电机维修技术培训教材与考核题库

电机维修技术培训教材与考核题库前言本教材旨在系统阐述电机维修的基础理论、实用技能及操作规范，适用于从事电机维修工作的技术人员、学徒工以及相关专业的培训学员。通过本教材的学习与考核，期望学员能够掌握各类常见电机的结构特点、工作原理、故障诊断与排除方法，熟练运用维修工具和仪表，规范执行修理工艺，确保维修质量与安全。本教材注重理论与实践相结合，内容力求精炼、实用，考核题库则旨在检验学习效果，巩固所学知识与技能。第一部分：电机基础知识1.1电机的分类与用途电机是将电能转换为机械能（电动机）或将机械能转换为电能（发电机）的电磁装置。根据能量转换方向，可分为电动机和发电机；根据电源性质，可分为直流电机和交流电机。交流电机又可分为异步电机和同步电机。异步电机因其结构简单、运行可靠、成本低廉，在工农业生产中应用最为广泛；同步电机常用于要求恒速运行或作为发电机运行的场合；直流电机则在需要平滑调速和启动转矩较大的场合得到应用。1.2电机的基本结构尽管电机种类繁多，但其基本结构均由静止部分（定子）和旋转部分（转子）组成，两者之间存在气隙。*定子：通常由定子铁芯、定子绕组和机座构成。定子铁芯是电机磁路的一部分，内圆冲有槽，用以嵌放定子绕组。定子绕组是电机的电路部分，通入电流时产生旋转磁场（对于异步电机）或交变磁场。机座主要起支撑和固定作用。*转子：由转子铁芯、转子绕组和转轴组成。转子铁芯也是磁路的一部分，外圆冲有槽，嵌放转子绕组。转轴用于输出或输入机械转矩。*其他部件：还包括端盖、轴承、轴承盖、风扇、风罩等，分别起支撑转子、减少转动摩擦、通风散热等作用。对于直流电机和同步电机，还会有换向器或集电环、电刷装置等。1.3电机的工作原理简述*三相异步电动机：定子绕组通入三相交流电后，在气隙中产生旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，在转子导体内产生感应电动势和感应电流。载流的转子导体在磁场中受到电磁力的作用，形成电磁转矩，使转子沿着旋转磁场的方向旋转。由于转子转速始终低于旋转磁场的同步转速，故称为“异步”。*直流电动机：定子励磁绕组通入直流电产生主磁场。电枢绕组（转子绕组）通入直流电，在换向器和电刷的作用下，电枢导体中的电流方向随其在磁场中的位置变化而改变，从而保证了电磁转矩的方向恒定，使电机持续旋转。第二部分：电机维修常用工具、仪表及材料2.1常用工具*通用工具：螺丝刀（一字、十字，不同规格）、扳手（活扳手、梅花扳手、套筒扳手）、钳子（尖嘴钳、斜口钳、鲤鱼钳）、手锤、錾子、锉刀、刮刀、手电钻、台虎钳等。*专用工具：拉马（用于拆卸轴承、皮带轮）、绕线模（用于绕制线圈）、划线板（嵌线用）、压线板（嵌线用）、理线板、剪刀、打板、清槽片、槽楔剔除器等。2.2常用仪表*万用表：用于测量电阻、电压、电流等基本电气参数，判断绕组通断、大致绝缘情况。*兆欧表（摇表）：用于测量电机绕组的绝缘电阻，判断绝缘性能好坏。常用电压等级有多种，应根据电机额定电压选择。*钳形电流表：用于在不切断电路的情况下测量交流电流，常用于测量电机空载、负载电流。*直流电桥：用于精确测量绕组的直流电阻，检查绕组是否存在匝间短路或断线。*耐压试验仪：用于对电机进行绝缘耐压试验，考核绝缘的耐受电压能力（此项操作需严格遵守安全规程）。2.3常用材料*导电材料：漆包线（铜漆包线、铝漆包线，不同线径和绝缘等级）、裸铜线、汇流排等。*绝缘材料：绝缘纸（青壳纸、黄蜡布、聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜）、绝缘漆（浸渍漆、覆盖漆，不同耐热等级）、云母制品（云母带、云母板）、槽楔（竹制、环氧玻璃布板）、绑扎带（玻璃丝带、无碱玻璃纤维带）。*其他材料：轴承、润滑脂、清洗剂（汽油、煤油、酒精）、砂纸、棉布、粘结剂等。第三部分：电机常见故障诊断与排除3.1故障诊断的基本方法电机故障诊断应遵循“由外到内、由简到繁、先静后动”的原则。常用方法包括：*直观检查法：观察电机外部有无损坏、变形，接线是否松动、烧焦，有无异响、异味、冒烟，轴承是否漏油、过热等。*仪表检测法：利用万用表、兆欧表、电桥等仪表测量绝缘电阻、直流电阻、电压、电流等参数，与标准值比较，判断故障。*试验法：如空载试验、负载试验，观察电机运行情况，测量相关数据进行分析。*解体检查法：对于无法通过外部检查和仪表检测确定的故障，需解体电机，检查内部部件状况。3.2常见故障现象、原因及排除方法*电机不能启动*原因：电源未接通或电压过低；绕组断路、短路或接地；启动设备故障；负载过重或卡死；轴承损坏卡住。*排除：检查电源及线路；用仪表检查绕组，修复或重绕；检查修理启动设备；减轻负载或排除机械卡阻；更换轴承。*电机启动后转速过低或无力*原因：电源电压过低；绕组匝间短路；鼠笼转子断条或端环开裂；绕线转子电刷与集电环接触不良或转子回路串入电阻过大；负载过大。*排除：检查电源电压；修复或重绕绕组；修复或更换转子；检查电刷装置，调整电阻；检查负载。*电机运行中过热*原因：过载运行；电源电压过高或过低；绕组匝间、相间或接地短路；通风不良（风扇损坏、风道堵塞）；轴承缺油、损坏或装配不良导致摩擦过大；定转子铁芯相擦（扫膛）。*排除：减轻负载；检查电源电压；修复绕组；清理风道，修复风扇；更换轴承，添加润滑脂；检查定转子间隙，排除扫膛原因（如轴承磨损、转子弯曲、铁芯变形）。*电机运行中振动或噪音过大*原因：地脚螺栓松动；电机与负载轴心不对中；转子不平衡；轴承磨损或损坏；定转子气隙不均；铁芯松动或有异物；绕组故障（如不对称）。*排除：紧固地脚螺栓；重新找正；转子校平衡；更换轴承；检查并调整气隙；紧固铁芯，清除异物；检查修复绕组。*电机绝缘电阻降低*原因：绕组受潮；绝缘老化；绕组表面有灰尘、油污；绝缘层受损。*排除：进行干燥处理；更换老化绕组；清洁绕组表面；修复受损绝缘。第四部分：电机主要部件的修理工艺4.1绕组的修理*绕组故障类型：断路、短路（匝间、相间、对地）、接地、接线错误、绝缘老化等。*旧绕组拆除：记录原始数据（线圈匝数、线径、节距、接法、引出线位置等）；加热软化绝缘（烘箱加热或通电加热）；拆除槽楔、线圈。注意避免损伤铁芯。*线圈绕制：根据记录数据制作绕线模；选用合格漆包线；绕制时注意匝数准确，排列整齐，拉力均匀；引出线焊接牢固，做好绝缘处理。*嵌线工艺：清理铁芯槽，垫好槽绝缘；按规定节距嵌线，注意避免损伤导线绝缘和槽绝缘；嵌完一相或整个绕组后，打入槽楔，进行端部整形、绑扎固定。*接线与焊接：按原始记录或接线图进行绕组连接（星形、三角形等）；焊接引线和过桥线，焊点应牢固、光滑、无毛刺，焊后清理并做好绝缘处理。*浸漆与烘干：目的是增强绝缘强度、提高防潮性能和导热性。常用沉浸法。浸漆前进行预烘去潮；浸漆时应使漆液充分渗透；烘干分低温预烘和高温固化，严格控制温度和时间，根据绝缘漆类型确定工艺。4.2铁芯的修理*铁芯故障：硅钢片松动、变色、烧损、齿部弯曲变形、槽内有毛刺等。*铁芯松动修理：对于局部松动，可打入木楔或环氧胶粘结；对于整体松动，可重新压紧并紧固穿心螺杆或铆钉。*铁芯烧损处理：轻微烧损可打磨清理；严重烧损导致硅钢片绝缘损坏时，需局部更换硅钢片或报废铁芯。*槽内清理与修整：用清槽片或锉刀清除槽内杂物、毛刺，确保槽形规整，便于嵌线。4.3换向器与集电环的修理*换向器（直流电机）常见故障：表面磨损、灼伤、失圆、片间云母突出或磨损、换向片松动或断裂。*修理：轻微磨损可上车床精车（注意云母片下刻深度）；灼伤可用细砂纸打磨；云母片突出需下刻并清理；松动或断裂需重新紧固或更换换向器。*集电环（绕线转子电机）常见故障：表面磨损、灼伤、失圆、绝缘损坏。*修理：类似换向器，可精车、打磨；检查绝缘，修复或更换。4.4轴承的修理与更换*轴承故障：磨损、裂纹、滚珠（柱）损坏、保持架损坏、缺油或油质劣化。*轴承拆卸：使用合适规格的拉马，注意受力均匀，避免损坏轴颈。*轴承安装：新轴承应清洁；可用热套法（油温不宜过高）或冷压法安装，避免直接敲击轴承内外圈。*润滑：添加适量、合格的润滑脂，一般填充轴承腔的1/2至2/3为宜，避免过多导致发热。第五部分：电机装配与试验5.1电机装配*装配前准备：清理所有零部件，检查配合尺寸；轴承添加润滑脂；准备好所需工具和材料。*装配顺序（以中小型异步电机为例）：1.压装后端盖轴承。2.将转子装入定子内腔。3.安装前端盖，均匀紧固螺栓。4.安装轴承盖，调整好轴承间隙（对于滑动轴承）。5.安装风扇及风罩。6.安装接线盒，连接引出线。*装配注意事项：确保定转子同心，避免扫膛；各部件清洁无杂物；螺栓紧固均匀适度；转子转动灵活无卡阻。5.2电机试验*绝缘电阻测试：用兆欧表测量各相绕组之间及各相对地的绝缘电阻，应符合规程要求。*直流电阻测试：用直流电桥测量各相绕组的直流电阻，各相之间的差值应在规定范围内（通常不超过平均值的2%）。*空载试验：施加额定电压，电机空载运行，测量空载电流、空载损耗，监听有无异常噪音，检查轴承温升。*负载试验（必要时）：在额定负载下运行，测量额定电流、转速、输出功率、温升等，判断电机性能是否恢复。*耐压试验（必要时）：在各相绕组之间及各相对地施加规定的试验电压（工频，持续一定时间），无击穿、闪络现象。此项试验具有危险性，需严格按照安全规程操作。第六部分：电机维修安全操作规程6.1一般安全规定*维修人员必须经过专业培训，熟悉电气安全知识和本规程。*工作前应穿戴好个人防护用品（如绝缘鞋、绝缘手套等）。*严禁酒后或精神状态不佳时进行维修作业。*维修场地应保持整洁，光线充足，通道畅通。6.2停电与验电*维修前必须切断电机电源，并在电源开关处悬挂“有人工作，禁止合闸”的警示牌。*对电源进行验电，确认无电后方可开始工作。*对于可能来电的各方电源，均应采取可靠的断电措施。6.3带电作业安全（特殊情况必须带电作业时）*必须有两人在场，一人操作一人监护。*使用合格的绝缘工具，站在绝缘垫上。*严禁同时接触两根相线或相线与零线。6.4工具仪表使用安全*使用前检查工具仪表是否完好，绝缘是否可靠。*兆欧表使用时，应正确选择量程，测量前后应放电。*严禁用兆欧表测量带电体。6.5动火与登高作业安全*动火作业（如焊接、气割）需清理周围可燃物，配备灭火器材，并办理动火许可。*登高作业需使用合格的登高工具，系好安全带，下方设监护人。6.6试验安全*进行耐压等高压试验时，必须有明确的试验方案和安全措施。*试验区域应设围栏和警示标志，非试验人员严禁入内。*试验过程中，操作人员应精力集中，服从指挥。第七部分：考核题库7.1理论知识考核（示例）一、选择题1.三相异步电动机旋转磁场的转速取决于（）。A.电源频率和磁极对数B.电源电压和负载大小C.转子电阻和电源频率2.用兆欧表测量电机绕组对地绝缘电阻时，应将兆欧表的（）。A.L端接绕组，E端接地B.L端接地，E端接绕组C.L端和E端任意接3.电机运行时，若发现轴承温度过高，不可能的原因是（）。A.润滑脂过多B.轴承损坏C.电源电压过高二、判断题1.电机绕组接地故障是指绕组与电机机壳之间的绝缘损坏。（）2.异步电动机的额定转速一定大于同步转速。（）3.电机嵌线时，槽楔应紧密塞入槽内，以防止线圈松动。（）三、简答题1.简述三相异步电动机“扫膛”的主要原因及危害。2.电机绕组重绕时，记录原始数据有何重要性？主要记录哪些数据？3.兆欧表在使用前应如何进行检查？四、论述题1.结合所学知识，详细论述如何对一台运行中过热的三相异步电动机进行故障诊断和排除。2.试述电机浸漆烘干的目的、常用方法及注意事项。7.2实操技能考核（示例）考核项目一：三相异步电动机绕组绝缘电阻的测量*考核要求：正确选择和使用兆欧表，测量指定三相异步电动机各相绕组之间及各相对地的绝缘电阻，并判断其绝缘状况是否合格。*考核器材：待试三相异步电动机一台，兆欧表一块，接地线，记录纸等。*考核要点：兆欧表选择、接线正确性、测量方法、读数准确性、放电操作、结果判断、安全意识。考核项目二：简单电机故障判断与排除*考核要求：给定一台预先设置了常见简单故障（如绕组断路、接地、接线错误等）的小型三相异步电动机，利用万用表、兆欧表等工具，在规定时间内诊断出故障类型和大致部位，并提出排除方法。*考核器材：带故障的小型三相异步电动机一台，万用表，兆欧表，常用工具等。*考核要点：故障现象观察、仪表使用熟练度、诊断思路