电动机的分类和构造原理及故障分析指南ppt课件

1、.,电动机的分类及结构与故障分析指南,盐湖镁业公司PVC&钾碱厂技术部 徐照刚,.,电磁直流电动机,永磁直流电动机,无刷直流电动机,电动机,直流电动机,交流电动机,有刷直流电动机,单相电动机,三相电动机,稀土永磁直流电动机,铁氧体永磁直流电动机,铝镍钴永磁直流电动机,串励直流电动机,并励直流电动机,他励直流电动机,复励直流电动机,第一部分、电动机分类,1、按工作电源种类划分,.,电动机,直流电动机,同步电动机,异步电动机,磁滞同步电动机,永磁同步电动机,磁阻同步电动机,感应电动机,交流换向器电动机,三相异步电动机,单相异步电动机,罩极异步电动机,2、按结构和工作原理划分,推斥电动机,单相串励电

2、动机,交直流两用电动机,.,电动机,电容起动式单相异步电动机,电容运转式单相异步电动机,电容起动运转式单相异步电动机,分相式单相异步电动机,电动机,驱动用电动机,控制用电动机,电动工具用电动机,家电用电动机,通用小型机械设备用电动机,步进电动机,伺服电动机,3.起动与运行方式划分,5.按用途划分,4、按转子的结构划分,电动机,鼠笼型异步电动机,绕线型异步电动机,.,电动机,低速电动机,高速电动机,恒速电动机,调速电动机,齿轮减速电动机,电磁减速电动机,力矩电动机,爪极同步电动机,有级恒速电动机,无级恒速电动机,有级变速电动机,无级变速电动机,电磁调速电动机,直流调速电动机,PWM变频调速电动机

3、,开关磁阻调速电动机,6、按运转速度划分,.,6,基本结构: 定子、转子,第二部分、三相异步电动机的构造及原理,.,三相异步电动机,三相异步电动机的结构与单相异步电动机相似，其定子铁心槽中嵌装三相绕组（有单层链式、单层同心式和单层交叉式三种结构）。定子绕组成接入三相交流电源后，绕组电流产生的旋转磁场，在转子导体中产生感应电流，转子在感应电流和气隙旋转磁场的相互作用下，又产生电磁转柜（即异步转柜），使电动机旋转。,鼠笼型异步电动机,绕线型异步电动机,.,实物结构图,.,原理：旋转磁场,（1）产生 图3表示最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互差120的规律对称排列。并接成星形与三相

4、电源U、V、W相联。则三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场(图4)。 （2）旋转磁场的方向 旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这时，转子的旋转方向也跟着改变。,图 4 旋转磁场的形成,.,第三部分、电动机运行声音分析,运行中的电动机轴承一般可从听声音、查发热、看松动这三方面来检查。 （1）、听声音 电动机正常运行时，滚动轴承仅有轻微的、均匀连续的“嗡嗡”声，而润滑轴承的噪声则更小，轴承在运转润换油良好时，可以听出很润滑的声音，转动噪声很小。

5、 如果出现异常噪声，则表明轴承有故障。一般可根据不同的杂音来判断轴承的故障性质。 滑动轴承温度一般不超过45度，滚动轴承温度一般不超过65度。 一般前轴承温度高于电动机机壳温度10度左右。,.,声音的分类,通常，轴承轻微的杂音，则不宜听到，此时可用一把大旋具（螺丝刀）抵住轴承外盖上，耳朵贴近旋具木柄来监听。 若听到有轻微的杂音，说明轴承内混有沙土或轴承零件有轻微的磨损。 若听到不连续的“梗、梗”声，说明轴承钢珠可能破损（柱）有了疤痕。操作人员应立即进行倒泵操作，防止故障扩大。 若听到“骨碌骨碌”的声音，离电动机3米就可以听到很大的噪声，说明滚动轴承严重缺油。操作人员这时应立即进行倒泵操作，停下

6、电动机，通知电气和设备人员进行抢修，转速在1500r/min，可以再运行4-5小时左右，转速在3000r/min可以再运行1-2小时，会造成电动机轴承散件，电动机故障扩大，转子与定子摩擦，绕组绝缘损坏，给生产和公司带来很大损失。,.,（2）查发热,电动机根据耐热材料等级分为 Y 级 90、A级105、E 级 120、级 130、F 级 155、H 级 180和 H 级以上共七个等级。超过这个限度，绝缘材料的寿命就急剧缩短，甚至会烧毁。这个温度限度，称为绝缘材料的允许温度。 镁业公司PVC&钾碱厂电动机耐热等级为F级，由于电动机线圈绕组隔着电动机外壳，一般不允许超过120度。 检查电动机发热一般

7、采用手摸、红外线测温仪、温度计法等，这里我们只介绍前两种方法。 电动机温度与环境温度有关：用手摸，感觉温温的，一般在40-50度；感觉有点烫，一般在60-70度；感觉很烫，温度一般在80-90度。 红外线测温仪：根据电动机的电流和声音，可以直接测量读取温度值。,.,（3）看松动,电动机在运行过程中，如果出现电动机振动，可以检查以下几方面： 机泵基座螺栓松动；机泵基座倾斜；机泵找正不正确，误差偏大；电动机固定螺栓松动； 轴承松动，会引起电动机振动。 处理方法： 停机后，可用手推动电动机转轴的伸出端。如果伸出端摇晃，则表明轴承松动，正常的轴承是感觉不出松动的。电动机在运行当中发现振动，应及时停机并

8、上报各专业进行检查，找出原因。,.,14,电动机在日常的运行过程中若使用或维护不当，常会发生一些故障，如电动机加电后不能起动，转速过快、过慢，电动机在运行过程中温升过高，有异常的响声和振动，电动机绕组冒烟、烧焦等。 三相异步电动机的故障一般可分为机械和电气两部分。机械故障包括轴承、风扇叶、机壳、联轴器、端盖、轴承盖、转轴等。电气故障包括各种类型的开关、按钮、熔断器、电刷、定子绕组、转子绕组及起动设备等。其中电气故障占总故障的2/3，机械占总故障的1/3。,第四部分、三相异步电动机的常见故障,.,15,、 通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 、 通电后电动机不转，然后熔丝烧断 有异

9、味和冒烟。 、 通电后电动机不转有嗡嗡声。 、 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. 、 电动机空载电流不平衡，三相相差大。 、 电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动。 、 电动机空载电流平衡，但数值大。 、 电动机运行时响声不正常，有异响。 、 运行中电动机振动较大 ,轴承过热 ,电动机过热甚至冒烟。,三相异步电动机的常见故障,.,故障分类,原因分析,绝缘损坏,导体及回路接触不良,定子绕组的短路断路和接线错误,轴承 的松 动变 形,机座 松动 磨损,端盖和铁心的变形及断裂,.,定子绕组故障,故障分析,电动机的老化、受潮、腐蚀性气体的侵人,机械力、电磁力的冲击,电动机

10、在运行中长期过载、过电压、欠电压、两相运转等,.,定子绕组故障分析,电动机绕组电阻一般在几毫欧姆至几十欧姆之间，电动机功率越大，电阻越小，反之，越大；定子绕组故障：接地、相间短路、匝间短路等故障。 接地故障主要表现有：用绝缘兆欧表测量电动机绕组对机壳绝缘为零或者小于0.5兆欧；应送外协维修进行处理。 相间短路主要表现有：因电动机绕组电阻一般在几毫欧姆至几十欧姆之间，应打开电动机接线盒，拆下电动机三相绕组连接片，再用绝缘兆欧表测量电动机绕组对绕组之间的绝缘；这时绕组绝缘为零或者小于0.5兆欧，则判定为绕组相间短路；应送外协维修进行处理。 匝间短路主要表现有：三相电流不平衡、定子局部发热；这时候用

11、兆欧表测量绕组对地、相间绝缘均为良好，应打开电动机接线盒，拆下三相绕组连接片，用万用表粗侧一下电动机绕组直流电阻，或者用毫欧表测量，三相有明显偏差，阻值偏小的绕组则为匝间短路；应送外协维修进行处理。,.,转子故障分析,转子故障有：发热、鼠笼断条、启动频繁、操作不当、轴断裂等。 发热：转子在加工轴过程中，选材不当，加工精度不够，造成转子有涡流产生，造成转子发热；对轴承存在运行隐患，润滑油流失，轴承发热等等。 鼠笼断条：电动机再铸造过程中出现的问题，在运行过程中电流波动较大，电磁噪声明显大于同型号同功率的电动机。 启动频繁、操作不当：减少启动频率，正确操作。 轴断裂：急剧正反转造成冲击或者堵转后频

12、繁启动造成，正确操作，堵转后应清理物料后，盘车正常后，再启动电动机。,.,机械故障分析,故障分类,铁心故障的检修,轴承故障的检修,机座和端盖的故障修理,.,电动机的维修,电动机维修,.,电动机拆卸步骤,拆卸步骤,拆开皮带轮和联轴器,拆下前后端盖,抽出转子,拆下风罩和风叶,注：三相异步电动机拆卸与装配工艺过程正好是相反,.,电动机实验,检查,实验,定子绕组的测定,直流电阻的测定,绝缘电阻的测定,.,检修前的检测方法,实验的目的,实验的项目与方法,直接电阻的测定,绝缘电阻的测定,主要检其三相的直流 电阻是否平衡，要求 误差不超过平均值4%,.,运行中的监视与维护,运行中的监视与维护,电动机 的监视

13、,看,摸,听,闻,电动机在运行时发出的声音是否正常,电动机运行时发出的焦臭味，说明电动机温度过高，应停车检修,电动机停机后，可触摸机座，如很烫手，说明电动机过热,电动机振动情况，传动装置传动流畅。如果出现较密的舌状火花，应停车检修,.,故障检修内容,.查电机各部件有无机械损伤，若有则作相应修复或更换。 .对拆开的电机进行清理，清除所有油泥、污垢。清理中，注意观查绕组绝缘状况。若油漆为暗褐或深棕色，说明绝缘已老化，对这种绝缘要特别注意不要碰撞使它脱落。若发现有脱落应进行局部绝缘修复和刷漆。 .拆下轴承，浸在柴油或汽油中彻底清洗后，再用干净汽油清洗一遍。检查清洗后的轴承是否转动灵活，有无异常响声，

14、内外钢圈有无晃动。根据检查结果，确定对润滑油脂或轴承是否进行更换。 .检查定子绕组是否存在故障。使用兆欧表测绕组绝缘电阻，绝缘电阻的大小可判断出绕组受潮程度或短路情况。若有，要进行相应处理。 .检查定、转子铁心有无磨损和变形，若观察到有磨损处或发亮点，说明可能存在定、转子铁心相擦。可使用锉刀或刮刀将亮点刮低。 .对电机进行装配、安装，测试空载电流大小及对称性，最后带负载运行。,.,常见故障检修 .轴承故障 .转轴故障 .机座故障 .端盖故障 .铁芯故障 .风扇故障,.,轴承的检修, 损坏的现象及原因 轴承的外圈或滚珠破裂，是由于轴承被强力套入转轴，造成轴承与轴配合不当而损坏轴承。 滚珠、钢圈、

15、夹持器变成蓝色，是由于轴承少油滚珠干磨引起高温，或加油过多，高速转动时剧烈搅拌发热，或在装配时轴或轴承座配合不当及安装时轴不对中。 滚道有凹痕，由于安装方法不当或皮带拉的太紧所致。 轴承滚道内有金属颗粒，主要是金属材料疲劳或有异物侵入轴承，造成磨损。 轴承表面锈蚀，水汽、酸碱液侵入轴承内部。,.,、检查的方法 : 听声音检查 用螺丝刀顶在电动机的外轴承盖上，仔细听电动机运转的声音，通过轴承滚动所发出的声音来判断轴承故障。,.,听到滚动体有不规律的撞击声，则说明各别滚珠有破裂现象。 听到滚动体有明显的震动声，则说明轴承间隙过大，有跑套现象。 滚动体声音发哑，声色沉重，则说明轴承润滑油太脏，有杂质

16、侵入。 听到轴承滚动发出尖叫声，则说明轴承润滑油过少或干枯。 声音单调且均匀，但轴承温度过高，则说明轴承润滑油过量或润滑油粘度太大。 声音有周期性的忽高忽低，则说明电动机的负载有变化，轻重不一致。 对已拆卸并清洗过的轴承，套在手上，用力转动外圈，若听到有不均匀的杂音和有振动感，则说明轴承有间隙过大。,.,: 手动检查 用手握住电动机的转轴，用力上下晃动，如下左图所示，若发现有松动现象，超过定子铁心和转子铁心的正常间隙，则说明轴承已损坏。 用手指捏住轴承得外圈，沿着轴向的方向晃动数次，若晃动过大，则说明轴承间隙过大。 将已拆卸并清洗过的轴承用手握紧，用力摇动，如下右图所示，若滚珠在内外圈之间有明

17、显的撞击声，则说明轴承间隙过大。,.,轴承有锈迹 可用00号砂纸擦除锈迹，再用汽油清洗干净。对已破损或钢圈有裂纹的轴承，就必须更换相同型号的新轴承。 轴承过紧 拆卸轴承，用砂纸打磨转轴，再正确装配轴承。 轴承过松 轴承过松情况有两种，一种是轴承内圈与转轴配合不紧，俗称跑内套；一种是轴承外圈与端盖内圆配合不紧，俗称跑外套。 处理方法是在转轴和端盖内圆的表面上用冲子冲一些对称的麻点，如下图所示，以减小轴承与它们之间的距离，增大摩擦力。,.,： 温度检查 对一台正在运行的电动机，用温度计测量轴承的温度，若滚动轴承的温度超过65、滑动轴承的温度超过45，则说明轴承发热严重，有故障。 ：测量检查 用塞尺

18、测量滑动轴承轴颈与衬套之间的间隙，若超过规定值，说明轴承已损坏。,.,、轴承的型号 电机的轴承一般分为滚动轴承和滑动轴承两类。滚动轴承结构简单，装配、维修方便，主要用于中、小型电机；滑动轴承多用于大型电机。 小型电动机常用的滚动轴承型号及轴承代号及意义 滚动轴承代号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，一般是以一组数字表示轴承的结构、类型和内径尺寸。规定用七位数字表示： （自右向左） 右起第一、二位数字表示轴承内径； 右起第三位数字表示轴承直径系列；（如轻窄系列 、轻宽系列 、中窄系列 ） 右起第四位数字表示轴承类型代号；（如向心球轴承 、调心滚子轴承 、推力球轴承 ） 右起第五、六位数字表示轴承

19、的结构特点； 右起第七位数字表示轴承的宽度或高度系列。 超过七位数字的，就从左看起，左起第一位数字表示轴承游隙，左起第二位表示轴承精度等级，如G（普通）、E（高级）、D（精密级）、C（超精密级）。,.,通常滚动轴承的代号是用四位数字表示 根据滚动轴承的代号判断轴承内径 第一、二位数 ：代表轴承内径 代号数字04时，有00、01、02、03四组，分别表示轴承内径=10，12，15，17mm，代号数字为0499时，代号的数字乘以5，即为轴承的内径尺寸（mm）。 例如，型号是0302的轴承，表示向心球轴承 ，中窄系列，轴承直径为15mm。 型号是0308的轴承，表示向心球轴承 ，中窄系列，轴承直径为

20、85=40mm。,.,、轴承的清洗及加油 轴承清洗过程 如下图所示，先刮去钢珠表面的废油；用棉布擦去残余的废油；然后把轴承浸在汽油里，用毛刷洗刷钢珠；再把轴承放在干净的汽油里漂洗干净；最后把轴承放在纸上使汽油挥发干。,., 轴承加油过程 对滚动轴承润滑脂的选择，主要考虑轴承的运转条件，如使用环境（潮湿或干燥），工作温度和电机转速等。加润滑油的容量不宜超过轴承室容积的2/3 。 轴承加润滑油时，应从轴承的一面把油挤压进去，然后用手指轻轻刮去多余的油，只要把油加到能平平封住钢珠即可。在轴承盖上加润滑油时，不要加得太满，约有60-70即可。,.,转轴是传递转矩的部件，转轴的加工质量和安装质量，都会影

21、响电动机的正常运行，造成严重损害，也影响生产，造成经济损失。 1、轴不对中的影响： 增加能耗，减少电动机寿命； 增加机械应力，摩擦增大，损坏电动机。 2、根源安装对中不当 软地脚状态，地脚松动导致定子或基座扭曲产生机械应力和振动。 3、皮带松紧度 松：皮带滑动导致振动和发热 紧：轴承摩擦增加，增加能耗，降低可靠性。,.,轴不对中的热像图 电机和联轴器,0 对中,105 F,62 F,1,000/inch out 角不对中,30,000 out 平行 10,000/inch out 角,.,2. 转轴检修的方法 （1）转轴弯曲 如下图所示，用千分表测量转轴，其弯曲度不得超过0.2mm，否则将轴放

22、在压力机上矫正、矫直。,.,（2）键槽磨损 先在键槽磨损处进行堆焊，然后放在车床上重新铣削键槽。 （3）轴颈磨损 轴颈磨损较轻时，可用电镀在轴颈处镀一层铬，再磨削至原有尺寸。轴颈磨损较重时，如下图所示，可在轴颈磨损处进行堆焊，然后放在车床上车削磨光，达到原有尺寸。 （4）轴有裂纹或断裂 对有裂纹或断裂的轴，一般需要换新轴。,.,机座检修,机座一般用铸铁制成，若有裂纹或断裂时，可用铸铁焊条进行焊接，在焊接时应注意不要烫伤定子绕组。 若地脚完全断裂，可用角铁修补。如图所示。,.,端盖检修,1.端盖破裂修理 若端盖破裂会影响电机定子和转子的同心度，可用铸铁焊条进行焊接。 2.若端盖破裂严重，裂纹较多

23、，不宜电焊时，可用57mm后的钢板修补，如图所示，按修补裂缝所需尺寸割取适当形状的钢板，用螺栓紧固在端盖上。,.,2.端盖轴承孔间隙过大修理 端盖轴承孔间隙超过0.05mm，将造成电机定子和转子铁心相接触，出现扫膛现象。处理方法是，装配时用一条宽度等于轴承宽度的薄铜片，垫在轴承外圆与端盖内圆之间，来消除间隙。 3.端盖止口松动修理 由于端盖拆装频繁或锤击、腐蚀等原因，造成止口表面受伤，影响与机壳的配合。可用锉刀把突出的伤痕锉平，若 止口松动，可在止口圆周上衬垫薄铜皮，否则更换新端盖。,.,铁芯检修,1.铁心表面有擦伤 由于轴承磨损、轴弯曲和端盖松动等故障，会造成定转子铁心相接触，在运行过程中相

24、互摩擦、发热，严重时将烧坏铁心和绕组。修理时先找到根源，予以排除，再用刮刀将擦伤处的毛刺刮掉，并在铁心表面涂一层薄薄的绝缘漆。 2.铁心表面烧伤 当绕组发生接地故障，会在槽口处烧坏铁心，形成凹凸不平的现象，妨碍嵌线，埋下故障隐患。修理时可用小圆锉把烧损铁心表面的溶积物和毛刺锉平。 3.铁心齿松动 在拆除绕组时，易把铁心在槽口处的齿片拔松，会造成齿片振动。修理时可用较宽的槽楔把齿卡紧。如图所示。,.,风扇检修,半封闭式电动机都有风扇，起着强迫散热的作用。 1.风扇叶修理 风扇分为铸铝风扇和塑料风扇，一般风扇在拆装过程中容易损坏，若风扇叶断裂，则需更换相同规格的新风扇；若塑料风扇有裂纹，可用强力胶把裂纹处粘牢。若铸铝风扇的加紧头松动，可在加紧头与转轴间垫上薄铜皮处理。 2.风扇罩修理 风扇罩受外力作用凹陷时，可拆下风扇罩，在风扇罩里面用铁锤轻轻敲击凹陷处，使其恢复平整。,.,.,电动机实验项目表,一般性实验,.,耐压试验,耐压实验30千瓦以上的电动机加到2000v高出额定电压得34倍，时间510秒逐渐