电机的知识简介

电机基础知识简介目录1工作原理2电机的结构3电机的操作4电机的日常维护5电机的维修6电机的常见故障

一、电机的工作原理

交流电机主要分为同步电机和异步电机，同步电机主要用作于发电机，也可用于电动机。异步电动机定子上有三相对称的交流绕组；三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场；转子绕组的导体处于旋转磁场中；转子导体切割磁力线，并产生感应电势。转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力。电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。

二、电动机的基本结构

一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。

1、定子定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子铁心是电机磁路的一部分。为了减少涡流损耗，定子铁心由0.5毫米厚的硅钢片叠成。对于10KW以上的容量较大的电动机，在硅钢片两面涂以绝缘漆作为片间绝缘之用。定子硅钢片叠装压紧后，用压圈和扣片紧固成为一个整体铁心，固定在机座内。对于中，大型的电机，为了使铁心中的热量更能有效地散发出去，在铁心中设有通风沟（风道）。这时铁心沿长度方向被通风沟分成数段，每段铁心长约40~60毫米。两段铁心之间的径向通风沟宽约10毫米。对于小型电机，由于铁心长度较短，散热较容易，不需要径向通风沟。

定子线圈是双层叠绕组，绝缘等级为F级，电压等级为3kV级及以上者均有防电晕措施。定子是外压装结构，通常采用磁性槽楔，根据需要也可用非磁性槽楔。线圈端部之间用适型材料垫紧，并与端箍、支撑杆扎牢在一起，经过真空压力整浸无溶剂漆后，整个定子成为一个整体，增强了其机械性能、散热性能和防潮性能。二、电动机的基本结构

2、转子电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。转子由转子铁心，转子绕组和转轴组成。转轴由于承受较大的力矩，一般采用强度和刚度较大的中碳钢制成。转子铁心一般和定子铁心一样是用0.5毫米厚的硅钢片叠成。一般利用制造定子冲片时冲下来的中间部分作为转子铁心的叠片。高压电机由于转子直径较大，为了节约转子铁心的材料和改善转子的通风冷却，大、中型多级电机的转子铁心都是通过转子支架紧固在轴上。

绕线型电动机的转子线圈是双层波绕组，用矩形铜排制成，绝缘等级为F级。鼠笼型电动机一般情况下采用铸铝转子，这种转子运行可靠，并具有较好的起动性能，它可以全压直接起动。根据需要也可采用铜条转子。绕线型电动机的转子是将转子线圈插入转子铁心半闭口槽内，按指定的接线图将线圈头焊接好，并将裸露部分包好绝缘，再整体浸漆烘干。转轴大多焊有辐射筋，并经过热处理，具有较好的机械性能。二、电动机的基本结构

2、转子

二、电动机的基本结构

3、端盖

端盖是电机外壳的一部分，其主要作用是支撑转子和保护电机。一般中、小型电机都采用带轴承的端盖，轴承压装在端盖的中心圆空内，以保证定、转子的同心度。带轴承的端盖都用铸铁做成。在大型异步电动机中，由于转子重量较大，为了减轻端盖荷重和便于维修轴承，多用不带轴承的端盖，不带轴承的端盖用铸铁或钢板焊成。二、电动机的基本结构

4、轴承轴承的作用是支撑转子旋转的。常用的轴承有滚动和滑动的两种。滚动轴承可分为滚珠轴承和滚柱轴承，滚动轴承的负荷能力较低，但由于轻便、摩擦力小、径向间隙小、安装和拆卸方便，因此多用于中小型电机中。在功率较小的异步电机中，两端轴承都用滚珠轴承。由于滚柱轴承的负荷能力较滚珠轴承高，因此传动的功率较大时，一般在传动端用滚柱轴承，而在非传动端用滚珠轴承。滑动轴承的工作特点是轴颈轴衬中间作相对滑动，因此轴承的磨损较大。由于它可以承受较大的荷重，并容许多次修理，因此多在大型异步电动机中使用。滑动轴承有的是用定位螺栓固定在端盖上，端盖上装有贮存润滑油的油箱；对于转子较重的大型电机，常采用座式滑动轴承来支撑转子，它有轴承座和轴承盖组成，轴承座直接安装在电机的基础上。轴承的重要部分是轴瓦，因为它是轴承直接和轴颈接触的部分，所以要求摩擦系数小并能承受载荷的耐磨材料做成。一般采用青铜或浇有巴氏合金的铸铁轴瓦。

为提高轴伸端轴承的承载能力和使用寿命，滚动轴承装置一般为三轴承结构：在轴伸端用一个滚柱轴承和一个球轴承并列，由滚柱轴承承受径向负荷，而球轴承仅承受轴向负荷（故球轴承外圈与端盖内圆径向通常留有间隙），而在非轴伸端用一个滚柱轴承。也可用两轴承结构。为了防止轴承圈在电机运行中发生转动现象，轴承外圈由内外轴承盖止口压牢，轴承盖紧固在轴承套或端盖上。轴承内圈由迷宫环顶紧。轴伸端和非轴伸端的轴承装置都是采用迷宫式结构，用密封圈密封。不仅可防止轴承室的润滑脂漏到电机内部损坏线圈的绝缘；还可以防止外面的灰尘和水进入轴承室，保持轴承清洁。二、电动机的基本结构

5、电动机的冷却电动机的冷却决定了电机的散热能力，从而直接影响电机的使用寿命。电机的冷却主要考虑冷却介质和冷却方式。（1）冷却介质一般的电机冷却介质分为两类：气体冷却即利用氢气、空气或其他气体作为冷却介质。氢气的热容量比空气大，相对空气的冷却效果好。液体冷却即利用水、油作为冷却介质。由于液体的热容量和导热能力比气体要大得多，就冷却而言液体冷却比气体好得多。（2）冷却方式冷却方式很多，主要分为两类：间接冷却冷却介质只与电机的铁心，绕阻，机壳的外表面接触，热量先要从这些部分的内部传到外表面再由冷却介质带走。间接冷却大部分是风冷，这时它又分为自然冷却和风扇冷式等。直接冷却冷却介质（多数用水或氢气）直接进入导体的内部（如空心导体）直接吸收发热体的热量并带走。直接冷却要比间接冷却的方式好得多，促进了现代电机业的发展，但结构也相对比较复杂。

二、电动机的基本结构

6、电动机的绝缘材料和耐热等级

电机运行是能量转换的过程，这时电机的绕组中有电流流过，电流在绕组上的功率，以及铁心中交变磁场导致的磁滞和涡流引起的功率损耗都会转化为热量而散发。这种热量的出现和积累从而使电机发热，引起局部温度升高。温度过高影响耐热能力薄弱的绝缘材料，大大降低使用寿命。严重时甚至会烧毁电机。所以对于不同的绝缘材料有着不同的最高允许工作温度。在此温度以下长期工作，绝缘材料的电性能，化学性能和机械性能不会有显著变化；如果超过此温度则绝缘材料的各种性能迅速变坏甚至加速老化。因此电机因其各部分的绝缘材质不同而有一个最高温度限制。电机的绝缘材料和耐热程度一般分为六个等级：A级绝缘包括经过浸渍的棉纱、丝、纸等有机纤维材料以及普通漆包线上的磁漆。目前只在变压器上使用。允许最高工作温度为105℃。E级绝缘包括用聚酯树脂，环氧树脂，三醋酸纤维制成的薄膜。聚乙烯醇縮醛，高强度漆包线上的磁漆等。允许最高工作温度为120℃。B级绝缘包括云母、石棉、玻璃丝等无机物，用提高了耐热性能的有机漆或树脂作为粘合物做成的材料或其组合物。允许最高工作温度为130℃。F级绝缘包括云母、石棉、玻璃丝等无机物用硅有机物改性的合成树脂漆，或耐热等级符合这个级别的醇酸、环氧等合成树脂作为粘合物而制成的材料或其组合物。允许最高工作温度为155℃。H级绝缘，包括硅有机物以及云母、石棉、玻璃丝等无机物用硅有机漆作为粘合物做成的材料。允许最高工作温度为180℃。C级绝缘包括无粘合剂的云母、石英、玻璃等；用热稳定性特别优良的硅有机漆、聚酸亚胺等。二、电动机的基本结构

7、机座

吊入式机座是一个长方体的钢板焊接箱式结构，机座内部轴向有筋，用于支撑和固定定子。定子是从上方放入机座，靠定子压圈与机座轴向筋定位并保证气隙均匀度。再用螺栓将定子与机座紧固。机座两端端板的内止口与端盖的外止口紧密配合，能充分保证定、转子之间的气隙均匀度。套入式机座是一个长方体的钢板焊接箱式结构，机座内部有隔板，用于支撑和固定定子。定子从机座一端套入，靠定子压圈与机座撑板止口紧密配合，能充分保证气隙均匀度。二、电动机的基本结构

8、出线盒

出线盒由出线盒座、出线盒盖、绝缘套管等主要零部件组成。

额定电压为3kV及以上的出线盒，绝缘套管为树脂化压件或电瓷件，低压出线盒采用螺柱结构。整个出线盒是密封的，出线盒与电动机之间也是密封的，能够防止水和灰尘进入出线盒和电动机内部，防护等级为IP54，根据要求也可设计成IP55。额定电压为一种电压单用时，出线盒内有三个绝缘套管，额定电压为两种电压两用时，出线盒内有六个或九个绝缘套管，其中下面三个绝缘套管是电源电缆接线绝缘套管。出线盒内设有接地装置和接线标牌。根据需要，出线盒内可装有避雷器、复合式过电压保护器或电流互感器。二、电动机的基本结构9、集电环

绕线型电动机在非轴伸端装有集电环。一般装在机座外面，防护等级通常为IP23，根据需要也可为IP44或IP54，也可装在机座内。采用不举刷结构，电动机起动完毕后，电刷仍然压在集电环上。额定电压为380V及以下的电机可做成举刷结构的。电刷的数量和引线电缆的截面积根据转子额定电流的大小有所不同。有的电机设有碳粉吸附装置，装在集电环下面，为抽屉式的，定期清洗时，拧下紧固螺钉，取出装置用水或压缩空气清洗干净后，再装回原来位置。电刷的牌号通常为J204或J206。根据需要，也可用其他牌号。二、电动机的基本结构三、电动机的安装安装前的准备工作1、绝缘电阻测量：包括定子绕组、绕线式电机转子绕组和所有辅助装置（参阅绝缘电阻测量）。2、拆除运输锁定装置。3、卧式电机底脚平面的调整垫板要求4、准备一些垫板，垫板材料为薄铜板和钢板。厚度可为0.05、0.1、0.2、和0.5、1、2mm。5、每处底脚平面处调节垫板数量不许超过3件。6、所有垫板均为整板，校平并周边去毛，倒棱。厚垫板不能多层累加。7、所有垫板与电机底脚平面尺寸一致，电机底脚平面尺寸见电机随机外形图。允许垫板的长、8、宽尺寸偏差±10mm，并在地脚孔处加工出半边开缺的孔，用于穿过连接螺栓。垫板结构见图9、准备橡皮锤、调节螺栓、液压千斤顶，用于轴向和水平调整。10、准备一个千分表，最好准备一个激光光学分析仪，用于设备的精确校正。11、准备一个简单的杠杆，用于校正时转动转子基础浇灌1、基础应根据电动机的安装尺寸进行设计，电动机的安装尺寸见电机随机外形图。2、无论电动机底板是何种结构，底板均需与基础浇铸在一起。3、基础浇铸时，需预埋地脚螺栓。4、基础浇灌时，灌浆孔内壁表面必须粗糙，以便结实牢固。浇灌孔的位置和基础高度必须按相应图纸尺寸进行设计。5、基础应平整且水平误差不大于0.1mm。

为保证基础柱头螺栓能够很好地固定到混凝土内，这些螺栓必须无涂层且没有受到污染和沾染灰尘。起吊电动机时，采用座式轴承的电动机必须使用底板上的吊攀，其余电动机必须使用机座上的吊攀，吊装示意图三、电动机的安装电动机安装1、将电动机小心吊放在基础或底板上，并用螺栓或螺母紧固。2.2.5.2联轴器的装配需遵守联轴器供应商的要求。组装联轴器时不能对电机轴承施加外力，以免损坏电机轴承。注意：联轴器必须外加坚固的保护罩。2、联轴器的装配需遵守联轴器供应商的要求。组装联轴器时不能对电机轴承施加外力，以免损坏电机轴承。3、轴中心校准。1）电动机与负载的轴中心线必须对准，否则会损坏转轴、轴承和电动机。2）采用混凝土基础时，如果调正和灌浆作业做得好，就没有必要加垫板，否则就需通过垫板来调正。3）电动机水平方向可以通过底板上的调整块，用调整螺栓在前后左右进行调校。注意：不允许直接敲击电机。4）电动机垂直方向通过增减垫板来校正。5）电动机轴线对底脚支承面的平行度建议不超过1mm。也可按使用国安装标准。6）电动机底脚支承面的平面度公差建议不超过0.3mm。也可按使用国安装标准。7）通过水平和垂直方向的调校，直至电动机轴中心线和负载的轴中心线大致对准且联轴器之间达到所需距离。8）用度盘式指示器或其他类似仪器检测调试结果。根据通用惯例，联轴器之间的水平和角度偏差控制在0.05mm～0.10mm内，轴向偏差不超过0.10mm，其偏差的定义见图15。图15偏差的定义9）调试完毕，用专用工具在电机底板上加工定位销锥形孔，打入定位销。三、电动机的安装起动1、外挂风机冷却电动机的启动、保护要求，凡强迫冷却的电动机（IC06、IC616、IC666、IC86W），均需先开启风机电机，并确认风机