电工培训讲义

目录

第一章三相异步电动机.....................................................1

1.1三相异步电动机的选用原则.........................................1

1.1.1电动机容量的选择............................................1

1.1.2电动机种类及型式选择........................................1

1.2三相异步电动机的使用............................................1

1.2.1三相异步电动机启动..........................................1

1.2.2三相异步电动机的制动........................................3

1.2.3三相异步电动机的调速........................................4

1.2.4三项异步电动机反转..........................................6

1.2.5三项异步电动机的连接........................................6

1.3三相异步电动机的运行保护.........................................7

1.3.1电动机的过载保护............................................7

三相异步电动机的短路保护..........................................1

1.3.3断相运行保护（又称缺相运行保护或两相运行保护）.............7

1.3.4失压和欠压（低电压）保护..................................7

1.3.5接地或接零保护..............................................7

1.4三相异步电动机的维护.............................................8

1.4.1启动前的检查...............................................8

1.4.2运行中的维护...............................................8

1.5三相异步电动机的故障检测方法.....................................8

机械故障...........................................................8

1.5.2电磁故障....................................................11

1.6三相异步电动机的常见故障及处理方法.............................13

第二章直流电动机........................................................17

他励直流电动机的结构................................................17

2.2直流电动机的使用................................................17

2.2.1直流电动机的启动...........................................17

2.2.2直流电动机的调速...........................................18

2.2.3直流电动机的反转...........................................19

2.2.4直流电动机的制动...........................................19

2.2.5直流电动机的连接...........................................20

2.3直流电动机的保养................................................20

2.3.1换向器的保养...............................................20

2.3.2电刷的使用和研磨...........................................20

2.3.3火花等级的推断............................................21

2.4直流电动机的故障检测方法........................................21

2.5直流电动机的常见故障及处理方法..................................22

第三章电动机传动与控制系统.............................................25

3.1继电器接触器传动控制系统........................................25

3.1.1常见三相异步电动机的控制原理..............................25

3.1.2三相异步电动机配用保护电器及导线的选用....................27

3.1.3PLC在继电器接触器控制系统中的应用.......................29

3.2交流变频传动控制系统.............................................30

3.2.1交流变频装置..............................................30

3.2.2造纸机交流变频传动控制系统...............................32

3.3」1流传动控制系统•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35

3.3.1直流传动装置..............................................35

3.3.2直流调速系统结构（略）....................................40

第四章基本过程控制.....................................................41

4.1常见过程量的控制原理及仪表安装..................................41

4.1.1流量控制...................................................41

4.1.2液位控制..................................................41

4.1.3浓度控制..................................................42

4.1.4定量控制（略）............................................42

4.1.5水分控制（略〕............................................42

4.1.6温度控制（略）............................................42

4.2传感器...........................................................42

4.2.1现场仪表..................................................43

4.2.2其他传感器................................................54

4.3控制器...........................................................56

4.3.1显示控制仪表..............................................56

4.3.2逻辑控制.................................................58

4.3.3PLC控制器................................................58

4.4执行器...........................................................60

4.4.1气动执行器................................................62

4.4.2电动执行器.................................................67

4.4.3液压执行器（略）..........................................76

4.5调校仪表（略）...................................................76

第五章基于仪表的过程控制系统...........................................77

5.1系统组成........................................................77

5.2系统常见故障及处理..............................................77

第六章基于PC的过程控制系统............................................78

6.1系统组成........................................................78

6.2系统常见故障及处理方法.........................................78

6.2.1硬件故障（略）..............................................78

6.2.2软件故障..................................................78

第七章基于PLC的过程控制系统...........................................79

7.1系统组成........................................................79

7.2系统常见故障及处理方法.........................................80

7.2.1故障的分类................................................80

7.2.2故障检测方法..............................................80

7.3现场总线在PLC控制系统的应用....................................82

7.3.1现场总线简介...............................................82

7.3.2现场总线在PLC控制系统应用................................83

第八章DCS过程控制系统.................................................84

8.1关于DCS的定义..................................................84

8.2DCS系统与PLC系统的异同......................................84

8.2.1DCS系统与PLC系统的区别..................................84

8.2.2DCS系统与PLC系统的联系..................................85

8.3DCS系统的组成..................................................86

第九章QCS系统（略）...................................................88

9.1QCS系统的组成...................................................88

9.2QCS系统的使用与维护.............................................88

9.3QCS系统常见故障与处理...........................................88

第十章气压传动..........................................................89

10.1气压传动系统的组成...........................................89

10.2气压传动系统部件的日常维护....................................90

10.3气压传动系统的常见故障与处理..................................90

第十一章液压传动.......................................................92

11.1液压传动系统的组成.............................................92

11.2液压传动系统的常见故障与处理...................................93

第十二章制浆造纸设备管理与维护.........................................99

12.1设备综合管理简介...............................................99

12.1.1设备管理范围的划分......................................99

12.1.2设备管理科学的发展......................................99

12.1.3设备管理的内容..........................................100

12.2设备的故障监测与诊断..........................................102

12.2.1故障诊断的基本原理.....................................102

12.2.2故障诊断的基本内容.....................................102

12.2.3诊断的基本方法..........................................102

12.3制浆造纸设备管理的组织机构设置................................104

12.3.1管理人员的配置和素养要求................................105

12.3.2修理人员的配置和素养要求................................105

12.3.3设备修理的组织形式......................................105

12.3制浆造纸设备的前期管理.........................................105

制浆造纸电器设备的中期管理..........................................107

12.4.1制浆造纸设备的使用守则和规程............................107

12.4.2设备的维护保养...........................................107

12.4.3设备的日常和定期检查................................108

12.4.4制浆造纸设备的润滑管理..................................109

制浆造纸电器设备的后期管理..........................................109

制浆造纸设备的检修..............................................109

12.5.2制浆造纸设备故障管理.....................................110

12.5.3制浆造纸设备的事故管理..................................111

12.5.4制浆造纸设备的检修方式和体制............................112

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第一章三相异步电动机

三相异步电动机的选用原则

电动机容量的选择

运行要求负载类型功率(P)

恒负载P=负载/效率

长期

变动负载P二等效负载*

短时恒负载/变动负载p>=负载功率/人*

重复短时恒负载/变动负载P=等效负载

*等效负载：用一个恒定的负载来代替变动负载，但两者发热状况相同。

*人：过载系数，其值=最大转矩/额度转矩。

电动机种类及型式选择

项目要求选用

电动机种一般鼠笼式电动机，如水泵、通风机

类启动性能好绕线式电动机，如起重机、卷扬机

同步转速lOOOr/min,1500r/min»3000r/min,一

一般

般选同步转速1500r/min

电动机转

电动机+减速机；

速

特别速度电动机功率一按时，转速越低，价格越高，效率

越低，可选择高速电机+减速机来降低价格

电动机电一般380V或380。和200V两用

压大容量3000V或6000V

防尘、防腐蚀气体防护式

电动机结防尘、防潮、防腐蚀气

封闭式

构体

防爆防爆式

1.2三相异步电动机的使用

三相异步电动机启动

三相异步电动机的启动方式包括：全压直接启动、自耦减压起动、Y-A起

动、软起动器、变频器。其中软启动器和变频器启动为潮流。

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1）全压直接起动：

在电网容量和负载两方面都同意全压直接起动的状况下，可以合计采纳全

压直接起动。优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。主要用于小功

率电动机的起动，从节约电能的角度合计，大于llkw的电动机不宜用此方法。

2）自耦减压起动：

利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载起动的需要，又能得到

更大的起动转矩，是一种常常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式。它

的最大优点是起动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，起动转矩可达直接起

动时的64%。并且可以通过抽头调节起动转矩。至今仍被广泛应用。

3）Y-A起动

关于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在

起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电

流，减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动，或简称为星

三角起动（Y-A起动）。采纳星三角起动时，起动电流只是原来按三角形接法直

接起动时的1/3。如果直接起动时的起动电流以6〜7Ie计，则在星三角起动时，

起动电流才2〜2.3倍。这就是说采纳星三角起动时，起动转矩也降为原来按三

角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的

减压起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。除此之外，星三角起动方

式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。此时，

额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提升，并因之节约了电

力消耗。

4）软起动器

这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动，主要用于电

动机的起动控制，起动效果好但成本较高。因使用了可控硅元件，可控硅工作

时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。另外电网的波动也会影响可控硅元件

的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。因此可控硅元件的故障率较

高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。

5）变频器

变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最

好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。因为

涉及到电力电子技术，微机技术，因此成本高，对维护技术人员的要求也高，

因此主要用在需要调速并且对速度控制要求高的领域。

在以上几种起动控制方式中，星三角起动，自藕减压起动因其成本低，维

护相对软起动和变频控制容易，目前在实际运用中还占有很大的比重。但因其

采纳分立电气元件组装，控制线路接点较多，在其运行中，故障率相对还是比

2

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较高。从事过电气维护的技术人员都知道，很多故障都是电气元件的触点和连

线接点接触不良引起的，在工况环境恶劣(如粉尘，潮湿)的地方，这类故障更多，

但检查起来确颇费时间。另外有时依据生产需要，要更改电机的运行方式，如

原来电机是连续运行的，需要改成按时运行，这时就需要增加元件，更改线路

才干实现。有时因为负载或电机变动，要更改电动机的起动方式，如原来是自

藕起动，要改为星三角起动，也要更改控制线路才干实现。

三相异步电动机的制动

1)机械制动

利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。常用的方

法是电磁抱闸制动。

(1)电磁抱闸的结构

主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。

制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。闸瓦制动器包括闸车仑、闸瓦、

杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。

断电制动型性能是：当线圈得电时，闸瓦与闸轮分

开，无制动作用，当线圈失电是，闸瓦紧紧抱住闸

轮制动。通电制动型的性能是：当线圈得电时，闸

瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦与闸轮

分开，无制动作用。

〔2〕电磁抱网制动的优缺点

优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在

起重设备上。它安全可靠，不会因突然断电而发生

事故。

缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，

图电磁抱闸

快速制动时会产生振动。1-1

2)反接制动

(1)电源反接制动

电源反接，旋转磁场反向，转子绕组切割磁场的方向与电动机状态相反，

起制动作用，当转速降至接近零时，马上切断电源，避免电动机反转。

反接制动的特点：优点是制动力强、停转迅速、无需直流电源；缺点是制动过

程冲击大，电能消耗多。

(2)电阻倒拉反接制动

绕线异步电动机提升重物时不改变电源的接线，假设不断增加转子电路的

电阻，电动机的转子电流下降，电磁转矩减小，转速不断下降，当电阻达到一

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定值，使转速为0,假设再增加电阻，电动机反转。

特点：能量损耗大。

3）能耗制动

（1）能耗制动原理

能耗制动的原理是，电动机切断交流电源后，转子因惯性仍继续旋转，即

在两相定子绕组中通入直流电，在定子中即产生一个静止磁场。转子中的导条

就切割这个静止磁场而产生感应电流，在静止磁场中受到电磁力的作用。这个

力产生的力矩与转子惯性旋转方向相反，称为制右转矩，它迫使转子转速下降。

当转子转速降至0,转子不再切割磁场，电动机停转，制动结束。此法是利用转

子转动的能量切割磁通而产生制动转矩的，实质是将转子的动能消耗在转子回

路的电阻上，故称为能耗制动。

（2）能耗制动优缺点

优点：制动力强、制动平稳、无大的冲击；应用能耗制动能使生产机械准

确停车，被广泛用于矿井提升和起重机运输等生产机械。

缺点：需要直流电源、低速时制动力矩小。电动机功率较大时，制动的直

流设备投资大。

三相异步电动机的调速

由异步电动机的转速公式

…必（一）

P

no转速，单位r/min

f电源频率，单位HZ

p电机极对数

s转差率

可见，三相异步电动机的调速方法，可有改变极对数p（变极调速）、改变频率

f（变频调速）和改变s（改变转差率调速）三种，当然还有其他的调速方法，

下面分别介绍。

1）变极调速

方法：改变定子绕组接法一将每相定子绕组分成两个“半相绕组〃，改变它

们之间的接法，使且中一个“半相绕组〃中的电流反向。极对数就成倍改变。三

相绕组同时改接。但要注意，极数成倍变化时，必需同时改变出线端的相序（如

将V、W对调）。例如极充数由p变为2P时，V相绕组与U相的相位差变为2400,

W相与U相差，相当于1200,如果不改变电源相序，电动机将反转。另外，

4

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由于绕线式转子绕组不易改变极对数而笼型转子绕阻的极对数总与定子绕组的

极对数相同，所以变极调速只能用于笼型异步电动机。

2)变频调速

改变f,从而调节转速。

变频调速时，一般希望磁通Q坚持不变。因为(P<(PN或稼刎都不利。因袭变

频调速调节f的同时时按比例改变电压U,这时电动机同意输出的转矩不变，为

恒转矩调速方式。一般在额定频率往下调时，采用这种调速方式。但从额定频

率往上调时，电压不同意按比例上升而只能坚持额定，此时，f越高，(P越弱，

同意输出的转矩越小，而输出转速越高，为恒功率调速方式。

3)改变转差率调速

m转子回路电阻调速

转子回路串接对称电阻，由于转子电流较大，所以电阻级数少，调节所串

电阻，即可调节转速。属改变转差率s调速。

优缺点：设备简单，初投资低，操着方便，有级调速，调速范围受同意静

差率限制，只能达到2〜3。损耗大，效率低。

适用场合：一般用于功率不大的恒转矩负载，如起重机械，也可用于通风

机负载。

(2)调压调速

三相异步电动机在不同的定子电压下，有不同的转矩一转差率曲线，亦即

有不同的转矩一转速曲线，在相同负载下，改变定子电压就可获得不同的转速。

(3)串级调速

转子电路串电阻调速，能量消耗大，不经济。转子电路的损耗称为转差功

率。为使调速时这转差功率大部分能回收利用，可采纳串级调速方法。

串极调速是在绕线式转子电动机上，利用晶闸管装置，将转子电路内转差

电压经整流和逆变以后，使转子功率回馈到电网中。

4)滑差电机(电磁调速异步电动机)

滑差电机由三部分组成：一般笼型异步电动机、滑差离合器和励磁调节装

置。

电磁滑差离合器又称为转差离合器，一般由主动与从动两个基本部分组成。

主动部分由笼型异步电动机带动，以恒速旋转，为一铁磁性材料制成的圆筒，

称为电枢；从动部分称为磁极，套有励磁绕组，绕组通过集电环通以直流励磁

电流。

工作原理：励磁绕组通以直流电流，建立磁场，异步电动机带动电枢旋转

时，电枢切割磁场，产生感应电势，使电枢受到的电磁力(F=BLI)的作用，此

电磁力产生的转矩带动从动部分和输出机械沿电枢的转向旋转。由上式可见，

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当T一按时，欲调节从动部分的转速（输出转速〕，最有效的方法是改变B,亦

即调节励磁电流的大小。

滑差离合器输出转速的近似公式为式为

KT

H=H0--------

If

式中；nO—离合器主动部分（鼠笼电动机）的转速；

n—离合潜从动部分（磁极）的转速；

If—励磁电流；

K—与离合器结构有关的系数；

T—离合器的电磁转矩。

三项异步电动机反转

三项弁步电动机任意调换两相线就可反向。

三项异步电动机的连接

三相异步电动机的接线有三角形和Y形两种，具体见以下图。

W2

*

华州众拈处就我困

二…总

图1.2三相异步电动机绕组连接图图1・3三角形连接图1-4Y形

三相异步电动机电机有6个出线端，对应3个绕组的首尾，可通过标出的字

符和定子绕组电阻的大小区别。

1）绕组电阻

如果是同一个绕组的端子，其两端的电阻应该远远小于与其他端子的电阻。

2）表示符号

按照图接线即可。

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1.3三相异步电动机的运行保护

电动机的过载保护

在电动机的控制回路中，常装有双金属片组成的热继电器，它利用膨胀系

数不同的两片金属。在过载运行时、受热膨胀而弯曲，推动一套动作机构，使

热继电器的一对常守触头断开，起到过载保护作用。一般选择热元件时，其动

作电流按电动机额定电流的1.l~l.25倍选择。

三相异步电动机的短路保护

电动机短路时，短路电流很大，热继电器还来不及动作，电动机可能已损

坏。因此，短路保护由熔断器来完成。熔断器直接受热而熔断。在发生短路故

障时，熔断器在很短时间内就熔断，起到短路保护作用。

一般选用熔断器保护时，其熔丝的熔断电流按电动机额定电流的〜倍选择。系

数（〜）视负载性质和起动方式不同而选取：对轻载起动、起动不频繁、起动

时间短或降压起动者，取小值。绕线型电动机也取小值.对重载起动、起动频

繁、起动时间长或直接起动者，取大值。

断相运行保护〔又称缺相运行保护或两相运行保护〕

缺相运行保护也是一种过我保护，而一般的热继电器不能可靠地保护电动

机免于缺相运行（带断电保护装置的热继电器除外）。所以在条件同意时，应单

独设置缺相运行保护装置。电动机断相保护的方法和装置很多，但就执行断相

保护的元件来分有：利用断相信号直接推动电磁继电器动作的电磁式断电保护,

利用热元件动作的断相保护。常用的保护方法有：采纳带断相保护装置的热继

电器作缺相保护，欠电流继电器断相保护；零序电压继电器断相保护；断丝电

压继电器断相保护；利用速饱和电流互感器保护。

失压和欠压〔低电压〕保护

为了防止电动机在过低电压下起动和运行，以及电动机在运行中突然断电

后又恢复供电时的自起动，一般均采纳失压和欠压保护。交流接触器的电磁机

构、断路器的失压脱扣器、自耦减压起动器的欠压器及电压继电器等都可起失

压和欠压保护作用。当电源电压低到额定电压为35〜70%,电磁铁会释放，失

压脱扣器会动作而切断电源。

接地或接零保护

当电动机外壳带电时，防止人触电及机壳而触电的保护装置。

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1.4三相异步电动机的维护

启动前的检查

1）检查电动机铭牌额度电压、频率是否与电源电源、频率相符，电机接线是否

正确。

2）新的或长期不用的电机，使用前要检查各绕组之间和各绕组对地的绝缘。对

绕线式转子电机，除了检查绕组，还要检查转子绕组和滑环对地以及滑环间的

电阻。绝缘电阻，每千伏电压绝缘电阻不得小于2M欧姆；380电动机绝缘电阻

应大于欧姆，否则应进行干燥处理。

3）用压缩空气吹干净电机内部的灰尘和杂物。

4）对新安装或修理的电机，应检查地脚螺栓，轴承端盖是否紧固，接地以及保

护装置是否优良。开车前最好先盘动，检查有无卡住现象。

5）检查电机轴承是否缺油，油色是否正常无杂物，油量应达到规定油位。

6）关于绕线式电动机还应检查电刷表面是否全部紧贴滑环，导线是否相碰。电

刷提升机构是否灵活，电刷压力是否正常（一般一2N/平方厘米）。

运行中的维护

1）监控电动机运行时的电压、频率的变化和电压的不平衡度的变动应符合：电

压电压偏差不超过其额定值的±5%,三相电压差不大于±5%,频率偏差不大于

其额定值的±1%.。

2J监控电机的负载电流

3）监控电机运行时的各部分温升

4）注意观察电动机的振动和噪声

5）常常检查轴承发热和漏油状况，定期改换润滑油。

6）对绕线型电动机，应常常检查电刷与滑环的接触状况和电刷的磨损状况。

7）电机应常常坚持清洁，不同意水滴、油污及杂物落入电动机内部。

1.5三相异步电动机的故障检测方法

机械故障

1）轴承

滚动轴承的运行中故障现象一般表现为三种，一是轴承安装部位温度过高,

二是轴承运作中有噪音，三是电机电流的变化。通过对温度、噪音和电流的监

控就可以检测出故障。滚动轴承从外观上也可以进行故障检测这种方法特别合

适与检修时检查轴承。

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总之，轴承的失效检查方法主要有：运转中听声音，查发热；停机时看松

动，必要时拆下来清洗后做进一步检查。下面介绍。

(1)轴承温度过高

在机构运转时，安装轴承的部位同意有一定的温度，当用手抚摩机构外壳

时，应以不感觉烫手为正常，反之则说明轴承温度过高。

轴承温度过高的原因有：润滑油质量不符合要求或变质，润滑油粘度过高；

机构装配过紧(间隙不够)；轴承装配过紧；轴承座圈在轴上或壳内转动；负荷过

大；轴承坚持架或滚动体碎裂等。

(2)轴承噪音

滚动轴承在工作中同意有稍微的运转响声，如果响声过大或有不正常的噪

音或撞击声，则说明轴承有故障。

滚动轴承产生噪音的原因比较复杂，其一是轴承内、外圈配合表面磨损。

由于这种磨损，破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配合关系，导致轴线偏离了正

确的位置，在轴在高速运动时产生异响。当轴承疲惫时，其表面金属剥落，也

会使轴承径向间隙增大产生异响。此外，轴承润滑不够，形成干摩擦，以及轴

承破碎等都会产生异常的声响。轴承磨损松旷后，坚持架松动损坏，也会产生

异响。

(3)电动机电流过大甚至跳闸

电动机电流过大或跳闸的原因很多，但轴承损坏是最最肯的原因。

由于轴承损坏，导致电机转子与定子相碰，此时如果是稍微的摩擦，则电

流会变大，如果严重了，则电动机由十堵转而跳间。

(4)滚动轴承的损伤

滚动轴承拆卸检查时，可依据轴承的损伤状况推断轴承的故障及损坏原因。

＞轴承内外圈松动

轴承内外圈之间同意有一定的旷量，旷量太太，就会造成转子在运行过程

中定子内膛相撞，即扫膛。

扫膛引起摩擦发热，引起电动机温升。严重的扫膛使定子表面产生高温，

使定子线圈绝缘破坏，造成电磁故障。长期的扫膛会导致电机转子和定子失圆，

产生机身振动和电磁性能下降。特别严重的扫膛会使转子无法转动。有时扫膛

特别轻，只在某个角度有碰撞，如果电机运转中有嚓嚓的声音，很可能就有扫

膛。

＞轴承破裂

如果轴承与转轴或轴承与轴承盖之间的配合不当，安装时强力压装；或者

轴承拆装方法不当，会导致轴承内外钢圈、滚珠破裂。这种破裂严重的会导致

扫膛发生。

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＞珠痕

因为拆装方法不正确或者皮带太紧，将滚珠硬扎在滚道上，使滚道发生永

久变形，这种与滚珠形状相同的凹形痕迹就叫珠痕。珠痕通过手指就可触摸的

到。

＞震痕

扫膛等引起的激烈振动，会使滚道上产生震痕，和珠痕相比，震痕痕迹较

广，程度较浅。

＞麻点

麻点使轴承材料长期受负载作用，产生疲惫衰退，轴承的滚道金属呈片状

或粒状脱落造成的。麻点使轴承磨损增加，噪声加剧。

＞腐蚀

水或腐蚀气体进入轴承，或者使用了不合格的润滑油，会使轴承腐蚀，使

轴承原本平滑的滚道变得粗糙，从而加剧了磨损C另外，外部尘土、沙粒的进

入也会加剧轴承的磨损。

＞滚道表面金属剥落

轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷的作用，从而产生

周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定数值后，在滚动体或内、外圈

滚道工作面上就产生疲惫剥落。如果轴承的负荷过大，会使这种疲惫加剧。另

外，轴承安装不正、轴弯曲，也会产生滚道剥落现象。

轴承滚道的疲惫剥落会降低轴的运转精度，使机构发生振动和噪声。

＞轴承烧伤

烧伤的轴承其滚道、滚动体上有回火色。烧伤的原因一般是润滑不够、润

滑油质量不符合要求或变质，以及轴承装配过紧等。

＞塑性变形

轴承的滚道与滚子接触面上出现不均匀的凹坑，说明轴承产生塑性变形。

其原因是轴承在很大的静载荷或冲击载荷作用下，工作表面的局部应力超过材

料的屈服极限，这种状况一般发生在低速旋转的轴承上。

＞轴承座圈裂痕

轴承座圈产生裂痕的原因可能是轴承配合过紧，轴承外国或内圈松动，轴

承的包容件变形，安装轴承的表面加工不良等。

＞坚持架碎裂

其原因是润滑不够，滚动体破碎，座圈歪斜等。

＞坚持架的金属粘附在滚动体上

可能的原因是滚动体被卡在坚持架内或润滑不够。

＞座圈滚道严重磨损

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可能是座圈内落入异物，润滑油不够或润滑油牌号不合适。

2）电机端盖

电动机端盖在常常拆装过程中可能磨损，可能导致磨损严重，与轴承的配

合间歇过大，此时电机运转中会有相对运动，这种相对运动与导致电动机端盖

的磨损，使电动机轴可以在横向和纵向位移，带来的后果是转子的轴向窜动和

扫膛。

其现象是电动机温升高，电流增大甚至跳闸，电动机有不规律的响声，拆

开电动机后会看见转子和定子有摩擦过的痕迹。但是注意的是，一般的扫膛大

部分是由于轴承损坏造成的。

怎样推断端盖与轴承配合间隙过大，拆卸的时候端盖很轻松就能拉下来就

说明端盖磨损了。

3）转子

转子的故障主要是转子变形或损坏，以及轴与轴承内圈的配合过大导致扫

膛。

转子出现故障会导致电流过大甚至跳闸，另外它是扫膛的主要受害者。

电磁故障

电磁故障指的是导致电动机电磁场不正常的故障原因，电磁故障的种类很

多，下面介绍常见的几种电磁故障。

1）电源缺相

电源缺相有两类，一个是供电电源缺相，还有就是电动机内部绕组断了。

关于电源缺相，使用仪表测量就知道了；关于电动机绕组断路造成的缺相，三

角形和星形接法的电动机不一样。

缺相的现象就是电动机不转或装的慢，并且有嗡嗡声。

2）绕组短路

由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不

良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组

相间短路。

（1）故障现象

离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧，

严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流，导致线圈迅速

发热而烧毁。

12）产生原因

电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组

受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿；端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏;

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端部连接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部互相

摩擦造成绝缘损坏；金属异物落入电动机内部和油污过多。

(3)检查方法

＞外部观察法

观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色，并有臭味C

＞探温检查法

空载运行20分钟(发现异常时应马上停止)，用于背摸绕组各部分是否超

过正常温度。

＞通电实验法

用电流表测量，假设某相电流过大，说明该用有短路处。

电桥检查。测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过5%以上，如超过，则电

阻小的一相有短路故障。

＞短路侦察器法

被测绕组有•短路，则钢片就会产生振动。

＞万用表或兆欧表法

测任意两相绕组相诃的绝缘电阻，假设读书极小或为零，说明该二相绕组

相间有短路。

＞电压降法

把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读书小的一组有短路故障C

电流法。电机空载运行•，先测量三相电流，在调换两相测量并对比，假设不随

电源调换血改变，较大电流的一相绕组有短路。

3)绕组接地

m故障现象

机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。

(2)产生原因

绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异

物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖

机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压(如

雷击)使绝缘击穿。

(3)检查方法

＞观察法

通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是

接地点。

＞万用表检查法

用万用表低阻档检查，读书很小，则为接地。

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兆欧表法。依据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，

假设读数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需

依据经验判定，一般说来指针在“0〃处摇摆不按时，可认为其具有一定的电阻

值。

＞试灯法

如果试灯亮，说明绕组接地，假设发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕

组接地故障点。假设灯微亮则绝缘有接地击穿。假设灯不亮，但测试棒接地时

也出现火花，说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边

缘轻敲，敲到某一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。

＞电流穿烧法

用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处即为接

地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大

电机为额定电流的20%-5（）%或逐步增大电流，到接地点刚冒烟时马上断电。

＞分组淘汰法

关于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在一起。

采纳的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。

此外，还有高压试验法、磁针探究法、工频振动法等，此处不一一介绍。

4）接线错误

主要是电动机修理时绕组人员接线的错误，这里不做介绍。

5）过载运行

过我的最大现象就是电动机温度高，电流大，并且转速会变慢且有较繁重

的“嗡嗡”声。

6）转子断笼

鼠笼转子断条是电动机的常见故障。通常，假设断条较少，对电动机运行

无显然影响；假设断条较多，电动机可能出现以下异常现象：

带负荷运行时，电动机的三相电流表指针周期性摆动；

起动转矩降低，重新起动时，转子左右摆动，不能运转；

满载运行时，电动机转子过热，温长过高：

机身有剧烈振动，并发出较大杂音；

起动时，有时会从通风道中飞出火星。

1.6三相异步电动机的常见故障及处理方法

三相异步电动机应用广泛，但通过长期运行后，会发生各种故障，及时推

断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩展，确保设备正常运行的一项重要

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的工作。

1)通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。

[1)故障原因①电源未通(至少两相未通)；②熔丝熔断(至少两相熔断)；

③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。

(2)故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；

②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；

④改正接线。

2)通电后电动机不转，然后熔丝烧断

(1)故障原因①缺一相电源，或定子线圈一相反接;②定子绕组相间短路；

③定子绕组接地；④定子绕组接线错误；⑤熔丝截面过小；⑤电源线短路或接

地。

(2)故障排除①检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一相断线；

消除反接故障；②查出短路点，予以修复；③消除接地；④查出误接，予以更

正；⑤改换熔丝；③消除接地点。

3)通电后电动机不转有嗡嗡声

(1)故障原因①定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电；②绕

组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④

电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承

内油脂过硬；⑦轴承卡生。

(2)故障排除①查明断点予以修复；②检查绕组极性；推断绕组末端是否

止确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表推断各接头是否假接，予以修复；④

减载或查出并消除机械故障，⑤检查是还把规定的面接法误接为Y；是否由于

电源导线过细使压降过大，予以改正，⑥重新装配使之灵活；改换合格油脂；

⑦修复轴承。

4)电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多

(1)故障原因①电源电压过低；②面接法电机误接为Y；③笼型转子开焊

或断裂；④定转子局部线圈错接、接反；③修复电机绕组时增加匝数过多；⑤

电机过载。

(2)故障排除①测量电源电压，设法改善；②改正接法；③检查开焊和断

点并修复；④查出误接处，予以改正；⑤恢复正确匝数；⑥减载。

5)电动机空载电流不平衡，三相相差大

(1)故障原因①重绕时，定子三相绕组匝数不相等；②绕组首尾端接错；

③电源电压不平衡；④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。

(2)故障排除①重新绕制定子绕组；②检查并改正；③测量电源电压，设

法消除不平衡；④峭除绕组故障。

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6)电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动

(1)故障原因①笼型转子导条开焊或断条；②绕线型转子故障(一相断路)

或电刷、集电环短路装置接触不良。

(2)故障排除①查出断条予以修复或改换转子；②检查绕转子回路并加以

修复。

7)电动机空载电流平衡，但数值大

(1)故障原囚①修复时，定子绕组匝数减少过多；②电源电压过高；③Y

接电动机误接为A;④电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度

减短；⑤气隙过大或不均匀；⑥大修拆掉旧绕组时，使用热拆法不当，使铁芯

烧损。

(2)故障排除①重绕定子绕组，恢复正确匝数；②设法恢复额定电压；③

改接为Y；④重新装配；③改换新转子或调整气隙；⑤检修铁芯或重新计算绕

组，适当增加匝数。

8)电动机运行时响声不正常，有异响

(1)故障原因①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦；②轴承磨损或油内有砂粒

等异物；③定转子铁芯松动；④轴承缺油；⑤风道填塞或风扇擦风罩，⑥定转

子铁芯相擦；⑦电源电压过高或不平衡；⑧定子绕组错接或短路。

9)运行中电动机振动较大

(1)故障原因①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；

④转轴弯曲；⑤铁芯变形或松动；⑥联轴器(皮带轮)中心未矫正；⑦风扇不

平衡；⑧机壳或基础强度不够；⑨电动机地脚螺丝松动；⑩笼型转子开焊断路；

绕线转子断路；加定子绕组故障。

(2)故障排除①检修轴承，必要时改换；②调整气隙，使之均匀；③矫

正转子动平衡；④校直转轴；⑤矫正堆叠铁芯，⑥重新矫正，使之符合规定；

⑦检修风扇，矫正平衡，改正其几何形状；⑧进行加固；⑨紧固地脚螺丝；⑩

修复转子绕组；修复定子绕组。

10)轴承过热

(1)故障原因①滑脂过多或过少；②油质不好含有杂质；③轴承与轴颈

或端盖配合不当(过松或过紧)；④轴承内孔偏心，与轴相擦；⑤电动机端盖或

轴承盖未装平；⑥电动机与负载间联轴器未矫正，或皮带过紧；⑦轴承间隙过

大或过小；⑧电动机轴弯曲。

(2)故障排除①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3)；②改换清洁的润滑滑

脂；③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之合适；④修

理轴承盖，消除擦点；⑤重新装配；⑥重新矫正，调整皮带张力；⑦改换新轴

承；⑧矫正电机轴或改换转子。

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11）电动机过热甚至冒烟

（1）故障原因①可源电压过高，使铁芯发热大大增加；②电源电压过低，

电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；③修理拆掉绕组时，采纳热

拆法不当，烧伤铁芯；④定转子铁芯相擦；⑤电动机过载或频繁起动；⑥笼型

转子断条；⑦电动机缺相，两相运行；⑧重绕后定于绕组浸漆不充分；⑨环境

温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞；⑩电动机风扇故障，通风不良；定

子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。

（2）故障排除①降低电源电压（如调整供电变压器分接头），假设是电机

Y、△接法错误引起，则应改正接法；②提升电源电压或换粗供电导线；③检修

铁芯，排除故障；④消除擦点（调整气隙或挫、车转子）；⑤减载；按规定次数

控制起动；⑥检查并消除转子绕组故障；⑦恢复三相运行；⑧采纳二次浸漆及

真空浸漆工艺；⑨清洗电动机，改善环境温度，采纳降温措施；⑩检查并修复

风扇，必要时改换；检修定子绕组，消除故障。

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第二章直流电动机

直流电动机的种类注意有：他励直流电机，并励直流电机，串励直流电机,

复励直流电机。原理基本一样，这里对应用较多的他励直流电机进行介绍。

他励直流电动机的结构

接线盒

图2-1他励直流电动机结构

2.2直流电动机的使用

直流电动机的启动

将一台直流电动机接上直流电源，使之从静止开始旋转直至稳定运行，这个过

程称为启动过程。启动时，应该满磁通起动，且绝对不同意励磁回路出现断路。起

动初瞬，由于电枢回路电阻很小，起动电流过大，为了限制起动电流，可采纳以

下方法：

1)降压起动

启动时降低端电压，使Ia=(1.5〜2)IN,既在不大的起动电流下使系统顺利起动。随

着转速的提升，反电动势增大，电枢电流开始下降，这时可以逐渐升高端电压直至

UN,在整个过程中坚持起动电流与转矩在此范围不变，直至起动完毕。

2)电枢回路串电阻起动

在电枢回路中串接一定的限制起动电流的起动电阻，随着起动过程的进行，应

逐步切除起动电阻。

注意的是：直流机在启动和工作时，励磁电路一定要接通，不能让它断开，而

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且启动时要满励磁。否则，磁路中只有很少的剩磁，可能产生以下事故：

>假设电动机原本静止，由于励磁转矩T=KTeki,而0,电机将不

能启动，因此，反电动势为零，电枢电流会很大，电枢绕组有被烧毁的危

险。

>如果电动机在有载运行时磁路突然断开，则EJLr和0JL可能

不满足71的要求，电动机必将减速或停转，使更大，也很危险。

>如果电机空载运行，可能造成飞车。

直流电动机的调速

直流电动机的转速n和其他参量的关系可表示为

式中Ua——电枢供电电压（V）；

la——电枢电流（A）;