1、.,電動機的分類及結構與故障分析指南,鹽湖鎂業(yè)公司PVC&鉀堿廠技術部 徐照剛,.,電磁直流電動機,永磁直流電動機,無刷直流電動機,電動機,直流電動機,交流電動機,有刷直流電動機,單相電動機,三相電動機,稀土永磁直流電動機,鐵氧體永磁直流電動機,鋁鎳鈷永磁直流電動機,串勵直流電動機,并勵直流電動機,他勵直流電動機,復勵直流電動機,第一部分、電動機分類,1、按工作電源種類劃分,.,電動機,直流電動機,同步電動機,異步電動機,磁滯同步電動機,永磁同步電動機,磁阻同步電動機,感應電動機,交流換向器電動機,三相異步電動機,單相異步電動機,罩極異步電動機,2、按結構和工作原理劃分,推斥電動機,單相串勵電

2、動機,交直流兩用電動機,.,電動機,電容起動式單相異步電動機,電容運轉式單相異步電動機,電容起動運轉式單相異步電動機,分相式單相異步電動機,電動機,驅(qū)動用電動機,控制用電動機,電動工具用電動機,家電用電動機,通用小型機械設備用電動機,步進電動機,伺服電動機,3.起動與運行方式劃分,5.按用途劃分,4、按轉子的結構劃分,電動機,鼠籠型異步電動機,繞線型異步電動機,.,電動機,低速電動機,高速電動機,恒速電動機,調(diào)速電動機,齒輪減速電動機,電磁減速電動機,力矩電動機,爪極同步電動機,有級恒速電動機,無級恒速電動機,有級變速電動機,無級變速電動機,電磁調(diào)速電動機,直流調(diào)速電動機,PWM變頻調(diào)速電動機

3、,開關磁阻調(diào)速電動機,6、按運轉速度劃分,.,6,基本結構: 定子、轉子,第二部分、三相異步電動機的構造及原理,.,三相異步電動機,三相異步電動機的結構與單相異步電動機相似，其定子鐵心槽中嵌裝三相繞組（有單層鏈式、單層同心式和單層交叉式三種結構）。定子繞組成接入三相交流電源后，繞組電流產(chǎn)生的旋轉磁場，在轉子導體中產(chǎn)生感應電流，轉子在感應電流和氣隙旋轉磁場的相互作用下，又產(chǎn)生電磁轉柜（即異步轉柜），使電動機旋轉。,鼠籠型異步電動機,繞線型異步電動機,.,實物結構圖,.,原理：旋轉磁場,（1）產(chǎn)生 圖3表示最簡單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互差120的規(guī)律對稱排列。并接成星形與三相

4、電源U、V、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉磁場(圖4)。 （2）旋轉磁場的方向 旋轉磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉子的旋轉方向也跟著改變。,圖 4 旋轉磁場的形成,.,第三部分、電動機運行聲音分析,運行中的電動機軸承一般可從聽聲音、查發(fā)熱、看松動這三方面來檢查。 （1）、聽聲音 電動機正常運行時，滾動軸承僅有輕微的、均勻連續(xù)的“嗡嗡”聲，而潤滑軸承的噪聲則更小，軸承在運轉潤換油良好時，可以聽出很潤滑的聲音，轉動噪聲很小。

5、 如果出現(xiàn)異常噪聲，則表明軸承有故障。一般可根據(jù)不同的雜音來判斷軸承的故障性質(zhì)。 滑動軸承溫度一般不超過45度，滾動軸承溫度一般不超過65度。 一般前軸承溫度高于電動機機殼溫度10度左右。,.,聲音的分類,通常，軸承輕微的雜音，則不宜聽到，此時可用一把大旋具（螺絲刀）抵住軸承外蓋上，耳朵貼近旋具木柄來監(jiān)聽。 若聽到有輕微的雜音，說明軸承內(nèi)混有沙土或軸承零件有輕微的磨損。 若聽到不連續(xù)的“梗、?！甭暎f明軸承鋼珠可能破損（柱）有了疤痕。操作人員應立即進行倒泵操作，防止故障擴大。 若聽到“骨碌骨碌”的聲音，離電動機3米就可以聽到很大的噪聲，說明滾動軸承嚴重缺油。操作人員這時應立即進行倒泵操作，停下

6、電動機，通知電氣和設備人員進行搶修，轉速在1500r/min，可以再運行4-5小時左右，轉速在3000r/min可以再運行1-2小時，會造成電動機軸承散件，電動機故障擴大，轉子與定子摩擦，繞組絕緣損壞，給生產(chǎn)和公司帶來很大損失。,.,（2）查發(fā)熱,電動機根據(jù)耐熱材料等級分為 Y 級 90、A級105、E 級 120、級 130、F 級 155、H 級 180和 H 級以上共七個等級。超過這個限度，絕緣材料的壽命就急劇縮短，甚至會燒毀。這個溫度限度，稱為絕緣材料的允許溫度。 鎂業(yè)公司PVC&鉀堿廠電動機耐熱等級為F級，由于電動機線圈繞組隔著電動機外殼，一般不允許超過120度。 檢查電動機發(fā)熱一般

7、采用手摸、紅外線測溫儀、溫度計法等，這里我們只介紹前兩種方法。 電動機溫度與環(huán)境溫度有關：用手摸，感覺溫溫的，一般在40-50度；感覺有點燙，一般在60-70度；感覺很燙，溫度一般在80-90度。 紅外線測溫儀：根據(jù)電動機的電流和聲音，可以直接測量讀取溫度值。,.,（3）看松動,電動機在運行過程中，如果出現(xiàn)電動機振動，可以檢查以下幾方面： 機泵基座螺栓松動；機泵基座傾斜；機泵找正不正確，誤差偏大；電動機固定螺栓松動； 軸承松動，會引起電動機振動。 處理方法： 停機后，可用手推動電動機轉軸的伸出端。如果伸出端搖晃，則表明軸承松動，正常的軸承是感覺不出松動的。電動機在運行當中發(fā)現(xiàn)振動，應及時停機并

8、上報各專業(yè)進行檢查，找出原因。,.,14,電動機在日常的運行過程中若使用或維護不當，常會發(fā)生一些故障，如電動機加電后不能起動，轉速過快、過慢，電動機在運行過程中溫升過高，有異常的響聲和振動，電動機繞組冒煙、燒焦等。 三相異步電動機的故障一般可分為機械和電氣兩部分。機械故障包括軸承、風扇葉、機殼、聯(lián)軸器、端蓋、軸承蓋、轉軸等。電氣故障包括各種類型的開關、按鈕、熔斷器、電刷、定子繞組、轉子繞組及起動設備等。其中電氣故障占總故障的2/3，機械占總故障的1/3。,第四部分、三相異步電動機的常見故障,.,15,、 通電后電動機不能轉動，但無異響，也無異味和冒煙。 、 通電后電動機不轉，然后熔絲燒斷 有異

9、味和冒煙。 、 通電后電動機不轉有嗡嗡聲。 、 電動機起動困難，額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多. 、 電動機空載電流不平衡，三相相差大。 、 電動機空載，過負載時，電流表指針不穩(wěn)，擺動。 、 電動機空載電流平衡，但數(shù)值大。 、 電動機運行時響聲不正常，有異響。 、 運行中電動機振動較大 ,軸承過熱 ,電動機過熱甚至冒煙。,三相異步電動機的常見故障,.,故障分類,原因分析,絕緣損壞,導體及回路接觸不良,定子繞組的短路斷路和接線錯誤,軸承 的松 動變 形,機座 松動 磨損,端蓋和鐵心的變形及斷裂,.,定子繞組故障,故障分析,電動機的老化、受潮、腐蝕性氣體的侵人,機械力、電磁力的沖擊,電動機

10、在運行中長期過載、過電壓、欠電壓、兩相運轉等,.,定子繞組故障分析,電動機繞組電阻一般在幾毫歐姆至幾十歐姆之間，電動機功率越大，電阻越小，反之，越大；定子繞組故障：接地、相間短路、匝間短路等故障。 接地故障主要表現(xiàn)有：用絕緣兆歐表測量電動機繞組對機殼絕緣為零或者小于0.5兆歐；應送外協(xié)維修進行處理。 相間短路主要表現(xiàn)有：因電動機繞組電阻一般在幾毫歐姆至幾十歐姆之間，應打開電動機接線盒，拆下電動機三相繞組連接片，再用絕緣兆歐表測量電動機繞組對繞組之間的絕緣；這時繞組絕緣為零或者小于0.5兆歐，則判定為繞組相間短路；應送外協(xié)維修進行處理。 匝間短路主要表現(xiàn)有：三相電流不平衡、定子局部發(fā)熱；這時候用

11、兆歐表測量繞組對地、相間絕緣均為良好，應打開電動機接線盒，拆下三相繞組連接片，用萬用表粗側一下電動機繞組直流電阻，或者用毫歐表測量，三相有明顯偏差，阻值偏小的繞組則為匝間短路；應送外協(xié)維修進行處理。,.,轉子故障分析,轉子故障有：發(fā)熱、鼠籠斷條、啟動頻繁、操作不當、軸斷裂等。 發(fā)熱：轉子在加工軸過程中，選材不當，加工精度不夠，造成轉子有渦流產(chǎn)生，造成轉子發(fā)熱；對軸承存在運行隱患，潤滑油流失，軸承發(fā)熱等等。 鼠籠斷條：電動機再鑄造過程中出現(xiàn)的問題，在運行過程中電流波動較大，電磁噪聲明顯大于同型號同功率的電動機。 啟動頻繁、操作不當：減少啟動頻率，正確操作。 軸斷裂：急劇正反轉造成沖擊或者堵轉后頻

12、繁啟動造成，正確操作，堵轉后應清理物料后，盤車正常后，再啟動電動機。,.,機械故障分析,故障分類,鐵心故障的檢修,軸承故障的檢修,機座和端蓋的故障修理,.,電動機的維修,電動機維修,.,電動機拆卸步驟,拆卸步驟,拆開皮帶輪和聯(lián)軸器,拆下前后端蓋,抽出轉子,拆下風罩和風葉,注：三相異步電動機拆卸與裝配工藝過程正好是相反,.,電動機實驗,檢查,實驗,定子繞組的測定,直流電阻的測定,絕緣電阻的測定,.,檢修前的檢測方法,實驗的目的,實驗的項目與方法,直接電阻的測定,絕緣電阻的測定,主要檢其三相的直流 電阻是否平衡，要求 誤差不超過平均值4%,.,運行中的監(jiān)視與維護,運行中的監(jiān)視與維護,電動機 的監(jiān)視

13、,看,摸,聽,聞,電動機在運行時發(fā)出的聲音是否正常,電動機運行時發(fā)出的焦臭味，說明電動機溫度過高，應停車檢修,電動機停機后，可觸摸機座，如很燙手，說明電動機過熱,電動機振動情況，傳動裝置傳動流暢。如果出現(xiàn)較密的舌狀火花，應停車檢修,.,故障檢修內(nèi)容,.查電機各部件有無機械損傷，若有則作相應修復或更換。 .對拆開的電機進行清理，清除所有油泥、污垢。清理中，注意觀查繞組絕緣狀況。若油漆為暗褐或深棕色，說明絕緣已老化，對這種絕緣要特別注意不要碰撞使它脫落。若發(fā)現(xiàn)有脫落應進行局部絕緣修復和刷漆。 .拆下軸承，浸在柴油或汽油中徹底清洗后，再用干凈汽油清洗一遍。檢查清洗后的軸承是否轉動靈活，有無異常響聲，

14、內(nèi)外鋼圈有無晃動。根據(jù)檢查結果，確定對潤滑油脂或軸承是否進行更換。 .檢查定子繞組是否存在故障。使用兆歐表測繞組絕緣電阻，絕緣電阻的大小可判斷出繞組受潮程度或短路情況。若有，要進行相應處理。 .檢查定、轉子鐵心有無磨損和變形，若觀察到有磨損處或發(fā)亮點，說明可能存在定、轉子鐵心相擦。可使用銼刀或刮刀將亮點刮低。 .對電機進行裝配、安裝，測試空載電流大小及對稱性，最后帶負載運行。,.,常見故障檢修 .軸承故障 .轉軸故障 .機座故障 .端蓋故障 .鐵芯故障 .風扇故障,.,軸承的檢修, 損壞的現(xiàn)象及原因 軸承的外圈或滾珠破裂，是由于軸承被強力套入轉軸，造成軸承與軸配合不當而損壞軸承。 滾珠、鋼圈、

15、夾持器變成藍色，是由于軸承少油滾珠干磨引起高溫，或加油過多，高速轉動時劇烈攪拌發(fā)熱，或在裝配時軸或軸承座配合不當及安裝時軸不對中。 滾道有凹痕，由于安裝方法不當或皮帶拉的太緊所致。 軸承滾道內(nèi)有金屬顆粒，主要是金屬材料疲勞或有異物侵入軸承，造成磨損。 軸承表面銹蝕，水汽、酸堿液侵入軸承內(nèi)部。,.,、檢查的方法 : 聽聲音檢查 用螺絲刀頂在電動機的外軸承蓋上，仔細聽電動機運轉的聲音，通過軸承滾動所發(fā)出的聲音來判斷軸承故障。,.,聽到滾動體有不規(guī)律的撞擊聲，則說明各別滾珠有破裂現(xiàn)象。 聽到滾動體有明顯的震動聲，則說明軸承間隙過大，有跑套現(xiàn)象。 滾動體聲音發(fā)啞，聲色沉重，則說明軸承潤滑油太臟，有雜質(zhì)

16、侵入。 聽到軸承滾動發(fā)出尖叫聲，則說明軸承潤滑油過少或干枯。 聲音單調(diào)且均勻，但軸承溫度過高，則說明軸承潤滑油過量或潤滑油粘度太大。 聲音有周期性的忽高忽低，則說明電動機的負載有變化，輕重不一致。 對已拆卸并清洗過的軸承，套在手上，用力轉動外圈，若聽到有不均勻的雜音和有振動感，則說明軸承有間隙過大。,.,: 手動檢查 用手握住電動機的轉軸，用力上下晃動，如下左圖所示，若發(fā)現(xiàn)有松動現(xiàn)象，超過定子鐵心和轉子鐵心的正常間隙，則說明軸承已損壞。 用手指捏住軸承得外圈，沿著軸向的方向晃動數(shù)次，若晃動過大，則說明軸承間隙過大。 將已拆卸并清洗過的軸承用手握緊，用力搖動，如下右圖所示，若滾珠在內(nèi)外圈之間有明

17、顯的撞擊聲，則說明軸承間隙過大。,.,軸承有銹跡 可用00號砂紙擦除銹跡，再用汽油清洗干凈。對已破損或鋼圈有裂紋的軸承，就必須更換相同型號的新軸承。 軸承過緊 拆卸軸承，用砂紙打磨轉軸，再正確裝配軸承。 軸承過松 軸承過松情況有兩種，一種是軸承內(nèi)圈與轉軸配合不緊，俗稱跑內(nèi)套；一種是軸承外圈與端蓋內(nèi)圓配合不緊，俗稱跑外套。 處理方法是在轉軸和端蓋內(nèi)圓的表面上用沖子沖一些對稱的麻點，如下圖所示，以減小軸承與它們之間的距離，增大摩擦力。,.,： 溫度檢查 對一臺正在運行的電動機，用溫度計測量軸承的溫度，若滾動軸承的溫度超過65、滑動軸承的溫度超過45，則說明軸承發(fā)熱嚴重，有故障。 ：測量檢查 用塞尺

18、測量滑動軸承軸頸與襯套之間的間隙，若超過規(guī)定值，說明軸承已損壞。,.,、軸承的型號 電機的軸承一般分為滾動軸承和滑動軸承兩類。滾動軸承結構簡單，裝配、維修方便，主要用于中、小型電機；滑動軸承多用于大型電機。 小型電動機常用的滾動軸承型號及軸承代號及意義 滾動軸承代號采用漢語拼音字母和阿拉伯數(shù)字表示，一般是以一組數(shù)字表示軸承的結構、類型和內(nèi)徑尺寸。規(guī)定用七位數(shù)字表示： （自右向左） 右起第一、二位數(shù)字表示軸承內(nèi)徑； 右起第三位數(shù)字表示軸承直徑系列；（如輕窄系列 、輕寬系列 、中窄系列 ） 右起第四位數(shù)字表示軸承類型代號；（如向心球軸承 、調(diào)心滾子軸承 、推力球軸承 ） 右起第五、六位數(shù)字表示軸承

19、的結構特點； 右起第七位數(shù)字表示軸承的寬度或高度系列。 超過七位數(shù)字的，就從左看起，左起第一位數(shù)字表示軸承游隙，左起第二位表示軸承精度等級，如G（普通）、E（高級）、D（精密級）、C（超精密級）。,.,通常滾動軸承的代號是用四位數(shù)字表示 根據(jù)滾動軸承的代號判斷軸承內(nèi)徑 第一、二位數(shù) ：代表軸承內(nèi)徑 代號數(shù)字04時，有00、01、02、03四組，分別表示軸承內(nèi)徑=10，12，15，17mm，代號數(shù)字為0499時，代號的數(shù)字乘以5，即為軸承的內(nèi)徑尺寸（mm）。 例如，型號是0302的軸承，表示向心球軸承 ，中窄系列，軸承直徑為15mm。 型號是0308的軸承，表示向心球軸承 ，中窄系列，軸承直徑為

20、85=40mm。,.,、軸承的清洗及加油 軸承清洗過程 如下圖所示，先刮去鋼珠表面的廢油；用棉布擦去殘余的廢油；然后把軸承浸在汽油里，用毛刷洗刷鋼珠；再把軸承放在干凈的汽油里漂洗干凈；最后把軸承放在紙上使汽油揮發(fā)干。,., 軸承加油過程 對滾動軸承潤滑脂的選擇，主要考慮軸承的運轉條件，如使用環(huán)境（潮濕或干燥），工作溫度和電機轉速等。加潤滑油的容量不宜超過軸承室容積的2/3 。 軸承加潤滑油時，應從軸承的一面把油擠壓進去，然后用手指輕輕刮去多余的油，只要把油加到能平平封住鋼珠即可。在軸承蓋上加潤滑油時，不要加得太滿，約有60-70即可。,.,轉軸是傳遞轉矩的部件，轉軸的加工質(zhì)量和安裝質(zhì)量，都會影

21、響電動機的正常運行，造成嚴重損害，也影響生產(chǎn)，造成經(jīng)濟損失。 1、軸不對中的影響： 增加能耗，減少電動機壽命； 增加機械應力，摩擦增大，損壞電動機。 2、根源安裝對中不當 軟地腳狀態(tài)，地腳松動導致定子或基座扭曲產(chǎn)生機械應力和振動。 3、皮帶松緊度 松：皮帶滑動導致振動和發(fā)熱 緊：軸承摩擦增加，增加能耗，降低可靠性。,.,軸不對中的熱像圖 電機和聯(lián)軸器,0 對中,105 F,62 F,1,000/inch out 角不對中,30,000 out 平行 10,000/inch out 角,.,2. 轉軸檢修的方法 （1）轉軸彎曲 如下圖所示，用千分表測量轉軸，其彎曲度不得超過0.2mm，否則將軸放

22、在壓力機上矯正、矯直。,.,（2）鍵槽磨損 先在鍵槽磨損處進行堆焊，然后放在車床上重新銑削鍵槽。 （3）軸頸磨損 軸頸磨損較輕時，可用電鍍在軸頸處鍍一層鉻，再磨削至原有尺寸。軸頸磨損較重時，如下圖所示，可在軸頸磨損處進行堆焊，然后放在車床上車削磨光，達到原有尺寸。 （4）軸有裂紋或斷裂 對有裂紋或斷裂的軸，一般需要換新軸。,.,機座檢修,機座一般用鑄鐵制成，若有裂紋或斷裂時，可用鑄鐵焊條進行焊接，在焊接時應注意不要燙傷定子繞組。 若地腳完全斷裂，可用角鐵修補。如圖所示。,.,端蓋檢修,1.端蓋破裂修理 若端蓋破裂會影響電機定子和轉子的同心度，可用鑄鐵焊條進行焊接。 2.若端蓋破裂嚴重，裂紋較多

23、，不宜電焊時，可用57mm后的鋼板修補，如圖所示，按修補裂縫所需尺寸割取適當形狀的鋼板，用螺栓緊固在端蓋上。,.,2.端蓋軸承孔間隙過大修理 端蓋軸承孔間隙超過0.05mm，將造成電機定子和轉子鐵心相接觸，出現(xiàn)掃膛現(xiàn)象。處理方法是，裝配時用一條寬度等于軸承寬度的薄銅片，墊在軸承外圓與端蓋內(nèi)圓之間，來消除間隙。 3.端蓋止口松動修理 由于端蓋拆裝頻繁或錘擊、腐蝕等原因，造成止口表面受傷，影響與機殼的配合。可用銼刀把突出的傷痕銼平，若 止口松動，可在止口圓周上襯墊薄銅皮，否則更換新端蓋。,.,鐵芯檢修,1.鐵心表面有擦傷 由于軸承磨損、軸彎曲和端蓋松動等故障，會造成定轉子鐵心相接觸，在運行過程中相

24、互摩擦、發(fā)熱，嚴重時將燒壞鐵心和繞組。修理時先找到根源，予以排除，再用刮刀將擦傷處的毛刺刮掉，并在鐵心表面涂一層薄薄的絕緣漆。 2.鐵心表面燒傷 當繞組發(fā)生接地故障，會在槽口處燒壞鐵心，形成凹凸不平的現(xiàn)象，妨礙嵌線，埋下故障隱患。修理時可用小圓銼把燒損鐵心表面的溶積物和毛刺銼平。 3.鐵心齒松動 在拆除繞組時，易把鐵心在槽口處的齒片拔松，會造成齒片振動。修理時可用較寬的槽楔把齒卡緊。如圖所示。,.,風扇檢修,半封閉式電動機都有風扇，起著強迫散熱的作用。 1.風扇葉修理 風扇分為鑄鋁風扇和塑料風扇，一般風扇在拆裝過程中容易損壞，若風扇葉斷裂，則需更換相同規(guī)格的新風扇；若塑料風扇有裂紋，可用強力膠把裂紋處粘牢。若鑄鋁風扇的加緊頭松動，可在加緊頭與轉軸間墊上薄銅皮處理。 2.風扇罩修理 風扇罩受外力作用凹陷時，可拆下風扇罩，在風扇罩里面用鐵錘輕輕敲擊凹陷處，使其恢復平整。,.,.,電動機實驗項目表,一般性實驗,.,耐壓試驗,耐壓實驗30千瓦以上的電動機加到2000v高出額定電壓得34倍，時間510秒逐漸