单／三项电机培训资料ppt课件

1、3-phase AC Motor内容提要电机根本概念；电机的构造；三相电机的任务原理；电机根底规范；工厂目前运用的三相异步电机；电机的启动、维护与保养；3-phase AC Motor.一、电机的根本概念Johnson Controls, Guangzhou Factory 电机是一种机电能量转换的机械，发电机把机械能转换为电能，电动机是把电能转换为机械能。 电机的原理，主要是建立在以下根本定理的根底上：1. 电磁感应定律电动势的大小与磁通量的变化率成正比 ； e=N t 其中：N为常数，也可了解为线圈的匝数， 是磁通量的变化量，t是磁通量改动所用的时间 电磁感应定律的主要思想是：变化的磁场产

2、生感应电动势，即磁生电。 电机根本概念3-phase AC Motor.2. 安培全电流定律: 磁场强度H 沿着闭合途径的线积分等于该途径所包围的导体电流的代数和。(用于磁路分析)即 3. 电磁力定律: 载流导体在磁场中受力， 电机中，通电导体转子上在磁场中会遭到切向方向的力，当转子半径为R 时，就会在转子上产生转矩，即电磁转矩 Tem=F*R电机根本概念3-phase AC Motor. 旋转电机主要分类： 1. 按能量转换的方式：发电机、电动机 2. 按电机任务电压的方式：交流电机和直流电机。 异步发电机 发电机 直流发电机 同步发电机 电机 笼型异步电动机 异步电动机 交流电动机 同步电

3、动机 绕线异步电动机 电动机 感应同步电动机 直流电动机旋转电机的主要分类3-phase AC Motor. 1、直流电机：磁极、电枢绕组均运用直流电，没有固定的同步速度 、具有良好的调速和启动性能。 2、同步电机：磁极绕组运用直流电，电枢绕组接交流电，电机转速恒定，效率高，功率因数可调。 3、异步电机：电枢绕组接交流电，电机转速小于同步转速，转速随负载的添加而下降。各类电动机的主要特点3-phase AC Motor 电动机的作用是将电能转换为机械能。电动机分为交流电动机和直流电动机两大类。 交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电

4、动机和三相异步电动机。三相异步电动机构造简单，运转可靠，本钱低廉等优点，广泛运用于工农业消费中。 . 按转子构外型式，异步电动机可分为： 1、笼型异步电动机 转子由置于转子槽中的导条及两端的端环组成闭合回路，整个转子构成一坚实的整体，构造简单结实。 2、绕线转子异步电动机 转子由置于转子槽中的插入式绕组或散嵌绕组、集电环和电刷组成回路，回路中可接入外加电阻。绕线转子异步电动机用于要求起动转矩高、起动电流小或窄范围调速的场所。异步电动机的特点 我们工厂所用的三相异步电动机普通是： 全封锁，自扇冷却式鼠笼型三相异步电动机，极数为2/4/6极。3-phase AC Motor.二、电机的构造John

5、son Controls, Guangzhou Factory冷却方式 IC411防护等级 IP54安装方式 IMB3封锁式笼型异步电机构造3-phase AC Motor. 电机安装方式是根据电机的实践运转环境和工况所决议的。 安装方式 反映电机构造、安装和轴伸的方式，代号由表征字母“IM及附加在后的字母和数字组成；例如：安装方式IMB3，阐明电机为卧式底脚安装，底脚在下方，两个端盖式轴承。 电机的防护等级和安装方式种类很多，不同方式对应的代号有国家规范。电机的安装方式3-phase AC Motor.StandardAsynchronous motor电机安装方式表示图3-phase AC

6、 Motor. 电机普通由以下几部分组成： 定子Stator：包括机座、定子铁心Stator Core、定子绕组Stator windings 、出线盒。 转子Rotor：包括转子铁心Rotor Core 、轴Shaft、转子导条或转子绕组Rotor windings 、内风扇，同步电机和绕线电机的集电环。 构造部件：包括端盖Cover 、轴承Bearing 、外风扇、风罩Wind Cover 、底板、换热器、同步电机和绕线电机刷架等。 构成电动机的主要资料 ： 硅钢片、铜导线、铝锭、绝缘资料、钢材、生铁、轴承。 硅钢片和铜导线作为电机磁路和电路的载体，决议了电机的主要性能，通常称为电机的有效

7、资料；对同一规格电机，有效资料多，那么电机的效率就高。电动机的根本组成3-phase AC Motor.电机装配3-phase AC Motor.电机装配.定子冲片3-phase AC Motor.定子铁芯3-phase AC Motor.绕组定子铁芯3-phase AC Motor.转子冲片3-phase AC Motor.转子.电机(机座+定子+转子)3-phase AC Motor.端盖滑动轴承3-phase AC Motor.三、三相电机的任务原理Johnson Controls, Guangzhou Factory铁心：由内周有槽的硅钢片叠成。A(U1) -X(U2)B(V1) -Y

8、(V2)C(W1)- Z(W2)三相绕组机座：铸钢或铸铁定子铁芯是由0.5mm厚的硅钢片叠 压制成，在其内圆冲有分布的槽。定子3-phase AC Motor.定子绕组根据电源电压和电动机的额定电压可以衔接成型或型3-phase AC Motor.鼠笼转子转子：由转轴、转子铁心、转子绕组和风扇组成。(1) 鼠笼式转子 铁芯槽内放铜条，端部用短路环构成一体。中小型普通采用铸铝绕组(2) 绕线式转子 同定子绕组一样，也分为三相，并且接成星形。转子绕组3-phase AC Motor.1.旋转磁场的产生定子三相绕组通入三相交流电(星形联接)AXBYCZo3-phase AC Motor.旋转磁场o

9、规定 i : “+ 首端流入，尾端流出。 i : “ . 尾端流入，首端流出。 AYCBZX()电流出()电流入3-phase AC Motor.三相电流合成磁场的分布情况 tAXYCBZAXYCBZAXYCBZ合成磁场方向向下合成磁场旋转60合成磁场旋转90600o.AAXZBCYAAXZBCY分析可知：三相电流产生的合成磁场是一旋转的磁场 即：一个电流周期，旋转磁场在空间转过360取决于三相电流的相序结论： 恣意互换两根电源进线，那么旋转磁场反转。恣意互换两根电源进线(电路如图)AXCZBY0 to2.旋转磁场的旋转方向3-phase AC Motor.3.旋转磁场的极对数P当三相定子绕组

10、按图示陈列时，产生一对磁极的旋转磁场，即：o tAXBYCZAXYCBZ电机的磁极对数是指转子或定子有多少对N、S极3-phase AC Motor.极对数旋转磁场的磁极对数与三相绕组的陈列有关CYABCXYZAXBZ03-phase AC Motor3.旋转磁场的极对数P (2).工频旋转磁场的转速取决于磁场的极对数，也称同步转速p=1时0 toAXYCBZAXYCBZAXYCBZ4.旋转磁场的转速3-phase AC Motor.p=2时03-phase AC Motor4.旋转磁场的转速 (2).旋转磁场转速n0与频率f1和极对数p有关。从上式可见:3-phase AC Motor旋转磁

11、场转速n0与极对数 p 的关系.极对数极数每个电流周期磁场转过的空间角度同步转速(f1=50Hz)P = 123603000 rpmP = 241801500 rpmP = 361201000 rpmP = 4890750 rpm电机同步转速与极对数的关系3-phase AC Motor.三相异步电动机的转动原理AXYCBZ定子三相绕组通入三相交流电方向:顺时针 切割转子导体右手定那么感应电动势 E20旋转磁场 感应电流 I2 旋转磁场左手定那么电磁力FF电磁转矩TnF3-phase AC Motor.电动机转子转动方向与磁场旋转的方向一致，但转子转速 n 不能够到达与旋转磁场的转速相等，即异

12、步电动机假设:无转子电动势和转子电流 转子与旋转磁场间没有相对运动，磁通不切割转子导条无转矩因此，转子转速与旋转磁场转速间必需求有转速差。转差率 3-phase AC Motor. 旋转磁场的同步转速和电动机转子转速之差与旋转磁场的同步转速之比称为转差率. 这种电动机称之为异步电动机。 这种电动机的定子和转子之间只需磁的耦合而无点的联络，能量的传送依托电磁感应作用，转子绕组中的电流是感应产生的，所以也称之为感应电动机。3-phase AC Motor转差率 S=(n0-n)/n0.异步电机动的转差率计算转子转速亦可由转差率求得：根据公式 例1：一台三相异步电动机，其额定转速 n=975 r/m

13、in，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的极对数和额定负载下的转差率。解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速的关系可知：n0=1000 r/min , 即p=3额定转差率为3-phase AC Motor普通情况下，异步电动机在运转中：.四、电机的根底规范Johnson Controls, Guangzhou Factory额定功率PN在额定方式下运转时，转轴上输出的机械功kW。额定电压UN在额定方式运转时，定子绕组应加的线电压V。额定电流IN在额定电压和额定功率形状下运转时，流入定子绕组的额定线电流A。额定频率f通常为50Hz和60Hz。额定转速nN指在额定形状下运转时的转子转速r

14、min，异步电机转速略低于下面公式的计算值。 电动机的额定值3-phase AC Motor.效率输出功率与输入功率的比值，效率高那么节能，但过高追求高目的会使电机本钱大幅添加。功率因数cos由于无功功率的存在而引入的性能目的，功率因数高那么输入电流就小，电机的效率就高。最大转矩MK电机在不失步的情况下所能到达的瞬时过载才干，通常用最大转矩MK/额定转矩MN的值表示。堵转转矩Ma电机在启动时所产生的转矩，堵转转矩大那么加速时间短，通常用堵转转矩Ma/额定转矩MN的值表示。堵转电流Ia电机在启动时，输入电机的电流值，堵转电流大，那么电机启动时对电网的冲击就大，通常用堵转电流Ia/额定电流IN的值

15、表示。额定转矩MN 电动机的主要性能目的3-phase AC Motor. 绝缘等级是电机电气绝缘性能的重要目的,它和电机的允许温度有关，绝缘等级越高，电机的允许温度也越高，电机的体积就能减少。 电机中常用的等级其及最高允许任务温度如下： Y级绝缘 - 90 ； A级绝缘 - 105 ； E级绝缘 - 120 ； B级绝缘 - 130 ； F级绝缘 - 155 ； H级绝缘 - 180 ； C级绝缘 - 180 以上 。 电机的绝缘等级留意：电机运转时温度超越绝缘资料的允许任务温度时，电机的运用寿命将缩短。 3-phase AC Motor. 电机温升是指电机某部分的温度与周围冷却介质的温度差

16、，电机的温升主要取决于电机内部损耗的大小和散热情况。 决议绝缘资料寿命的要素是温度而不是温升，冷却介质的温度越高，允许的温升就越低。 电机最常见的绝缘等级为B级和F级，用电阻法丈量，其温升限值B级为80K， F级为105K，电阻和温度的关系如下：电机的温升3-phase AC Motor.电机的防护等级IP为标志字母，第一标志数字表示接触维护和外来物维护等级，第二标志数字表示防水维护等级。第一个数字防护范围第二个数字防护范围0无防护0无防护1防护50mm直径和更大的固体外来体1防滴水2防护12.5mm直径和更大的固体外来体2电机倾斜15时，防滴水3防护2.5mm直径和更大的固体外来体3防与垂直

17、线成60范围内的淋水4防护1.0mm直径和更大的固体外来体4防溅水5防护灰尘5防喷水6灰尘封闭6防强射水，防海浪7防浸水，一般是短时浸水8防长期浸水，即防潜水例如：我们通常运用的电机是IP54的防护等级，为 防尘防溅水3-phase AC Motor.电机的极数与极对数电机的磁极对数是指转子或定子有多少对N、S极。磁极对数与电源频率和同步转速的关系如下式： p=60f/n其中：n 交流电动机的同步转速； f 交流电源频率； p 交流电动机的磁极对数。 极数是N、S极总共的个数，即： 极数 = 磁极对数 * 2。 假设极数未知，磁极对数确实定方法： 1、假设铭牌上额定频率f(Hz)、额定转速n(

18、rpm)知，可以利用60*f/n计算极对数。 2、通某一频率的交流电，测电机转速，再利用转速和频率的关系即60*f/n计算。 用变频控制器驱动，可以读出转速和频率。 3、把转子旋转一周，察看其反电势，看有几个周波，就是其极对数。 3-phase AC Motor.电机的转速 我国的交流电规范频率为50Hz即每秒50周波，所以交流电机的同步转速： n = 60*50*2 / 极数 = 6000 / 极数 2极电机 1对磁极- 3000rpm 4极电机 2对磁极- 1500rpm 6极电机 3对磁极- 1000rpm 8极电机 4对磁极- 750rpm 10极电机5对磁极- 600rpm 交流异步

19、电动机的额定转速小于、接近于同步转速，按其额定转速就可确定其同步转速，进而按上述内容就可推算出它的磁极对数。极数越多转速越低3-phase AC Motor.在末端机组的选型中，电机极数确实定 目前我们选用的电机极数有2、4、6极，普通的原那么是仅供参考 ： 风机转速2200rpm时，选用2极电机3-phase AC Motor. 电机的通风冷却方式和电磁、构造有关系，主要有开启式、管道通风式、密闭循环式和气候防护式等，代号由表征字母“IC及附加在后的数字和字母组成。 开启式环境温度在0 40 ，空气灰尘不大，无有害和危险性气体；该方式散热条件好，电机造价低，普通优先采用。 管道通风式电机周围

20、环境温度高于40 ，空气灰尘较多，将冷却空气经过管道引入或将热空气引出电机，管道中需安装抽风机。 密闭循环式周围环境和管道通风类似，电机有内、外两个冷却回路；内部回路为密闭式循环，内、外冷却介质相互独立，常见的方式有空-空冷却和空-水冷却；该方式的电机电机造价较高。 气候防护式冷却空气直接和外界进展交换，电机外罩上设有滤尘、防风、防雨的构造；与密闭循环式相比，电机造价低。 电机功率大，产生的热量就大，因此功率大的电机通用采用管道通风或密闭循环空-水冷的通风方式。电机的通风冷却方式3-phase AC Motor. 电机冷却方法运用的标志代号，以字母IC开场，后面由数字和字母组成。 完好的标志比

21、如：IC 8 A 1 W 7 1. 标志字母 2. 冷却回路的布置 3. 初级冷却介质 4. 初级冷却介质运动的推进方法 5. 次级冷却介质 6. 冷级冷却介质运动的推进方法 注：当冷却介质为空气时，标志为A，在简化标志中字母A可以省略。电机的通风冷却方式的表示方式3-phase AC Motor.1、电磁噪声: 电机气隙中磁场相互作用产生随时间和空间变化的径向力,使定子铁心和机座随时间周期性变形，即定子发生振动；普通情况下它随电机的功率增大而添加，是带负载时噪声增大的根源。2、机械噪声: 机械噪声主要有轴承噪声、旋转振动及摩擦噪声、动平衡的低频噪声等。3、通风噪声: 通风噪声主要是风扇叶片在

22、转动时使周围气体产生涡流，空气产生扰动而产生的； 电机的噪声限值: 电机在单台空载稳定运转时的A计权声功率级值，单位：dB(A)电机的噪声及噪声源3-phase AC Motor.1、电磁振动： 随着电压的升高而增大，振动幅值随电压的升高而增大，以径向为主；假设电机断电那么电磁振动立刻消逝； 电磁振动频率高，人耳较敏感。2、动平衡振动： 转子残留的不平衡呵斥，只构成径向振动，频率为电机异步转速，假设转速不变那么幅值也不变。3、轴承振动： 频带范围较宽，但又以100300HZ为主，电机断电后，只需转子仍旋转，其幅值逐渐降低。 电机的振动限值: 电机在空载稳定运转时的振动速度值，单位：mm/s电机

23、的振动及振动源3-phase AC Motor.电机的接线3-phase AC Motor.五、工厂目前运用的三相异步电机Johnson Controls, Guangzhou Factory工厂目前运用的三相电机类型系列品牌供应商备注普通三相异步电机Y2YORK华达IP55, F级绝缘, 国产轴承Y2YORK东莞、河北IP54, F级绝缘, 国产轴承QAABBABBIP55, F级绝缘, 国产轴承M2QAABBABBIP55, F级绝缘, 进口轴承1LG0SiemensSiemensIP55, F级绝缘, 国产轴承多速电机Y2DTYORK华达、东莞、河北IP54, F级绝缘, 国产轴承QAD

24、ABBABBIP55, F级绝缘, 国产轴承变频电机Y2VPYORK华达IP54, F级绝缘, 国产轴承Y2VFYORK东莞IP54, F级绝缘, 国产轴承QABPABBABBIP55, F级绝缘, 国产轴承1LA7/1LG4SiemensSiemensIP55, F级绝缘, 纯进口电机隔爆电机YB2YORK华达、东莞IP54, F级绝缘, 国产轴承M2JAABBABBIP55, F级绝缘, 国产轴承3-phase AC Motor.工厂目前运用的三相电机 - 多速电机多速电机经过变极调速，可选2/4，4/6，4/8等双速电机；由于会产生额外的电磁噪声，不引荐在HVAC系统中采用三速电机。目前

25、工厂运用的多速电机是Y2DT YORK ，执行规范：JB/T 8681-1998；QAD ABB ，执行规范：JB/T 7127-1993。3-phase AC Motor.工厂目前运用的三相电机 变频调速电机变频调速电机具有独立的冷却风扇，配合变频器运用；变频调理范围：5-100Hz；50Hz以下为恒转矩调速，50Hz以上为恒功率调速。 留意：普通电机的引荐调速范围：3050Hz.3-phase AC Motor. 变频器供电时频率与电压要成比例地改动，即改动频率的同时控制变频器输出电压。 采用变频器供电，随着电机的加速相应提高频率和电压，起动电流可被限制在150%额定电流以下，而假设用工频

26、电源直接起动时，起动电流为67倍，因此，将产活力械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动，起动转矩为70%120%额定转矩。采用变频器供电时电机运转情况 低转速时的冷却问题： 1.当电源频率较低时，电源中高次谐波所引起的损耗较大。 2.普通异步电动机在转速降低时，冷却风量与转速成比例的减小，致使电动机的低速冷却情况变坏，温升急剧添加，难以实现恒转矩输出。3-phase AC Motor. 普通异步电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等要素所引起的振动和噪声变得更加复杂。低频时的电磁声尤为突出。 普通异步电动机在变频器输出的非正弦电源下运转，其温升普通要添加10%-20%。 从上面

27、我们可以了解到变频电机的特点，因此对于用变频器供电的电机，其电磁、绝缘构造、通风构造是需求根据电机的实践工况特殊设计的； 用普通电机替代变频电机，其寿命会大大降低。采用变频器供电时电机运转情况3-phase AC Motor.工厂目前运用的三相电机 隔爆电机隔爆电机用于环境中含爆炸性混合物的场所我们运用的普通是气体防爆；由于电机老化后由于绕组绝缘损伤，导电连结件松弛呵斥火化火电弧；隔爆电机经过特殊设计使得内部的爆炸性混合物产生爆炸时，隔爆外壳应不损坏，并且内部火焰不能经过隔爆外壳结合面，引起外部爆炸性混合物的爆炸。目前工厂运用的隔爆电机是YB2 YORK ；M2JA ABB 。3-phase

28、AC Motor.六、电机的起动、维护与保养Johnson Controls, Guangzhou Factory 交流电动机加上对称三相电压后，电动机从静止形状过渡到稳定运转形状的过程，标志电动机起动性能的主要目的为堵转转矩倍数和堵转电流倍数。通常要求电动机堵转转矩大，使设备能快速到达正常转速而进展任务，又希望起动时电流不要太大，以免电网产生的冲击，影响电网其它设备的正常运转。电动机的起动 交流电动机起动主要有三种方式： 全压直接起动：起动转矩大，操作简单，不需求很多辅助设备，但起动时电流大，需求电网有足够的容量。 降压起动：电源容量不够大时，采用降压起动可以减小起动电流，但电机的起动转矩也

29、下降，只适用于对起动转矩要求不高的场所。 变频起动：起动转矩恒定，起动时没有压降，但辅助设备投资大需求添加变频器等。3-phase AC Motor.交流电动机起动线路图3-phase AC Motor.序号 常见故障 原因分析 排除方法1不能起动 1电源电路不通。 1检查连接线、控制开关、熔断器、等是否有断开。 2定子绕组故障。 2检查绕组是否短路或开路。 3负载过大或设备被卡死 3减轻负荷；检查设备故障。 2启动慢 1. 电源电压过低。 2. 电源缺相。 3. 线圈接地或者短路。 4.负载转动惯量太大。 1检查电动机接线柱电压，控制开关。 2检查电源和所有连接的开关和线路。 3检查电动机的

30、绕组。 4. 换匹配的电动机3空载运行正常，带负载运行跳闸 1. 开关和熔断器容量不够，负载大。 2. 电压过低，负载大。 3. 负载过大。1. 更换大容量的开关和熔断器。2. 检查线路情况和电源电压，减低负载。3. 换电动机或减轻负荷。4电动机外壳有电 1. 电源线和接地线搞错。 2. 绕组老化或受潮。 1. 纠正接线。 2. 绕组进行干燥处理，绝缘老化更换绕组。电动机常见缺点与分析排除3-phase AC Motor.序号 常见故障 原因分析 排除方法5电动机外壳发烫1负载太大。2环境温度超过40。3电压太低或太高。5电动机缺相运行。6冷却风扇损坏。7定转子相擦。8三相电压不平衡。1调整负载，更换大的电动机。2降低环境温度。 3检查电源电压是否和电动机要求的电压一致。5检查开关、熔断器