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電機的基本知識

電機及其分類 

電機是以電磁感應現象為基礎實現機械能與電能之間的轉換以及變換電能的裝置，包括旋轉電機和變壓器兩大類。它是工業、農業、交通運輸業、*、醫療設備以及日常生活中十分重要的設備。電機的作用主要表現在以下三個方面：

• 電能的生產、傳輸和分配。電力工業中，電機是發電廠和變電站中的主要設備。由汽輪機或水輪機帶動的發電機將機械能轉換成電能，然后用變壓器升高電壓，通過輸電線把電能輸送到用電地區，再經變壓器降低電壓，供用戶使用。

• 驅動各種生產機械和裝備，在工農業、交通運輸、國防等部門和生活設施中，極為廣泛地應用各種電動機來驅動生產機械，設備和器具。例如，數控機床、紡織機、造紙機、軋鋼機、起吊、供水排灌、農副產品加工、礦石采掘和輸送、電車和電力機車的牽引、醫療設備及家用電器的運行等一般都采用電動機來拖動。發電廠的多種輔助設備、如給水機、鼓風機、傳送帶等，也都需要電動機驅動。

• 用于各種控制系統以實現自動化、智能化。隨著工農業和國防設施自動化水平的日益提高，還需要多種多樣的控制電動機作為整個自動控制系統中的重要遠件，可以在控制系統、自動化和智能化裝置中作為執行、檢測、放大或解算元件。

電機的形式多樣，種類繁多，一般來說電機可以按照驅動方式分類如下：

電機故障及處理

由于電機的廣泛使用，電機故障便成了影響安全生產主要因素之一，電動機損壞原因與自身質量、工作環境、運行狀態、保護電路、操作維護、使用年限等有直接關系，電動機正常使用和周期維護是確保其安全運行的基礎，一般來說電機的故障可分為機械故障和電氣故障兩大類：

• 電機機械故障

  電動機定子和轉子之間氣隙很小，由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使掃膛，引起鐵芯溫度急劇上升，造成繞組接地、匝間短路、相間短路、燒毀電動機。嚴重時定子鐵芯倒槽、錯位、轉軸磨損、端蓋報廢等。

  （1） 軸承損壞故障 其主要原因有：①軸承與軸頸或端蓋裝配不當(過松或過緊)，如冷裝時不均勻敲擊軸承內圈使軸受到磨損，導致軸承內圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小，出 現跑內圈現象，裝電機端蓋時不均勻敲擊導致端蓋軸承室與軸承外圈配合過松出現跑外圈現象。②軸承腔未清洗干凈或油質不好含有雜質，軸承補充加油不及時造成 軸承缺油。③軸承間隙過大或過小，軸承重新更換加工，電機嵌套后過盈量大或橢圓度超標引起軸承滾珠油隙過小或不均勻導致軸承運行時摩擦力增加。④由于不同 油脂混用造成軸承損壞。⑤電動機與負載間連接器未校正或皮帶過緊。⑥軸承本身存在質量問題，安裝前必須對其進行仔細檢查。

  故障消除方法：①裝卸軸承時一般要對軸承加熱至80℃～100℃，如采用軸承加熱器或油煮等。在裝配軸承時利用內徑稍大于電機軸直徑的鋼管敲擊軸承內圈使 其均勻受力來保證軸承的裝配質量。②裝配前認真清洗軸承內膛，更換清潔潤滑脂。加油不易過多，一般約為軸承盒內圈容積的1/2～1/3即可，否則會引起軸 承過熱。③電機重新嵌套加工更換新的軸承。4)電動機與負載連軸器重新校正，調整皮帶張力。

  電動機在正常運行應當平穩，聲音應該低而均勻，電動機的振動應先區分是電動機本身引起的還是轉動裝置安裝不良造成的，或者是機械負載端傳遞過來的，然后根據具體情況進行排除。振動會造成噪聲，還會產生額外的負載。

  （2）電動機本身引起的振動故障 其主要原因：①磨損軸承間隙過大、氣隙不均勻。②轉子不平、轉軸彎曲。③鐵芯變形或松動、聯軸器(皮帶輪)中心未校正。④風扇不均衡、電動機地腳螺絲松動。⑤籠形轉子開焊或短路。繞線轉子斷路。

  故障消除方法：①檢修軸承必要時更換、調整氣隙，使之均勻。②校正轉子均衡、校正轉軸。③校正重疊鐵芯、重新校正使之符合規定。④檢修風扇、校正均衡、緊固地腳螺絲。⑤修復轉子繞組。

• 電機電氣故障

  電氣方面常見故障有三線電流不均衡，定子繞組匝間短路、缺相運行等。其中因缺相運行的電動機燒毀所占比列大。三相電流不均衡使電動機產生額外發熱外，還會造成三相旋轉磁場不均衡使電動機發出低沉的聲音，機身也因此而振動。

  （1） 三相電流不均衡故障 其主要原因：①重繞時定子三相繞組匝數不相等。②繞組首尾端接錯。③電源電壓不均衡。④繞組存在匝間短路、線圈反接等現象。

  故障消除方法：①重新繞制定子繞組。②檢查并糾正。③測量電源電壓、設法消除不均衡。④消除繞組故障。三相電動機缺一相后，如在停止狀態，由于合成轉矩為零而堵轉，堵轉電流為正常電流的3.464倍～6.062倍。因此在此情況下接通電源時間過長或多次頻繁的接通電源將使電動機燒毀。運行中的電動機缺一相時，如負載轉矩很小，仍可維持運轉時僅轉速略有下降并發出異常響聲。負載重時運行時間過長，將會使電動機繞組燒毀。

  （2） 缺相運行故障 其主要原因：①熔斷器熔斷。②故障熔斷是由于電動機主回路單相接地或相間短路而造成熔斷器熔斷，因此需要選擇適合周圍環境條件的電動機和正確安裝的低壓電 器及線路，并且定期檢查維護。在主回路方面造成缺相運行的原因有：①接觸器動靜觸頭磨損，嚴重接觸不良。②環境惡劣，觸頭氧化。③熱繼電器選擇不當、負載重多次動作，雙金屬片燒斷。④導線燒斷、接線盒內螺栓虛接。

  故障排除方法:①根據實際情況確定合理的檢查維護周期。②選擇滿足環境要求的電氣元件，定期更換元器件。③選擇合適的熱繼電器、更換多次動作的熱繼電器。④在導線和電纜的施工過程中，要嚴格執行規范，文明施工，定期檢查。

  （3）熔斷器熔體的非故障性熔斷：一般由于熔體接觸不良或熔絲擰得過緊幾乎壓斷熔體，電流選擇過小，這樣通過的電流稍大就會熔斷，尤其是在電動機啟動電流的沖擊 下更容易發生熔體非故障性熔斷。熔斷器熔斷電流一般按下列兩種原則選定:①對于啟動次數小及啟動時間較短的電動機按IH=IZ/2.5選定。②對于反復啟動及加速慢的電動機按IH=IZ(1.6～2)選定。其中，IH為熔斷器額定電流;IZ為電動機啟動電流。此外熔斷器的熔體和熔座之間必須接觸良好，對于銅鋁連接盡可能使用銅鋁過渡接頭，接線時緊固熔絲要適中，焦化多數采用自動開關，注意選擇額定電流值。

電機的定期檢修

為了避免和減少電動機突然損壞事故，電動機需要定期保養和檢修。電機一般運行半年左右小檢修一次一年大檢修一次。小修主要是清除機體積塵檢查線圈的絕緣電阻、接線是否牢固及時清除隱患保證振動電機的正常運行.大修時應開電機清除機體內外積塵檢查軸承的磨損檢查接頭、接地及各緊固螺栓是否松動并及時緊固更換新的潤滑脂.電機在運轉工作中如發現有異常響聲時，應立即停機檢查排除故障后方可重新啟動運轉。

電機測直阻的意義

測量電機的直流電阻的目的
測量電機的直流電阻的目的是確定電動機的性能以及診斷電機繞組的故障
怎樣才算合格
例如測量直流電動機的電樞的直流電阻
測量方法
電樞電阻的測定方法有兩種，
即電橋法，伏安計法(電流表和電壓表法)。

• 電橋法：電樞電阻一般較小，當其小于1歐時常用雙臂電橋。但應注意，電橋法測量時，會出現電刷接觸處的過渡電阻的影響，使繞組各并聯支路內電流分布不均勻，使其測量誤差增大，因此一般不主張用電橋法測量電樞電阻。

• 伏安表法
  伏安表法是用電流表和電壓表測量電阻，應注意要選取穩定的直流電源作為測量用的電源廠被測繞組應當與可變電阻器、電流表串聯，電壓表應直接接在被測繞組的出線端上，電壓表與被測繞組的連接應有良好的接觸，測量時電流表與電壓表讀數應同時讀出。

現階段采用數字微歐計測量直阻更為方便直接。
怎樣才算合格
在測量以前，應注意切斷電樞電路與激磁繞組電路的電源。并將激磁繞組短接，以免在接通或切斷測量電流時產生感應電動勢。除此之外，防止供給電樞試驗電流時可能產生轉動等現象。測量時，在測定電樞繞組的直流電阻時，被測繞組中的電流數值不應大于繞組額定電流20％，同時儀表讀數應盡快的讀出，以免因繞組發熱而影響測量的準確性。測量繞組的直流電阻時，每一電阻應在三種不同電流數值下測量三次。而電阻實際數值應取三次測量數值的算術平均值。對同一電阻每次測量數值與其平均值之差不得超過±2％

電機測量絕緣電阻

測量電機的絕緣，就是測量電機繞組對機殼和繞組相互間的絕緣電阻

3.1電機測量絕緣電阻的意義

• 電機停用獲備用時間較長時，線圈受潮或有大量積灰，影響電機的絕緣性

• 長期使用的電機，絕緣有可能老化，端線松弛

• 電機跳閘后檢查繞組是否斷線，接地，測量電機絕緣阻值，就能發現這些問題，以便及時采取措施，不影響運行中的切換使用。

需要測量絕緣電阻的情況

• 電機停用或備用達到15天以上

• 工作環境較為惡劣潮濕時，一周測量一次

• 電機跳閘后，啟動不起來時

• 測量電機絕緣主要分兩種，一種是繞組對地絕緣，還有就是繞組相間絕緣。都是使用絕緣測試儀測量。
  另外繞組層間（匝間）絕緣也是一種，要使用絕緣測試儀測量。測量繞組對地絕緣時，要把電機的接線全都拆掉。然后用絕緣測試儀進行檢測。
  相間絕緣就是繞組之間的絕緣，把表筆先接在一個繞組上，然后測量另一個繞組與它的阻值。低要求是每伏一K ，即；1K / V  ，380V的電機是380K。一般要大于0.5兆。
  層間絕緣使用萬用表測量，就是通過比較三個繞組的直流電阻值來判斷繞組是否存在層間（匝間）短路的故障。當測量后有一組數值明顯偏小時，就可以判斷這組層間有問題了。

工具套裝組成

梳理所在區域用戶在電機及上下游產品研發、生產、使用和維修的情況，了解其使用GMC-I產品（27M/I，ISO，絕緣測試儀等）在電機的電測量參數相關信息（包括但不限于電機類型、額定電流、額定電壓、功率、繞組阻值（小電阻測試）、絕緣電阻測試電壓及阻值），儀器使用頻次，配置原則，儀器更新周期等信息，對涉及儀器功能、用途及性能價格做一定的了解。同時收集這些客戶中使用的其他品牌產品的信息。

按照目前從永濟新時速，渭河熱電廠等用戶處了解的情況，一套電機維修平臺的儀器除了微歐表外，還包括兆歐表，紅外測溫儀，測振儀,雙臂電橋等便攜設備，另外還有恒流電源，功率分析儀，雙蹤示波器等臺式儀器，歸納如下表：

 要考慮基本覆蓋電機運維所需的常用功能，便攜性滿足工具包要求，客戶的預算等因素。

常見電機標準

GB 4831-1984 電機產品型號編制方法

GB 4826-1984 電機功率等級

JB/T 1093-1983牽引電機基本試驗方法