電動機

電動機（Motor）是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場并作用于轉子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機（電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速）。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉動。

基本結構

一、三相異步電動機的結構，由定子、轉子和其它附件組成。

（一）定子（靜止部分）

1、定子鐵心

作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。

構造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。

定子鐵心槽型有以下幾種：

半閉口型槽：電動機的效率和功率因數較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。

半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理后再放入槽內。

開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。

2、定子繞組

作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。

構造：由三個在空間互隔120°電角度、對稱排列的結構完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。

定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）。

⑴對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。

⑵相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。

⑶匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。

電動機接線盒內的接線：

電動機接線盒內都有一塊接線板，三相繞組的六個線頭排成上下兩排，并規定上排三個接線樁自左至右排列的編號為1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三個接線樁自左至右排列的編號為6（W2）、4（U2）、5（V2），。將三相繞組接成星形接法或三角形接法。凡制造和維修時均應按這個序號排列。

3、機座

作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用。

構造：機座通常為鑄鐵件，大型異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內外的空氣可直接對流，以利于散熱。

（二）轉子（旋轉部分）

1、三相異步電動機的轉子鐵心：

作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。

構造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心。一般小型異步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上，大、中型異步電動機（轉子直徑在300~400毫米以上）的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。

2、三相異步電動機的轉子繞組

作用：切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。

構造：分為鼠籠式轉子和繞線式轉子。

⑴鼠籠式轉子：轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環焊接而成。

⑵繞線式轉子：繞線轉子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉軸的三個集流環上，再通過電刷與外電路聯接。

特點：結構較復雜，故繞線式電動機的應用不如鼠籠式電動機廣泛。但通過集流環和電刷在轉子繞組回路中串入附加電阻等元件，用以改善異步電動機的起、制動性能及調速性能，故在要求一定范圍內進行平滑調速的設備，如吊車、電梯、空氣壓縮機等上面采用。

（三）三相異步電動機的其它附件

1、端蓋：支撐作用。

2、軸承：連接轉動部分與不動部分。

3、軸承端蓋：保護軸承。

4、風扇：冷卻電動機。

注意事項

⑴在拆卸前，要用壓縮空氣吹凈電機表面灰塵，并將表面污垢擦拭干凈。

⑵選擇電機解體的工作地點，清理現場環境。

⑶熟悉電機結構特點和檢修技術要求。

⑷準備好解體所需工具（包括專用工具）和設備。

⑸為了進一步了解電機運行中的缺陷，有條件時可在拆卸前做一次檢查試驗。為此，將電機帶上負載試轉，詳細檢查電機各部分溫度、聲音、振動等情況，并測試電壓、電流、轉速等，然后再斷開負載，單獨做一次空載檢查試驗，測出空載電流和空載損耗，做好記錄。

⑹切斷電源，拆除電機外部接線，做好記錄。

⑺選用合適電壓的兆歐表測試電機絕緣電阻。為了跟上次檢修時所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機絕緣變化趨勢和絕緣狀態，應將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度，一般換算至75℃。

⑻測試吸收比K。當吸收比大于1.33時，表明電機絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴重。為了跟以前數據進行比較，同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。

怎樣正確選擇電動機的功率？

電動機的功率，應根據生產機械所需要的功率來選擇，盡量使電動機在額定負載下運行。選擇時應注意以下兩點：

（1）如果電動機功率選得過小，就會出現“小馬拉大車”現象，造成電動機長期過載，使其絕緣因發熱而損壞，甚至電動機被燒毀。

（2）如果電動機功率選得過大，就會出現“大馬拉小車”現象，其輸出機械功率不能得到充分利用，功率因數和效率都不高（見表），不但對用戶和電網不利。而且還會造成電能浪費。

要正確選擇電動機的功率，必須經過以下計算或比較：

（1）對于恒定負載連續工作方式，如果知道負載的功率（即生產機械軸上的功率）Pl（kw），可按下式計算所需電動機的功率P（kw）：

P=P1/n1n2

式中 n1為生產機械的效率；n2為電動機的效率。即傳動效率。

按上式求出的功率，不一定與產品功率相同。因此，所選電動機的額定功率應等于或稍大于計算所得的功率。

例：某生產機械的功率為3.95kw，機械效率為70％、如果選用效率為0．8的電動機，試求該電動機的功率應為多少kw？

解：P=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw

由于沒有7．1kw這—規格．所以選用7．5kw的電動機。

（2）短時工作定額的電動機．與功率相同的連續工作定額的電動機相比．最大轉矩大，重量小，價格低。因此，在條件許可時，應盡量選用短時工作定額的電動機。

（3）對于斷續工作定額的電動機，其功率的選擇、要根據負載持續率的大小，選用專門用于斷續運行方式的電動機。負載持續串Fs％的計算公式為

FS％＝tg/（tg+to）×100％

式中 tg為工作時間，t。為停止時間min；tg十to為工作周期時間min。

此外，也可用類比法來選擇電動機的功率。所謂類比法。就是與類似生產機械所用電動機的功率進行對比。具體做法是：了解本單位或附近其他單位的類似生產機械使用多大功率的電動機，然后選用相近功率的電動機進行試車。試車的目的是驗證所選電動機與生產機械是否匹配。驗證的方法是：使電動機帶動生產機械運轉，用鉗形電流表測量電動機的工作電流，將測得的電流與該電動機銘牌上標出的額定電流進行對比。如果電功機的實際工作電流與銘脾上標出的額定電流上下相差不大．則表明所選電動機的功率合適。如果電動機的實際工作電流比銘牌上標出的額定電流低70％左右．則表明電動機的功率選得過大（即“大馬拉小車”應調換功率較小的電動機。如果測得的電動機工作電流比銘牌上標出的額定電流大40％以上．則表明電動機的功率選得過小（即“小馬拉大車”），應調換功率較大的電動機。

表：

負載情況 空載 1/4負載 1/2負載 3/4負載 滿載

功率因數 0.2 0.5 0.77 0.85 0.89

效率 0 0.78 0.85 0.88 0.895