Basiskennis van elektromotoren

1. Inleiding tot elektromotoren

Een elektromotor is een apparaat dat elektrische energie omzet in mechanische energie. Hij maakt gebruik van een bekrachtigde spoel (d.w.z. een statorwikkeling) om een ​​roterend magnetisch veld te genereren en op de rotor (zoals een gesloten aluminium frame met een kooiconstructie) in te werken om een ​​magneto-elektrisch rotatiekoppel te vormen.

Elektromotoren worden onderverdeeld in gelijkstroommotoren en wisselstroommotoren, afhankelijk van de verschillende gebruikte energiebronnen. De meeste motoren in het elektriciteitsnet zijn wisselstroommotoren, die synchrone of asynchrone motoren kunnen zijn (de snelheid van het statormagnetische veld van de motor blijft niet synchroon met de rotatiesnelheid van de rotor).

Een elektromotor bestaat hoofdzakelijk uit een stator en een rotor. De richting van de kracht die op de bekrachtigde draad in het magnetische veld wordt uitgeoefend, is afhankelijk van de stroomrichting en de richting van de magnetische inductielijn (richting van het magnetische veld). Het werkingsprincipe van een elektromotor is het effect van een magnetisch veld op de kracht die op de stroom werkt, waardoor de motor gaat draaien.

2. Onderverdeling van elektromotoren

① Classificatie op basis van werkende voeding

Afhankelijk van de verschillende werkstroombronnen van elektromotoren, kunnen ze worden onderverdeeld in gelijkstroommotoren en wisselstroommotoren. Wisselstroommotoren worden ook onderverdeeld in eenfasemotoren en driefasemotoren.

② Classificatie op basis van structuur en werkingsprincipe

Elektromotoren kunnen worden onderverdeeld in gelijkstroommotoren, asynchrone motoren en synchrone motoren, afhankelijk van hun structuur en werkingsprincipe. Synchrone motoren kunnen ook worden onderverdeeld in permanente-magneet-synchrone motoren, reluctantie-synchrone motoren en hysterese-synchrone motoren. Asynchrone motoren kunnen worden onderverdeeld in inductiemotoren en wisselstroomcommutatormotoren. Inductiemotoren worden verder onderverdeeld in driefase-asynchrone motoren en asynchrone motoren met spleetpool. Wisselstroomcommutatormotoren worden ook onderverdeeld in eenfase-serie-bekrachtigde motoren, wisselstroom-gelijkstroommotoren met dubbele functie en repulsiemotoren.

③ Geclassificeerd op opstart- en werkingsmodus

Elektromotoren kunnen, op basis van hun start- en bedrijfsmodus, worden onderverdeeld in condensatorgestarte eenfase-asynchrone motoren, condensatorgecontroleerde eenfase-asynchrone motoren, condensatorgestarte eenfase-asynchrone motoren en eenfase-asynchrone motoren met gesplitste fase.

④ Classificatie op doel

Elektromotoren kunnen, afhankelijk van hun doel, worden onderverdeeld in aandrijfmotoren en regelmotoren.

Elektromotoren voor aandrijving worden verder onderverdeeld in elektrisch gereedschap (waaronder gereedschappen voor boren, polijsten, slijpen, snijden en uitzetten), elektromotoren voor huishoudelijke apparaten (waaronder wasmachines, elektrische ventilatoren, koelkasten, airconditioners, recorders, videorecorders, dvd-spelers, stofzuigers, camera's, elektrische blazers, elektrische scheerapparaten, enz.) en andere algemene kleine mechanische apparatuur (waaronder verschillende kleine gereedschapswerktuigen, kleine machines, medische apparatuur, elektronische instrumenten, enz.).

Regelmotoren worden verder onderverdeeld in stappenmotoren en servomotoren.
⑤ Classificatie op basis van rotorstructuur

Op basis van de structuur van de rotor kunnen elektromotoren worden onderverdeeld in kooirotor-inductiemotoren (vroeger bekend als kooianker-asynchrone motoren) en wikkelrotor-inductiemotoren (vroeger bekend als wikkelasynchroonmotoren).

⑥ Geclassificeerd op bedrijfssnelheid

Elektromotoren kunnen op basis van hun bedrijfssnelheid worden onderverdeeld in hogesnelheidsmotoren, lagesnelheidsmotoren, constantesnelheidsmotoren en variabelesnelheidsmotoren.

⑦ Classificatie op basis van beschermende vorm

a. Open type (zoals IP11, IP22).

Behalve de noodzakelijke ondersteunende structuur beschikt de motor niet over een speciale bescherming voor de roterende en spanningvoerende delen.

b. Gesloten type (zoals IP44, IP54).

De roterende en spanningvoerende delen in de motorbehuizing hebben de nodige mechanische bescherming nodig om onbedoeld contact te voorkomen, maar dit belemmert de ventilatie niet significant. Beschermingsmotoren worden onderverdeeld in de volgende typen, afhankelijk van hun verschillende ventilatie- en beschermingsstructuren.

ⓐ Type gaasafdekking.

De ventilatieopeningen van de motor zijn afgedekt met geperforeerde afdekkingen om te voorkomen dat de draaiende en onder spanning staande delen van de motor in contact komen met objecten van buitenaf.

ⓑ Druppelbestendig.

De structuur van de motorontluchting voorkomt dat verticaal vallende vloeistoffen of vaste deeltjes rechtstreeks in de motor terechtkomen.

ⓒ Spatwaterdicht.

De structuur van de motorontluchting voorkomt dat vloeistoffen of vaste stoffen in welke richting dan ook binnen een verticale hoekbereik van 100° in de binnenkant van de motor terechtkomen.

ⓓ Gesloten.

De constructie van de motorbehuizing kan de vrije uitwisseling van lucht binnen en buiten de behuizing verhinderen, maar volledige afdichting is niet vereist.

ⓔ Waterdicht.
De structuur van de motorbehuizing voorkomt dat water met een bepaalde druk in de motor terechtkomt.

ⓕ Waterdicht.

Wanneer de motor in water wordt ondergedompeld, voorkomt de constructie van de motorbehuizing dat er water in het motorinterieur komt.

ⓖ Duikstijl.

De elektromotor kan langdurig in water werken onder de nominale waterdruk.

ⓗ Explosieveilig.

De structuur van de motorbehuizing is voldoende om te voorkomen dat de gasexplosie in de motor zich naar buiten verspreidt, waardoor er een explosie van brandbaar gas buiten de motor ontstaat. Officieel account "Werktuigbouwkunde Literatuur", Engineer's Gas Station!

⑧ Geclassificeerd op ventilatie- en koelmethoden

a. Zelfkoelend.

Elektromotoren zijn voor koeling uitsluitend afhankelijk van oppervlaktestraling en natuurlijke luchtstroom.

b. Zelfgekoelde ventilator.

De elektromotor wordt aangedreven door een ventilator die koellucht aanvoert om het oppervlak of de binnenkant van de motor te koelen.

c. De ventilator koelde.

De ventilator die de koellucht levert, wordt niet door de elektromotor zelf aangestuurd, maar wordt onafhankelijk aangestuurd.

d. Type pijpleidingventilatie.

Koellucht wordt niet rechtstreeks van buitenaf of van binnenuit de motor in- of uitgeblazen, maar via leidingen. Ventilatoren voor leidingventilatie kunnen zelfgekoeld of met een andere ventilator gekoeld worden.

e. Vloeistofkoeling.

Elektromotoren worden gekoeld met vloeistof.

f. Gesloten gaskoeling.

De koelvloeistofcirculatie voor de motorkoeling vindt plaats in een gesloten circuit dat zowel de motor als de koeler omvat. Het koelmiddel neemt warmte op tijdens de doorstroming door de motor en geeft warmte af tijdens de doorstroming door de koeler.
g. Oppervlaktekoeling en interne koeling.

Het koelmiddel dat niet door de binnenkant van de motorgeleider gaat, wordt oppervlaktekoeling genoemd. Het koelmiddel dat door de binnenkant van de motorgeleider gaat, wordt interne koeling genoemd.

⑨ Classificatie volgens installatiestructuurformulier

De installatievorm van elektromotoren wordt doorgaans weergegeven door codes.

De code wordt weergegeven met de afkorting IM voor internationale installatie,

De eerste letter in IM staat voor de installatietypecode, B staat voor horizontale installatie en V staat voor verticale installatie;

Het tweede cijfer vertegenwoordigt de kenmerkcode, weergegeven in Arabische cijfers.

⑩ Classificatie op basis van isolatieniveau

A-niveau, E-niveau, B-niveau, F-niveau, H-niveau, C-niveau. De isolatieniveauclassificatie van motoren is weergegeven in de onderstaande tabel.

⑪ Geclassificeerd volgens nominale werkuren

Continu, intermitterend en kortdurend werkend systeem.

Continuous Duty System (SI). De motor garandeert een langdurige werking onder de nominale waarde zoals aangegeven op het typeplaatje.

Korte bedrijfsuren (S2). De motor kan slechts gedurende een beperkte tijd werken onder de nominale waarde die op het typeplaatje staat vermeld. Er zijn vier soorten duurnormen voor kortdurend gebruik: 10 min, 30 min, 60 min en 90 min.

Intermitterend werkend systeem (S3). De motor mag alleen intermitterend en periodiek worden gebruikt binnen de nominale waarde zoals aangegeven op het typeplaatje, uitgedrukt als percentage van 10 minuten per cyclus. Bijvoorbeeld FC = 25%; S4 tot en met S10 behoren tot verschillende intermitterende werkende systemen onder verschillende omstandigheden.

9.2.3 Veel voorkomende storingen bij elektromotoren

Elektromotoren krijgen tijdens langdurig gebruik vaak te maken met verschillende storingen.

Als de koppeloverdracht tussen de connector en de reductor groot is, vertoont het verbindingsgat op het flensoppervlak ernstige slijtage, waardoor de passing van de verbinding toeneemt en er een onstabiele koppeloverdracht ontstaat; Slijtage van de lagerpositie door schade aan het motoraslager; Slijtage tussen de asuiteinden en spiebanen, enz. Nadat dergelijke problemen zijn opgetreden, richten traditionele methoden zich voornamelijk op reparatielassen of machinaal bewerken na het borstelen, maar beide hebben bepaalde nadelen.

De thermische spanning die ontstaat bij reparatielassen bij hoge temperaturen kan niet volledig worden geëlimineerd, wat leidt tot buiging of breuk. Borstelplating wordt echter beperkt door de dikte van de coating en is gevoelig voor afbladderen. Beide methoden gebruiken metaal om het metaal te repareren, waardoor de "hard-hard"-verhouding niet kan worden gewijzigd. Onder invloed van verschillende krachten zal het nog steeds slijtage veroorzaken.

Moderne westerse landen gebruiken vaak polymeercomposietmaterialen als reparatiemethoden om deze problemen aan te pakken. De toepassing van polymeermaterialen voor reparaties heeft geen invloed op de thermische lasspanning en de dikte van de reparatie is niet beperkt. Tegelijkertijd zijn de metalen materialen in het product niet flexibel genoeg om de impact en trillingen van de apparatuur te absorberen, de kans op hernieuwde slijtage te voorkomen en de levensduur van apparatuurcomponenten te verlengen, wat bedrijven veel stilstand bespaart en een enorme economische waarde creëert.
(1) Storingsverschijnsel: De motor kan niet starten na aansluiting

De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① Fout in de bedrading van de statorwikkeling: controleer de bedrading en corrigeer de fout.

② Open circuit in de statorwikkeling, kortsluiting aarding, open circuit in de wikkeling van de gewikkelde rotormotor - identificeer het foutpunt en verhelp het.

③ Overmatige belasting of vastgelopen transmissiemechanisme – controleer het transmissiemechanisme en de belasting.

4. Open circuit in het rotorcircuit van een motor met gewikkelde rotor (slecht contact tussen de borstel en de sleepring, open circuit in de rheostaat, slecht contact in de leiding, enz.) – identificeer het open circuitpunt en repareer het.

5 De voedingsspanning is te laag – controleer de oorzaak en verhelp deze.

⑥ Faseverlies van de voeding – controleer het circuit en herstel de driefasenstroom.

(2) Storingsverschijnsel: motortemperatuur te hoog opgelopen of rokend

De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① Overbelast of te vaak gestart – verminder de belasting en verminder het aantal starts.

② Faseverlies tijdens bedrijf – controleer het circuit en herstel de driefasenstroom.

③ Fout in de bedrading van de statorwikkeling: controleer de bedrading en corrigeer deze.

4. De statorwikkeling is geaard en er is een kortsluiting tussen de windingen of fasen. Identificeer de locatie van de aarding of de kortsluiting en repareer deze.

⑤ De wikkeling van de kooirotor is gebroken – vervang de rotor.

⑥ Ontbrekende fasewerking van de gewikkelde rotorwikkeling – identificeer het foutpunt en repareer het.

⑦ Wrijving tussen stator en rotor – Controleer lagers en rotor op vervorming, repareer of vervang.

⑧ Slechte ventilatie – controleer of de ventilatie niet belemmerd wordt.

⑨ Spanning te hoog of te laag – Controleer de oorzaak en verhelp deze.

(3) Storingsfenomeen: Overmatige trillingen van de motor

De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① Ongebalanceerde rotor – nivellerende balans.

2 Ongebalanceerde poelie of verbogen asverlenging – controleren en corrigeren.

③ De motor is niet uitgelijnd met de lastas – controleer de as van de eenheid en pas deze aan.

④ Onjuiste installatie van de motor – controleer de installatie- en funderingsschroeven.

⑤ Plotselinge overbelasting – verminder de belasting.

(4)Storingsfenomeen: Abnormaal geluid tijdens de werking
De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① Wrijving tussen stator en rotor – Controleer lagers en rotor op vervorming, repareer of vervang.

2 Beschadigde of slecht gesmeerde lagers: vervang en reinig de lagers.

③ Motorfaseverlies: controleer het open circuitpunt en repareer het.

④ Botsing van het blad met de behuizing – controleer en verhelp de fouten.

(5) Storingsverschijnsel: De snelheid van de motor is te laag onder belasting

De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① De voedingsspanning is te laag – controleer de voedingsspanning.

② Overmatige belasting – controleer de belasting.

③ De wikkeling van de kooirotor is gebroken – vervang de rotor.

4 Slecht of losgekoppeld contact van één fase van de draadgroep van de wikkelrotor – controleer de borsteldruk, het contact tussen de borstel en de sleepring en de rotorwikkeling.
(6) Storingsverschijnsel: De motorbehuizing staat onder spanning

De redenen en afhandelingsmethoden zijn als volgt.

① Slechte aarding of hoge aardingsweerstand – Sluit de aardingsdraad aan volgens de voorschriften om slechte aardingsfouten te voorkomen.

② Wikkelingen zijn vochtig – ondergaan een droogbehandeling.

③ Isolatieschade, kabelbotsing – Dompel verf in de isolatie om deze te repareren, sluit de kabels opnieuw aan. 9.2.4 Motorbedieningsprocedures

① Blaas vóór demontage het stof van het oppervlak van de motor en veeg het schoon.

2. Selecteer de werkplek voor het demonteren van de motor en maak de omgeving ter plaatse schoon.

③ Kennis hebben van de structurele kenmerken en de onderhoudstechnische vereisten van elektromotoren.

④ Bereid de benodigde gereedschappen (inclusief speciaal gereedschap) en apparatuur voor de demontage voor.

5 Om de defecten in de werking van de motor beter te begrijpen, kan vóór demontage een inspectietest worden uitgevoerd, mits de omstandigheden dit toelaten. Hiertoe wordt de motor belast getest en worden de temperatuur, het geluid, de trillingen en andere omstandigheden van elk onderdeel van de motor gedetailleerd gecontroleerd. Ook de spanning, stroomsterkte, snelheid, enz. worden getest. Vervolgens wordt de belasting losgekoppeld en wordt een aparte inspectietest zonder belasting uitgevoerd om de stroomsterkte en het verlies zonder belasting te meten. Er worden registraties gemaakt. Officieel account "Werktuigbouwkunde Literatuur", Engineer's Gas Station!

⑥ Schakel de stroomtoevoer uit, verwijder de externe bedrading van de motor en houd een overzicht bij.

⑦ Selecteer een geschikte spanningsmegohmmeter om de isolatieweerstand van de motor te testen. Om de isolatieweerstandswaarden die tijdens het laatste onderhoud zijn gemeten te vergelijken en zo de trend van isolatieverandering en de isolatiestatus van de motor te bepalen, moeten de isolatieweerstandswaarden die bij verschillende temperaturen zijn gemeten, worden omgerekend naar dezelfde temperatuur, meestal 75 °C.

⑧ Test de absorptieverhouding K. Wanneer de absorptieverhouding K>1,33 is, geeft dit aan dat de isolatie van de motor niet is aangetast door vocht of dat de vochtigheidsgraad niet ernstig is. Om te kunnen vergelijken met eerdere gegevens, is het ook nodig om de absorptieverhouding die bij een willekeurige temperatuur is gemeten, om te rekenen naar dezelfde temperatuur.

9.2.5 Onderhoud en reparatie van elektromotoren

Wanneer de motor draait of defect is, zijn er vier methoden om storingen tijdig te voorkomen en te verhelpen: kijken, luisteren, ruiken en aanraken om de veilige werking van de motor te garanderen.

(1) Kijk

Let op of er zich onregelmatigheden voordoen tijdens de werking van de motor. Deze komen vooral tot uiting in de volgende situaties.

① Wanneer de statorwikkeling kortgesloten is, kan er rook uit de motor komen.

② Wanneer de motor ernstig overbelast raakt of uit fase raakt, zal de snelheid afnemen en zal er een zwaar “zoemend” geluid hoorbaar zijn.

③ Wanneer de motor normaal draait, maar plotseling stopt, kunnen er vonken ontstaan ​​bij de losse verbinding; het verschijnsel dat een zekering is doorgebrand of een onderdeel vastzit.

④ Als de motor hevig trilt, kan dit komen doordat het overbrengingsmechanisme vastloopt, de motor slecht is bevestigd, er losse funderingsbouten zijn, etc.

⑤ Indien er sprake is van verkleuring, brandplekken en rookvlekken bij de interne contacten en verbindingen van de motor, kan dit duiden op plaatselijke oververhitting, slecht contact bij de geleiderverbindingen of verbrande wikkelingen.

(2) Luister

De motor moet tijdens normaal gebruik een gelijkmatig en licht zoemend geluid produceren, zonder ruis of andere bijgeluiden. Als er te veel geluid wordt geproduceerd, zoals elektromagnetisch geluid, lagergeluid, ventilatiegeluid, mechanische wrijving, enz., kan dit een voorbode of een verschijnsel van een storing zijn.

① Als de motor een luid en zwaar geluid maakt, kunnen er verschillende oorzaken zijn voor elektromagnetische ruis.

a. De luchtspleet tussen de stator en de rotor is ongelijkmatig en het geluid fluctueert van hoog naar laag met dezelfde interval tussen hoge en lage geluiden. Dit wordt veroorzaakt door lagerslijtage, waardoor de stator en rotor niet concentrisch zijn.

b. De driefasenstroom is ongebalanceerd. Dit komt door een onjuiste aarding, kortsluiting of slecht contact van de driefasenwikkeling. Als het geluid erg dof is, wijst dit erop dat de motor ernstig overbelast is of dat de fase over is.

c. Losse ijzeren kern. De trillingen van de motor tijdens bedrijf zorgen ervoor dat de bevestigingsbouten van de ijzeren kern losraken, waardoor de siliciumstaalplaat van de ijzeren kern losraakt en geluid produceert.

2. Controleer regelmatig het lagergeluid tijdens de werking van de motor. De controlemethode is om het ene uiteinde van de schroevendraaier tegen het montageoppervlak van het lager te drukken en het andere uiteinde dicht bij het oor te houden om het geluid van het draaiende lager te horen. Als het lager normaal functioneert, is het geluid een continu en zacht "ritselend" geluid, zonder hoogteverschillen of metaalwrijving. Als de volgende geluiden optreden, wordt dit als abnormaal beschouwd.

a. Er is een piepend geluid te horen wanneer het lager draait. Dit is een metaalachtig wrijvingsgeluid, meestal veroorzaakt door een gebrek aan olie in het lager. Het lager moet worden gedemonteerd en voorzien van de juiste hoeveelheid smeervet.

b. Als er een krakend geluid te horen is, is dit het geluid dat ontstaat wanneer de kogel draait, meestal veroorzaakt door het opdrogen van smeervet of een gebrek aan olie. Er kan een geschikte hoeveelheid smeermiddel worden toegevoegd.

c. Als er een klikkend of krakend geluid te horen is, is dit het geluid dat wordt gegenereerd door de onregelmatige beweging van de kogel in het lager, die wordt veroorzaakt door beschadiging van de kogel in het lager of door langdurig gebruik van de motor, en door het opdrogen van het smeervet.

③ Als het transmissiemechanisme en het aangedreven mechanisme continu in plaats van fluctuerende geluiden produceren, kunnen ze op de volgende manieren worden behandeld.

a. Periodieke “ploppende” geluiden worden veroorzaakt door ongelijke riemverbindingen.

b. Periodiek "bonkend" geluid wordt veroorzaakt door een losse koppeling of poelie tussen de assen, evenals versleten spieën of spiebanen.

c. Het ongelijkmatige botsingsgeluid wordt veroorzaakt doordat de windbladen tegen de ventilatorkap botsen.
(3) Geur

Door de geur van de motor te ruiken, kunnen storingen ook worden opgespoord en voorkomen. Een specifieke verfgeur duidt op een te hoge interne temperatuur van de motor; een sterke verbrande geur kan wijzen op een defecte isolatielaag of een verbrande wikkeling.

(4) Aanraken

Het aanraken van de temperatuur van sommige motoronderdelen kan ook de oorzaak van de storing bepalen. Om de veiligheid te garanderen, is het raadzaam om de omliggende onderdelen van de motorbehuizing en lagers met de rug van uw hand aan te raken. Als er temperatuurafwijkingen worden geconstateerd, kunnen er verschillende oorzaken zijn.

① Slechte ventilatie. Bijvoorbeeld loszittende ventilatoren, verstopte ventilatiekanalen, enz.

② Overbelasting. Veroorzaakt overmatige stroom en oververhitting van de statorwikkeling.

③ Kortsluiting tussen statorwikkelingen of driefasenstroomonevenwicht.

④ Vaak starten of remmen.

5. Als de temperatuur rondom het lager te hoog is, kan dit worden veroorzaakt door lagerschade of een gebrek aan olie.