1. Úvod do elektromotorů
Elektromotor je zařízení, které přeměňuje elektrickou energii na mechanickou energii. Využívá napájenou cívku (tj. vinutí statoru) k vytvoření rotujícího magnetického pole a působí na rotor (například uzavřený hliníkový rám s klecí nakrátko) k vytvoření magnetoelektrického rotačního momentu.
Elektromotory se dělí na stejnosměrné motory a střídavé motory podle použitých zdrojů energie. Většina motorů v energetické soustavě jsou střídavé motory, které mohou být synchronní nebo asynchronní (rychlost statorového magnetického pole motoru neudržuje synchronní rychlost s rychlostí otáčení rotoru).
Elektromotor se skládá hlavně ze statoru a rotoru a směr síly působící na vodič pod napětím v magnetickém poli souvisí se směrem proudu a směrem indukční čáry magnetického pole (směr magnetického pole). Princip činnosti elektromotoru spočívá ve působení magnetického pole na sílu působící na proud, což způsobuje otáčení motoru.
2. Rozdělení elektromotorů
① Klasifikace podle pracovního zdroje napájení
Podle různých zdrojů pracovního výkonu elektromotorů je lze rozdělit na stejnosměrné motory a střídavé motory. Střídavé motory se také dělí na jednofázové motory a třífázové motory.
② Klasifikace podle struktury a principu fungování
Elektromotory lze podle jejich struktury a principu činnosti rozdělit na stejnosměrné motory, asynchronní motory a synchronní motory. Synchronní motory lze také rozdělit na synchronní motory s permanentními magnety, reluktanční synchronní motory a hysterezní synchronní motory. Asynchronní motory lze rozdělit na indukční motory a střídavé komutátorové motory. Indukční motory se dále dělí na třífázové asynchronní motory a asynchronní motory se stíněnými póly. Střídavé komutátorové motory se také dělí na jednofázové sériově buzené motory, střídavé stejnosměrné motory s dvojím účelem a odpudivé motory.
③ Klasifikace podle spouštěcího a provozního režimu
Elektromotory lze podle jejich spouštěcích a provozních režimů rozdělit na jednofázové asynchronní motory spouštěné kondenzátorem, jednofázové asynchronní motory poháněné kondenzátorem, jednofázové asynchronní motory spouštěné kondenzátorem a jednofázové asynchronní motory s dělenou fází.
④ Klasifikace podle účelu
Elektromotory lze podle jejich účelu rozdělit na hnací motory a řídicí motory.
Elektromotory pro pohon se dále dělí na elektrické nářadí (včetně vrtacích, leštících, drážkovacích, řezacích a rozšiřovacích nástrojů), elektromotory pro domácí spotřebiče (včetně praček, elektrických ventilátorů, ledniček, klimatizací, rekordérů, videorekordérů, DVD přehrávačů, vysavačů, fotoaparátů, elektrických foukačů, elektrických holicích strojků atd.) a další běžná malá mechanická zařízení (včetně různých malých obráběcích strojů, malých strojů, lékařských zařízení, elektronických přístrojů atd.).
Řídicí motory se dále dělí na krokové motory a servomotory.
⑤ Klasifikace podle struktury rotoru
Podle struktury rotoru lze elektromotory rozdělit na asynchronní motory s klecí (dříve známé jako asynchronní motory s klecí nakrátko) a asynchronní motory s vinutým rotorem (dříve známé jako asynchronní motory s vinutým rotorem).
⑥ Klasifikace podle provozní rychlosti
Elektromotory lze podle jejich provozních otáček rozdělit na vysokootáčkové motory, nízkootáčkové motory, motory s konstantní otáčkou a motory s proměnnou otáčkou.
⑦ Klasifikace podle ochranné formy
a. Otevřený typ (například IP11, IP22).
Kromě nezbytné nosné konstrukce nemá motor žádnou speciální ochranu pro rotující a živé části.
b. Uzavřený typ (například IP44, IP54).
Rotující a živé části uvnitř skříně motoru potřebují nezbytnou mechanickou ochranu, aby se zabránilo náhodnému kontaktu, ale ta významně nebrání ventilaci. Ochranné motory se dělí na následující typy podle jejich odlišných ventilačních a ochranných struktur.
ⓐ Typ síťovaného krytu.
Větrací otvory motoru jsou zakryty perforovanými kryty, aby se zabránilo kontaktu rotujících a živých částí motoru s vnějšími předměty.
ⓑ Odolné proti kapání.
Konstrukce odvzdušňovacího otvoru motoru může zabránit vniknutí svisle padajících kapalin nebo pevných látek přímo do vnitřku motoru.
ⓒ Odolné proti stříkající vodě.
Struktura odvětrávání motoru může zabránit vniknutí kapalin nebo pevných látek do vnitřku motoru v jakémkoli směru v rozsahu vertikálního úhlu 100 °.
ⓓ Zavřeno.
Struktura skříně motoru může bránit volné výměně vzduchu uvnitř a vně skříně, ale nevyžaduje úplné utěsnění.
ⓔ Voděodolný.
Struktura skříně motoru může zabránit vniknutí vody pod určitým tlakem do vnitřku motoru.
ⓕ Vodotěsný.
Když je motor ponořen do vody, konstrukce skříně motoru může zabránit vniknutí vody do vnitřku motoru.
ⓖ Styl potápění.
Elektromotor může pracovat ve vodě po dlouhou dobu při jmenovitém tlaku vody.
ⓗ Odolné proti výbuchu.
Konstrukce skříně motoru je dostatečná k tomu, aby se zabránilo přenosu výbuchu plynu uvnitř motoru ven z motoru, což by způsobilo výbuch hořlavého plynu vně motoru. Oficiální účet „Literatura o strojírenství“, čerpací stanice pro inženýry!
⑧ Klasifikace podle metod větrání a chlazení
a. Samochlazení.
Elektromotory se pro chlazení spoléhají výhradně na povrchové záření a přirozené proudění vzduchu.
b. Ventilátor s vlastním chlazením.
Elektromotor je poháněn ventilátorem, který dodává chladicí vzduch pro chlazení povrchu nebo vnitřku motoru.
c. Chlazení ventilátorem.
Ventilátor přivádějící chladicí vzduch není poháněn samotným elektromotorem, ale je poháněn nezávisle.
d. Typ větrání potrubí.
Chladicí vzduch není přímo přiváděn ani odváděn z vnějšku motoru ani zevnitř motoru, ale je přiváděn nebo odváděn z motoru potrubím. Ventilátory pro odvětrávání potrubí mohou být chlazené ventilátorem nebo jinak chlazené ventilátorem.
e. Kapalinové chlazení.
Elektromotory jsou chlazeny kapalinou.
f. Chlazení plynu v uzavřeném okruhu.
Cirkulace chladicího média motoru probíhá v uzavřeném okruhu, který zahrnuje motor a chladič. Chladicí médium při průchodu motorem absorbuje teplo a při průchodu chladičem teplo uvolňuje.
g. Povrchové chlazení a vnitřní chlazení.
Chladicí médium, které neprochází vnitřkem vodiče motoru, se nazývá povrchové chlazení, zatímco chladicí médium, které prochází vnitřkem vodiče motoru, se nazývá vnitřní chlazení.
⑨ Klasifikace podle typu instalační struktury
Způsob instalace elektromotorů je obvykle reprezentován kódy.
Kód je reprezentován zkratkou IM pro mezinárodní instalaci,
První písmeno v IM představuje kód typu instalace, B představuje horizontální instalaci a V představuje vertikální instalaci;
Druhá číslice představuje kód prvku, reprezentovaný arabskými číslicemi.
⑩ Klasifikace podle úrovně izolace
Úroveň A, úroveň E, úroveň B, úroveň F, úroveň H, úroveň C. Klasifikace úrovní izolace motorů je uvedena v tabulce níže.
⑪ Klasifikováno podle jmenovité pracovní doby
Nepřetržitý, přerušovaný a krátkodobý pracovní systém.
Systém nepřetržitého provozu (SI). Motor zajišťuje dlouhodobý provoz při jmenovité hodnotě uvedené na typovém štítku.
Krátkodobý provoz (S2). Motor může pracovat pouze po omezenou dobu pod jmenovitou hodnotou uvedenou na typovém štítku. Existují čtyři typy norem doby trvání pro krátkodobý provoz: 10 min, 30 min, 60 min a 90 min.
Systém s přerušovaným provozem (S3). Motor lze používat pouze přerušovaně a periodicky pod jmenovitou hodnotou uvedenou na typovém štítku, vyjádřenou v procentech z 10 minut na cyklus. Například FC=25 %; S4 až S10 patří k různým systémům s přerušovaným provozem za různých podmínek.
9.2.3 Běžné poruchy elektromotorů
Elektromotory se během dlouhodobého provozu často setkávají s různými poruchami.
Pokud je přenos krouticího momentu mezi konektorem a reduktorem velký, spojovací otvor na povrchu příruby vykazuje silné opotřebení, což zvětšuje mezeru v uložení spoje a vede k nestabilnímu přenosu krouticího momentu; opotřebení ložiska způsobené poškozením ložiska hřídele motoru; opotřebení mezi hlavami hřídelí a drážkami pro pera atd. Po vzniku takových problémů se tradiční metody zaměřují především na opravné svařování nebo obrábění po kartáčování, ale obojí má určité nevýhody.
Tepelné namáhání generované vysokoteplotním opravným svařováním nelze zcela eliminovat, což vede k ohýbání nebo lomu. Pokovování kartáčováním je však omezeno tloušťkou povlaku a je náchylné k odlupování. Obě metody používají k opravě kov, což nemůže změnit poměr „tvrdý k tvrdému“. Při kombinovaném působení různých sil stále dochází k opětovnému opotřebení.
Současné západní země často používají polymerní kompozitní materiály jako metody oprav k řešení těchto problémů. Použití polymerních materiálů pro opravy neovlivňuje tepelné namáhání při svařování a tloušťka opravy není omezena. Zároveň kovové materiály ve výrobku nemají dostatečnou flexibilitu, aby absorbovaly nárazy a vibrace zařízení, zabránily možnosti opětovného opotřebení a prodloužily životnost součástí zařízení, což podnikům šetří mnoho prostojů a vytváří obrovskou ekonomickou hodnotu.
(1) Porucha: Motor se po připojení nespustí
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Chyba zapojení vinutí statoru – zkontrolujte zapojení a opravte chybu.
② Přerušený obvod ve statorovém vinutí, zkrat k zemi, přerušený obvod ve vinutí vinutého rotoru motoru – identifikujte místo poruchy a odstraňte ho.
③ Nadměrné zatížení nebo zaseknutý převodový mechanismus – zkontrolujte převodový mechanismus a zatížení.
④ Přerušený obvod v obvodu rotoru motoru s vinutým rotorem (špatný kontakt mezi kartáčem a sběrným kroužkem, přerušený obvod v reostatu, špatný kontakt ve vedení atd.) – identifikujte místo přerušeného obvodu a opravte jej.
⑤ Napájecí napětí je příliš nízké – zkontrolujte příčinu a odstraňte ji.
⑥ Výpadek fáze napájení – zkontrolujte obvod a obnovte třífázové napájení.
(2) Porucha: Příliš vysoký nárůst teploty motoru nebo kouření
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Přetížení nebo příliš časté spouštění – snižte zatížení a počet spouštění.
② Výpadek fáze během provozu – zkontrolujte obvod a obnovte třífázové napájení.
③ Chyba zapojení statorového vinutí – zkontrolujte zapojení a opravte jej.
④ Statorové vinutí je uzemněno a mezi závity nebo fázemi je zkrat – identifikujte místo uzemnění nebo zkratu a opravte jej.
⑤ Vinutí klece rotoru je přerušeno – vyměňte rotor.
⑥ Chybějící fáze vinutí rotoru – identifikujte místo poruchy a opravte jej.
⑦ Tření mezi statorem a rotorem – Zkontrolujte ložiska a rotor, zda nejsou deformované, opravte je nebo vyměňte.
⑧ Špatné větrání – zkontrolujte, zda je větrání volné.
⑨ Napětí je příliš vysoké nebo příliš nízké – Zkontrolujte příčinu a odstraňte ji.
(3) Porucha: Nadměrné vibrace motoru
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Nevyvážený rotor – vyrovnání rovnováhy.
② Nevyvážená řemenice nebo ohnutý prodloužení hřídele – zkontrolujte a opravte.
③ Motor není zarovnán s osou zátěže – zkontrolujte a seřiďte osu jednotky.
④ Nesprávná instalace motoru – zkontrolujte montážní a základové šrouby.
⑤ Náhlé přetížení – snižte zátěž.
(4) Porucha: Abnormální zvuk během provozu
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Tření mezi statorem a rotorem – Zkontrolujte ložiska a rotor, zda nejsou deformované, opravte je nebo vyměňte.
② Poškozená nebo špatně mazaná ložiska – ložiska vyměňte a vyčistěte.
③ Provoz při výpadku fáze motoru – zkontrolujte a opravte přerušený obvod.
④ Kolize lopatky s pláštěm – kontrola a odstranění závad.
(5) Porucha: Otáčky motoru jsou při zatížení příliš nízké.
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Napájecí napětí je příliš nízké – zkontrolujte napájecí napětí.
② Nadměrné zatížení – zkontrolujte zatížení.
③ Vinutí klece rotoru je přerušeno – vyměňte rotor.
④ Špatný nebo přerušený kontakt jedné fáze skupiny vodičů rotoru vinutí – zkontrolujte tlak kartáče, kontakt mezi kartáčem a sběrným kroužkem a vinutí rotoru.
(6) Porucha: Kryt motoru je pod napětím
Důvody a metody manipulace jsou následující.
① Špatné uzemnění nebo vysoký zemnící odpor – Připojte zemnící vodič dle předpisů, abyste vyloučili poruchy způsobené špatným uzemněním.
② Vinutí jsou vlhká – nechte je vysušit.
③ Poškození izolace, kolize vodičů – Oprava izolace ponořením do barvy, opětovné připojení vodičů. 9.2.4 Postupy provozu motoru
① Před demontáží stlačeným vzduchem odstraňte prach z povrchu motoru a otřete jej dočista.
② Vyberte pracovní místo pro demontáž motoru a vyčistěte pracovní prostředí.
③ Seznámení s konstrukčními charakteristikami a technickými požadavky na údržbu elektromotorů.
④ Připravte si potřebné nástroje (včetně speciálního nářadí) a vybavení pro demontáž.
⑤ Aby bylo možné lépe porozumět závadám v provozu motoru, lze před demontáží provést inspekční zkoušku, pokud to podmínky dovolí. Za tímto účelem se motor testuje se zátěží a podrobně se kontroluje teplota, hluk, vibrace a další stavy každé části motoru. Také se testuje napětí, proud, otáčky atd. Poté se zátěž odpojí a provede se samostatná inspekční zkouška bez zátěže, aby se změřil proud bez zátěže a ztráty bez zátěže, a provede se záznam. Oficiální účet „Strojní literatura“, čerpací stanice pro inženýry!
⑥ Odpojte napájení, odstraňte externí kabeláž motoru a uchovejte si záznamy.
⑦ Pro měření izolačního odporu motoru vyberte vhodný napěťový megaohmmetr. Aby bylo možné porovnat hodnoty izolačního odporu naměřené během poslední údržby a určit trend změn izolace a stav izolace motoru, je třeba hodnoty izolačního odporu naměřené při různých teplotách převést na stejnou teplotu, obvykle na 75 °C.
⑧ Zkontrolujte absorpční poměr K. Pokud je absorpční poměr K > 1,33, znamená to, že izolace motoru nebyla ovlivněna vlhkostí nebo že stupeň vlhkosti není vysoký. Pro porovnání s předchozími údaji je také nutné převést absorpční poměr naměřený při jakékoli teplotě na stejnou teplotu.
9.2.5 Údržba a opravy elektromotorů
Pokud motor běží nebo nefunguje správně, existují čtyři metody, jak včas předcházet poruchám a odstranit je, a to prohlížení, poslech, čich a dotyk, aby byl zajištěn bezpečný provoz motoru.
(1) Pohled
Sledujte, zda se během provozu motoru nevyskytují nějaké abnormality, které se projevují zejména v následujících situacích.
① Pokud je statorové vinutí zkratováno, může z motoru unikat kouř.
② Pokud je motor silně přetížený nebo dojde k jeho fázovému výpadku, rychlost se zpomalí a bude se ozývat silný „bzučivý“ zvuk.
③ Když motor běží normálně, ale náhle se zastaví, mohou se na uvolněném spoji objevit jiskry; jev, jako je spálená pojistka nebo zaseknutí součástky.
④ Pokud motor silně vibruje, může to být způsobeno zaseknutím převodového zařízení, špatným upevněním motoru, uvolněnými základovými šrouby atd.
⑤ Pokud se na vnitřních kontaktech a spojích motoru objeví změna barvy, stopy po spálení a kouřové skvrny, naznačuje to, že mohlo dojít k lokálnímu přehřátí, špatnému kontaktu na vodičových spojích nebo ke spálení vinutí.
(2) Poslouchejte
Motor by měl během normálního provozu vydávat rovnoměrný a lehký „bzučivý“ zvuk bez jakéhokoli hluku nebo zvláštních zvuků. Pokud je vydáváno příliš mnoho hluku, včetně elektromagnetického šumu, hluku ložisek, hluku ventilace, hluku mechanického tření atd., může to být předzvěstí nebo jevem poruchy.
① Pokud motor vydává hlasitý a silný zvuk, může to mít několik příčin.
a. Vzduchová mezera mezi statorem a rotorem je nerovná a zvuk kolísá od vysokých k nízkým tónům se stejným časovým intervalem mezi vysokými a nízkými tóny. To je způsobeno opotřebením ložisek, které způsobuje, že stator a rotor nejsou soustředné.
b. Trojfázový proud je nevyvážený. To je způsobeno nesprávným uzemněním, zkratem nebo špatným kontaktem třífázového vinutí. Pokud je zvuk velmi tupý, znamená to, že motor je silně přetížený nebo dochází k fázovému shozu.
c. Uvolněné železné jádro. Vibrace motoru během provozu způsobují uvolnění upevňovacích šroubů železného jádra, což má za následek uvolnění křemíkového ocelového plechu železného jádra a vydávání hluku.
② Hluk ložiska by měl být během provozu motoru často monitorován. Monitorovací metoda spočívá v přitlačení jednoho konce šroubováku k montážní ploše ložiska a přiložení druhého konce k uchu, aby bylo slyšet zvuk běžícího ložiska. Pokud ložisko funguje normálně, bude jeho zvuk nepřetržitý a slabý „šustící“ zvuk bez kolísání výšky nebo tření kovu. Pokud se objeví následující zvuky, je to považováno za abnormální.
a. Při chodu ložiska se ozve „vrzavý“ zvuk, což je kovový třecí zvuk, obvykle způsobený nedostatkem oleje v ložisku. Ložisko by mělo být rozebráno a doplněno odpovídajícím množstvím mazacího plastického maziva.
b. Pokud se ozve „vrzavý“ zvuk, jedná se o zvuk vydávaný při otáčení koule, obvykle způsobený zasycháním mazacího tuku nebo nedostatkem oleje. Lze přidat vhodné množství maziva.
c. Pokud se ozve „cvakání“ nebo „vrzání“, jedná se o zvuk generovaný nerovnoměrným pohybem kuličky v ložisku, který je způsoben poškozením kuličky v ložisku nebo dlouhodobým používáním motoru a zasycháním mazacího tuku.
③ Pokud převodový mechanismus a hnací mechanismus vydávají nepřetržité, nikoli kolísavé zvuky, lze je řešit následujícími způsoby.
a. Pravidelné „praskavé“ zvuky jsou způsobeny nerovnými spoji řemenů.
b. Periodický „dupký“ zvuk je způsoben uvolněnou spojkou nebo řemenicí mezi hřídeli, a také opotřebovanými pery nebo drážkami pro pera.
c. Nerovnoměrný zvuk nárazu je způsoben nárazem lopatek ventilátoru do krytu ventilátoru.
(3) Čich
Zápach motoru umožňuje identifikovat a předcházet poruchám. Pokud je cítit zvláštní zápach barvy, znamená to, že vnitřní teplota motoru je příliš vysoká. Pokud je cítit silný zápach spáleniny, může to být způsobeno poškozením izolační vrstvy nebo spálením vinutí.
(4) Dotyk
Dotyk na teplotu některých částí motoru může také určit příčinu poruchy. Z bezpečnostních důvodů by se při dotyku měla hřbetní strana ruky dotýkat okolních částí skříně motoru a ložisek. Pokud se zjistí teplotní abnormality, může to mít několik příčin.
① Špatné větrání. Například uvolněný ventilátor, ucpané větrací kanály atd.
② Přetížení. Způsobuje nadměrný proud a přehřátí statorového vinutí.
③ Zkrat mezi vinutími statoru nebo nevyváženost třífázového proudu.
④ Časté startování nebo brzdění.
⑤ Pokud je teplota kolem ložiska příliš vysoká, může to být způsobeno poškozením ložiska nebo nedostatkem oleje.
Čas zveřejnění: 6. října 2023