Základné znalosti o elektromotoroch

1. Úvod do elektromotorov

Elektromotor je zariadenie, ktoré premieňa elektrickú energiu na mechanickú energiu. Využíva napájanú cievku (t. j. statorové vinutie) na generovanie rotačného magnetického poľa a pôsobí na rotor (napríklad na uzavretý hliníkový rám s klietkou nakrátko) na vytvorenie magnetoelektrického rotačného krútiaceho momentu.

Elektromotory sa delia na jednosmerné motory a striedavé motory podľa použitých zdrojov energie. Väčšina motorov v energetickej sústave sú striedavé motory, ktoré môžu byť synchrónne alebo asynchrónne (rýchlosť statorového magnetického poľa motora neudržiava synchrónnu rýchlosť s rýchlosťou otáčania rotora).

Elektromotor sa skladá hlavne zo statora a rotora a smer sily pôsobiacej na napájaný vodič v magnetickom poli súvisí so smerom prúdu a smerom magnetickej indukčnej čiary (smer magnetického poľa). Princíp činnosti elektromotora spočíva vo vplyve magnetického poľa na silu pôsobiacu na prúd, čo spôsobuje otáčanie motora.

2. Rozdelenie elektromotorov

① Klasifikácia podľa pracovného zdroja napájania

Podľa rôznych zdrojov pracovného výkonu elektromotorov ich možno rozdeliť na jednosmerné motory a striedavé motory. Striedavé motory sa tiež delia na jednofázové motory a trojfázové motory.

② Klasifikácia podľa štruktúry a princípu fungovania

Elektromotory možno podľa ich štruktúry a princípu činnosti rozdeliť na jednosmerné motory, asynchrónne motory a synchrónne motory. Synchrónne motory možno tiež rozdeliť na synchrónne motory s permanentnými magnetmi, reluktančné synchrónne motory a hysterézne synchrónne motory. Asynchrónne motory možno rozdeliť na asynchrónne motory a striedavé komutátorové motory. Insynchrónne motory sa ďalej delia na trojfázové asynchrónne motory a asynchrónne motory s tienenými pólmi. Striedavé komutátorové motory sa tiež delia na jednofázové sériovo budené motory, striedavé jednosmerné motory s dvojúčelovým budením a odpudivé motory.

③ Klasifikácia podľa spustenia a prevádzkového režimu

Elektromotory možno podľa ich štartovacích a prevádzkových režimov rozdeliť na jednofázové asynchrónne motory s kondenzátorovým štartom, jednofázové asynchrónne motory poháňané kondenzátorom, jednofázové asynchrónne motory s kondenzátorovým štartom a jednofázové asynchrónne motory s delenou fázou.

④ Klasifikácia podľa účelu

Elektromotory možno podľa ich účelu rozdeliť na hnacie motory a riadiace motory.

Elektromotory na pohon sa ďalej delia na elektrické náradie (vrátane nástrojov na vŕtanie, leštenie, drážkovanie, rezanie a rozširovanie), elektromotory pre domáce spotrebiče (vrátane práčok, elektrických ventilátorov, chladničiek, klimatizácií, rekordérov, videorekordérov, DVD prehrávačov, vysávačov, fotoaparátov, elektrických dúchadiel, elektrických holiacich strojčekov atď.) a iné všeobecné malé mechanické zariadenia (vrátane rôznych malých obrábacích strojov, malých strojov, zdravotníckych zariadení, elektronických prístrojov atď.).

Riadiace motory sa ďalej delia na krokové motory a servomotory.
⑤ Klasifikácia podľa štruktúry rotora

Podľa štruktúry rotora možno elektromotory rozdeliť na asynchrónne motory s klietkou (predtým známe ako asynchrónne motory s klietkou nakrátko) a asynchrónne motory s vinutým rotorom (predtým známe ako asynchrónne motory s vinutým rotorom).

⑥ Klasifikácia podľa prevádzkovej rýchlosti

Elektromotory možno podľa ich prevádzkovej rýchlosti rozdeliť na vysokorýchlostné motory, nízkorýchlostné motory, motory s konštantnou rýchlosťou a motory s premenlivou rýchlosťou.

⑦ Klasifikácia podľa ochrannej formy

a. Otvorený typ (napríklad IP11, IP22).

Okrem potrebnej nosnej konštrukcie nemá motor špeciálnu ochranu pre rotujúce a živé časti.

b. Uzavretý typ (ako napríklad IP44, IP54).

Rotujúce a živé časti vo vnútri krytu motora potrebujú potrebnú mechanickú ochranu, aby sa zabránilo náhodnému kontaktu, ale táto ochrana výrazne nebráni vetraniu. Ochranné motory sa delia na nasledujúce typy podľa ich rôznych vetracích a ochranných štruktúr.

ⓐ Typ sieťovaného krytu.

Vetracie otvory motora sú zakryté perforovanými krytmi, aby sa zabránilo kontaktu rotujúcich a živých častí motora s vonkajšími predmetmi.

ⓑ Odolné voči kvapkaniu.

Konštrukcia vetracieho otvoru motora môže zabrániť priamemu vniknutiu vertikálne padajúcich kvapalín alebo pevných látok do vnútra motora.

ⓒ Odolné voči striekajúcej vode.

Štruktúra vetracieho otvoru motora môže zabrániť vniknutiu kvapalín alebo pevných látok do vnútra motora v akomkoľvek smere v rámci vertikálneho uhla 100 °.

ⓓ Zatvorené.

Štruktúra krytu motora môže brániť voľnej výmene vzduchu vo vnútri a mimo krytu, ale nevyžaduje úplné utesnenie.

ⓔ Vodotesný.
Štruktúra krytu motora môže zabrániť vniknutiu vody pod určitým tlakom do vnútra motora.

ⓕ Vodotesné.

Keď je motor ponorený do vody, konštrukcia krytu motora môže zabrániť vniknutiu vody do vnútra motora.

ⓖ Štýl potápania.

Elektromotor môže pracovať vo vode dlhý čas pri menovitom tlaku vody.

ⓗ Odolné voči výbuchu.

Štruktúra krytu motora je dostatočná na to, aby zabránila prenosu výbuchu plynu vo vnútri motora von z motora, čo by spôsobilo výbuch horľavého plynu mimo motora. Oficiálny účet „Literatúra o strojárstve“, čerpacia stanica pre inžinierov!

⑧ Klasifikácia podľa metód vetrania a chladenia

a. Samochladenie.

Elektromotory sa na chladenie spoliehajú výlučne na povrchové žiarenie a prirodzené prúdenie vzduchu.

b. Samochladiaci ventilátor.

Elektromotor je poháňaný ventilátorom, ktorý dodáva chladiaci vzduch na chladenie povrchu alebo vnútra motora.

c. Chladil sa ventilátorom.

Ventilátor privádzajúci chladiaci vzduch nie je poháňaný samotným elektromotorom, ale je poháňaný nezávisle.

d. Typ vetrania potrubia.

Chladiaci vzduch nie je priamo privádzaný ani odvádzaný zvonku motora ani zvnútra motora, ale je privádzaný alebo odvádzaný z motora potrubím. Ventilátory na vetranie potrubia môžu byť chladené vlastným ventilátorom alebo iným ventilátorom.

e. Chladenie kvapalinou.

Elektromotory sú chladené kvapalinou.

f. Chladenie plynom s uzavretým okruhom.

Cirkulácia média na chladenie motora je v uzavretom okruhu, ktorý zahŕňa motor a chladič. Chladiace médium absorbuje teplo pri prechode motorom a uvoľňuje teplo pri prechode chladičom.
g. Povrchové chladenie a vnútorné chladenie.

Chladiace médium, ktoré neprechádza vnútrom vodiča motora, sa nazýva povrchové chladenie, zatiaľ čo chladiace médium, ktoré prechádza vnútrom vodiča motora, sa nazýva vnútorné chladenie.

⑨ Klasifikácia podľa formy inštalačnej štruktúry

Inštalačný spôsob elektromotorov je zvyčajne reprezentovaný kódmi.

Kód je reprezentovaný skratkou IM pre medzinárodnú inštaláciu,

Prvé písmeno v IM predstavuje kód typu inštalácie, B predstavuje horizontálnu inštaláciu a V predstavuje vertikálnu inštaláciu;

Druhá číslica predstavuje kód funkcie, reprezentovaný arabskými číslicami.

⑩ Klasifikácia podľa úrovne izolácie

Úroveň A, úroveň E, ​​úroveň B, úroveň F, úroveň H, úroveň C. Klasifikácia motorov podľa úrovne izolácie je uvedená v tabuľke nižšie.

⑪ Klasifikácia podľa menovitého počtu pracovných hodín

Nepretržitý, prerušovaný a krátkodobý pracovný systém.

Systém nepretržitej prevádzky (SI). Motor zaisťuje dlhodobú prevádzku pri menovitej hodnote uvedenej na typovom štítku.

Krátkodobá prevádzka (S2). Motor môže pracovať iba obmedzený čas pod menovitou hodnotou uvedenou na typovom štítku. Existujú štyri typy trvacích štandardov pre krátkodobú prevádzku: 10 min, 30 min, 60 min a 90 min.

Prerušovaný prevádzkový systém (S3). Motor sa môže používať iba prerušovane a periodicky pod menovitou hodnotou uvedenou na typovom štítku, vyjadrenou v percentách z 10 minút na cyklus. Napríklad FC = 25 %; S4 až S10 patria medzi niekoľko prerušovaných prevádzkových systémov za rôznych podmienok.

9.2.3 Bežné poruchy elektromotorov

Elektromotory sa počas dlhodobej prevádzky často stretávajú s rôznymi poruchami.

Ak je prenos krútiaceho momentu medzi konektorom a reduktorom veľký, spojovací otvor na povrchu príruby vykazuje silné opotrebenie, čo zväčšuje medzeru v spojení a vedie k nestabilnému prenosu krútiaceho momentu; opotrebenie ložiskovej polohy spôsobené poškodením ložiska hriadeľa motora; opotrebenie medzi hlavami hriadeľov a drážkami pre kľúče atď. Po výskyte takýchto problémov sa tradičné metódy zameriavajú najmä na opravné zváranie alebo obrábanie po kefovaní, ale obe majú určité nevýhody.

Tepelné namáhanie spôsobené opravným zváraním pri vysokej teplote nemožno úplne eliminovať a je náchylné na ohýbanie alebo lom. Avšak pokovovanie štetcom je obmedzené hrúbkou povlaku a je náchylné na odlupovanie a obe metódy používajú na opravu kov, čo nemôže zmeniť pomer „tvrdý k tvrdému“. Pri kombinovanom pôsobení rôznych síl stále dochádza k opätovnému opotrebovaniu.

Súčasné západné krajiny často používajú polymérne kompozitné materiály ako metódy opravy na riešenie týchto problémov. Použitie polymérnych materiálov na opravu neovplyvňuje tepelné namáhanie pri zváraní a hrúbka opravy nie je obmedzená. Zároveň kovové materiály vo výrobku nemajú flexibilitu na to, aby absorbovali nárazy a vibrácie zariadenia, zabránili možnosti opätovného opotrebovania a predlžovali životnosť komponentov zariadenia, čím sa podnikom šetrí veľa prestojov a vytvára sa obrovská ekonomická hodnota.
(1) Porucha: Motor sa po pripojení nedá naštartovať

Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Chyba zapojenia vinutia statora – skontrolujte zapojenie a opravte chybu.

② Prerušený obvod vo vinutí statora, skrat k zemi, prerušený obvod vo vinutí rotora motora s navinutým vinutím – identifikujte miesto poruchy a odstráňte ho.

③ Nadmerné zaťaženie alebo zaseknutý prevodový mechanizmus – skontrolujte prevodový mechanizmus a zaťaženie.

④ Prerušený obvod v rotorovom obvode motora s vinutým rotorom (slabý kontakt medzi kefkou a zberným krúžkom, prerušený obvod v reostate, slabý kontakt vo vedení atď.) – identifikujte miesto prerušenia obvodu a opravte ho.

⑤ Napájacie napätie je príliš nízke – skontrolujte príčinu a odstráňte ju.

⑥ Výpadok fázy napájania – skontrolujte obvod a obnovte trojfázové napájanie.

(2) Porucha: Príliš vysoký nárast teploty motora alebo dymenie

Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Preťaženie alebo príliš časté spúšťanie – znížte zaťaženie a počet spúšťaní.

② Výpadok fázy počas prevádzky – skontrolujte obvod a obnovte trojfázové napájanie.

③ Chyba zapojenia vinutia statora – skontrolujte zapojenie a opravte ho.

④ Statorové vinutie je uzemnené a medzi závitmi alebo fázami je skrat – identifikujte miesto uzemnenia alebo skratu a opravte ho.

⑤ Vinutie klietkového rotora je poškodené – vymeňte rotor.

⑥ Chýbajúca fáza vinutia rotora – identifikujte miesto poruchy a opravte ho.

⑦ Trenie medzi statorom a rotorom – Skontrolujte ložiská a rotor, či nie sú deformované, opravte ich alebo vymeňte.

⑧ Slabé vetranie – skontrolujte, či nie je vetranie prekážkou.

⑨ Napätie je príliš vysoké alebo príliš nízke – Skontrolujte príčinu a odstráňte ju.

(3) Porucha: Nadmerné vibrácie motora

Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Nevyvážený rotor – vyrovnávacia rovnováha.

② Nevyvážená kladka alebo ohnuté predĺženie hriadeľa – skontrolujte a opravte.

③ Motor nie je zarovnaný s osou záťaže – skontrolujte a nastavte os jednotky.

④ Nesprávna inštalácia motora – skontrolujte inštaláciu a skrutky základov.

⑤ Náhle preťaženie – znížte záťaž.

(4) Poruchový jav: Abnormálny zvuk počas prevádzky
Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Trenie medzi statorom a rotorom – Skontrolujte ložiská a rotor, či nie sú deformované, opravte ich alebo vymeňte.

② Poškodené alebo zle namazané ložiská – ložiská vymeňte a vyčistite.

③ Výpadok fázy motora – skontrolujte a opravte prerušený obvod.

④ Kolízia čepele s puzdrom – skontrolujte a odstráňte poruchy.

(5) Porucha: Rýchlosť motora je pri zaťažení príliš nízka

Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Napájacie napätie je príliš nízke – skontrolujte napájacie napätie.

② Nadmerné zaťaženie – skontrolujte zaťaženie.

③ Vinutie klietkového rotora je poškodené – vymeňte rotor.

④ Slabý alebo prerušený kontakt jednej fázy skupiny vodičov rotora vinutia – skontrolujte tlak kefy, kontakt medzi kefou a zberným krúžkom a vinutie rotora.
(6) Porucha: Kryt motora je pod napätím

Dôvody a spôsoby manipulácie sú nasledujúce.

① Slabé uzemnenie alebo vysoký uzemňovací odpor – Pripojte uzemňovací vodič podľa predpisov, aby ste eliminovali poruchy spôsobené slabým uzemnením.

② Vinutia sú vlhké – nechajte ich vysušiť.

③ Poškodenie izolácie, kolízia vodičov – Oprava izolácie ponorením do farby, opätovné pripojenie vodičov. 9.2.4 Postupy prevádzky motora

① Pred demontážou odstráňte prach z povrchu motora stlačeným vzduchom a utrite ho dočista.

② Vyberte pracovné miesto pre demontáž motora a vyčistite okolie.

③ Oboznámený so štrukturálnymi charakteristikami a technickými požiadavkami na údržbu elektromotorov.

④ Pripravte si potrebné nástroje (vrátane špeciálneho náradia) a vybavenie na demontáž.

⑤ Aby sa lepšie pochopili poruchy v prevádzke motora, je možné pred demontážou vykonať kontrolnú skúšku, ak to podmienky dovoľujú. Na tento účel sa motor testuje so záťažou a podrobne sa kontroluje teplota, hluk, vibrácie a ďalšie podmienky každej časti motora. Testuje sa aj napätie, prúd, rýchlosť atď. Potom sa záťaž odpojí a vykoná sa samostatná kontrolná skúška bez záťaže na meranie prúdu bez záťaže a strát bez záťaže a vyhotovia sa záznamy. Oficiálny účet „Literatúra o strojárstve“, čerpacia stanica pre inžinierov!

⑥ Odpojte napájanie, odstráňte externé vedenie motora a uschovajte si záznamy.

⑦ Na meranie izolačného odporu motora vyberte vhodný napäťový megaohmmeter. Na porovnanie hodnôt izolačného odporu nameraných počas poslednej údržby a určenie trendu zmien izolácie a stavu izolácie motora je potrebné hodnoty izolačného odporu namerané pri rôznych teplotách prepočítať na rovnakú teplotu, zvyčajne na 75 ℃.

⑧ Otestujte absorpčný pomer K. Ak je absorpčný pomer K > 1,33, znamená to, že izolácia motora nebola ovplyvnená vlhkosťou alebo stupeň vlhkosti nie je vysoký. Pre porovnanie s predchádzajúcimi údajmi je potrebné prepočítať absorpčný pomer nameraný pri akejkoľvek teplote na rovnakú teplotu.

9.2.5 Údržba a opravy elektromotorov

Keď motor beží alebo nefunguje správne, existujú štyri metódy na včasné predchádzanie poruchám a ich odstránenie, a to pozorovanie, počúvanie, čuchanie a dotyk, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka motora.

(1) Pohľad

Počas prevádzky motora pozorujte, či sa nevyskytnú nejaké abnormality, ktoré sa prejavujú najmä v nasledujúcich situáciách.

① Keď je statorové vinutie skratované, z motora môže byť viditeľný dym.

② Keď je motor silne preťažený alebo dôjde k chybe fázy, rýchlosť sa spomalí a bude sa ozývať silný „bzučivý“ zvuk.

③ Keď motor beží normálne, ale náhle sa zastaví, na uvoľnenom spoji sa môžu objaviť iskry; jav prepálenej poistky alebo zaseknutia komponentu.

④ Ak motor silno vibruje, môže to byť spôsobené zaseknutím prevodového zariadenia, zlým upevnením motora, uvoľnenými základovými skrutkami atď.

⑤ Ak sa na vnútorných kontaktoch a pripojeniach motora objaví zmena farby, stopy po spálení a dymové škvrny, naznačuje to, že mohlo dôjsť k lokálnemu prehriatiu, slabému kontaktu na pripojeniach vodičov alebo k spáleniu vinutí.

(2) Počúvajte

Motor by mal počas normálnej prevádzky vydávať rovnomerný a slabý „bzučivý“ zvuk bez akéhokoľvek hluku alebo zvláštnych zvukov. Ak sa vydáva príliš veľa hluku, vrátane elektromagnetického šumu, hluku ložísk, hluku vetrania, hluku mechanického trenia atď., môže to byť predzvesť alebo jav poruchy.

① Ak motor vydáva hlasný a silný zvuk, môže to mať niekoľko dôvodov.

a. Vzduchová medzera medzi statorom a rotorom je nerovnomerná a zvuk kolíše od vysokého po nízky s rovnakým časovým intervalom medzi vysokým a nízkym zvukom. Je to spôsobené opotrebovaním ložísk, ktoré spôsobuje, že stator a rotor nie sú súosové.

b. Trojfázový prúd je nevyvážený. Je to spôsobené nesprávnym uzemnením, skratom alebo slabým kontaktom trojfázového vinutia. Ak je zvuk veľmi tupý, znamená to, že motor je silne preťažený alebo má fázový výpadok.

c. Uvoľnené železné jadro. Vibrácie motora počas prevádzky spôsobujú uvoľnenie upevňovacích skrutiek železného jadra, čo má za následok uvoľnenie kremíkového oceľového plechu železného jadra a vydávanie hluku.

② Hluk ložiska by sa mal počas prevádzky motora často monitorovať. Monitorovacia metóda spočíva v pritlačení jedného konca skrutkovača k montážnej ploche ložiska a priložení druhého konca k uchu, aby sa počul zvuk bežiaceho ložiska. Ak ložisko funguje normálne, jeho zvuk bude nepretržitý a slabý „šušťavý“ zvuk bez akýchkoľvek výkyvov výšky alebo trenia kovu. Ak sa objavia nasledujúce zvuky, považuje sa to za abnormálne.

a. Pri bežiacom ložisku sa ozýva „vŕzgavý“ zvuk, ktorý je spôsobený kovovým trením a zvyčajne je spôsobený nedostatkom oleja v ložisku. Ložisko by sa malo rozobrať a doplniť vhodné množstvo mazacieho tuku.

b. Ak sa ozve „vŕzgavý“ zvuk, ide o zvuk, ktorý vzniká pri otáčaní gule, zvyčajne spôsobený vysychaním mazacieho tuku alebo nedostatkom oleja. Je možné pridať primerané množstvo maziva.

c. Ak sa ozve „cvakavý“ alebo „vŕzgavý“ zvuk, ide o zvuk spôsobený nerovnomerným pohybom guľôčky v ložisku, ktorý je spôsobený poškodením guľôčky v ložisku alebo dlhodobým používaním motora a vysychaním mazacieho tuku.

③ Ak prevodový mechanizmus a hnací mechanizmus vydávajú nepretržité a nie kolísavé zvuky, možno ich riešiť nasledujúcimi spôsobmi.

a. Pravidelné „pukavé“ zvuky sú spôsobené nerovnými spojmi remeňov.

b. Pravidelný „dupkavý“ zvuk je spôsobený uvoľnenou spojkou alebo remenicou medzi hriadeľmi, ako aj opotrebovanými perami alebo drážkami pre perá.

c. Nerovnomerný zvuk nárazu je spôsobený nárazom lopatiek ventilátora do krytu ventilátora.
(3) Vôňa

Zápach motora umožňuje identifikovať a predchádzať poruchám. Ak sa zistí zvláštny zápach farby, znamená to, že vnútorná teplota motora je príliš vysoká. Ak sa zistí silný zápach spáleniny alebo spáleniny, môže to byť spôsobené poškodením izolačnej vrstvy alebo spálením vinutia.

(4) Dotyk

Dotyk s teplotou niektorých častí motora môže tiež určiť príčinu poruchy. Pre zaistenie bezpečnosti by sa pri dotyku mala zadná strana ruky dotýkať okolitých častí krytu motora a ložísk. Ak sa zistia teplotné abnormality, môže to mať niekoľko dôvodov.

① Slabé vetranie. Napríklad odpojenie ventilátora, zablokované vetracie kanály atď.

② Preťaženie. Spôsobuje nadmerný prúd a prehriatie statorového vinutia.

③ Skrat medzi vinutiami statora alebo nerovnováha trojfázového prúdu.

④ Časté štartovanie alebo brzdenie.

⑤ Ak je teplota okolo ložiska príliš vysoká, môže to byť spôsobené poškodením ložiska alebo nedostatkom oleja.