等现象。

  故障消除方法：①重新绕制定子绕组。②检查并纠正。③测量电源电压、设法消除不均衡。④消除绕组故障。三相电动机缺一相后，如在停止状态，由于合成转矩为零而堵转，堵转电流为正常电流的3.464倍～6.062倍。因此在此情况下接通电源时间过长或多次频繁的接通电源将使电动机烧毁。运行中的电动机缺一相时，如负载转矩很小，仍可维持运转时仅转速略有下降并发出异常响声。负载重时运行时间过长，将会使电动机绕组烧毁。

  （2） 缺相运行故障 其主要原因：①熔断器熔断。②故障熔断是由于电动机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断，因此需要选择适合周围环境条件的电动机和正确安装的低压电 器及线路，并且定期检查维护。在主回路方面造成缺相运行的原因有：①接触器动静触头磨损，严重接触不良。②环境恶劣，触头氧化。③热继电器选择不当、负载重多次动作，双金属片烧断。④导线烧断、接线盒内螺栓虚接。

  故障排除方法:①根据实际情况确定合理的检查维护周期。②选择满足环境要求的电气元件，定期更换元器件。③选择合适的热继电器、更换多次动作的热继电器。④在导线和电缆的施工过程中，要严格执行规范，文明施工，定期检查。

  （3）熔断器熔体的非故障性熔断：一般由于熔体接触不良或熔丝拧得过紧几乎压断熔体，电流选择过小，这样通过的电流稍大就会熔断，尤其是在电动机启动电流的冲击 下更容易发生熔体非故障性熔断。熔断器熔断电流一般按下列两种原则选定:①对于启动次数小及启动时间较短的电动机按IH=IZ/2.5选定。②对于反复启动及加速慢的电动机按IH=IZ(1.6～2)选定。其中，IH为熔断器额定电流;IZ为电动机启动电流。此外熔断器的熔体和熔座之间必须接触良好，对于铜铝连接尽可能使用铜铝过渡接头，接线时紧固熔丝要适中，焦化多数采用自动开关，注意选择额定电流值。

电机的定期检修

为了避免和减少电动机突然损坏事故，电动机需要定期保养和检修。电机一般运行半年左右小检修一次一年大检修一次。小修主要是清除机体积尘检查线圈的绝缘电阻、接线是否牢固及时清除隐患保证振动电机的正常运行.大修时应开电机清除机体内外积尘检查轴承的磨损检查接头、接地及各紧固螺栓是否松动并及时紧固更换新的润滑脂.电机在运转工作中如发现有异常响声时，应立即停机检查排除故障后方可重新启动运转。

电机测直阻的意义

测量电机的直流电阻的目的
测量电机的直流电阻的目的是确定电动机的性能以及诊断电机绕组的故障
怎样才算合格
例如测量直流电动机的电枢的直流电阻
测量方法
电枢电阻的测定方法有两种，
即电桥法，伏安计法(电流表和电压表法)。

• 电桥法：电枢电阻一般较小，当其小于1欧时常用双臂电桥。但应注意，电桥法测量时，会出现电刷接触处的过渡电阻的影响，使绕组各并联支路内电流分布不均匀，使其测量误差增大，因此一般不主张用电桥法测量电枢电阻。

• 伏安表法
  伏安表法是用电流表和电压表测量电阻，应注意要选取稳定的直流电源作为测量用的电源厂被测绕组应当与可变电阻器、电流表串联，电压表应直接接在被测绕组的出线端上，电压表与被测绕组的连接应有良好的接触，测量时电流表与电压表读数应同时读出。

现阶段采用数字微欧计测量直阻更为方便直接。
怎样才算合格
在测量以前，应注意切断电枢电路与激磁绕组电路的电源。并将激磁绕组短接，以免在接通或切断测量电流时产生感应电动势。除此之外，防止供给电枢试验电流时可能产生转动等现象。测量时，在测定电枢绕组的直流电阻时，被测绕组中的电流数值不应大于绕组额定电流20％，同时仪表读数应尽快的读出，以免因绕组发热而影响测量的准确性。测量绕组的直流电阻时，每一电阻应在三种不同电流数值下测量三次。而电阻实际数值应取三次测量数值的算术平均值。对同一电阻每次测量数值与其平均值之差不得超过±2％

电机测量绝缘电阻

测量电机的绝缘，就是测量电机绕组对机壳和绕组相互间的绝缘电阻

3.1电机测量绝缘电阻的意义

• 电机停用获备用时间较长时，线圈受潮或有大量积灰，影响电机的绝缘性

• 长期使用的电机，绝缘有可能老化，端线松弛

• 电机跳闸后检查绕组是否断线，接地，测量电机绝缘阻值，就能发现这些问题，以便及时采取措施，不影响运行中的切换使用。

需要测量绝缘电阻的情况

• 电机停用或备用达到15天以上

• 工作环境较为恶劣潮湿时，一周测量一次

• 电机跳闸后，启动不起来时

• 测量电机绝缘主要分两种，一种是绕组对地绝缘，还有就是绕组相间绝缘。都是使用绝缘测试仪测量。
  另外绕组层间（匝间）绝缘也是一种，要使用绝缘测试仪测量。测量绕组对地绝缘时，要把电机的接线全都拆掉。然后用绝缘测试仪进行检测。
  相间绝缘就是绕组之间的绝缘，把表笔先接在一个绕组上，然后测量另一个绕组与它的阻值。低要求是每伏一K ，即；1K / V  ，380V的电机是380K。一般要大于0.5兆。
  层间绝缘使用万用表测量，就是通过比较三个绕组的直流电阻值来判断绕组是否存在层间（匝间）短路的故障。当测量后有一组数值明显偏小时，就可以判断这组层间有问题了。

工具套装组成

梳理所在区域用户在电机及上下游产品研发、生产、使用和维修的情况，了解其使用GMC-I产品（27M/I，ISO，绝缘测试仪等）在电机的电测量参数相关信息（包括但不限于电机类型、额定电流、额定电压、功率、绕组阻值（小电阻测试）、绝缘电阻测试电压及阻值），仪器使用频次，配置原则，仪器更新周期等信息，对涉及仪器功能、用途及性能价格做一定的了解。同时收集这些客户中使用的其他品牌产品的信息。

按照目前从永济新时速，渭河热电厂等用户处了解的情况，一套电机维修平台的仪器除了微欧表外，还包括兆欧表，红外测温仪，测振仪,双臂电桥等便携设备，另外还有恒流电源，功率分析仪，双踪示波器等台式仪器，归纳如下表：

 要考虑基本覆盖电机运维所需的常用功能，便携性满足工具包要求，客户的预算等因素。

常见电机标准

GB 4831-1984 电机产品型号编制方法

GB 4826-1984 电机功率等级

JB/T 1093-1983牵引电机基本试验方法