Sähkömoottoreiden perustiedot

1. Johdatus sähkömoottoreihin

Sähkömoottori on laite, joka muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Se käyttää virrallista kelaa (eli staattorikäämitystä) pyörivän magneettikentän luomiseen ja vaikuttaa roottoriin (kuten oikosuljettuun alumiinirunkoon) muodostaen magnetoelektrisen pyörivän vääntömomentin.

Sähkömoottorit jaetaan tasavirta- ja vaihtovirtamoottoreihin käytettyjen teholähteiden mukaan. Suurin osa sähköjärjestelmän moottoreista on vaihtovirtamoottoreita, jotka voivat olla synkroni- tai asynkronimoottoreita (moottorin staattorin magneettikentän nopeus ei pysy synkronisessa nopeudessa roottorin pyörimisnopeuden kanssa).

Sähkömoottori koostuu pääasiassa staattorista ja roottorista, ja magneettikentässä jännitteiseen johtimeen vaikuttavan voiman suunta liittyy virran suuntaan ja magneettisen induktioviivan suuntaan (magneettikentän suunta). Sähkömoottorin toimintaperiaate on magneettikentän vaikutus virtaan vaikuttavaan voimaan, jolloin moottori pyörii.

2. Sähkömoottoreiden jako

① Luokittelu käyttövirtalähteen mukaan

Sähkömoottorit voidaan jakaa tasavirta- ja vaihtovirtamoottoreihin niiden käyttövoiman lähteiden mukaan. Vaihtovirtamoottorit jaetaan myös yksivaihemoottoreihin ja kolmivaihemoottoreihin.

② Luokittelu rakenteen ja toimintaperiaatteen mukaan

Sähkömoottorit voidaan jakaa rakenteensa ja toimintaperiaatteensa mukaan tasavirtamoottoreihin, asynkronimoottoreihin ja synkronimoottoreihin. Synkronimoottoreiden tyypit voidaan jakaa myös kestomagneettimoottoreihin, reluktanssimoottoreihin ja hystereesi-synkronimoottoreihin. Asynkronimoottoreiden tyypit voidaan jakaa induktiomoottoreihin ja vaihtovirtakommutaattorimoottoreihin. Oikosulkumoottorit jaetaan edelleen kolmivaiheisiin asynkronimoottoreihin ja varjostettuinapaisiin asynkronimoottoreihin. Vaihtovirtakommutaattorimoottorit jaetaan myös yksivaiheisiin sarjaviritysmoottoreihin, vaihtovirta-tasavirtakaksikäyttöisiin moottoreihin ja hylkimismoottoreihin.

③ Luokiteltu käynnistyksen ja toimintatavan mukaan

Sähkömoottorit voidaan jakaa käynnistys- ja toimintatapojensa mukaan kondensaattorikäynnistettyihin yksivaiheisiin asynkronimoottoreihin, kondensaattorikäyttöisiin yksivaiheisiin asynkronimoottoreihin, kondensaattorikäynnistettyihin yksivaiheisiin asynkronimoottoreihin ja jaettuihin yksivaiheisiin asynkronimoottoreihin.

④ Luokittelu käyttötarkoituksen mukaan

Sähkömoottorit voidaan käyttötarkoituksensa mukaan jakaa käyttömoottoreihin ja säätömoottoreihin.

Sähkökäyttöiset moottorit jaetaan edelleen sähkötyökaluihin (mukaan lukien poraus-, kiillotus-, kiillotus-, uritus-, leikkaus- ja laajennustyökalut), kodinkoneiden sähkömoottoreihin (mukaan lukien pesukoneet, sähkötuulettimet, jääkaapit, ilmastointilaitteet, tallentimet, videonauhurit, DVD-soittimet, pölynimurit, kamerat, sähköpuhaltimet, sähköparranajokoneet jne.) ja muihin yleisiin pieniin mekaanisiin laitteisiin (mukaan lukien erilaiset pienet työstökoneet, pienkoneet, lääketieteelliset laitteet, elektroniset instrumentit jne.).

Ohjausmoottorit jaetaan edelleen askelmoottoreihin ja servomoottoreihin.
⑤ Luokittelu roottorin rakenteen mukaan

Roottorin rakenteen mukaan sähkömoottorit voidaan jakaa häkkimäisiin induktiomoottoreihin (aiemmin tunnettu nimellä oravahäkkimoottorit) ja käämimäisiin induktiomoottoreihin (aiemmin tunnettu nimellä käämimäiset asynkronimoottoreiden).

⑥ Luokiteltu käyttönopeuden mukaan

Sähkömoottorit voidaan jakaa käyttönopeuden mukaan suurnopeusmoottoreihin, hidasnopeusmoottoreihin, vakionopeusmoottoreihin ja muuttuvanopeusmoottoreihin.

⑦ Luokittelu suojamuodon mukaan

a. Avoin tyyppi (kuten IP11, IP22).

Tarvittavaa tukirakennetta lukuun ottamatta moottorissa ei ole erityistä suojausta pyöriville ja jännitteisille osille.

b. Suljettu tyyppi (kuten IP44, IP54).

Moottorikotelon sisällä olevat pyörivät ja jännitteiset osat tarvitsevat tarvittavan mekaanisen suojauksen vahingossa tapahtuvan kosketuksen estämiseksi, mutta se ei merkittävästi estä ilmanvaihtoa. Suojamoottorit jaetaan seuraaviin tyyppeihin niiden erilaisten ilmanvaihto- ja suojausrakenteiden mukaan.

ⓐ Verkkopeitteen tyyppi.

Moottorin tuuletusaukot on peitetty rei'itetyillä suojuksilla, jotka estävät moottorin pyörivien ja jännitteisten osien joutumisen kosketuksiin ulkoisten esineiden kanssa.

ⓑ Tippatiivis.

Moottorin tuuletusaukon rakenne voi estää pystysuunnassa putoavien nesteiden tai kiinteiden aineiden pääsyn suoraan moottorin sisään.

ⓒ Roiskevesitiivis.

Moottorin tuuletusaukon rakenne estää nesteiden tai kiinteiden aineiden pääsyn moottorin sisään mihin tahansa suuntaan 100 °:n pystysuorassa kulmassa.

ⓓ Suljettu.

Moottorikotelon rakenne voi estää ilman vapaan vaihtumisen kotelon sisällä ja ulkopuolella, mutta se ei vaadi täydellistä tiivistystä.

ⓔ Vedenpitävä.
Moottorikotelon rakenne voi estää tietyn paineen alaisen veden pääsyn moottorin sisään.

ⓕ Vesitiivis.

Kun moottori upotetaan veteen, moottorikotelon rakenne voi estää veden pääsyn moottorin sisään.

ⓖ Sukellustyyli.

Sähkömoottori voi toimia vedessä pitkään nimellispaineen alaisena.

ⓗ Räjähdyssuojattu.

Moottorikotelon rakenne estää moottorin sisällä tapahtuvan kaasuräjähdyksen leviämisen moottorin ulkopuolelle, mikä aiheuttaisi palavan kaasun räjähdyksen moottorin ulkopuolella. Virallinen kertomus ”Konetekniikan kirjallisuudesta”, insinöörien huoltoasema!

⑧ Luokiteltu ilmanvaihto- ja jäähdytysmenetelmien mukaan

a. Itsejäähtyvä.

Sähkömoottorit jäähdyttävät niitä yksinomaan pinnan säteilyn ja luonnollisen ilmavirran avulla.

b. Itsejäähdytteinen tuuletin.

Sähkömoottoria käyttää tuuletin, joka syöttää jäähdytysilmaa moottorin pinnan tai sisäosan jäähdyttämiseksi.

c. Hän jäähdytti tuulettimella.

Jäähdytysilmaa syöttävä tuuletin ei ole itse sähkömoottorin käyttämä, vaan sitä käytetään itsenäisesti.

d. Putkilinjan ilmanvaihdon tyyppi.

Jäähdytysilmaa ei johdeta sisään tai poisteta suoraan moottorin ulkopuolelta tai sisältä, vaan se johdetaan sisään tai poistetaan moottorista putkistojen kautta. Putkistojen tuuletukseen tarkoitetut puhaltimet voivat olla itsejäähdytteisiä tai muita puhallinjäähdytteisiä.

e. Nestejäähdytys.

Sähkömoottorit jäähdytetään nesteellä.

f. Suljetun kierron kaasujäähdytys.

Moottorin jäähdytykseen käytettävä väliaine kiertää suljetussa piirissä, joka sisältää moottorin ja jäähdyttimen. Jäähdytysväliaine imee lämpöä kulkiessaan moottorin läpi ja vapauttaa lämpöä kulkiessaan jäähdyttimen läpi.
g. Pintajäähdytys ja sisäinen jäähdytys.

Jäähdytysväliainetta, joka ei kulje moottorin johtimen sisäpuolen läpi, kutsutaan pintajäähdytykseksi, kun taas jäähdytysväliainetta, joka kulkee moottorin johtimen sisäpuolen läpi, kutsutaan sisäiseksi jäähdytykseksi.

⑨ Luokittelu asennusrakenteen muodon mukaan

Sähkömoottoreiden asennusmuoto esitetään yleensä koodeilla.

Koodia edustaa lyhenne IM, joka tarkoittaa kansainvälistä asennusta.

IM-algoritmin ensimmäinen kirjain edustaa asennustyypin koodia, B edustaa vaakasuoraa asennusta ja V edustaa pystysuoraa asennusta;

Toinen numero edustaa ominaisuuskoodia, joka ilmaistaan ​​arabialaisilla numeroilla.

⑩ Luokittelu eristystason mukaan

A-taso, E-taso, B-taso, F-taso, H-taso, C-taso. Moottoreiden eristystasoluokitus on esitetty alla olevassa taulukossa.

⑪ Luokiteltu nimellistyötuntien mukaan

Jatkuva, ajoittainen ja lyhytaikainen työjärjestelmä.

Jatkuva käyttöjärjestelmä (SI). Moottori varmistaa pitkäaikaisen toiminnan tyyppikilvessä ilmoitetulla nimellisarvolla.

Lyhytaikainen käyttöaika (S2). Moottori voi toimia vain rajoitetun ajan tyyppikilvessä määritellyn nimellisarvon alapuolella. Lyhytaikaiselle käytölle on neljä kestostandardia: 10 min, 30 min, 60 min ja 90 min.

Jaksottainen käyttöjärjestelmä (S3). Moottoria saa käyttää vain jaksottaisesti ja jaksoittain tyyppikilvessä määritellyn nimellisarvon alapuolella, joka ilmaistaan ​​prosentteina 10 minuuttia sykliä kohden. Esimerkiksi FC = 25 %; Näistä S4–S10 kuuluvat useisiin jaksottaiseen käyttöjärjestelmään eri olosuhteissa.

9.2.3 Sähkömoottoreiden yleisiä vikoja

Sähkömoottoreissa ilmenee usein erilaisia ​​vikoja pitkäaikaisen käytön aikana.

Jos vääntömomentin siirto liittimen ja reduktorin välillä on suuri, laipan pinnan liitosreikä kuluu voimakkaasti, mikä lisää liitoksen sovitusrakoa ja johtaa epävakaaseen vääntömomentin siirtoon; Laakerin asennon kuluminen moottorin akselin laakerin vaurioitumisen vuoksi; Akselinpäiden ja kiilaurien välinen kuluminen jne. Tällaisten ongelmien esiintymisen jälkeen perinteiset menetelmät keskittyvät pääasiassa korjaushitsaukseen tai harjapinnoituksen jälkeiseen koneistukseen, mutta molemmilla on tiettyjä haittoja.

Korkean lämpötilan korjaushitsauksen aiheuttamaa lämpöjännitystä ei voida täysin poistaa, joten se on altis taivutukselle tai murtumiselle. Harjapinnoitusta rajoittaa kuitenkin pinnoitteen paksuus, ja se on altis hilseilylle. Molemmissa menetelmissä käytetään metallia metallin korjaamiseen, mikä ei voi muuttaa "kovan ja kovan" suhdetta. Erilaisten voimien yhteisvaikutuksessa se aiheuttaa silti uudelleenkulumista.

Nykyaikaiset länsimaat käyttävät usein polymeerikomposiittimateriaaleja korjausmenetelminä näiden ongelmien ratkaisemiseksi. Polymeerimateriaalien käyttö korjauksessa ei vaikuta hitsauksen lämpöjännitykseen, eikä korjauksen paksuutta ole rajoitettu. Samaan aikaan tuotteen metallimateriaaleilla ei ole joustavuutta absorboida laitteen iskuja ja tärinää, välttää uudelleenkulumisen mahdollisuutta ja pidentää laitekomponenttien käyttöikää, mikä säästää yrityksiltä paljon seisokkiaikoja ja luo valtavaa taloudellista arvoa.
(1) Vikailmiö: Moottori ei käynnisty kytkennän jälkeen

Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Staattorikäämin johdotusvirhe – tarkista johdotus ja korjaa virhe.

② Staattorikäämityksen katkos, maadoitusoikosulku, roottorin moottorin käämityksen katkos – tunnista vika ja korjaa se.

③ Liian suuri kuormitus tai juuttunut voimansiirtomekanismi – tarkista voimansiirtomekanismi ja kuormitus.

④ Käämityn roottorimoottorin roottoripiirin katkos (huono kosketus harjan ja liukurenkaan välillä, katkos reostaatissa, huono kosketus johdossa jne.) – paikanna katkoskohta ja korjaa se.

⑤ Virtalähteen jännite on liian alhainen – tarkista syy ja korjaa se.

⑥ Virtalähteen vaihekatkos – tarkista virtapiiri ja palauta kolmivaihekytkentä.

(2) Vikailmiö: Moottorin lämpötila nousee liikaa tai se savuttaa

Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Ylikuormitettu tai käynnistetty liian usein – vähennä kuormitusta ja vähennä käynnistysten määrää.

② Vaihehäviö käytön aikana – tarkista virtapiiri ja palauta kolmivaihekytkentä.

③ Staattorikäämin johdotusvirhe – tarkista johdotus ja korjaa se.

④ Staattorikäämi on maadoitettu ja kierrosten tai vaiheiden välillä on oikosulku – selvitä maadoituksen tai oikosulun sijainti ja korjaa se.

⑤ Häkkiroottorin käämitys on rikki – vaihda roottori.

⑥ Käämityksen puuttuva vaihe – tunnista vika ja korjaa se.

⑦ Staattorin ja roottorin välinen kitka – Tarkista laakerit ja roottori muodonmuutosten varalta, korjaa tai vaihda.

⑧ Huono ilmanvaihto – tarkista, onko ilmanvaihto esteetön.

⑨ Jännite liian korkea tai liian matala – Tarkista syy ja korjaa se.

(3) Vikailmiö: Liiallinen moottorin tärinä

Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Epätasapainoinen roottori – tasaus.

② Epätasapainoinen hihnapyörä tai taipunut akselin jatke – tarkista ja korjaa.

③ Moottori ei ole linjassa kuorman akselin kanssa – tarkista ja säädä laitteen akseli.

④ Moottorin virheellinen asennus – tarkista asennus- ja perustusruuvit.

⑤ Äkillinen ylikuormitus – vähennä kuormitusta.

(4) Vikailmiö: Epänormaali ääni käytön aikana
Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Staattorin ja roottorin välinen kitka – Tarkista laakerit ja roottori muodonmuutosten varalta, korjaa tai vaihda.

② Vaurioituneet tai huonosti voidellut laakerit – vaihda ja puhdista laakerit.

③ Moottorin vaihekatkos – tarkista avoin piiri ja korjaa se.

④ Terän törmäys koteloon – tarkista ja korjaa viat.

(5) Vikailmiö: Moottorin nopeus on liian alhainen kuormituksen alaisena

Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Virtalähteen jännite on liian alhainen – tarkista virtalähteen jännite.

② Liian suuri kuorma – tarkista kuorma.

③ Häkkiroottorin käämitys on rikki – vaihda roottori.

④ Käämitysroottorin lankaryhmän yhden vaiheen huono tai katkennut kontakti – tarkista harjan paine, harjan ja liukurenkaan välinen kontakti sekä roottorin käämitys.
(6) Vikailmiö: Moottorin kotelo on jännitteinen

Syyt ja käsittelymenetelmät ovat seuraavat.

① Huono maadoitus tai korkea maadoitusvastus – Kytke maadoitusjohto määräysten mukaisesti huonon maadoituksen aiheuttamien vikojen välttämiseksi.

② Käämit ovat kosteita – kuivaa ne.

③ Eristysvaurio, johdon törmäys – Korjaa eristys kastamalla maalia, kytke johdot uudelleen. 9.2.4 Moottorin käyttöohjeet

① Ennen purkamista puhalla moottorin pinnalla oleva pöly pois paineilmalla ja pyyhi pinta puhtaaksi.

② Valitse moottorin purkamista varten työpaikka ja puhdista työmaaympäristö.

③ Perehtynyt sähkömoottoreiden rakenteellisiin ominaisuuksiin ja huoltoteknisiin vaatimuksiin.

④ Valmistele tarvittavat työkalut (mukaan lukien erikoistyökalut) ja laitteet purkamista varten.

⑤ Moottorin toimintahäiriöiden paremman ymmärtämisen varmistamiseksi ennen purkamista voidaan olosuhteiden salliessa suorittaa tarkastustesti. Tätä varten moottori testataan kuormitettuna, ja moottorin jokaisen osan lämpötila, ääni, tärinä ja muut olosuhteet tarkistetaan yksityiskohtaisesti. Myös jännite, virta, nopeus jne. testataan. Sitten kuorma irrotetaan ja suoritetaan erillinen tyhjäkäyntitarkastustesti tyhjäkäyntivirran ja tyhjäkäyntihäviön mittaamiseksi, ja tulokset kirjataan muistiin. Virallinen tili “Mechanical Engineering Literature”, insinöörin huoltoasema!

⑥ Katkaise virransyöttö, irrota moottorin ulkoiset johdot ja pidä kirjaa.

⑦ Valitse sopiva jännite-megaohmimittari moottorin eristysresistanssin mittaamiseen. Jotta voidaan verrata viimeisen huollon aikana mitattuja eristysresistanssiarvoja ja määrittää moottorin eristyksen muutostrendi ja eristyksen tila, eri lämpötiloissa mitatut eristysresistanssiarvot on muunnettava samaan lämpötilaan, yleensä 75 ℃:een.

⑧ Testaa absorptiosuhde K. Kun absorptiosuhde K > 1,33, se osoittaa, että moottorin eristys ei ole kärsinyt kosteudesta tai kosteusaste ei ole vakava. Jotta voidaan verrata aiempiin tietoihin, on myös tarpeen muuntaa missä tahansa lämpötilassa mitattu absorptiosuhde samaan lämpötilaan.

9.2.5 Sähkömoottoreiden huolto ja korjaus

Kun moottori käy tai toimii virheellisesti, on neljä tapaa estää ja poistaa viat ajoissa: katsomalla, kuuntelemalla, haistamalla ja koskettamalla moottorin turvallisen toiminnan varmistamiseksi.

(1) Katso

Tarkkaile, esiintyykö moottorin käytön aikana poikkeavuuksia, jotka ilmenevät pääasiassa seuraavissa tilanteissa.

① Kun staattorikäämitys on oikosulussa, moottorista voi näkyä savua.

② Kun moottori on pahasti ylikuormittunut tai sen vaiheet menevät ohi, nopeus hidastuu ja kuuluu voimakas "surina"-ääni.

③ Kun moottori käy normaalisti, mutta pysähtyy äkillisesti, löysässä liitoksessa voi esiintyä kipinöitä; Tämä voi johtua siitä, että sulake on palanut tai jokin osa on jumissa.

④ Jos moottori tärisee voimakkaasti, se voi johtua voimansiirtolaitteen jumiutumisesta, moottorin huonosta kiinnityksestä, löysistä perustuspulteista jne.

⑤ Jos moottorin sisäisissä koskettimissa ja liitoksissa on värimuutoksia, palamisjälkiä ja savutahroja, se voi viitata paikalliseen ylikuumenemiseen, huonoon kosketukseen johdinliitännöissä tai palaneisiin käämeihin.

(2) Kuuntele

Moottorin tulisi normaalin käytön aikana tuottaa tasaista ja kevyttä "surinaa" ilman melua tai erityisiä ääniä. Jos melua, kuten sähkömagneettista melua, laakerimelua, tuuletusmelua, mekaanista kitkamelua jne., kuuluu liikaa, se voi olla merkki toimintahäiriöstä tai sen ilmiöstä.

① Jos moottorista lähtevä sähkömagneettinen kohina on kovaa ja raskasta, siihen voi olla useita syitä.

a. Staattorin ja roottorin välinen ilmarako on epätasainen, ja ääni vaihtelee korkeasta matalaan samalla aikavälillä korkeiden ja matalien äänten välillä. Tämä johtuu laakerin kulumisesta, joka estää staattorin ja roottorin välisen epäkeskisyyden.

b. Kolmivaihevirta on epätasapainossa. Tämä johtuu virheellisestä maadoituksesta, oikosulusta tai kolmivaihekäämin huonosta kontaktista. Jos ääni on hyvin vaimea, se osoittaa, että moottori on vakavasti ylikuormitettu tai vaihe-ero on loppumassa.

c. Löysä rautasydän. Moottorin tärinä käytön aikana löysää rautasydämen kiinnityspultteja, jolloin rautasydämen piiteräslevy löystyy ja aiheuttaa ääntä.

② Laakeriääntä on tarkkailtava usein moottorin käytön aikana. Tarkkailumenetelmä on painaa ruuvimeisselin toista päätä laakerin kiinnityskohtaa vasten ja pitää toista päätä lähellä korvaa, jotta kuulet laakerin käyntiäänen. Jos laakeri toimii normaalisti, sen ääni on jatkuvaa ja pientä "kahinaa" ilman korkeuden vaihteluita tai metallin kitkaääntä. Jos seuraavia ääniä esiintyy, niitä pidetään epänormaalina.

a. Laakerin käydessä kuuluu "narinaa", joka on metallin kitkaääni ja yleensä johtuu öljyn puutteesta laakerissa. Laakeri on purettava ja lisättävä sopiva määrä voitelurasvaa.

b. Jos kuuluu nariseva ääni, se johtuu pallon pyörimisestä ja yleensä voitelurasvan kuivumisesta tai öljyn puutteesta. Voit lisätä sopivan määrän rasvaa.

c. Jos kuuluu "naksahtelua" tai "natisevaa" ääntä, se johtuu kuulan epäsäännöllisestä liikkeestä laakerissa, joka johtuu kuulan vaurioitumisesta laakerissa tai moottorin pitkäaikaisesta käytöstä ja voiteluaineen kuivumisesta.

③ Jos voimansiirtomekanismi ja käyttömekanismi tuottavat jatkuvia ääniä vaihtelevien äänien sijaan, niitä voidaan käsitellä seuraavilla tavoilla.

a. Säännölliset "poksahtavat" äänet johtuvat epätasaisista hihnaliitoksista.

b. Säännöllinen "jyskyttävä" ääni johtuu löysästä kytkimestä tai hihnapyörästä akseleiden välillä sekä kuluneista kiiloista tai kiilaurista.

c. Epätasainen törmäysääni johtuu tuulen lapojen törmäämisestä tuulettimen suojukseen.
(3) Haju

Moottorin hajun haistamalla voidaan myös tunnistaa ja estää vikoja. Jos havaitaan erityinen maalin haju, se osoittaa, että moottorin sisälämpötila on liian korkea; jos havaitaan voimakas palaneen tai palaneen haju, se voi johtua eristyskerroksen rikkoutumisesta tai käämityksen palamisesta.

(4) Kosketa

Moottorin joidenkin osien lämpötilan koskettaminen voi myös määrittää toimintahäiriön syyn. Turvallisuuden varmistamiseksi kädenselällä tulisi koskettaa moottorin kotelon ja laakerien ympäröiviä osia. Jos lämpötilassa havaitaan poikkeavuuksia, syitä voi olla useita.

① Huono ilmanvaihto. Kuten irronnut tuuletin, tukkeutuneet ilmanvaihtokanavat jne.

② Ylikuormitus. Aiheuttaa liiallista virtaa ja staattorikäämityksen ylikuumenemista.

③ Oikosulku staattorikäämien välillä tai kolmivaihevirran epätasapaino.

④ Tiheä käynnistys tai jarrutus.

⑤ Jos laakerin ympärillä oleva lämpötila on liian korkea, se voi johtua laakerivauriosta tai öljyn puutteesta.