【正文】 直線電機的成本和效率方面沒有能夠戰(zhàn)勝旋轉(zhuǎn)電機，或者說，直線電機還沒能找到唯獨它能解決問題的領(lǐng)域，以及直線電機在設(shè)計方面也沒有突破性的成功，所以直線電機在這一時期始終未能得到真正的西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電動機的發(fā)展概況 5 應(yīng)用。在這段時期，申請直線機的專利件數(shù)也開始急速增加，該時期直線電機專利的增長率超過了所有其他技術(shù)領(lǐng)域的平均增長率。（如圖③） 1971年至今為實用商品時期： 從 1971年開始到目前的這個階段，直線電機終于進入了獨立的應(yīng)用時代，在這個時代，各類直線電機的應(yīng)用得到了迅速的推廣，制成了許多具有實用價值的裝置和產(chǎn)品，例如直線電機驅(qū)動的鋼管輸送機、運煤機、起重機、空壓機、沖壓機、拉伸機、各種電動門、電動窗、電動紡織機等等。 從廣義上講，電機是電能的變換裝置，包括旋轉(zhuǎn)電機和靜止電機。 這里我們主要討論旋轉(zhuǎn)電機，旋轉(zhuǎn)電機的種類很多，在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用極其廣泛，可以說，有電能應(yīng)用的場合都會有旋轉(zhuǎn)電機的身影。 不同的電機有不同的應(yīng)用場合，隨著電機制造技術(shù)的不斷發(fā)展和 對電機工作西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電動機的發(fā)展概況 6 原理研究的不斷深入，目前還出現(xiàn)了許多新型的電機。實際上，我們通常所說的旋轉(zhuǎn)電機都是狹義的，也就是電動機 —— 俗稱“馬達”。 由此可見，對于一個電氣工程技術(shù)人員來說，熟悉各種電機的類型及其性能是很重要的一件事情。下面我們就從控制電動機開始，逐步介紹電機中最有代表性、最常用、最基本的電動機 ——控制電動機和功率電動機以及信號電機。 伺服電動機有直流和交流之分；最早的伺服電動機是一般的直流電動機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電動機 。 旋轉(zhuǎn)電機的分類，直流伺服電動機在機械特性上能夠很好的滿足控制系統(tǒng)的要求，但是由于換向器的存在，存在許多的不足：換向器與電刷之間易產(chǎn)生火花，干擾驅(qū)動器工作，不能應(yīng)用在有可燃氣體的場合；電刷和換向器存在摩擦，會產(chǎn)生較大的死區(qū)；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護比較困難。 一般地，伺服電動機要求電動機的轉(zhuǎn)速要受所加電壓信號的控制 ；轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化；電動機的反映要快、體積要小、控制功率要小。 ② 步進電動機 所謂步進電動機就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)；更通俗一點講：當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。目前，比較常用的步進電動機包括反應(yīng)式步進電動機西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電動機的發(fā)展概況 7 （ VR） 、永磁式步進電動機（ PM）、混合式步進電動機（ HB）和單相式步進電動機等。但步進電動機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電動機；所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合。 除了在數(shù)控機床上的應(yīng)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(qū)動器的馬達，也可以應(yīng)用在打印機和繪圖儀中。 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。力矩電動機有直流力矩電動機和交流力矩電動機兩種。 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(zhuǎn)速和大力矩的特點。 ④ 開關(guān)磁阻電動機 開關(guān)磁阻電動機是一種新型調(diào)速電動機，結(jié)構(gòu)極其簡單且堅固，成本低，調(diào)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。一般地，無刷電機的驅(qū)動電流有兩種，一種是梯形波（一般是“方波”），另一種是正弦波。 無刷直流電機為了減少轉(zhuǎn)動慣量，通常采用“細長”的結(jié)構(gòu)。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。 ? 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。 ② 異步電動機 異步電動機是基于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的一種交流電機。 異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用和維護方便，運行可靠以及質(zhì)量較小，成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動機床、水泵、鼓風(fēng)機、壓縮機、起重卷揚設(shè)備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。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(yīng)用比較多，例如電扇、電冰箱、空調(diào)、吸塵器等。同步電動機的定子和異步電動機的完全一樣；但其轉(zhuǎn)子有“凸極式”和“隱極式”兩種。 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。此外，還可以當調(diào)相機使用，向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。 旋轉(zhuǎn)變壓器本質(zhì)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。當一次繞組勵磁以后，二次繞組的輸出電壓和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角 成正弦、余弦、線性或者其他函數(shù)關(guān)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。在控制系統(tǒng)中經(jīng)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(zhuǎn)角變化，或者同步旋轉(zhuǎn)。從工作原理上講，它屬于“發(fā)電機”的范疇。 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(jié)構(gòu)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。 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(jié)構(gòu)的霍爾效應(yīng)直流測速發(fā)電機。 西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 電動機的選擇 10 3 電動機的選擇 ?．根據(jù)電動機安裝地點的周圍環(huán)境來選擇電動機的形式農(nóng)村用電動機的常見形式有防護式和封閉式兩種。如果灰塵較多，水滴飛濺的地方，應(yīng)采用封閉式電動機。 ? .根據(jù)使用負荷情況 ，選擇電動機的功率電動機的功率一般應(yīng)為生產(chǎn)機械功率的 ～ 倍。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。 西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 電動機常見故障分析 11 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。 另一種情況是電動機內(nèi)部繞組短路，局部繞組燒毀，導(dǎo)致電動機停止工作。 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。又如電冰箱電動機一般起動繞組無短路，電阻值約在23 歐姆，運行繞組無短路，電阻值在 10 歐姆間，起動和運行串接繞組正常阻值在 35 歐姆。 ①機械故障 機械方面有掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障。一般由于端蓋軸室內(nèi)孔磨損或端蓋止口與機座止口磨損變形，使機座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸引起掃膛。屬于電動機本身引起的振動，多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好，以及軸承不良，轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機座、轉(zhuǎn)子不同軸，或者電動機安裝地基不平，安裝不到位，緊固件松動造成的。 電動機在通電后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無力很慢時，分析其原因有多方面，電容起動式電動機是否電容器容量不足漏 電嚴重，電源電壓過低，或者是鼠籠轉(zhuǎn)子鋁條部分有嚴重事故縮孔、斷條等情況，特別是洗衣機電動機經(jīng)常起動和正反交替運轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)了鋁條的感應(yīng)電流大而使電磁力增大，均會產(chǎn)生轉(zhuǎn)了鋁條斷裂，從而導(dǎo)致運轉(zhuǎn)慢無力問題，嚴重時使轉(zhuǎn)子發(fā)熱和產(chǎn)生電火花而燒壞定了繞組線包。 缺相運行是常見故障之一。缺相運行可能由于線路熔斷器熔體熔斷，開關(guān)觸點或?qū)Ь€接頭接觸不良等原因 造成。電動機的堵轉(zhuǎn)電流比正常工作的電流大得多。運行中的電動機缺一相時，如負載轉(zhuǎn)矩很小，仍可維持運轉(zhuǎn)，僅轉(zhuǎn)速略有下降，并發(fā)出異常響聲 。 三相繞組首尾錯接時，接通電源后會出現(xiàn)三相電流嚴重的不平衡、轉(zhuǎn)速下降、溫升劇增、振動加劇、聲音急變等現(xiàn)象。 三相電流不平衡的故障，常常由于電動機外部電源電壓不平衡所引起，其內(nèi)部原因主要是繞組匝間短路或在電動機重繞修理時線圈匝數(shù)錯誤或接線錯誤。接地故障可用兆歐表檢查。 分析電動機過熱溫升的原因，主要有這樣幾種情況，電動機自身內(nèi)在質(zhì)量問題，電動機長期處于超負荷工作運行狀態(tài) (械傳動機機構(gòu)故障引起電動機負荷大 )，電動機散熱性能很差，電動機繞組局部短路燒毀等一系列情況。如果線包無燒毀問題，可將定子浸入專用絕緣漆內(nèi)重新進行浸漆絕緣處理，然后在烘箱內(nèi)烘烤干燥。 籠型電動機轉(zhuǎn)子鑄鋁導(dǎo)體斷條或繞線式電動機轉(zhuǎn)子繞組斷路時，會造成定子電流不正常，出現(xiàn)時高時低 周期性變化，還出現(xiàn)忽大忽小的噪聲和振動。 西 京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 電動機常見故障原因和處理辦法 13 5 電動機常見故障原因和處理辦法 ?通電后電動機不能轉(zhuǎn)動，但無異響，也無異味和冒煙。） ④電機已經(jīng)損壞。 ① 缺一相電源，或定子線圈一相反接； （檢查刀閘是否有一相未合好，或電源回路有一相斷線；消除反接故 障；） ② 定子繞組相間短路；（查處短路點，予以修復(fù)；） ③ 定子繞組接地；（消除接地；） ④ 定子繞組接線錯誤；（查出誤接，予以更正；） ⑤ 熔絲截面過??；（更換熔絲；） ⑥ 電源線短路或接地。） ? 通電后電動機不轉(zhuǎn)，有嗡嗡聲。（重新裝配使之靈活；更換合格油脂，修復(fù)軸承。 ① 電源電壓過低；（測量電源電壓，設(shè)法改善；） ② △接法誤接為 Y 接法；（糾正接法；） 西 京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 電動機常見故障原因和處理辦法 14 ③ 籠形轉(zhuǎn)子開焊或斷裂；（檢查開焊和斷點并修復(fù)；） ④ 定子、轉(zhuǎn)子局部線圈錯接、接反；（查出誤接處，予以改 正；） ⑤電機過載。） ? 電動機空載電流不平衡，三相相差大。（消除繞組故障。 ① 電源電壓過高；（檢查電源，設(shè)法恢復(fù)額定電壓；） ② Y 接電動機誤接為△接；（改接為 Y 接；） ③ 氣隙過大或不均勻。） ? 電動機運行時響聲不正常，有異響。（消除定子繞組故障。 ① 由于磨損，軸承間隙過大；（檢查軸承，必要時更換；） ② 氣隙不均勻；（調(diào)整氣隙，使之均勻；） ③ 轉(zhuǎn)子不平衡；（校正轉(zhuǎn)子動平衡；） ④ 轉(zhuǎn)軸彎曲；（校直 轉(zhuǎn)軸；） ⑤ 鐵心變形或松動；（校正重疊鐵心；） ⑥ 聯(lián)軸器（皮帶輪）中心未校正；（重新校正，使之符合規(guī)定；） ⑦ 風(fēng)扇不平衡；（檢修風(fēng)扇，校正平衡，糾正其幾何形狀；） ⑧ 機殼或基礎(chǔ)強度不夠；（進行加固；） ⑨ 電動機地腳螺絲松動；（緊固地腳螺栓；） ⑩籠形轉(zhuǎn)子開焊、斷路、繞組轉(zhuǎn)子斷路；（修復(fù)轉(zhuǎn)子繞組；） 11．定子繞組故障。） ? 軸承過熱。（更換新軸承；） ? 電動機過熱甚至冒煙。（檢查定子繞組，消除故障） 西京學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 電動機維修 16 6 電動機維修 ?電動機受潮應(yīng)怎樣干燥？ 若有條件最好將受潮電機送至專業(yè)修理部干燥；若 無條件也可自行處理，將電機接上 220V 單相電源（即電機三根進線接上單相火線，另三根出線接上零線），若 輕微受潮烘兩個小時即可，若受潮較嚴重需烘一至兩天。（如圖④） ? .電動機三相電流不平怎樣處理？ 三相電源平衡時，電動機的三相空載電流中任何一相與三相平均值的偏差應(yīng)不大于三相平均值的 10%。但有時用戶采用的是星角接轉(zhuǎn)換起動，從電機接出來的是六根線，則用同樣的方法先倒上面三根，如不行，再倒下面的三根線。若不能靈活轉(zhuǎn)動，則應(yīng)找出原因并維修；若能靈活轉(zhuǎn)動說明原因不在此，那應(yīng)調(diào)節(jié)配套設(shè)備，減小水泵流量或風(fēng)機風(fēng)量或進料設(shè)備的進量等，以此來減小電動機的負載。 ? .電動機軸承過熱原因有哪些，分別應(yīng)怎樣處理？ 電動機軸承過熱原因 有以下幾種： ①軸承損壞，（更換新軸承；） ②潤滑油過多、過少或油質(zhì)不良，（更換新潤滑油；） ③軸承與軸配合過松走內(nèi)圓或過緊，（修補軸承臺；） ④軸承與端蓋配合過松走外圓或過緊，（更換端蓋；） ⑤皮帶過緊，（調(diào)節(jié)皮帶至合適；） ⑥聯(lián)軸器裝得不好導(dǎo)致電機與設(shè)備不同心，（重新調(diào)節(jié)同心度。 ? 當電動機的熱保護連續(xù)發(fā)生動作時，應(yīng)查明故障來自電動機還是超負荷或保護裝置整定值太低，消除故障后，方可投入運 行。更換潤滑脂時，應(yīng)消除舊的