1、 電動機部分講義 一、 異步電動機的分類： 異步電動機安相數分為單相和三相，單相異步電動機的容量小，一般小于200W，家用電器用的多。三相異步電動機分為鼠籠式和繞線式，現場大多是鼠籠式，二、 異步電動機的結構和工作原理：（1）結構三相異步電動機主要由靜止的和轉動的兩部分構成，其靜止部分稱為定子。定子是用硅鋼片疊成的圓筒形鐵心，其內圓周有槽用來安放三相對稱繞組；三相對稱繞組每相在空間互差 120o ，可聯接成Y形或形。三相異步電動機轉動的部分稱為轉子，是用硅鋼片疊成的圓柱形鐵心，與定子鐵心共同形成磁路。轉子外圓周有槽用以安放轉子繞組。轉子繞組有鼠籠式和線繞式兩種。鼠籠式：將銅條扦入槽內，兩端用銅

2、環短接，或直接用熔鋁澆鑄而成短路繞組。線繞式：安放三相對稱繞組，其一端接在一起形成Y形，另一端引出連接三個已被接成Y形的電阻，或直接通過短路端環短路。其組成如下圖：380V電動機結構YZ160-250電動機結構圖1. 鍵 2.軸承外蓋 3.端蓋 4.軸承內蓋子 5.接線盒座6.接線盒蓋 7.轉子 8.吊環 9.定子 10.機座 11.端罩 12.風扇 13.軸承 14.轉軸現場380V電機與YZ160-250電動機結構基本一致。YZR160-250電動機結構圖1. 排塵孔蓋 2.軸承外蓋 3.前端蓋 4.軸承內蓋 5.集電環 6.刷桿7.刷握 8.擋塵板 9.觀察窗蓋 10.接線盒座 11.接

3、線盒蓋 12.定子13.轉子 14.吊環 15.機座 16.軸承內蓋 17.端蓋 18.端罩 19.風扇20.軸承 21.軸承外蓋 22.鍵 23.轉軸真空泵電機結構與YZR160-250電動機基本一樣。三相異步電動機的內部結構：（2）工作原理：轉子繞組切割旋轉磁場產生感應電勢，并在短路的轉子繞組中形成轉子電流，轉子電流與旋轉磁場相互作用產生電磁力，形成轉動力矩，使轉子隨旋轉磁場以轉速n轉動并帶動機械負載。轉子和旋轉磁場之間轉速差的存在是異步電動機轉動的必要條件，轉速差以轉差率s,其公式為：公式1：S=（n1-n）/n1，其中S為轉差率，n1為同步轉速，n為轉子轉速。電動機運行狀態時0S1，當

4、S0時則為發電機運行狀態。定子三相對稱繞組中通以頻率為f的三相對稱電流便會產生旋轉磁場。旋轉磁場的轉速由公式2：f=pn1/60，確定式中f為通入的交流電頻率，p為級對數。 三、電動機的啟動和調速：（1） 電動機的啟動要求：一是有足夠大的啟動轉矩，以克服所帶機械的摩擦轉矩、慣性轉矩和負載轉矩。二是啟動電流要小，以防母線電壓降過大。三是啟動時間短。四是啟動設備簡單。實際運行中電動機啟動電流大，造成母線電壓降低，電機繞組過熱加速絕緣老化，過大的電動力是大型電機端部變形，轉子鼠籠斷條。現場電機啟動主要有直接啟動和降壓啟動，除空壓機為降壓啟動外，其余全是直接啟動。空壓機星-三角啟動原理如下：圖為異步電

5、動機的星三角啟動電路，適用380V三角接線的電動機，啟動時將它接成星形，使每相繞組電壓降為 ，從而使啟動時線電流降為1/3，但是啟動轉矩也降2為1/3，啟動后恢復為三角接線，轉入正常運行。 圖中SB1為動斷（常閉）按鈕，SB2為動合（常開）按鈕，KM1為主回路接觸器，KM2為星形接接觸器，KM3為三角接接觸器，KT為時間繼電器。控制過程如下： 合上隔離開關QS，按下按鈕SB2后電路接通為： 這時KM1、KM2、KT均通電動作，但KT的動合（常開）、動斷（常閉）延時觸點末到整定時間維護原狀，所以用于主回路KM1、KM2動合觸點閉合使用，使電動機接成星形啟動，與SB2并聯的自鎖作用，當手離開SB2

6、時由它取代維持電路通電。KM3接觸器線圈回路因互鎖常閉觸點KM2打開而不通電，防止KM2和KM3接觸器同時動作造成主回路短路。 當時間繼電器KT達到整定時間后，KT動斷觸點延時打開，KM2線圈失電，主回路KM2觸點打開。互鎖觸點KM2閉合和KT延時動合觸點閉合使KM3線圈通電動作，主回路KM3觸點閉合，短短的接成三角形運轉，同時互鎖觸點KM3觸點打開切斷KM2線圈回路，防止KM2和KM3同時誤投。 要使電動機停止運轉時，按SB1動斷按鈕，斷開控制回路電源，KM1、KM2、KM3均失電使主回路觸點均打開，電動機失電停止運行。 （2）電機的調速：由以上公式1、2可以得出電機的轉速為：n=60f（1

7、-S）/p，因此要改變電機轉速，就得改變頻率，級對數和轉差率。現場電機主要以級對數的不同確定電機轉速，給煤機電機則為變頻調速。級對數的改變通過線圈數量來實現，變頻調速則是通過電子元件改變通入電流的頻率，現在頻率一般調節在5到100Hz之間來實現改變電機速度，同時具有交好的節能效果，目前這種技術廣泛被采用，也可以實現我們6KV電機節能要求。四、直流電動機的工作原理：電動機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步電動機十分相似。電動機的轉子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉子的極性，在電動機 接線內裝有位置傳感器。驅動器由功率電子器件和集成電路等構成，無刷直流電動機的原理簡圖如圖一所示：永

8、磁體N-S交替交換，使位置傳感器產生相位差120的U、V、W方波，結合正/反轉信號產生有效的六狀態編碼信號：101、100、110、010、011、001，通過邏輯組件處理產生T1-T4導通、T1-T6導通、T3-T6導通、T3-T2導通、T5-T2導通、T5-T4導通，也就是說將直流母線電壓依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上，這樣轉子每轉過一對N-S極，T1-T6功率管即按固定組合成六種狀態的依次導通。每種狀態下，僅有兩相繞組通電，依次改變一種狀態，定子繞組產生的磁場軸線在空間轉動60電角度，轉子跟隨定子磁場轉動相當于60電角度空間位置，轉子在新位置上，使位

9、置傳感器U、V、W按約定產生一組新編碼，新的編碼又改變了功率管的導通組合，使定子繞組產生的磁場軸再前進60電角度，如此循環，無刷直流電動機將產生連續轉矩，拖動負載作連續旋轉。正因為無刷直流電動機的換向是自身產生的，而不是由逆變器強制換向的，所以也稱作自控式同步電動機。無刷直流電動機是以自控式運行的，所以不會象變頻調速下重載啟動的同步電動機那樣在轉子上另加啟動繞組，也不會在負載突變時產生振蕩和失步。中小容量的無刷直流電動機的永磁體，現在多采用高磁能積的稀土釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁無刷電動機的體積比同容量三相異步電動機縮小了一個機座號。近年來針對異步電動機變頻調速的研究，歸根到

10、底是在尋找控制異步電動機轉矩的方法，而無刷直流電動機的電流或電樞的端電壓，就是直接控制電動機轉矩的物理量。過去，由于稀土永磁體價格比較高等因素，限制了稀土永磁無刷直流電動機的應用領域，但是隨著技術的不斷創新，其價格已迅速下降，現在大多無刷直流電動機的永磁體采用稀土制成。五、電動機的常見故障現象及原因分析：（1）故障現象：電動機不能起動，而且沒有任何聲音。原因：保險絲熔斷。起動器掉閘。電源沒有電。（2）故障現象：電動機不能起動，但有嗡嗡的響聲。原因：電源線一相斷線，或保險絲有一相熔斷，或電動機有一相繞組斷線。定子與轉子之間的空氣間隙不正常，使定子與轉子相碰。軸承損壞。被帶動機械卡住。 （3）故障

11、現象：電動機起動時保險絲熔斷。原因：定子線圈一相反接。定子線圈短路或接地。軸承損壞。傳動皮帶太緊。被帶動機械卡住。起動時誤操作。（4）故障現象：電動機起動后轉速較低。原因：電源電壓過低。將三角形接線的電動機接成星形。定子線圈短路。轉子的短路環、籠條斷裂或開焊。電動機過負荷。 （5）故障現象：電動機溫度過高，但電流沒有超過額定值。原因：環境溫度過高。電動機通風道堵塞。電動機油泥、灰塵太多影響散熱。 電動機空冷器斷水。（6）故障現象：電動機在運行中有爆炸聲。原因：線圈暫時接地。線圈暫時短路。 六、電動機的故障處理：電動機故障處理時，根據不同現象采取不同的處理程序，其基本原則是：首先要保證人身的安全

12、。其次要保證設備不被損壞，然后根據現象我們運行人員判斷故障原因，如果是保險，電源，空冷器斷水等故障則我們自行處理，如果是其它原因引起的故障，則應盡快聯系檢修處理。電動機的故障處理其現象判斷是關鍵。七、電機檢修所做措施：最重要的是要切除電機的電源，其次是懸掛“禁止合閘，有人工作”和“在此工作”牌。其中最關鍵的是切除電機的電源。電機我們無法驗明有無電，因此核對電機名稱和編號則是核心。八、電動機檢修后的驗收：檢修后電機的驗收是對電機接線，轉向，轉動是否靈活，電機絕緣是否合格等進行檢查和驗收，我們要把握的關鍵是設備個部件恢復要完好，接線要牢固，轉子轉動要靈活，轉向要符合規定，電機絕緣要合格。九、電動機

13、的正常運行和監視參數：電機正常運行要監視的參數主要有電流，溫度，轉速，振動，聲音等符合規定和要求。發現任何異常現象都需要仔細判斷，認真處理。三相異步電動機的未裝線時的定子與定子硅鋼沖片1.定子 定子由定子鐵心，定子繞組和機座三部分組成 （1 )。定子鐵心：由0.35毫米0.5毫米厚硅鋼片疊壓而成。槽口用以嵌放定子繞組如上圖所示是電動機磁路部分。鼠籠式轉子如圖：轉子:由轉軸，轉子鐵心，轉子繞組三部分組成。 （1）轉子鐵心。由硅鋼片疊成壓裝在轉子軸上， 硅鋼片沖有溝槽， 供嵌轉子繞組（稱導線槽）。 （2） 轉子繞組。由許多銅條或鋁條構成。嵌在導線槽內，兩 端再用金屬環（也叫短路環）焊成鼠籠形式，如

14、上圖所示。電泵電動機參數見下表：表項 目單 位設 備 名 稱汽動給水泵前置泵啟動50%（備用）給水泵型號YKK355-4YKS5100-4額定功率kW2005100額定電壓kV66同步轉速r/min15001500頻率Hz5050主要特性效率%97功率因次0.89增轉轉矩（倍）0.6堵轉電流（倍）4.84最大轉矩（倍）1.97絕緣等級F重量kg18500冷卻方式空-空空水冷旋轉方向順時針(從電機向泵看)順時針(從主軸伸端向電機看)凝結泵電動機基本參數2.4.1電動機型式 ： 立式 2.4.2 額定功率/額定電流 ：900KW/116.2 A2.4.3 額定電壓 ： 6 kV2.4.4 最高運行

15、電壓 ： 6.6 kV2.4.5 額定工頻耐受試驗電壓： 13 kV2.4.6 額定頻率 ： 50 Hz2.4.7 額定轉速 ： 1489 r/min2.4.8 轉動慣量 ： 38 kg.m22.4.9 工作定額 ： 連續 2.5 技術性能要求2.5.1 電動機的設計應符合本技術協議書和被驅動設備制造廠商提出的特定使用要求。當運行在設計條件下時，電動機的銘牌出力對凝結水泵應不小于被驅動設備所買功率的120%。2.5.2電動機應為異步電動機。電動機應能在電源電壓變化為額定電壓的10%內，或頻率變化為額定頻率的5%內，或電壓、頻率同時改變，但變化之和的絕對值在10%內時連續滿載運行。2.5.3電動

16、機應為直接起動式，能按被驅動設備的轉速-轉矩曲線所示的載荷進行成功的起動。當電源電壓降低到額定電壓的80%時，電動機應能實現自動起動和正常起動。2.5.4電動機的起動電流，應達到與滿足其應用要求的良好性能與經濟設計一致的最低電流值。除非得到買方的書面認可，否則，在額定電壓條件下，電動機的最大起動電流不得超過其額定電流的650%。2.5.5在規定的起動電壓的極限值范圍之內（6KV10%），電動機轉子允許起動時間不得小于10秒，具體時間技術協議簽訂后兩周內提供。2.5.6電動機在冷態下起動2次，每次的起動循環周期不小于5分鐘；熱態允許起動1 次。2.5.7在額定功率下運行時，電動機應能承受電源切換

17、過程中的電源中斷而不損壞，并且假定電機切換前是滿載運行的。在切換過程中,電機的殘壓可能是額定電壓的50%, 與另一電源的相差可能是180度。電動機的破壞扭矩不小于滿載扭矩的180%。 2.5.8電動機應具有F級絕緣，但其溫升按B級絕緣考核。電動機繞組應經真空壓力浸漬處理和環氧樹脂密封絕緣。絕緣應能承受周圍環境的影響，并應按海拔高度進行修正，作防電暈處理。電動機的連接導線與繞組的絕緣應具有相同的絕緣等級。2.5.9 電動機應能承受規定的過電壓要求。2.5. 10電動機的結構應能耐受標準規定的正反轉的超速值，而不造成設備損壞。2.5. 11電動機的振動幅度不應超過標準所規定的數值。2.5. 12電

18、動機的最高噪音水平應符合所列規范和標準的要求。距外殼1米遠處，電動機的平均聲壓級小于85dB（A聲級）。2.5. 13電動機內部接線與外部電纜進行連接的連接器應由賣方負責提供。2.5. 14在現場和規定的環境中完全符合規范運行條件下，電動機的設計應能保證其使用壽命不低于30年。2.6設計與結構要求2.6.1 外殼的通風與保護2.6.1.1電動機應采用 空-空 式冷卻結構，其外殼防護等級應不低于IP 54 級。電動機顏色（出廠前業主確定）。電動機的設計應達到凝結水泵所買要的任何特殊負載轉矩（M-S曲線）和軸功率要求。2.6.2接地 每臺電動機應裝設有電動機機座接地的裝置，兩個接地裝置應位于電動機

19、完全相反的兩側。凝結水泵高壓電動機規范和數量序號型式型號額定功率 （kW ）額定電壓 （kV）額定轉速 （r/min）單位數量備注1立式YLKK500-49006KV1489臺4循環泵工程條件系統概況2.3.1.1系統額定電壓： 6 kV2.3.1.2系統最高電壓： 6.6 kV2.3.1.3系統額定頻率：50Hz2.3.1.4系統中性點接地方式：中阻接地2.3.2安裝地點： 循環水泵房2.4 電動機基本參數2.4.1電動機型式：立式 (按附錄要求)2.4.2 額定功率： 1600 kW2.4.3 額定電壓： 6 kV2.4.4 最高運行電壓： 6.6 kV2.4.5 額定耐受試驗電壓： 13

20、.00 kV2.4.6 額定頻率： 50 Hz2.4.7 額定轉速： 496 r/min2.4.8 轉動慣量： 945 kgm22.5 技術性能要求2.5.1 電動機的設計符合本技術規范書和循環水泵設備制造廠商提出的特定使用要求。當運行在設計條件下時，電動機的銘牌出力不小于被驅動設備所需功率的115%。2.5.2電動機為異步電動機。電動機能在電源電壓變化為額定電壓的10%內，或頻率變化為額定頻率的5%內，或電壓和頻率同時改變，但變化之和的絕對值在10%內時連續滿載運行。2.5.3電動機為直接起動式，能按被驅動設備的轉速轉矩曲線所示的載荷進行成功的起動。當電源電壓降低到額定電壓的70%時，電動機

21、能實現自動起動。2.5.4電動機的起動電流，達到與滿足其應用要求的良好性能與經濟設計一致的最低電流值。除非得到買方的書面認可，否則，在額定電壓條件下，電動機的最大起動電流不得超過其額定電流的600%。2.5.5在規定的起動電壓的極限值范圍之內，電動機轉子允許起動時間不得低于其加速時間。2.5.6電動機在冷態下起動不少于2次，每次的起動循環周期不大于5分鐘；熱態起動不少于1 次。如果起動時間不超過23秒，電動機能夠多次起動。2.5.7在額定功率下運行時，電動機能承受電源快速切換過程中的電源中斷而不損壞。假定原有電源與新通電源在切換之前是同步的。2.5.8電動機具有F級絕緣，但其溫升不超過B級絕緣

22、規定的溫升值。電動機繞組經真空壓力浸漬處理和環氧樹脂密封絕緣。絕緣能承受周圍環境的影響。電動機的連接導線與繞組的絕緣具有相同的絕緣等級。 2.5.9刪除2.5.10如果電動機采用真空開關進行供電，電動機能承受規定的過電壓要求。如果另外采取保護措施，賣方以書面方式提出，并由買方認可。2.5.11電動機的結構能耐受標準規定的正反轉的超速值，而不造成設備損壞。2.5.12電動機的振動幅度不超過標準所規定的數值（0.076mm）。賣方采取一切合理的預防措施，將電動機的振動保持在允許限度內，并加裝軸承振動在線監測裝置。2.5.13電動機的最高噪音水平符合所列規范和標準的要求。距外殼1米遠處，電動機的平均

23、聲壓級不得大于85dB（A聲級）。如果預計設備的最大音級超過規定的容許極限，賣方采取措施降低噪音，以滿足規范和標準的要求。具體采取的措施經買方審查認可。2.5.14電動機內部接線與外部電纜進行連接的連接器由賣方負責提供。2.5.15在現場和規定的環境中完全符合規范地運行條件下，電動機的設計能保證其使用壽命不低于30年。2.6設計與結構要求2.6.1外殼的通風與保護2.6.1.1電動機采用立式結構，其外殼防護等級不低于IP44級。電動機的設計達到這類設備所需要的任何特殊轉矩要求。2.6.1.2刪除。2.6.1.3當電動機采用全封閉水對空氣冷卻結構時，冷卻器的設計能使所有管路易于定期清掃和插入，并

24、采用可拆卸水室和可單獨清掃的管路，冷卻器散熱管采用白銅管B30材質。電動機外殼的結構保證在管道泄漏時，漏出的水能避開一切電氣元件，而直接流向電動機的底部，從排放口無害地排出。 2.6.2接地每臺電動機應裝設有電動機機座接地的裝置，兩個接地裝置應位于電動機完全相反的兩側。對于立式電動機，一個接地裝置位于電源電纜穿線盒的下方，另一個接地裝置位于與第一個接地裝置相差180度的位置。電動機規范表序號名 稱買方要求值賣方提供值1被驅動設備名稱 按工藝專業循環水泵2電動機型式/型號 按附錄要求YKSL1600-12/1730-13安裝方式/地點 按工藝專業立式/循環泵房4銘牌功率 （kW） 按工藝專業16

25、00 KW5額定電壓/相數/頻率 （kV/ /Hz）10kV/3相/50HZ6kV/3相/50HZ6額定耐受試驗電壓 （kV） 13KV13 KV7額定轉速 （r/min） 按工藝專業496 rpm8起動電壓/電流 （kV/A） 70%/6Ie70%/6Ie9絕緣等級/絕緣處理方式 F/F/VIP10運行系數 1.01.011滿載運行時的溫升（電阻法測量） （K）8012外殼/通風方式 空-水冷13外殼防護等級 按附錄要求IP4414管道通風式電動機： 外接管道最大壓力 （MPa） 外接管道最大允許壓降 （MPa）0.3 MPa 最大空氣量 （Nm3/s） 最大入口管道尺寸 （mm）15水對空

26、氣冷卻式電動機： 外接冷卻水管路最大允許壓力（MPa） 外接冷卻水管路最大允許壓降（MPa） 最大冷卻水水量 （Nm3/s） 冷卻水入水管最大尺寸 （mm）16傳動軸型式圓柱型軸伸17聯軸器型式18外置軸承型號19內置軸承型號20導向軸承型號21推力軸承型號22軸承潤滑油流量 （m3/s）23CT變比/準確級（2000kW及以上電動機） 待定24旋轉方向 按工藝要求25電纜/電纜穿線管尺寸 （mm2/mm）26接線盒尺寸 （mm） 按附錄要求27濾網隔柵型號規格28過濾器型號29加熱器電壓/功率/數量 （V/W）30額定電壓/最低起動電壓下允許的惰轉時間 （s）16/8031額定電壓/最低起動

27、電壓下的加速時間（s）201/1306.532滿載電流/堵轉電流 （A）0.733額定電壓/最低起動電壓下的起動轉矩（%）34額定電壓/最低起動電壓下的制動轉矩（%）35額定電壓/最低起動電壓下的工作轉矩（%）36效率/功率因數： 滿載93.4%/0.82 3/4負載 1/2負載37推薦的潤滑油型號規格38轉子材料銅排/硅鋼片39定子RTD型式/型號Pt100(雙支)40軸承RTD型式/型號Pt100(雙支)41聲壓級（電動機外殼1米遠處） dB（A）42制造廠機座型號/編號43外形尺寸/圖號 （mm）44重量 （kg）45制造廠名稱真空泵4.1 電動機參數(由賣方填)（電機功率在200KW以

28、上時必須選用6KV電機）(1) 電動機額定功率：132KW(2) 電動機額定電壓：380V(3) 電動機額定轉速：590rpm(4) 電機轉動慣量：8.11kgm2(5) 電機運行方式: 連續(6) 電動機旋轉方向,由電動機側向水泵側看為 順 時針。4.2 電動機的電氣性能（保證值-由賣方填）(1) 效率：93.5(2) COS：0.78 (3) 最大轉矩倍數：2.00 (4) 轉轉矩倍數：1.2 (5) 在額定電壓下，電動機的最大起動電流倍數6.54.3 當電動機運行在設計條件下時，電動機的銘牌出力應不小于拖動設備的120%。4.4 交流電動機的額定頻率為50赫，交流電動機能夠在額定電壓的10%以內時，電機應能帶額定功率無故障。頻率變化在額定頻率的5%以內時，電動機應能帶額定功率無故障。4.5 電機端電壓在70%額定電壓，電動機允許全電壓轉動。電動機能夠在電機端電壓降低到60%額定電壓時自動起動。電機應能承受電源快速換過程