三相异步电动机的维护毕业论文.doc

摘 要:近几十年来，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，中、小功率电动机在工农业生产及人们的日常生活中都有极其广泛的的应用。特别是乡镇企业及家用电器的迅速，更需要大量的中小功率电动机。由于这种电动机的发展及广泛的应用，它的使用、保养和维护工作也越来越重要。本文主要介绍了电动机技术发展及现状、工作原理、电动机的运行维护。关键词：技术现状 工作原理 运行维护In recent decades, with the power electronic technology, microelectronics technology and the development of modern control theory, the small power motor in industrial and agricultural production and Peoples Daily lives have extremely extensive application especially the town enterprise and household appliances quickly, need a lot more of small and medium-sized power motors due to this kind of motor development and the widespread application, its use and maintenance work is becoming more and more important to maintain this article mainly introduced the motor technology development and working principle of motor operation maintenance目 录1引言31.1论文中心思想41.2三相异步电机的概念41.2.1电机组的结构41.2.2简述三相异步电机的工作原理52 电动机保护及其装置62.1安装在电动机内部的保护装置62.2安装在电动机外部的保护装置72.2.1过载热保护及装置72.2.2过载电流保护及装置72.2.3漏电保护及装置72.2.4短路保护及装置72.2.5缺相保护及装置82.2.6欠压保护及装置82.2.7失压保护及装置93电动机的运行维护93.1电动机启动前的准备93.2电动机运行中的监视103.3 电动机运行中的注意事项113.4检修方法124 三相异步电动机日常保养方法125结语13参考文献14 三相异步电动机的维护与保养1引言 在昆仑机电实习的两个月的日子里，日常电机生产维修维护工作中，以及平时与工人师傅们的指导与交流，使我认识到许多时候电机的损伤在正确的操作与维护中是可以有效避免的。电机作为一切机床、机器的核心动力器件，它的正常工作与否，直接关系到机器的运行与效率。为了确保机器的正常运行，保证生产效率，避免资源浪费，我们需要有一套系统的电机维护与保养的方法。在这些方法的指导下，正确合理的做到边使用边维护，以求达到维护电机，延长其使用寿命的目的。1.1论文中心思想三相异步电机的维护与保养主要可以分为对安装在电动机内部的保护以及安装在电动机外部部分的保护。以下便是基于这两个部分的维护与保养展开论述的。为了能够较为全面的对电机的整体进行维护与保养，我认真的观察学习了三相异步电动机的结构与原理，与师傅们讨论交流吸取他们的良好经验，查阅材料整合了所学的知识，并积极在日常工作中实践归纳总结。从过载保护，短路保护，温度保护、欠压、失压保护，漏电保护等多方面考虑了三相异步电机的维护与保养。1.2三相异步电机的概念三相异步电机是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。1.2.1电机组的结构电机的机组结构主要由磁路部分，电路部分以及机械三部组成，如图。磁路又是由定子铁心和转子铁心构成的。 定子铁心是由0.35mm0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成，减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口，用来嵌放定子绕圈用的。转子铁心用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。电路部分是由定子绕组和转子绕组构成的。定子绕组三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。机械部分主要是机座、端子、轴和轴承等组成。 图1-11.2.2简述三相异步电机的工作原理这是一台三相笼型异步电动机工作原理的示意图。定子铁心里嵌放着对称的三相绕组U1-U2、V1-V2、W1-W2。转子槽内放有导条，导条两端用短路环短接起来，形成一个笼型的闭合绕组。当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 三相异步电动机转动的基本工作原理是：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。 2 电动机保护及其装置根据保护装置的装设部位分为两大类：1.安装在电动机内部的保护装置；2.安装在电动机外部的各种保护装置。2.1安装在电动机内部的保护装置1.温度保护及装置。（1）双金属盘式温度保护器。这种温度保护器通常装在电动机端盖上，其体积和触头的电流容量一般都较大，外壳用酚醛塑料制成。双金属盘式温度保护器不但对温度敏感，而且对电流也敏感，因此它具有更全面的保护功能。（2）嵌入式温度保护器。这种温度保护器通常装在电动机绕组中、绕组表面或绕组端面上，与电动机绕组一起进行浸渍处理。嵌入式温度保护器具有体积小、灵敏度高、可靠性好等优点，常用于各类小容量电动机的直接保护。（3）热断式温度保护器。这种温度保护器是一次性动作的热保护器。由于感温材料融化后不能复原，所以这种保护器只能一次性使用，它通常装在电动机的外壳上。（4）正温度系数热敏电阻式温度保护器。这类温度保护器是一种对温度敏感的新型半导体元件（简称PTC），即通称的热敏电阻。为准确反应电动机绕组的温度，通常在电动机制造时将其埋设在定子绕组中，导线绑扎后有电动机接线盒引出。此外，热敏电阻也可用于检测电动机断相温度信号，实现断相保护。2.2安装在电动机外部的保护装置2.2.1过载热保护及装置通常，交流电动机的故障主要是定子绕组损坏造成的。这些绕组的损坏大多是电动机过载引起的。电动机过载运行时，会出现电流增加，绕组过热现象。如果时间过长，就会损坏绝缘。过载热保护装置的功能就是在电动机过载情况下，及时切断电源，限制电动机过热时间，防止绝缘损坏。其保护原理是通过热效应元件对电动机过载时增大的电流灵敏反应而发生动作，以断开电路。常用的有双金属片热继电器和空气断路器。其中热继电器纯属过载热保护装置，只起过载热保护，对短路、欠电压等不具备保护功能；空气断路器的保护功能较多，可同时起电流过载热保护、短路保护、欠电压保护等多种功能。2.2.2过载电流保护及装置（1）用于小电流过载保护时，造成电动机不能充分发挥其过载能力。这是因为，感应式继电器的动作电流最长延迟时间只有60s，而实际上电动机在过载20%的情况下至少能完全运行20min。（2）过载电流保护装置与电动机之间无直接的热联系，当造成绝缘损坏的主要危险过热不是由电流过大所引起的，而是由通风不良、机械损耗增大等原因引起的，过载电流保护无效。2.2.3漏电保护及装置当人体可能触及的电动机漏电时，保护装置以人体接触的安全电压值或流过人体的安全电流值为基准，自动及时切断电源，以保护人身安全，这种保护称为电动机的漏电保护。在中性点直接接地的低压电网中，为提高接地保护的保护效果，可在电动机的电源侧装设漏电开关（漏电保护器）。当电动机发生碰壳故障时，漏电开关立即动作，切断电源，从而壳防止人身触电。2.2.4短路保护及装置（1）对于单台电动机，熔体的额定电流（IRe）应大于或等于电动机额定电流（In）的1.5-2.5倍，即IRe(1.5-2.5)In。电动机轻载起动时间较短时，系数可取1.5；带负载起动、起动时间较长或起动频繁时，系数可取2.5.（2）对于多台电动机，熔体的额定电流（IRe）应大于或等于最大一台电动机额定电流（In,max）的1.5-2.5倍加上同时使用的其他电动机额定电流之和（In），即IRe(1.5-2.5)In,max+In。（3）熔断器的额定电压和额定电流不应小于线路的额定电压和所装熔体的额定电流，熔断器的型式随线路要求和安装条件而定。2.2.5缺相保护及装置（1）利用灯光信号报警装置或双刀开关对三相异步电动机进行缺相保护。由于三相异步电动机的缺相运行大多是一相熔断器熔断造成的，所以在条件简陋而又有值班人员经常值班的场合，给每一项熔断器并联一只小红色灯泡，就可及时发现一相断线故障。这种方法只能反映熔断器熔断所引起的缺相运行，而不能反映其他原因造成的断相故障。此外，由于灯泡只能给出故障信号，不能产生保护动作，所以值班人员必须经常注意监视。（2）利用欠电流继电器对三相异步电动机进行缺相保护。在电动机的每相线路中个串联一个欠电流继电器，分别流过三相线电流。当电动机正常运行时，三个继电器的常开触点全部接通。当某相发生断线故障时，串联在该相的欠电流继电器就因失电而动作，断开接触器的线圈电路，电动机脱离电源，于是电动机停转。这种保护方案具有动作准确、可靠的优点，其缺点是继电器线圈长期通过电动机的工作电流，而且当电动机容量较大时，还需要配用电流互感器，因而费用较高。但对一些重要的生产机械或科研设备来说，采用欠电流继电器来保护电动机，还是很适宜的。 （3）带缺相保护装置的热继电器。其结构特点是在普通热继电器结构的基础上增加了一个差动机构，该继电器即可对三相均衡过载起保护作用，又可对缺相运行起保护作用。2.2.6欠压保护及装置电动机的转矩、定子电流与电压有着密切关系。当电源电压上下波动时，电动机的电磁转矩和定子电流相应发生变化。与过电压相比，电动机欠电压运行的危害更大，电磁转矩与电压平方成正比地减少，导致电动机的转速下降，温升增高，严重时导致电动机闷车。通常，500V以下低压电动机多采用空气断路器作为欠压保护装置。当电压低于某一整定值时，空气断路器的欠压脱扣器便动作，使电动机的主电路断开。此外，也可采用接触器自锁控制线路来避免电动机欠压运行当线路电压下降到一定值（一般为额定电压的85%左右）时，接触器线圈的两端电压也同样下降到该值，从而使接触器线圈的磁通减弱，产生的电磁引力减少。当电磁吸力减少到小于反作用弹簧的拉力时，动铁芯被迫释放，带动着主触头、自锁触头同时断开，自动切断主电路和控制短路，于是电动机失电停转，从而达到欠压保护的目的。2.2.7失压保护及装置当电网由于某种原因而突然停电时，电源电压下降为零，电动机停转，生产机械也随之停转。一般情况下，生产机械的操作人员不可能及时拉开电源开关。如果不采用失压保护措施，当电网故障排除，电源恢复供电时，电动机便会自行运作，从而生产机械也随之转动，此时很可能造成人身和设备事故，并引起电网过电流和瞬间网络电压下降。因此，电动机应有失压（零压）保护电器。在电动机的电气控制线路中，起失压保护作用的电器是接触器和中间继电器。当电网停电时，接触器和中间继电器中的电流消失，电磁吸力减小为零，动铁芯释放，触头复位，从而切断主电路和控制短路的电源。当电网恢复供电时，若不重新按下起动按钮，则电动机就不会自行起动。这样，就达到了对电动机的失压（零压）保护的目的。3电动机的运行维护电动机日常运行的维护主要包括电动机启动前的准备，启动运行中的监控，以及对器件的检修等 3.1电动机启动前的准备为了保证电动机正常安启动全地，一般启动前应作好下述准备：（1） 检查电源是否有电，电压是否正常，若电源电压过高或过低，都不宜启动。（2） 启动器是否正常，如零部件有无损坏，使用是否灵活，触头接触是否良好，接线是否正确、牢固等。（3） 熔丝规格大小是否合适，安装是否牢固，有无熔断或损伤。（4） 电动机接线板上接头有无松动或氧化。（5） 检查传动装置，如皮带轻紧是否合适，连接是否牢固，联轴器的螺丝、销子是否紧固等。（6） 传动电动机转子和负载机械的转轴，看其转动是否灵活。（7） 检查电动机及启动电器外壳是否接地，接地线有无断路，接地螺丝是否松动、脱落等。（8） 搬开电动机周围的杂物并清除机座表面灰尘、油垢等。（9） 检查负载机械是否妥善地作好了启动准备。（10） 对正常运行中的绕线式电动机，应经常观察电动机滑环有无偏心摆动现象；观察滑环的火花是否发生异常现象。滑环上碳刷是否要更换。 启动时注意的问题（1） 接通电源后，如果电动机不转，应立即切断电源，绝不能迟疑等待，更不能带电检查电动机发故障，否则将会烧毁电动机和发生危险。（2） 启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况，以及线路上的电流表和电压表的指示，若有异常现象，应立即断电检查，待故障排除后，载行启动。（3） 利用手动补偿器或手动星三角启动器启动电动机时，特别要注意操作顺序。一定要先将手柄推到启动位置，待电动机转速稳定后再拉到运转位置，防止误操作造成设备和人身事故。（4） 同一线路上的电动机不应同时启动，一般应由大到小逐台启动以免多太电动机同时启动，线路上电流太大。电压降低过多，造成电动机启动困难引起线路故障或使开关设备跳闸。（5） 启动时，若电动机的旋转方向反了，应立即切断电源，将三相电源线中的任意两相互换一下位置，即可改变电动机转向。3.2电动机运行中的监视电动机在运行时，值班工作人员可以通过仪表和感觉器官监视其运行情况，以便及早发现问题，减少或避免故障的发生。师傅告诉我们这是在工作中最为有效的维护电机的方式。它包括（1）监视电动机的温度电动机正常运行时会发热，使电动机温度升高，但不应超出允许的限度。如果电动机负载过大，使用环境温度过高，通风不畅或运行中发生故障，就会使其温度超出允许限度，导致绕组过热烧毁，因此电动机温度的高低是反映电动机运行的主要标志，在运行中经常检查。判断电动机是否过热，可以用以下方法凭手的感觉，如果以手接触外壳，没有烫手的感觉，说明电动机温度正常，如果手放上去烫得马上缩回来，说明电动机已经过热、在电动机外壳上滴23滴水，如果只冒热气没有声音，则说明电动机没有过热，如果水滴急剧汽化同时伴有咝咝声，说明电动机已经过热、判别电动机是否过热的准确方法还是用温度计测量。发现电动机过热应该立即停车检查，等查明原因，排除故障后再行使用。（2）监视电动机的电流，一般容量较大的电动机应装设电流表，随时对其电流进行监视。若电流大小或三相电流不平衡超过了允许值。应立即停车检查。容量较小的电动机一般不装电流表，但也经常用钳形表测量。（3）监视电动机的电压电动机的电源上最好装设一只电压表和转换开关，以便对其三相电源、压进行监视。电动机的电源电压过高、过低或三相电压不平衡，特别是三相电源缺相，都会带来不良后果。如发现这种情况应立即停车，待查明原因，排除故障后再使用。 3.3 电动机运行中的注意事项注意电动机的振动、响声和气味电动机正常运行时，应平稳、轻快、无异常气味和响声。若发生剧烈振动，噪音和焦臭气味，应停车进行检查修理。注意传动装置的检查电动机运行时要随时注意查看皮带轮或联轴器有无松动，传动皮带是否有过紧、过松的现象等，如果有，应停车上紧或进行调整。注意轴承的工作情况电动机运行中应注意轴承声响和发热情况。若轴承声音不正常或过热，应检查润滑情况是否良好和有无磨损。注意交流电动机的滑环或直流电动机的换向器火花电动机运行中，电刷与换向器或滑环之间难免出现火花。如果所发生的火花大于某一规定限度，尤其是出现放电性的红色电弧火花时，将产生破坏作用，必须及时加以纠正。3.4检修方法检修方法主要是根据工人师傅们的经验而总结出来的，主要的检修方法可以分为4种，他们分别是滚珠法南针法万用表电压法电动机转向法。(1)滚珠法。 如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动,说明正确,否则绕组有接错现象。(2)指南针法。如果绕组没有接错,则在一相绕组中,指南针经过相邻的极(相)组时,所指的极性应相反,在三相绕组中相邻的不同相的极(相)组也相反；如极性方向不变时,说明有一极(相)组反接；若指向不定,则相组内有反接的线圈。(3)万用表电压法。按接线图,如果两次测量电压表均无指示,或一次有读数、一次没有读数,说明绕组有接反处。(4)常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。 4 三相异步电动机日常保养方法连续运转的三相异步电动机，为了其正常工作，除了按操作规程正确使用，运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。间隔时间可根据电动机的类型、使用环境决定。日常保养内容：外观检查，风扇是否工作正常，是否有异常振动，联轴器连接是否可靠，底座固定是否紧固，轴承工作是否正常(听声音），温度是否正常（红外测温仪），定期检查电线接头和开关触点，工作电流是否正常（钳型电流表），另外绕线式电机还须检查碳刷和滑环。触摸温度是否正常，看油位是否标准等。（1） 及时清除电动机机座外部的灰尘、油泥，如使用环境灰尘较多，最好每天清扫一次。（2） 经常检查接线板螺丝是否松动或烧伤。（3） 定期测量电动机的绝缘电阻，若使用环境比较潮湿更应经常测量。（4） 定期用煤油清洗轴承并更换新油（一般半年更换一次），换油时不应上满，一般占油腔的1/21/3，否则，容易发热或甩出，油要从一面加人，可以把没有清洗干净的杂质，从另一面挤出来。（5） 定期检查启动设备，看触头和接线有无烧伤，氧化，接触是否良好等。（6） 绝缘情况的检查。绝缘材料的绝缘能力因干燥程度不同而异，所以保持电动机绕组的干燥是非常重要的。电动机工作环境潮湿、工作间有腐蚀性气体等因素的存在，都会破坏电动机的绝缘。最常见的是绕组接地故障即绝缘损坏，使带电部分与机壳等不应带电的金属部分相碰，发生这种故障，不仅影响电动机正常工作。还会危及人身安全。所以电动机在使用中，应经常检查绝缘电阻，还要注意查看电动机机壳接地是否可靠。（7） 除了按上述几项内容对电动机定期维护外，运行一年后要大修一次。大修的目的在于，对电动机进行一次彻底、全面的检查、维护，增补电动机缺少、磨损的元件，彻底清除电动机内外的灰尘、污物，检查绝缘情况，清洗轴承并检查其磨损情况。（8）轴电流的防范 针对轴电流形成的根本原因，正常情况下，转轴与轴承间有润滑油膜存，起到绝缘作用。对于较低轴电压，这层润滑油膜仍能保护其绝缘性能，不会产生轴电流.加到一定数值时，尤其电动机启动时，轴承内润滑油膜还未稳定形成，轴电压将击穿油膜而放电，构成回路，轴电流将从轴承和转轴金属接触点，该金属接触点很小，这些点电流密度大，瞬间产生高温，使轴承局部烧熔，被烧熔轴承合金碾压力作用下飞溅，轴承内表面上烧出小凹坑。一般在现场采用如下防范措施:在轴端安装接地碳刷，以降低轴电位，使接地碳刷可靠接地，并且与转轴可靠接触，保证转轴电位为零电位，以此消除轴电流。为防止磁不平衡等原因产生轴电流.往往在非轴伸端的轴承座和轴承支架处加绝缘隔板，以切断轴电流的回。为了避免其他电动机附件导线绝缘破损造成的轴电流，往往要求检修运行人员细致检查并加强导线或垫片绝缘，以消除不必要的轴电流隐患。一般通过以上处理，大多电动机的轴电流微乎其微，已对电动机构不成实质上危害。现场实践证明，经上述方式处理后实际使用寿命可由原几十个小时提高到上万小时，效果比较明显，尤其对高压电动机轴电流的防范效果好，对安全生产具有积极作用。5结语 通过与昆仑机电的师傅们的探讨，以及自主的学习与研究，使我对三相电机的维护与保养有了深一层次的认识。对于三相电机的维护与保养有了系统的概念，不在停留于一些日常基础的维护措施了。在今后工作中，我将继续努力总结电机维护与保养方面的知识，以求完善三相电机的维护与保养方法。参考文献1许实章.电机学M.北京：机械工业出版社，1995,7（9）29。2严震池.电机学M.北京：中国电力出版社，1999,12（5）718。3于福鸿.电机运行与维护M.吉林：吉林科学技术出版社，1996。4赵家礼.三相异步电动机检修技术问答M .化学工业出版社,2002，11（7）5678。5谭影航.三相电动机绕组维修.机械工业出版社,2011,8(3)1227。6才家刚.零起点看图学 三相异步电动机维修.化学工业出版社，2009,5（12）2345。7钱守义.三相交流异步电动机维修入门.浙江科学技术出版社,2004,5(1)125。8方大千、 朱征涛.实用电机维修技术.人民邮电出版社，2004,8（10）115。