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電動機電機啟動及常見故障分析研究和處理畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2025-07-24 15:17 本頁面
 

【文章內容簡介】 踐的各個領域;尤其是在數(shù)控機床制造領域,由于步進電動機不需要A/D轉換,能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉化成為角位移,所以一直被認為是最理想的數(shù)控機床執(zhí)行元件。除了在數(shù)控機床上的應用,步進電機也可以用在其他的機械上,比如作為自動送料機中的馬達,作為通用的軟盤驅動器的馬達,也可以應用在打印機和繪圖儀中。此外,步進電動機也存在許多缺陷;由于步進電機存在空載啟動頻率,所以步進電機可以低速正常運轉,但若高于一定速度時就無法啟動,并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大,細分數(shù)越大精度越難控制;并且,步進電機低速轉動時有較大的振動和噪聲。③力矩電動機所謂的力矩電動機是一種扁平型多極永磁直流電動機。其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導體數(shù),以降低轉矩脈動和轉速脈動。力矩電動機有直流力矩電動機和交流力矩電動機兩種。其中,直流力矩電動機的自感電抗很小,所以響應性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉子的速度和位置無關;它可以在接近堵轉狀態(tài)下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速,所以在負載的軸上能產生很高的力矩對慣性比,并能消除由于使用減速齒輪而產生的系統(tǒng)誤差。交流力矩電動機又可以分為同步和異步兩種,目前常用的是鼠籠型異步力矩電動機,它具有低轉速和大力矩的特點。一般地,在紡織工業(yè)中經常使用交流力矩電動機,其工作原理和結構和單相異步電動機的相同,但是由于鼠籠型轉子的電阻較大,所以其機械特性較軟。④ 開關磁阻電動機 開關磁阻電動機是一種新型調速電動機,結構極其簡單且堅固,成本低,調速性能優(yōu)異,是傳統(tǒng)控制電動機強有力競爭者,具有強大的市場潛力。⑤ 無刷直流電動機無刷直流電機(BLDCM)是在有刷直流電動機的基礎上發(fā)展來的,但它的驅動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷力矩電機。一般地,無刷電機的驅動電流有兩種,一種是梯形波(一般是“方波”),另一種是正弦波。有時候把前一種叫直流無刷電機,后一種叫交流伺服電機,確切地講是交流伺服電動機的一種。無刷直流電機為了減少轉動慣量,通常采用“細長”的結構。無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多,相應的轉動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題,致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。這種電動機的機械特性和調節(jié)特性的線性度好,調速范圍廣,壽命長,維護方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問題,所以這種電動機在控制系統(tǒng)中有很大的應用潛力。⑶ 功率電動機① 直流電動機直流電動機是出現(xiàn)最早的電動機,大約在19世紀末,其大致可分為有換向器和無換向器兩大類。直流電動機有較好的控制特性直流電動機在結構、價格、維護方面都不如交流電動機,但是由于交流電動機的調速控制問題一直未得到很好的解決方案,而直流電動機具有調速性能好、起動容易、能夠載重起動等優(yōu)點,所以目前直流電動機的應用仍然很廣泛,尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。② 異步電動機異步電動機是基于氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩而實現(xiàn)能量轉換的一種交流電機。異步電動機一般為系列產品,品種規(guī)格繁多,其在所有的電動機中應用最為廣泛,需量最大;目前,在電力傳動中大約有90%的機械使用交流異步電動機,所以,其用電量約占總電力負荷的一半以上。異步電動機具有結構簡單,制造、使用和維護方便,運行可靠以及質量較小,成本較低等優(yōu)點。并且,異步電機有較高的運行效率和較好的工作特性,從空載到滿載范圍內接近恒速運行,能滿足大多數(shù)工農業(yè)生產機械的傳動要求。異步電動機主要廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農副產品加工機械等大多數(shù)工農生產機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。動機是異步電動機的主體。而單相異步電動機一般用于三相電源不方便的地方,大部分是微型和小容量的電機,在家用電器中應用比較多,例如電扇、電冰箱、空調、吸塵器等。③同步電動機所謂同步電動機就是在交流電的驅動下,轉子與定子的旋轉磁場同步運行的電動機。同步電動機的定子和異步電動機的完全一樣;但其轉子有“凸極式”和“隱極式”兩種。凸極式轉子的同步電動機結構簡單、制造方便,但是機械強度較低,適用于低速運行場合;隱極式同步電動機制造工藝復雜,但機械強度高,適用于高速運行場合。同步電動機的工作特性與所有的電動機一樣, 同步電動機也具有“可逆行”,即它能按發(fā)電機方式運行,也可以按電動機方式運行。同步電動機主要用于大型機械,如鼓風機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設備或者充當控制元件;其中三相同步電動機是其主體。此外,還可以當調相機使用,向電網輸送電感性或者電容性無功功率。⑷ 信號電機① 位置信號電機目前,最有代表性的位置信號電機:旋轉變壓器、感應同步器和自整角機。旋轉變壓器本質上是可以隨意改變一次繞組和二次繞組耦合程度的變壓器。其結構和繞線式異步電動機相同,定子和轉子各有兩組相互垂直的分布繞組,轉子繞組利用滑環(huán)和電刷與外電路聯(lián)接。當一次繞組勵磁以后,二次繞組的輸出電壓和轉子的轉角成正弦、余弦、線性或者其他函數(shù)關系,可以用于計算裝置中的坐標變換和三角運算,還可以在控制系統(tǒng)中作為角度數(shù)據(jù)傳輸和移相器使用。自整角機是一種感應式機電元件,被廣泛地應用于隨動系統(tǒng)中,作為角度傳輸、變換和指示的裝置。在控制系統(tǒng)中經常兩臺或者多臺聯(lián)合使用,使機械上互不相連的兩根或多根軸能夠自動地保持相同的轉角變化,或者同步旋轉。② 速度信號電機最有代表性的速度信號電機是測速發(fā)電機,其實質上是一種將轉速變換為電信號的機電磁元件,其輸出電壓與轉速成正比。從工作原理上講,它屬于“發(fā)電機”的范疇。測速發(fā)電機在控制系統(tǒng)中主要作為阻尼元件、微分元件、積分元件和測速元件來使用。測速發(fā)電機有直流和交流之分;而直流測速發(fā)電機又有他勵和永磁之分,其結構和工作原理與小功率直流發(fā)電機相同,通常輸出功率較小,作為計算元件時要求其輸出電壓的線性誤差和溫度誤差低于一個上限。而交流測速發(fā)電機又有同步和異步之分;同步測速發(fā)電機包括:永磁式、感應式和脈沖式;異步測速發(fā)電機應用最廣泛的是杯型轉子異步測速發(fā)電機。為了提高測速發(fā)電機的精確度和可靠性,目前,直流測速發(fā)電機出現(xiàn)了無刷結構的霍爾效應直流測速發(fā)電機。因為這種霍爾效應無刷直流測速發(fā)電機是一種無齒槽、無繞組的電機,所以它不會產生由于齒槽而存在的“齒槽諧波電勢”,這種電機結構簡單,便于小型化。3 電動機的選擇 ?、牛鶕?jù)電動機安裝地點的周圍環(huán)境來選擇電動機的形式農村用電動機的常見形式有防護式和封閉式兩種。防護式的通風性能較好,價格低,適合環(huán)境干燥,灰塵少的地方采用。如果灰塵較多,水滴飛濺的地方,應采用封閉式電動機。如農副產品加工機械及水泵中可采用這種電動機,另外,還有一種密封式電動機,可以浸汲在水里工作,電動潛水泵就采用這種電動機。⑵.根據(jù)使用負荷情況,~。如果功率選擇過大,不僅增加投資,同時也降低了機械效率,增加生產成本。如果功率選擇過小,電動機長期承受過大負荷,會使溫度上升過高而損壞絕緣,縮短電動機使用壽命。⑶.根據(jù)工作機械的轉速要求以及傳動方式選擇電動機轉速配套原則是使電動機和生產機械都在額定轉速下運行,傳動方式兩者相同。4 電動機常見故障分析 起動故障當電器接通電源后,電動機不工作,并且電動機無任何聲響。分析其主要原因一是與電動機相配套的起動電器,若電扇、排風扇、洗衣機等電機均采用電容器起動運轉,而電冰箱、冷柜起動機構采用電阻分相起動運轉,所以一旦起動電路中的電容器和分相電阻損壞擊毀,導致電動機無法正常運轉工作,檢測時應先排除起動電容或電阻故障后,才查電機故障。另一種情況是電動機內部繞組短路,局部繞組燒毀,導致電動機停止工作。當一旦懷疑電動機自身故障時,最簡單的檢測用萬用表電阻檔測各繞組阻值知。首先將電動機的三根引出線ABC用萬用表區(qū)分判斷,這里以雙桶洗衣機電動機為例,當測量AB線之間的電阻值在95歐姆,BC 間阻值在130歐姆,AB 間阻值在12歐姆時,那么很容易確定C為中線性,AC為運行繞組,BC為起動繞組。以上均為電動機繞組的正常
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