电动机的用途应用
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发布时间：2022-04-21 22:25
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时间：2022-06-29 01:01
各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机
（见同步电机）。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。 高效电机以Y系列交流异步电动机替代JO2型电机基本不受机型*，因此，所有应用交流异步电动机的场合都可以用Y系列电机取代JO2系列电机。Yx系列电机的市场潜力受到其容量的制约。原则上，90kW以下的交流异步电动机可以由Yx系列的高效电机取代。90kW以下的交流异步电动机装机容量约占交流异步电动机总量的30%左右。
近十多年来，中国*致力于推广电动机调速技术，各行各业都在一定程度上采用了电动机调速。据石油、电力、建材、钢铁、有色、煤炭、化工、造纸、纺织等部门对企业抽样调查结果，石油、建材、化工行业电动机调速应用较好。在4亿kW的电机负载中，约有50%是负载变动的，其中的30%可以通过电机调速解决其负载变动问题。因此仅就市场容量考虑，约有6000万kW的调速电机市场。中国各类电动机的装机容量已超过4亿kW，其中异步电动机约占90%，中小型电动机约占80%，拖动风机水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。中小型电动机已超过152个系列，842个品种，4000多个规格。近十多年来，机械工业等有关部门大力抓电动机的节电工作，组织领导了有关研究所及企业，先后设计制成多种节能电动机，并明令颁布淘汰63种高耗能电动机和推广24种节能电动机，取得了一定的成效。这些节能产品主要分成两大类：一类是提高电动机效率的高效电动机，另一类是调速电动机。
直流电动机采用八角形全叠片结构，适用于需要正、反转的自动控制技术中。 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。
由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。中小容量的无刷直流电动机的永磁体，多采用高磁能积的稀土钕铁硼（Nd-Fe-B）材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。近三十年来针对异步电动机变频调速的研究，归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法，稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。无刷直流电机因为具有直流有刷电机的特性，同时也是频率变化的装置，所以又名直流变频，国际通用名词为BLDC无刷直流电机的运转效率，低速转矩，转速精度等都比任何控制技术的变频器还要好，所以值得业界关注。本产品已经生产超过55kW，可设计到400kW，可以解决产业界节电与高性能驱动的需求。
1、全面替代直流电机调速、全面替代变频器+变频电机调速、全面替代异步电机+减速机调速；
2、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载；
3、具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构；
4、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；
5、无级调速，调速范围广，过载能力强；
6、体积小、重量轻、出力大；
7、软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置；
8、效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%，仅节电一项一年收回购置成本；
9、可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单；
10、耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长；
11、没有无线电干扰，不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型；
12、根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机。 电机保护
电机保护就是给电机全面的保护，即在电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心、轴向窜动径向跳动时，予以报警或保护；为电动机提供保护的装置是电机保护器，包括热继电器、电子式保护器和智能型保护器，大型和重要电机一般采用智能性保护装置。
差动保护
电动机差动保护具备差动速断保护及带或不带二次谐波制动的复式比率差动保护，最大可用于三侧差流输入的场合（三圈变），具有对一次设备电压电流模拟量和开关量的完整强大的采集功能，配备标准RS485和工业CAN通讯口，并通过合理配置实现三圈主变差动保护、两圈主变差动保护、两圈配变差动保护、发电机差动保护、电动机差动保护及非电量保护等保护和测控功能；
过载保护
微型电动机的线圈通常是由很细的铜丝绕成，耐电流的能力较差。当电机负载较大或电机卡住时，流过线圈的电流会快速增加，同时电机温度急剧升高，铜丝绕阻极易被烧毁。如
果能够在电动机线圈中串接高分子PTC热敏电阻，则会在电机过载时提供及时的保护功能，避免电机被烧毁。通常的保护电路如下图。热敏电阻通常被至于线圈的附近，这样热敏电阻更易于感受温度，使保护更加迅速有效。用于初级保护的热敏电阻通常选用耐压等级较高的KT250型热敏电阻，用于次级保护的热敏电阻通常选用耐压等级较低的KT60-B、KT30-B、KT16-B及片状电机。
电动机的火灾危险性
电动机的具体火灾原因有以下几个方面：
1、过载
会造成绕组电流增加，绕组和铁心温度上升，严重时会引发火灾。
2、断相运行
电动机虽然还能运转，但绕组电流会增大以致烧毁电动机而引发火灾。
3、接触不良
会造成接触电阻过大而发热或者产生电弧，严重时可引燃电动机内可燃物进而引发火灾。
4、绝缘损坏
形成相间和匝间短路，因而引发火灾。
5、机械摩擦
轴承损坏时可造成定子、转子摩擦或电动机轴被卡，产生高温或绕组短路而引发火灾。
6、选型不当
7、铁心消耗过大
会使涡流损耗过大造成铁心发热和绕组过载，严重时引发火灾。
8、接地不良
当电动机绕组对发生短路时，如果接地不良，会导致电动机外壳带电，一方面可引起人身触电事故，另一方面致使机壳发热，严重时引燃周围可燃物而引发火灾。 故障原因
1．电动机过热
1）、电源方面使电动机过热的原因
电源方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电源电压过高
当电源电压过高时，电动机反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。
b、电源电压过低
电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大，致使定、转子绕组过热。
c、电源电压不对称
当电源线一相断路、保险丝一相熔断，或闸刀
起动设备角头烧伤致使一相不通，都将造成三相电动机走单相，致使运行的二相绕组通过大电流而过热，及至烧毁。
d、三相电源不平衡
当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。
2）、负载使电动机过热的原因
负载方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电动机过载运行
当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。
b、拖动的机械负载工作不正常
设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，电动机过载而发热。
c、拖动的机械有故障
当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。故，检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。
3）、电动机本身造成过热的原因
a、电动机绕组断路
当电动机绕组中有一相绕组断路，或并联支路中有一条支路断路时，都将导致三相电流不平衡，使电动机过热。
b、电动机绕组短路
当电动机绕组出现短路故障时，短路电流比正常工作电流大得多，使绕组铜损耗增加，导致绕组过热，甚至烧毁。
c、电动机接法错误
当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，乃至导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁。当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。
e、电动机接法错误
当一个线圈、线圈组或一相绕组接反时，都会导致三相电流严重不平衡，而使绕组过热。
f、电动机的机械故障
当电动机轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等，均会使电动机电流增大，铜损耗及机械摩擦损耗增加，使电动机过 热。
4）、通风散热不良使电动机过热的原因：
a、环境温度过高，使进风温度高。
b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小
c、电动机内部灰尘过多，影响散热
d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小
e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路
2. 三相异步电动机不能起动的原因：
1）、电源未接通 2）、熔丝熔断 3）、定子或转子绕组断路 4）、定子绕组接地 5）、定子绕组相间短路 6）、定子绕组接线错误 7）、过载或传动机械被轧住 8）、转子铜条松动 9）、轴承中无润滑油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转 10）、控制设备接线错误或损坏 11）、过电流继电器调得太小 12）、老式起动开关油杯缺油 13）、绕线式转子电动机起动操作错误 14）、绕线式转子电动机转子电阻配备不当 15）、轴承损坏
三相异步电动机不能起动因素很多，应根据实际情况及症状作详细分析、仔细检查，不能搞强行多次起动，尤其在起动时电动机发出异常声响或过热时，应立即切断电源，在查清原因且排除后再行起动，以防故障扩大。
3.电动机带负载运行时转速缓慢的原因
1）、电源电压过低 2）、鼠笼转子断条 3）、线圈或线圈组有短路点 4）、线圈或线圈组有接反处 5）、相绕组反接 6）、过载 7）、绕线式转子一相断路 8）、绕线式转子电动机起动变阻器接触不良 9）、电刷与滑环接触不良
4．动机运转时声音不正常的原因
1）、定子与转子相擦 2）、转子风叶碰壳 3）、转子擦绝缘纸4）、轴承缺油
5）、电动机内有杂物 6）、电动机二相运转有嗡嗡声
5. 电动机外壳带电原因：
1）、电源线与接地线搞错 2）、电动机绕组受潮，绝缘老化使绝缘性能降低 3）、引出线与接线盒碰壳 4）、局部绕组绝缘损坏使导线碰壳 5）、铁心松弛刺伤导线6）、接地线失灵7）、接线板损坏或表面油污过多
6．绕组式转子滑环火花过大原因
1）、滑环表面脏污 2）、电刷压力过小 3）、电刷在刷内轧住 4）、电刷偏离中性线位置
7．电动机温升过高或冒烟的原因
1）、电源电压过高或过低 2）、过载 3）、电动机单相运行 4）、定子绕组接地 5）、轴承损坏或轴承太紧 6）、定子绕组匝间或相间短路 7）、环境温度过高 8）、电动机风道不畅或风扇损坏
8．电动机空载或负载运行时电流表指针来回摆动的原因
1）、鼠笼式转子断条 2）、绕组式转子一相断路 3）、绕线式转子电动机的一相电刷接触不良4）、绕线式转子电动机的滑环短路装置接触不良
9．电动机振动的原因
1）、转子不平衡 2）、轴头弯曲 3）、皮带盘不平衡 4）、皮带盘轴孔偏心 5）、固定电动机的地脚螺丝松动 6）、固定电动机的基础不牢或不平
10．电动机轴承过热的原因
1）、轴承损坏 2）、润滑油过多、过少或油质不良 3）、轴承与轴配合过松走内圆或过紧 4）、轴承与端盖配合过松走外围或过紧 5）、滑动轴承油环轧或转动缓慢 6）、电动机两侧端盖或轴承盖未装平 7）、皮带过紧8）、联轴器装得不好。
故障维修
电机在长期运行过程中，经常会出现各种故障：如与减速机之间的连接器传递扭矩较大，法兰面上的连接孔出现严重的磨损，增大了连接的配合间隙，导致传递扭矩不平稳；电机轴轴承损坏后，造成的轴承位磨损；轴头、键槽间的磨损等等。该类问题发生后，传统方法多以补焊或刷镀后机加工修复为主，但两者均存在一定弊端。补焊高温产生的热应力无法完全消除，易出现弯曲或断裂；而电刷镀受涂层厚度*，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。当代西方国家针对以上问题多采用高分子复合材料的修复方法。应用高分子材料修复，既无补焊热应力影响，修复厚度也不受*，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并延长了设备部件的使用寿命，为企业节省大量的停机时间，创造巨大的经济价值。
故障现象 ：电机接通后不能起动
原因及处理方法：
1。定子绕组接线错误——检查接线，纠正错误
2。定子绕组断路，短路接地，绕绕转子电动动机绕组断路——找出故障点，排除故障
3。负载过重或传动机构被卡住 ——检查传动机构和负载
4。绕线转子电动机转子回路开路(电刷与滑环接触不良，变阻器断路，引线接触不良等)——找出断路点，加以修复
5。电源电压过低——检查原因并排除
6。电源缺相——检查线路，恢复三相
故障现象：电动机温升过高或冒烟
原因及处理方法：
1。负载过重或起动过于频繁 ——减轻负载，减少起动次数
2。运行过程中缺相 ——检查线路，恢复三相
3。定子绕组接线错误 ——检查接线，加以纠正
4。定子绕组接地，匝间或相间发生短路——查出接地或短路部位，加以修复
5。笼型转子绕组断条——更换转子
6。绕线转子绕组缺相运行——找出故障点，加以修复
7。定子与转子相擦 ——检查轴承，转子是否变形，进行修理或更换
8。通风不良——检查风通是否畅通
9。电压过高或过低 ——检查原因并排除
故障现象：电动机振动过大
原因及处理方法：
1。转子不平衡——校平平衡
2。带轮不平衡或轴伸弯曲——检查并校正
3。电动机与负载轴线不对齐——检查调整机组的轴线
4。电动机安装不妥——检查安装情况及底脚螺丝
5。负载突然过重 ——减轻负载
运行时有异声
原因及处理方法：
1。定子与转子相擦——检查轴承，转子是否变形，进行修理或更换
2。轴承损坏或润滑不良——更换轴承，清洗轴承
3。电动机缺相运行 ——检查断路点并加以修复
4。风叶碰机壳——检查并消除故障
电动机带负载时转速过低
原因及处理方法：
1。电源电压过低——检查电源电压
2。负载过大——核对负载
3。笼形转子绕组断条——更换转子
4。绕线转子线组一相接触不良或断开——检查电刷压力，电刷与滑环接触情况及转子绕组，
电动机外壳带电
原因及处理方法：
1.接地不良或接地电阻太大 ——按规定接好地线，排除接地不良故障
2。绕组受潮——进行烘干处理
3。绝缘损坏，引线碰壳 ——浸漆修补绝缘，重接引线。
维修技巧
电动机运行或故障时，可通过看、听、闻、摸四种方法来及时预防和排除故障，保证电动机的安全运行。
一、看
观察电动机运行过程中有无异常，其主要表现为以下几种情况。
1.定子绕组短路时，可能会看到电动机冒烟。
2.电动机严重过载或缺相运行时，转速会变慢且有较沉重的嗡嗡声。
3.电动机正常运行，但突然停止时，会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住等现象。
4.若电动机剧烈振动，则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。
5.若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等，则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。
二、听
电动机正常运行时应发出均匀且较轻的嗡嗡声，无杂音和特别的声音。若发出噪声太大，包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等，均可能是故障先兆或故障现象。
1. 对于电磁噪声，如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音，则原因可能有以下几种。
(1)定子与转子间气隙不均匀，此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变，这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。
(2)三相电流不平衡。这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因，若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。
(3)铁芯松动。电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动，发出噪声。
2.对于轴承杂音，应在电动机运行中经常监听。监听方法是：将螺丝刀一端顶住轴承安装部位，另一端贴近耳朵，便可听到轴承运转声。若轴承运转正常，其声音为连续而细小的沙沙声，不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。若出现以下几种声音则为不正常现象。
(1)轴承运转时有吱吱声，这是金属摩擦声，一般为轴承缺油所致，应拆开轴承加注适量润滑脂。
(2)若出现唧哩声，这是滚珠转动时发出的声音，一般为润滑脂干涸或缺油引起，可加注适量油脂。
(3)若出现喀喀声或嘎吱声，则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音，这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用，润滑脂干涸所致。
3.若传动机构和被传动机构发出连续而非忽高忽低的声音，可分以下几种情况处理。
(1)周期性啪啪声，为皮带接头不平滑引起。
(2)周期性咚咚声，为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起。
(3)不均匀的碰撞声，为风叶碰撞风扇罩引起。
三、闻
通过闻电动机的气味也能判断及预防故障。若发现有特殊的油漆味，说明电动机内部温度过高;若发现有很重的糊味或焦臭味，则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。
四、摸
摸电动机一些部位的温度也可判断故障原因。为确保安全，用手摸时应用手背去碰触电动机外壳、轴承周围部分，若发现温度异常，其原因可能有以下几种。
1.通风不良。如风扇脱落、通风道堵塞等。
2.过载。致使电流过大而使定子绕组过热。
3.定子绕组匝间短路或三相电流不平衡。
4.频繁启动或制动。
5.若轴承周围温度过高，则可能是轴承损坏或缺油所致。 特征数字 含义 简述 0 冷却介质从周围介质直接地自由吸入，然后直接返回到周围介质（开路） 自由循环 4 初级冷却介质在电机内的闭合回路内循环，并通过机壳表面把热量传递到周围环境介质，机壳表面可以是光滑的或带肋的，也可以带外罩以改善热传递效果 机壳表面冷却 6 初级冷却介质在闭合回路内循环，并通过装在电机上面的外装式冷却器，把热量传递给周围环境介质 外装式冷却器（用周围环境介质） 8 初级冷却介质在闭合回路内循环，并由装在电机上面的外装式冷却器，把热量传递给远方介质 外装式冷却器（用远方介质） 相关统计数据表明，通用产品产量增幅最大，其它派生专用系列电机产品也有较大增幅，例如，振动电机、振动筛电机、变频电机、电梯电机、潜水潜油电机、注塑机电动机、永磁同步电机、交流伺服电动机等。新产品开发也取得了不俗的业绩。“十五”期间开发的“以冷代热”Y3系列三相异步电动机，2002年4月已通过专家鉴定，正在全国推广。另外，在主要派生系列上采用冷轧硅钢片更新换代产品的开发工作也在进行中，如高效电机系列、低噪声低振动电机系列、低压大功率电动机系列、IP23低压电动机系列等。
随着电动机制造行业竞争的不断加剧，大型电动机制造企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内外优秀的电动机制造企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。正因为如此，一大批国内外优秀的电动机品牌迅速崛起，逐渐成为电动机制造行业中的翘楚.
业内专家指出，在“十五”期间，由于国民经济迅速发展，中小型电机产品产量比原来“十五”规划提出的目标有较大幅度的增长规划。
令人欣喜的还不止这些。 行业整合加速,中小电机行业整合的大幕已然拉开。我国大大小小的电机厂近2000家，尽管企业数量庞大，但相当一批是小型企业。专家指出，由于生产厂家多、产量大，形成了互相抢占市场压价竞争局面。产品质量参差不齐、相互压价竞争、行业利润微薄等现象，已成为影响电机企业生存和发展的主要原因。
电机本身是劳动密集型产品，达不到一定产量规模很难产生效益，所以行业利润十分微薄，全国电机行业从业人员约30万人，2003年行业实现利润仅2.8亿元。据了解，即使在一些效益比较好的企业，纯利润也达不到5%。 同时，由于大部分小企业生产工艺不过关，电机行业还存在大量产品质量不合格的现象。据调查，我国电机企业的废品、次品、返修品等不良损失平均在10%左右，而国外工业发达国家的电机企业不合格水平一般为0.3%。
近几年来，我国的电机行业也涌现了一批产量规模大，产品水平、质量好，技术装备先进的企业。但是，还没有哪一家的产品份额能在国内市场上占到统治地位。中小电机至今还没有形成具有国际影响力的品牌。 电机行业亟需重新整合、优胜劣汰，这已成为电机行业的发展趋势。 专家指出，电机行业虽然是一个老传统工业，然而各行各业配套电机不可缺少。而且，一些较大的电机企业占地面积大，所处地段好，收购兼并后，将会给收购者带来非常丰厚的效益和财源。
