电机基础知识讲座ppt课件.ppt
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1、常用电机基本知识,电机是什么?电机的工作原理电机的分类电动机的基本结构 电机的外围附件基本技术性能 主要性能指标用户关注的三大指标运行条件,下一页,电动机的选用电动机的现场安装电动机的运行维护保养电动机的常见故障与处理高压电机质量问题的典型范例,电机是什么?,电机是实现能量互相转换的装置。由机械能(由热能、核能、风能、势能等转化)转化为电能的电机称为发电机由电能转化机械能的电机称为电动机电机实现能量相互转化的基础是基于电磁感应定律和电磁力定律,返回,电机的工作原理,交流电动机的工作原理 在交流电动机的定子绕组中,通以三相互为相位角相差120的交流电,从电工学中知道,这个三相交流电在定子铁芯中感
2、应出三相旋转磁场,这个磁场从定子磁轭、齿部、途径定转子之间的气隙进入转子矽钢片的途径,从另一气隙回到定子磁轭中形成一个闭合回路,这时在转子的笼条中感应出了电流,这个电流同时又切割了旋转磁场,根据电动机右手定则,在转子中产生了一个力,而这个力就将轴带动旋转起来。,返回,交流电动机的工作原理图,直流电动机的工作原理,直流电机的定子磁轭,主级磁,气隙和电枢铁芯构成磁路。励磁绕组和电枢绕组的合成磁势在气隙内形成气隙磁场。载流电枢绕组与气隙磁场相互作用产生电磁转矩,依靠电刷和换向器以实现外电路的直流电与电枢绕组中交流电之间的相互转换;并同时借静止气隙磁场一实现电枢绕组中交流电与转轴上机械转矩的相互变换.
3、机械功率和电 机功率分别通过转轴和电刷输入或输出,从而实现机电能量转换。,直流电动机工作原理图,电机的分类,按功能分:发电机、电动机按电源分:直流(DC)电机、交流(AC)电机,交流电机,异步电机,低压,同步电机,高压,返回,我公司的电机种类及用途,返回,电气派生系列,返回,结构派生系列,返回,特殊环境派生系列,返回,专用系列,返回,中型高压电机系列,【特点】,YRKK、YRKK-W系列高压电动机结构先进可靠,性能优良,具有高效、节能、噪声低、振动小、运行安全可靠、安装维护方便等特点,适合于驱动各种不同机械设备,如通风机、水泵、压缩机、破碎机、搅拌机、球磨机、运输机械、化工机械、矿山机械等。,
4、【全散热片结构Y2系列中型高压三相异步电动机】,电动机的基本结构,定子冲片端板压圈扣片,定子铁心,有绕组的定子铁心,机座,定子线圈槽绝缘相间绝缘槽楔引接线,定子绕组,吊攀,定子,笼型异步电动机,轴承装置轴承、轴承内盖及外盖端盖接线盒风扇、风罩,转子,绕线转子转轴铸铝转子平衡块,转子铁心-转子冲片铝笼(导条、端环、风叶、平衡柱)铜笼,返回,主要部件简介,机座 定子铁芯 定子绕组 转子(笼型)轴承 各种原材料在材料成本中的比例,返回,机座,固定定子铁芯,转递扭矩,支持端盖并散热 安装结构:卧式和立式 材质:铸铁和钢板 材料:HT150、HT200、HT250、Q235A,返回,定子铁芯,把电能转换
5、成磁场的桥梁和媒介,由0.5厚的冲片(硅钢板:DR510、DR470、DW470)叠压而成。,返回,定子绕组,由若干根相互绝缘的圆形或矩形线绕制而成,电流的载体,形成磁场;绕组分成:散嵌绕组(低压)1140V及以下 成型绕组(高压)材料:QZ-130、QZ(G)-2/155、QZY-2/180、SB、SBMB,返回,转子(笼型),感生电流的载体旋转部分分成:铸铝转子(低压)铜条(铸铜)转子(高压)绕线转子,返回,轴承,传递机械能的载体低压电机一般选用滚动轴承,其计算寿命一般为20,00040,000小时,即2.55年(连续运转)滚动轴承采用深沟球轴承或圆柱轴承。Y2-225及以下一般选用双面密
6、封轴承Y2-225以上一般选用开启式轴承轴承系列:62XX系列、63XX系列、NU系列、7xxx系列,各轴承厂家水平分类,1类 SKF2类 NSK、NTN、TNT3类 哈瓦洛人本4类 潜山巢湖,关于油脂,对开启式轴承,应定期注油注油脂时要注意:打开油脂出口塞 注意轴承温度,不能多也不能少 油脂分类:高温油脂:应用于轴承温度大于80时 一般油脂锂基脂,返回,各种原材料在材料成本中的比例,硅钢板 35%铜(漆包线)20%灰铁(铸件)20%铝 4%碳结(轴)5%其它 16%,返回,骨架密封圈,一般骨架密封圈的使用寿命仅为2千小时。骨架密封圈抱紧力太大会使轴承发热。SKF波形唇骨架密封圈摩擦降低20,
7、温升降低30,并可加装保护环。,电机的外围附件,电机的热保护元件大致有以下几种:热继电器、PTC温控传感器、热敏开关、铂热电阻传感器(PT100)及其它热感应器。电机在阴冷潮湿的环境中使用时,需要加防潮加热器,如:防潮加热带、防潮加热管等(有高压和低压之分)。每台电机若有外围附件,都配有一本外围附件使用说明书。,返回,PTC温控传感器,热敏开关,电机防潮加热带,铂热电阻传感器(PT100),基本技术性能,工作制(S1S9)电机承受负载情况的说明:按电机工作状态分为九类:S1S9防护等级 安装结构型式 卧式(IMB3、IMB5、IMB35),立式安装(IMV1、IMV15、IMV3等)冷却方式
8、自冷式,自扇冷式,他扇冷式、管道通风式,外装冷却器等 铭牌额定数据(交流),返回,工作制,工作制(S1S9)电机承受负载情况的说明:按电机工作状态分为九类:S1S9用户应尽可能多的提供电机工作制的资料,这也是电机设计的一个主要依据。具体工作制的阐述见下表。,防护等级,全封闭式(IP44、IP54、IP55)防护等级(IP22、IP23)开启式(IP11、IP21),I P,第二位表征数字,第一位表征数字,外壳防护表征数字,返回,外壳防护等级 外壳防护主要是防止人体触电或接近壳内带电部分或转动部分、防止固体异物进入和防止由于进水、油等而引起有害影响,符合GB4942及IEC34-5规定。防护形式
9、的代号及含义如表1。,结构与安装形式,铭牌额定数据(交流),相数:三相、单相频率:50、60、50150Hz电压:单电压、双电压 电流功率:0.12500kW 使用系数Sf 功率因数:Cos 转速:n=(1-S)(60fp);调整 f 即可变频调速,返回,铭牌电压,单电压1001140V 双电压110/220、220/440、230/460(倍比)双电压127/220V,220/380V,230/400V,380/660,400/690V,660/1140V(/Y)/Y电压的关系 W2 U2 V2 W2 U2 V2U1 V1 V1 U1 V1 W1,返回,铭牌电流,三相额定电流 I计算公式,返
10、回,主要性能指标,效率 效率的大小反映了电机的设计和制造水平交流电机 提高了35%,成本增加2030%起动转矩:Tst 2.33.5倍堵转电流:5.57倍 不太影响起动,损耗加大、发热噪声:引起听觉不愉快的声音,dB(A)是单位时间内辐射出来的总声能振动温升:电机在热稳定状态下,某点温度与环境温度之差,返回,振动速度(mm/s),返回,用户关注的三大指标,温升:五大热源 噪声:电磁噪声 通风噪声 机械噪声效率:高效率电机越来越受到用户关注;如高效电机、永磁、同步电机。,返回,五大发热源,五大损耗 定子铜耗 转子铝耗 铁耗 杂散耗 风摩耗 以上五大损耗是电机运行时的五大发热源,返回,运行条件,海
11、拔:一般不超过1000m,高海拔使电机的散热困难,太阳的辐射会加快绝缘老化,必要时绕组要防电晕处理。环温:-1540,温度太低绝缘性能下降;太高则绝缘老化。相对湿度:最湿月(如南方 6、7月份)月平均最高相对湿度为90%,同时该月平均最低,温度不高于25,湿度大绝缘电阻下降,不安全,采用加热带去潮。电压:波动范围95%105%,IEC最新要求10%,返回,电动机的选用一.电动机类型的选用 电动机的类型选用在这里说明如下:1.中小型三相异步电动机具有结构简单、制 造、使用和维护方便。运行可靠以及质量较轻成 本较低的优点。还可以派生各种防护型式以适 合不同环境条件的需要。因此,它广泛用于工 农业和
12、其它国民经济各部门,用于拖动机床、鼓风机、水泵、压缩机、起重卷扬设备、轻工 业和农业加工设备。,返回,2.三相 异步电动机调速性能较差,在要求调 速性能不太宽的场合,如锅炉炉排、出渣机,有些机床等,可采用变极调速电机YD系列。还 有要求小范围内的无极调速,如,造纸、印刷 等机械中可使用电磁调速的YCT系列电机。在 要求有较宽的平滑调速的场合,如传动扎机,矿山卷扬机、大型机床等,就 不如采用直流电 机经济、方便,但是,如采用变频调速技术及 开关磁阻电动机,其调速性能可与直流电机相 媲美。如风机、水泵等。,3.但是三相异步电动机运行时从电网吸取无 功功率。因此,对拖动球磨机、压缩机、风机 等大功率
13、电机及低速电机,则要考虑用户的进 线用电设备应有无功补偿措施,或采用同步电 动机较合理。但同步电动机的转子则要通以直 流电源。,二.电压等级的选用:电机额定电压按GB156-1993标准电机 规定选用,3KV以下的设备与系统的额定电压 见表所列:,注:1)用于电压互感器、继电器等控制系统的电压。2)用于矿井下,热工仪表和机床控制系统的电压。3)使用于单台供电的电压。4)只限煤矿井下及特殊场合使用的电压。,3KV及以上的电压等级最常用的3KV,6KV,10KV。已制成的大型同步发电机则采用10.5 KV,13.8 KV,15.75 KV,18 KV,20KV等电压等级,国外大型发电设备电压已达2
14、7KV或以上。,2.电压等级的选用,按GB956-1993的规 定,选用电压等级时,应满足下列要求:2.1当电机采用3KV及以下,在表中所列数 值之外的直流电压时取3的整数倍,9V以下取 1.5的整数倍。2.2当电机采用1001000V,表中所列数值 之外的直流电压时,应在R10数系内选取。2.3运行期间交流电机端电压在额定转速时 的变化不超过额定值的5%。,三.额定转速选用 在频率一定时,电机的额定转速与电机的磁 极极数有关,磁极越多,电机的额定转速越 低。目前我厂采用的异步电动机的最常用极数 为212极。根据用户需要,最大极数可达60 极。,异步电动机的同步转速等级,当电源频率为 50HZ
15、时,有3000、1500、1000、750、600和 500r/min等;直流电动机的额定转速等级有 3000、1500、1000、750、600、500、400、320、250、200、160、125、100、80、63、50、40、32和25r/min;微特电机的转速每分钟 可达十几万转。,选择电动机转速时,应该注意以下几点:1.应根据被驱动机械最高转速对电气的传动调速系统的要求,以及机械减速的复杂程度和特性,选择电动机的额定转速。2.频繁启动、制动的断续周期工作制的机械,在选择电动机额定转速时,除保证机械所需的最高稳定工作速度之外,还应选择合适的传动比 if。,if=,式中:GDL2电动
16、机(包括电动机轴上的传动 装置)的飞轮力矩注,N.M2 GDe2机械轴上的飞轮力矩,N.M2 nN 电动机的额定转速,r/min,(注):GB3102.3-1993力学的量和单位规 定,采用转动惯量J(也称惯性矩,单位 Kgm2),但考虑电气传动和电机专业中 所采用的许多计算公式都是安飞轮力矩 GDe2(单位为Nm2)给出的,为使用方 便,仍保留GDe2,GDe2=4gJ,式中g为 重力加速度。,3.电动机经常起动,制动和反转,而过渡过程的持续时间对生产率影响不大时,除考虑初期投资外,主要根据过渡过程能量损耗最小的条件来选择额定转速。若过渡过程的持续时间对生产率影响较大,则以持续时间为最短的条
17、件来选择额定转速。,四.运行方式选用 电机的运行方式必须满足被驱动机械的运行要求,以确保安全可靠运行。选用电机的运行方式时,应综合考虑被驱动机械的下列几方面:1.从力学角度考虑负载的类型(是恒载,还是有规律或无规律的冲击负载)。2.机械的转矩转速特性。,3.机械的工作类型(连续工作、短时工作、变负载工作、断续工作)。4.机械的启动频度 5.负载转矩惯量大小。6.是否需要调速(无极变速,有极变速、恒速等)7.机械的起动和制动方式。8.是否需要反转。,电动机的现场装配与安装,中大型电机由于整机重量大,部件重,体积大,不得不采取分体方式来解决运输,吊装问题。因而出现和提出了电机的现场装配问题,实际上
18、,它是厂内工序的延伸和转移。现场装配会出现许多与工厂装配意想不到的问题和困难,因此,必须严格遵守有关程序和步骤。现场装配较多的电机产品是,系列,其中有些是采用滑动轴承结构。分体包装的形式一般把冷却器、电机主体,部分辅件及备件作为分装单元。,返回,装配前的准备,应仔细阅读电动机的安装使用维护说明书及有关图纸、工艺文件,熟悉产品结构、工艺方法、检查要点等。现场拆箱前,应检查包装箱是否完好无损,零部件有无磕碰、锈蚀、损坏、丢失等现象,如有应及时申明和处理。按装箱单(随机资料一般存放在主接线盒内)清点零部件、仪器仪表、备品备件及资料、文件资料等。核对后应准确无误。有问题应及时申明和报告,妥善加以解决。
19、必要的装配工具、测量工具和辅助资料。现场条件的了解与考察,重点是起重机与吊装工具,技术支持水平与能力。,产品的交接与验收,对产品的验收是用户按国家标准所进行的必需程序,尤其是重大产品,目的是检验产品是否为符合国家标准的合格产品。根据电气装置安装规程电气设备交接试验标准的规定进行。,电气检查验收,电机应做到以下项目电气检查:定子绕组的绝缘电阻及吸收比测量测定定子绕组的绝缘电阻可以反映绕组的品质,能判定绝缘是否受潮、沾污和其他绝缘缺陷情况,是一种简便的非破坏性试验。测量绕组的绝缘电阻通常选用兆欧表,测试电压按电机绕组额定电压选择。兆欧表电压的选择见表。,表,如果各相绕组的始末端均引出机壳外,则应分
20、别测量每相绕组对机壳及各相间绝缘电阻;如果绕组只有始端或末端引出机壳外,则只测量绕组对机壳的绝缘电阻。对电机,其绝缘电阻应大于,对电机,其绝缘电阻大于。关于绕组绝缘吸收比的解释:绕组绝缘在直流电压作用下,将流过由充电、吸收和电导三个分量组成的电流。前两者随时间的增加而减少,其中充电电流减少更快(中小型电机在内全部衰减),而吸收电流的衰减速度则与绝缘结构有关。当绝缘干燥、清洁、耐电性能好时,电导电流很小,吸收电流衰减,需几十秒到数分钟才能达到稳定,因此,测得的绝缘电阻随时间的增加而增大。当绝缘受潮、污损时,电导电流很大,吸收现象不明显,绝缘电阻值不随测量时间的增加而增大,因此,标准规定吸收比为时
21、绝缘电阻与时的绝缘电阻的比值,即:.,定子绕组的直流电阻测量测量绕组的直流电阻可用来校核绕组的实际电阻是否符合设计要求,并检查绕组是否存在匝间短路、焊接不良或接线错误。此外,还可以根据冷态、热态电阻之差,确定绕组的平均温升。对于中型电机一般直流电阻均小于,需要精度为.的双臂电桥进行测量。对同一台电机同样绕组,其绕组的直流电阻应相同,允许偏差约为,小电机为,其计算公式为:,(R1+R2+R3)3Rmax(min)R1+R2+R3,定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量,直流耐电压试验与泄漏电流测量是同时进行的。试验电压为额定电压的倍,直流耐压时间min。在.倍额定电压的直流电压作用下,最大泄漏电流超
22、过时,各相泄漏电流的差值应不大于最小一相泄漏电流值的,且试验时泄漏电流应不随时间延长而增大。当泄漏电流随时间和电压不成比例地显著增长时,应及时分析,将其消除。由于做直流耐压试验须分相进行以便将各相泄漏电流的测得值相比较进行分析和判断,因此只对各相绕组的始末端均引至接线端子的电机才进行此项试验。,定子绕组的交流耐压试验,试验电压频率为,并尽可能为正弦波形,试验电压从不超过全值电压的增加,电压自半值增加至全值的时间应不少于。电动机定子绕组交流耐压试验电压的选择见表:,表2,注意事项:耐压试验前,必须首先测量定子绕组对地绝缘电阻,如果电机的绝缘电阻较低,是由于受潮所致,可按说明书要求用加热法或铁损法
23、干燥定子绕组以提高绝缘电阻;做耐压试验时,必须将测温元件端子短路并可靠接地。,(KV),冷却器水压试验,对系列电机所用的水冷却器,为检查出由运输过程中造成冷却器漏水,有条件的用户在安装前可进行水压试验。试验参数为:.a,min无渗漏现象。,检查轴承装置,对未拆掉轴瓦面整体运输的球面滑动轴承,应拆开上轴承座及上半轴瓦,检查轴承内部是否清洁,轴瓦、甩油环及浮动密封圈有无异常及损坏。检查的重点是,轴瓦是否有深度压痕和磕碰,浮动密封圈是否破损研伤和变形,甩油环是否变形和磕碰。轴承重新装好后,按说明书要求的牌号及油位指示加足润滑油。加油时,必须用目网过滤,以避免杂质混入油池。,现场装配,对分体包装的电动
24、机(主要是冷却器、滑动轴承等)在电机就位后进行现场装配。应做到精细 操作,文明施工。定子保护性罩板拆除后,应防止异物掉入定子内。装配时要保证各零部件的清洁度,并防止磕碰,严格按规定吊装位置吊装。为保证整机的防护性能,接缝处所粘贴的海绵橡胶密封条要完整无缝隙。对系列电机,在装配冷却器前,需将外风扇拆下,冷却器装完后,再将外风扇热套在轴上。注意:拆外风扇时,要用火焰迅速加热风扇套,并配用液压或丝杆式拆卸工具拆卸下。在装配整个过程中,应始终注意电机表面涂复层的保护及人身安全。,基础检查与安装,基础检查应首先观察基础表面有无裂纹、气泡,钢筋有无外露及其他缺陷,用铁捶敲击基础,声音应坚实清脆,试凿检查,
25、水泥应无崩塌及散落现象。检查基础中心线的正确性。地脚孔的位置、大小深度尺寸、孔内是否清洁、基础高度、装定子用的凹坑尺寸是否正确。核对基础的尺寸与主机联接位置的正确性,基础表面的水平度及电机底脚的布置是否正确。准备好足够数量校正垫铁,垫铁应规范,尺寸应大于电机地脚尺寸。,电机安装,把清理好认为合格的垫铁放在地脚螺栓两侧合适的位置上备用。用不同厚度的垫片调整电机轴心线的标高和水平位置。调整电机中心 a)滑动轴承电机的转子应按标定的磁力中心线标识准确就位。b)为防止电机转子轴向游动影响主机,电机与主机对接时,要充分考虑电机转子轴向游动间隙,使轴伸游动至最外侧极限位置在两半联轴器之间要予留0.350.
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