CM3000高压三电平产品在煤矿刮板输送机上的应用_ 煤矿_OEM行业方案_解决方案_汇川技术
CM3000高压三电平产品在煤矿刮板输送机上的应用
关键字：煤矿、耗能、节能降耗、节能改造、刮板输送机。
煤矿工业作为产能大户，随着行业的系统化和规模化，近几年已经成为国家支柱产业之一。但由于设备陈旧，自动化程度低，我国煤矿开采仅在2005年即耗能△t标准煤耗电376.04×108kW?h，分别占全国总耗能量和总耗电量的3.86%和3.49%。所以，煤炭工业既是产能大户，又是耗能大户，同时也是节能潜力大户。目前我国煤矿行业存在电机启动困难、机械损伤严重以及自动化程度低等问题都迫切需要利用变频技术进行节能降耗改造。据统计，按节电率30%计，采用变频调速技术年节电潜力至少为10×108～15×108kW?h。所以，利用变频技术对现有电机设备进行节能改造，是解决我国煤炭工业高消耗、低效益的主要措施。
刮板输送机是一种重要的矿山运输机械。由于它结构简单、使用寿命长，运转可靠性高、节能高效、输送距离长、密封性能好且维修方便，在冶金、建材、化工、火电、矿山等行业里广泛使用。
二、刮板输送机介绍
2.1 刮板输送机
利用固接在牵引链上的刮板在敞开的料槽中刮运散状物料的输送机。它由敞开料槽、牵引链、刮板、头部驱动链轮和尾部张紧链轮等组成。
图1：刮板机实物图
2.2 刮板输送机的分类
刮板输送机适用于煤层倾角不超过25度的采煤工作面，但对于兼作采煤机轨道与机组配合工作的刮板输送机，适用的煤层角度一般不超过10度。煤层倾角大时，要采用防滑措施。此外，在采煤工作面下顺槽和联络眼都可以使用刮板输送机运送煤炭。目前，采煤工作面多使用可弯曲刮板输送机，以适应自动化、综合机械化采煤的需要，与相应的采煤机、金属支架或自移式液压支架配套使用。
刮板输送机的电动机功率从7.5kW～2000kW输送能力从30t/h～6000t/h之间，常用的分类方式有以下几种：
（1）按牵引的条数和布置方式，可分为单中链、边双联和中双链及三链型刮板输送机。
（2）按溜槽的布置方式，可分为重叠式和并列式溜槽刮板输送机。
（3）按溜槽的结构，可分为开底式和封底式溜槽刮板输送机。
（4）按卸载方式，可分为端卸式和侧卸式刮板输送机。
（5）按功率大小，可分为轻型（单电动机额定功率轻型(P≤40kW)、中型(40kW＜P ≤90kW)、重型(P＞90kW) 。
2.3 刮板输送机的组成
刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。溜槽是煤炭的承载机构，其牵引推运机构是绕过机头链轮和机尾链轮（或滚筒）而进行循环运动的无极闭合的刮板链。启动电动机，经液力联轴器、减速器传动链轮而驱动刮板链连续运转，将装在溜槽中的煤炭推运到机头处卸载转运。各种类型的刮板输送机的组成部件的型式和布置方式不完全相同，但主要结构和基本组成部件是相同的。刮板输送机一般是由机头部；机身部和机尾部三部分组成。
刮板输送机的组成部件：
1）机头部：由机头架和安装其上的链轮组件、联轴器、减速箱和电动机组成。
2）机尾部：机尾架、链轮组件、联轴器、减速箱、电动机。
3）机身部：中部槽、刮板链、铲煤板、挡煤板。
4）辅助装置：主要包括紧链装置、推移装置、和锚固定装置。
三、变频改造
3.1 项目信息
陕西某国营大型煤矿现场，刮板输送机的功率为1250kW，全天24小时不间歇运行。每台刮板输送机用两台同等功率、同等电压的电机驱动，这两台电机电压均为3.3kV，单台功率覆盖范围是160kW～1250kW；生产运行时要求同步启动两台电机，启动时间要求1～2分钟。
现需要两台变频器驱动两台电机带动负载刮板输送机。
3.2改造方案
图2：改造一次图
1）主回路：采用一拖一方案。此方案中，两台CM3000高压三电平变频分别驱动刮板机机头部和机尾部的电机。
2）控制回路：远程监控方案，可以实时监控两台CM3000高压三电平变频的运行情况；可以同时进行速度控制，启停控制以及参数修改等。
3）主从控制：是由完全独立的两台变频器通过主、从机的同步CAN总线通讯方式保证双电机的转速一致，功率平衡。两台电机中任意一台都可作为主机，另一台为从机。变频器对电机的转矩都能独立控制，主从变频器通讯采用CAN总线通讯，抗干扰能力强，通讯速率高。变频器采用主从控制方案，主机采用转速控制，从机采用转矩控制。主机通过CAN通讯实时采集从机电流信号、电压信号、频率信号，实时调整给从机的转矩信号，使主机和从机的功率达到完美的平衡。
4）水冷方案：去离子水通过水-水热交换方式与外部冷去水实现热交换，外部冷却水通过水泵驱动经水-风换热器或冷却塔实现热交换，最终将CM3000高压三电平变频壳体内部热量传递到外部环境中。内部去离子冷却水设有温度、压力、离子浓度与去离子水量保护功能。外部冷却水设有温度、压力与液位保护功能。
图3：水冷系统外围设备图
3.3运行性能
（1）CAN通讯
主机的CAN2+、CAN2-对应连接从机的CAN2+、CAN2-。下图为CM3000高压三电平变频运行时CAN通讯的波形。
图4：CAN通讯实时波形图
（2）实际的电流波形
测试相关波形的条件是主机用电流钳，从机用普通探头测的主板的IU测试点。刚开始调试时波形，其中CH1黄色—主机电流，CH2绿色—从机磁链反馈，CH3紫色—从机辨识速度，CH4红色—主机电流；
a）CM3000高压三电平变频启动波形。
图5：实时电流图
b）CM3000高压三电平变频停机时的波形。
图6：停机时波形图
3．CM3000高压三电平变频带载时运行波形。
图7：运行波形图
四、CM3000高压三电平变频的优势
4.1 磁链闭环矢量控制技术
图8：磁链闭环
原理及特点：基于电机d - q轴系数学方程，对电机的磁链、电流进行解耦控制，具有磁链、电压闭环特点。
优势：控制精度高，转矩响应快，低频特性好。
效果：刮板机低速运行平稳，抱闸磨损小，冲击小。
4.2三电平技术
图9：三电平拓扑图
原理：利用二极管中性点箝位的拓扑结构，使得每相输出具有三个电平。
优势：输出波形效果好，功率密度高，体积小。
效果：产品紧凑，谐波小，对外围设备无干扰。
4.3先进的中点电位平衡控制技术
图10：中点控制比较
原理：通过检测直流母线及中点的电压进行实时调整，保证中点电位平衡。
优势：控制精度好，响应速度快。
效果：将中点电位波动控制在一定范围内。
4.4多电机同步技术
图11： 电流波形图
技术特点：采用主从+下垂电机同步控制技术，确保多台电机负荷均衡分配。
NICE3000电梯一体化控制系统电气工程分区
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电机使用维护和润滑技巧
维护和润滑
---定期检修电机。
---保持电机清洁，空气流通。
---教案查轴伸的密封圈（如V-密封圈），如有必要应及时更换。
---检查安装连接状况和安装螺钉。
---通过监听一场噪声，振动测量，温度检测，监控空油量或轴承测振元件等来检查轴承运行情况。
*如有异常，应立即停机，检查原因并及时排除。
7.2.1 装封闭型或开启式轴承的电机
电机中心高在225及以下，用户无特殊要求的电机一般装配封闭型轴承，轴承的型号在箱柜的产品样本中有介绍。装开启式轴承的电机，要求定期重新加润滑脂，据以要求如下：
7.2.2 装注油嘴的电机
在电机运行时润滑。
加润滑油脂前，应打开油脂出口塞。
如果装有加油示意牌，亦可以它为准。
垂直安装在电机添加润滑脂的间隔时间是7.2.1表中规定数值的一半。
7.2.1表中规定的数值基于轴承温度为80℃。
轴承温度每升高15K，7.2.1表中规定数值应减少一半
如果轴承最高温度为70℃，7.2.1表中规定数值应加倍。
【注意】：运行温度不能超过油脂和轴承最高允许温度。
高速运行时（如变频装置），或过载低速运行时，需要缩短添加润滑脂的间隔。
一般双速电机添加润滑脂的间隔需要将7.2.1表中数值减少大约40%，在告诉运行时，必须检查轴承的适用性。
7.3 润滑脂
在重新涂润滑脂时，只能使用具有以下特性的轴承润滑脂：
良发质量的锂基
在40℃基脂 粘度为100-140CST
浓度登记NLGL2或3
温度范围从-30℃-+120℃。
可以从主要润滑脂生产商处得到具有良好特性的润滑脂。
如果润滑脂的成分发生改变并且不能确定新旧的兼容性，在短期内多次润滑以代替旧的润滑脂。
高负载或低转速的轴承需要EP润滑脂。
如果因轴承温度大于80℃而缩短添加润滑脂的间隔，可使用高温润滑脂。这种高温润滑脂一般允许轴承温度再高15K。
7.4.1 高速电机
对告诉电机（如2级电机），检查润滑脂的fn参数是否足够高。
Dm=平均轴承直径（mm）
N=转速（r/min）
【注意】：大多数润滑脂会刺激皮肤，引起眼睛发炎。
请遵守生产商的注明所有安全预防措施。
7.4.2 零件
如果订购零件，应注明电机铭牌上的型号、规格和产品代码。
如果电机铭牌上标有系列号，也应注明。
7.4.3 噪声要求
电机的噪声不超过产品样本或铭牌规定数值。
对于60HZ电机，噪声等级比50HZ高3dB(A)
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同步发电机故障解析与处理
一、 结构和原理
同步发电机主要由定子、转子和其他部件组成。定子部分包括定子铁芯、定子绕组、机座；转子部分包括转子铁芯、励磁绕组和滑环（隐极式转子还有套箍、心环，凸极式转子有磁极、磁轭、转子支架）；其他部件包括电刷装置、端盖、轴承和风扇等。
2、工作原理
同步发电机是根据电磁感应原理工作的，它通过转子磁场和定子绕组的相对运动，将机械能转变为电能。当转子在外力带动下，转子磁场和定子导体作相对运动，即导体切割磁力线，因此在导体中产生感应电动势，其方向可根据右手定则判定。由于转子磁极的位置使导体以垂直方向切割磁力线，所以此时定子绕组中的感应电动势最大。当磁极转过90度后。磁极成水平位置，导体不切割磁力线，其感应电动势为零。转子再转90度，定时定子绕组又以垂直方向切割磁力线，使感应电动势达到最大值，但方向与前相反。当转子再转90度，感应电动势又变为零。这样转子转动一周，定子绕组的感应电动势也发生正、负变化。如果转子连续匀速旋转，在定子绕组中就感应出一个周期性不断变化的交变电动势。
二、故障诊断与排除方法
1、 发电机过热
（1）发电机没有按规定的技术条件运行，如定子电压过高，铁损增大；负荷电流过大，定子绕组铜损增大；频率过低，使冷却风扇转速变慢，影响发电机散热；功率因数太低，使转子励磁电流增大，造成转子发热。应检查监视仪表的指示是否正常。如不正常，要进行必要的调节和处理，使发电机按照规定的技术条件运行。
（2）发电机的三相负荷电流不平衡，过载的一相绕组会过热；若三相电流之差超过额定电流的10%，即属于严重蛄相电流不平衡，三相电流不平衡会产生负序磁场，从而增加损耗，引起磁极绕组及套箍等部件发热。应调整三相负荷，使各相电流尽量保持平衡。
（3）风道被积尘堵塞，通风不良，造成发电机散热困难。应清除风道积尘、油垢、使风道畅通无阻。
（4）进风温度过高或进水温度过高，冷却器有堵塞现象。应降低进风或进水温度清除冷却器内的堵塞物。在故障未排除前，应限制发电机负荷，以降低发电机温度。
（5）轴承加润滑脂过多或过少，应按规定加润滑脂，通常为轴承室的1/2~1/3（转速低的取上限，转速高的取下限），并以不超过轴承室的70%为宜。
（6）轴承磨损。若磨损不严重，使轴承局部过热；若磨损严重，有可能使定子和转子摩擦，造成定子和转子避部过热。应检查轴承有无噪音，若发现定子和转子摩擦，应立即停机进行检修或更换轴承。
（7）定子铁芯绝缘损坏，引起片间短路，造成铁芯局部的涡流损失增加而发热，严重时会使定子绕组损坏。应立即停机进行检修。
（8）定子绕组的并联导线断裂，使其他导线的电流增大而发热。应立即停机进行检修。
2、发电机中性线对地有异常电压
（1）正常情况下，由于高次谐波影响或制造工艺等原因造成各磁极下的气隙不均、磁势不等而出现的很低电压，若电压在一至数伏，不会有危险，不必处理。
（2）发电机绕组有短路或对地绝缘不良，使用电设备及发电机性能变坏，容易发热，应及时检修，以免事故扩大。
（3）空载时中性线对地无电压，而有负荷时出现电压，是由于三相不平衡引起的，应调整三相负荷使其基本平衡。
3、发电机过电流
（1）负荷过大，应减轻负荷。
（2）输电线路发生相间短路或接地故障，应对线路进行检修，故障排除后即可恢复正常。
4、发电机端电压过高
（1）与电网并列的发电机电网电压过高，应降低并列的发电机的电压。
（2）励磁装置的故障引起过励磁，应及时检修励磁装置。
5、无功功率不足
由于励磁装置电压源复励补偿不足，不能提供电枢反应所需的励磁电流，使发电机端电压低于电网电压，送不出额定无功功率，应采取下列措施：
（1）在发电机与励磁电抗器之间接入一台三相调压器，以提高发电机端电压，使励磁装置的磁势逐渐增大。
（2）改变励磁装置电压磁通势与发电机端电压的相位，使合成总磁通势增大，可在电抗器每相绕组两端并联数千欧、10W的电阻。
（3）减小变阻器的阻值，使发电机的励磁电流增大。
6、定子绕组绝缘击穿、短路
（1）定子绕组受潮。对于长期停用或经较长时间检修的发电机、投入运行前应测量绝缘电阻，不合格者不准投入运行。受潮发电机要进行烘干处理。
（2）绕组本身缺陷或检修工艺不当，造成绕组绝缘击穿或机械损伤。应按规定的绝缘等级选择绝缘材料，嵌装绕组及浸漆干燥等要严格按工艺要求进行。
（3）绕组过热。绝缘过热后会使绝缘性能降低，有时在高温下会很快造成绝缘击穿。应加强日常的巡视检查，防止发电机各部分发生过热而损坏绕组绝缘。
（4）绝缘老化。一般发电机运行15~20年以上，其绕组绝缘老化，电气性能变化，甚至使绝缘击穿。要做好发电机的检修及预防性试验，若发现绝缘不合格，应及时更换有缺陷的绕组绝缘或更换绕组，以延长发电机的使用寿命。
（5）发电机内部进入金属异物，在检修发电机后切勿将金属物件、零件或工具遗落到定子膛中；绑紧转子的绑扎线、紧固端部零件，以不致发生由于离心力作用而松脱。
（6）过电压击穿：1）线路遭受雷击，而防雷保护不完善。应完善防雷保护设施。2）误操作，如在空载时，将发电机电压升得过高。应严格按操作规程对发电机进行升压，防止误操作。3）发电机内部过电压，包括操作过电压、弧光接地过电压和谐振过电压等，应加强绕组绝缘预防性试验，及时发现和消除定子绕组绝缘中存在的缺陷。
7、定子铁芯松驰
由于制造装配不当，铁芯没有紧固好。如果是整个铁芯松驰，对于小型发电机，可用两块小于定子绕组端部内径的铁板，穿上双头螺栓，收紧铁芯。待恢复原形后，再将铁芯原来夹紧螺栓紧因。如果局部性铁芯松弛，可先在松弛片间涂刷硅钢片漆，再在松弛部分打入硬质绝缘材料即可。
8、铁芯片间短路
（1）铁芯叠片松弛，当发电机运转时铁芯产生振动而损坏绝缘；铁芯片个别地方绝缘受损伤或铁芯局部过热，使绝缘老化，就按原计划条中的方法进行处理。
（2）铁芯片边缘有毛刺或检修时受机械损伤。应用细锉刀除去毛刺，修整损伤处，清洁表面，再涂上一层硅钢片漆。
（3）有焊锡或铜粒短接铁芯，应刮除或凿除金属熔接焊点，处理好表面。
（4）绕组发生弧光短路，也可能造成铁芯短路，应将烧损部分用凿子清除后，处理好表面。
9、发电机失去剩磁，起动时不能发电
（1）停机后经常失去剩磁，是由于励磁机磁极所用的材料接近软钢，剩磁较少。当停机后励磁绕组没有电流时磁场就消失，应备有蓄电池，在发电前先进行充磁。
（2）发电机的磁极失去磁性，应在绕组中通入比额定电流大的直流电流（时间很短）进行充磁，即能恢复足够的剩磁。
10、自动励磁装置的励磁电抗器温度过高
（1）电抗器线圈局部短路，应检修电抗器。
（2）电抗器磁路的气隙过大，应调整磁路气隙。
11、发电机起动后，电压升不起来
（1）励磁回路断线，使电压升不起来。应检查励磁回路有无断线，接触是否良好。
（2）剩磁消失，如果励磁机电压表无批示说明剩磁消失，应对励磁机充磁。
（3）励磁机的磁场线圈极性接反，应将它的正、负连接线对换。
（4）在发电机检修中做某些试验时误把磁场线圈通以反向直流电，导致剩磁消失或反向，应重新进行充磁。
12、发电机的振荡失步
正常情况下，发电机发出的功率是和负荷功率相平衡的。当系统发生短路故障或发电机大幅度甩负荷时，发电机的功率就与用户的负荷不相平衡。要想调整负荷使其平衡，由于转子惯性和调速器延时需要一个过程，在此期间，发电机的稳定运行将被破坏，使发电机产生振荡。如果故事严重，甚至会使发电机与系统失去同步。发电机振荡失步时，值班人员应通过增加励磁电流来创造恢复同步的条件；也可适当
调整该机的负荷，以帮助恢复同步。
13、发电机振动
（1）转子不圆或平衡未调整好，应严格制造和安装质量或重新调整转子的平衡。
（2）转轴弯曲，可采用研磨法、加热法及锤击法等校正转轴。
（3）联轴节连接不正，应重新高速联轴节配合螺栓的夹紧力，必要时联轴节端面需重新加工。
（4）结构部件共振，可通过改变结构部件的支持方法来改变它固有的频率。
（5）励磁绕组层间短路，应检修励磁绕组，并进行绝缘处理。
（6）供油量或油压不足，应加大喷嘴直径升高油压；加大供油口减小间隙。
（7）供油量过大或油压过高，就减小喷嘴直径，降低油压，提高面积压力，增大间隙。
（8）定子铁芯装配松动，应重新装压铁芯。
（9）轴承密封过紧，使转轴局部过热、弯曲。应检查和调整轴承密封，使其与轴有适当配合间隙。
（10）发电机通风系统不对称，应注意定子铁芯两端挡风板及转子支架挡风板结构布置和尺寸的选择，使风路系统对称，增强盖板、挡风板的刚度并紧固牢靠。
电机过热的原因
1)、电源方面使电动机过热的原因
电源方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电源电压过高
当电源电压过高时，电动机贩反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组1铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。
b、电源电压过低
电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大,致使定、转子绕组过热。
c、电源电压不对称
当电源线一相断路、保险丝一相熔断，或闸刀起动设备角头烧伤致使一相不通，都将造成三相电动机走单相，致使运行的二相绕组通过大电流而过热，及至烧毁。
d、三相电源不平衡
当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。
由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。
2)、负载使电动机过热的原因
负载方面使电动机过热原因有以下几种：
a、电动机过载运行
当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。
b、拖动的机械负载工作不正常
设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，如脱粒机喂入量过大时，电动机过载而发热。
c、拖动的机械有故障
当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。
故，检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。
3)、电动机本身造成过热的原因
电动机本身造成过热原因有以下几种：
a、电动机绕组断路
当电动机绕组中有一相绕组断路，或并联支路中有一条支路断路时，都将导致三相电流不平衡，使电动机过热。
b、电动机绕组短路
当电动机绕组出现短路故障时，短路电流比正常工作电流大得多，使绕组铜损耗增加，导致绕组过热，甚至烧毁。
c、电动机接法错误
当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，乃至导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁。
当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。
e、电动机接法错误
当一个线圈、线圈组或一相绕组接反时，都会导致三相电流严重不平衡，而使绕组过热。
f、电动机的机械故障
当电动机轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等，均会使电动机电流增大，铜损耗及机械摩擦损耗增加，使电动机过热。
4)、通风散热不良使电动机过热的原因
通风散热不良使电动机过热的原因有以下几种：
a、环境温度过高，使进风温度高。
b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小
c、电动机内部灰尘过多，影响散热
d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小
e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路
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什么是防爆电机？
防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种电机,运行时不产生电火花。
防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外，在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备，通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。
随着科技、生产的发展，存在爆炸危险的场所也在不断增加。例如，食用油生产过去是用传统的压榨法工艺，20世纪70年代以后，我国开始引进国外先进的浸出油工艺，但此工艺中要使用含有己烷的化学溶剂，己烷是易燃易爆物质；因此浸出油车间就成了爆炸危险场所，需要使用防爆电机和其他防爆电气产品。又如，近年来我国公路发展迅速，一大批燃油加油站出现，也给防爆电机提供了新的市场。
1． 按电机原理分
可分为防爆异步电机、防爆同步电机及防爆直流电机等。
2． 按使用场所分
可分为煤矿井下用防爆电机及工厂用防爆电机。
3． 按防爆原理分
可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无火花型电机及粉尘防爆电机等。
4． 按配套的主机分
可分为煤矿运输机用防爆电机、煤矿绞车用防爆电机、装岩机用防爆电机、煤矿局部扇风机用防爆电机、阀门用防爆电机、风机用防爆电机、船用防爆电机、起重冶金用防爆电机及加氢装置配套用增安型无刷励磁同步电机等。此外，还可以按额定电压、效率等技术指标来分，如高压防爆电机、高效防爆电机、高转差率防爆电机及高起动转矩防爆电机等。本文按防爆原理分类介绍。
产品系列及其特点
1． 隔熄型电机
它采用隔爆外壳把可能产生火花、电弧和危险温度的电气部分与周围的爆炸性气体混合物隔开。但是，这种外壳并非是密封的，周围的爆炸性气体混合物可以通过外壳的各部分接合面间隙进入电机内部。当与外壳内的火花、电弧、危险高温等引燃源接触时就可能发生爆炸，这时电机的隔爆外壳不仅不会损坏或变形，而且爆炸火焰或炽热气体通过接合面间隙传出时，也不能引燃周围的爆炸性气体混合物。
我国当前广泛应用的低压隔爆型电机产品的基本系列是YB系列隔爆型三相异步电机，它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB《爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“d”，》的规定；电机功率范围为O．55—200kW，相对应的机座号范围是机座中心高为80—315nun；防爆标志为dI、dIIAT4、dIIBT4，分别适用于煤矿井下固定式设备或工厂IIA、IIB级，温度组别为T1—T4组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的场所；主体外壳防护等级为IP44，也可制成IP%4，接线盒防护等级为IP54；额定频率为50Hz，额定电压为380、、380／660、660／140V；电机绝缘等级为F级，但按B级考核定子绕组的温升，具有较大的温升裕度。低压隔爆型三相异步电机派生系列的主要型号有：YB系列(dIIcT4)(机座中心高为80—315mm)，YBSO系列(小功率，机座中心高为63—90mm)，YBF系列(风机用，机座中心高为63—160mm)，YB—H系列(船用，机座中心高为80~280mm)，YB系列(中型，机座中心高为355—450mm)，YBK系列(煤矿用，机座中心高为100—315mm)，YB—W、B—TH、YB—WTH系列(机座中心高为80—315mm)，YBDF—WF系列(户外防腐隔爆型电动阀门用，机座中心高为80—315mm)及YBDC系列(隔爆型电容起动单相异步电机，机座中心高为71—100mm)和YBZS系列起重用隔爆型双速三相异步电机。另外，还有YB系列高压隔爆型三相异步电机(机座中心高为355~450mm，560—710mm)。行业联合设计的YB2系列已于1四年底通过了全国鉴定，将逐步取代YB系列，成为我国隔爆型三相异步电机的基本系列。YB2系列共15个机座号(机座中心高为63、355nmm)，功率范围为O．12—315kW。
其主要特点是：
(1) 功率等级、安装尺寸及转速的对应关系与DIN42673一致，同时考虑到与YB系列 的继承性和Y2系列的互换性，作了必要调整，更加有效和适用。
(2) 全系列采用F级绝缘，温升按B级考核。
(3) 噪声限值比YB系列低，接近YB系列的I级噪声，振动限值与YB系列相当。
(4) 外壳防护等级提高到IP55。
(5) 全系列选用低噪声深沟球轴承，机座中心高在180mm以上电机设注排油装置。
(6) 电机散热片有平行水平分布和辐射分布两种，以平行水平分布为主。
(7) 主要性能指标达到20世纪90年代初国际先进水平。
2.增安型电机它是在正常运行条件下不会产生电弧、火花或危险高温的电机结构上，再采取一些机械、电气和热的保护措施，使之进一步避免在正常或认可的过载条件下出现电弧、火花或高温的危险，从而确保其防爆安全性。
我国当前应用的低压增安型的基本系列是YA系列增安型三相异步电动机，它是Y系列(IP44)三相异步电机的派生产品。防爆性能符合GB《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》和GB《爆炸性环境用防爆电气设备增安型电气设备“e”》的规定；功率范围为O．55~90kW，相对应的机座中心高为80—280mm； 防爆标志为eIITl、eIIT2、eIIT3，分别适用于工厂中具有温度组别为Tl—T3组爆炸性混合物并具有轻微腐蚀介质的场所；主体外壳的防护等级为IP54，接线盒防护等级为IP55；额定频率为50Hz，额定电压为380V；电机采用F级绝缘。
低压增安型电机派生系列的主要型号有：YASO系列小功率增安型三相异步电机(机座中心高为56—90mm)，YA—W、YA—WFl系列户外、户内防腐增安型三相异步电机(机座中心高为80—280mm)。
目前，已完成YA2、系列的行业联合设计工作，并正在组织试制，以取代YA系列。YA2全系列共15个机座号(机座中心高为63—355mm)，功率范围为0．12—400kW，将使我国增安型电机达到国际上同类产品20世纪80年代先进水平。
高压(6kV)增安型三相异步电机系列有：YA355—450，功率160—450kW；YA560—900，功率500—1800kW；YAm355—630水冷，功率220—2500kw；YAKK355~630空—空冷，功率185—2000kW。1999年试制生产的TAKW00、4000kW增安型无刷励磁同步电机，是适应炼油厂石油深加工加氢装置需要而发展的新型防爆电机。
其特点是：
(1)满足增安型防爆电机的要求，采取一系列可靠的防止火花、电弧和危险高温的措施，可以安全运行于2区爆炸危险场所。
(2)采用无刷励磁，设置旋转整流盘和静态励磁柜，励磁控制系统可靠；顺极性转差投励准确，无冲击；励磁系统失步保护可靠，再整步能力强；线路设计合理，放电电阻在工作中不发热；励磁电流调节范围宽。
(3)同步机、交流励磁机及旋转整流盘同轴。整流盘位于主电机和励磁机之间，或置于轴承座之外。
(4)外壳防护等级为IP54。
(5)采用F级绝缘，温升按B级考核。
(6)改变传统的下水冷为上水冷，即水冷却器置于电机上部。
(7)设增安型防潮加热器，固定在电机底部的罩内，用于停机时加热防潮用。
(8) 选优质原材料，电气及机械计算留有较大裕度，能满足运行可靠性和增安型电机的温度要求。
(9)设置有完善的监控措施；主接线盒内设置用于差动保护的增安型自平衡电流互感器；定子绕组埋设工作和备用的铂热电阻，分度号为Pt100；设漏水监控仪，监控水冷却器的泄漏；两端座式滑动轴承分别设现场温度显示仪表和远传信号端子。
3.正压型电机是正压型电气设备的一种。
其结构特点是：
(1) 配置有一套完整的通风系统，电机内部不存在可能影响通风的结构死角。
(2) 外壳和管道由不燃材料制成，并具有足够的机械强度。
(3) 外壳及主管道内相对于外界大气保持足够大的正压。
(4) 电机须有安全保护装置(如时间继电器和流量监测器)，以保证足够的换气量， 还必须有壳内气压欠压的自动保护或报警装置。
(5) 外壳上的快开门或盖须有与电源联锁的装置。我国目前尚无统一的正压型电机系列产品。
5． 无火花型电机：是指在正常运行条件下，不会点燃周围爆炸性混合物，且一般又不会发生点燃故障的电机。与增安型电机相比，除对绝缘介电强度试验电压、绕组温升、te(在最高环境温度下达到额定运行最终温度后的交流绕组，从开始通过起动电流时计起至上升到极限温度的时间)以及起动电流比不像增安型那样有特殊规定外，其他方面与增安型电机的设计要求一样。
无火花型电机符合GB和GB《爆炸性环境用防爆电气设备无火花型电气设备“n”》的规定。设计上注重电机的密封措施，主体外壳防护等级为IP54、IP55，接线盒为IP55。额定电压在660V以上的电机，其空间加热器或其他辅助装置的连接件应置于单独的接线盒内。
目前，国内已研制、生产了YW系列无火花型电机产品(机座中心高度为80~315mm)。防爆标志为nIIT3，适用于工厂含有温度组别为T1—T3组的可燃性气体或蒸气与空气形成的爆炸性混合物的2区场所。额定频率为50Hz，额定电压为380、660、380／660V，电机采用F绝缘，但按B级考核定子绕组的温升限值，具有较大的温升裕度及较高的安全可靠性，功率为0．55~200kW。
6． 粉尘防爆电机：指其外壳按规定条件设计制造，能阻止粉尘进入电机外壳内或虽不能完全阻止粉尘进入，但其进入量不妨碍电机安全运行，且内部粉尘的堆积不易产生点燃危险，使用时也不会引起周围爆炸性粉尘混合物爆炸的电机。其特点是：
(1) 外壳具有较高的密封性，以减少或阻止粉尘进入外壳内，即使进入，其进入量也不致于形成点燃危险。
(2) 控制外壳最高表面允许温度不超过规定的温度组别。目前，已用于国家粮食储备库的机械化设备上。粉尘防爆电气设备的国家标准为 GBl《爆炸性粉尘环境用防爆电气设备》。
1． 矿用防爆电机
(1) 发展大功率电机：目前世界上采煤机的最大装机容量已超过1200kw，其驱动电机功率达600kW；相适应的采区工作面刮板输送机的最大装机容量已超过1500kW，其驱动电机功率已达725kW。国内目前的采煤机驱动电机最大功率是400kW，刮板输送机驱动电机最大功率是315kW。
(2) 发展3．3kV、6kV和IOkV级电压的矿用电机：这是因为普及综合机械化采煤机组后采区走向加长，导致电压降增大，同时大功率电机的使用也要求提高电压等级。
(3) 发展矿用双速电机：为了适应煤矿输送机低速起动和高速运行的工作需要，国外矿用刮板输送机都是采用双速电机驱动的。但目前国产矿用双速电机的功率范围、性能指标及配套控制开关的性能等与国外先进水平相比均有一定差距。
(4) 提高矿用电机的可靠性：矿用防爆电机的工况条件较差，电机频繁大负荷起动、负荷变化大、电压波动大、环境温度高且有一定的腐蚀性等，这些都影响电机的使用可靠性和寿命。
(5) 加快矿用防爆电机的更新换代。
(6) 统一矿用防爆电机的标准。
2． 石化系统用防爆电机
(1) 增安型和无火花型电机的需求将呈上升趋势。石化系统的用户在使用实践中；已认识到发展我国增安型和无火花型电机的必要性。此外，大量20世纪70年代弓[进装置中配套的增安型、无火花型电机目前已到了采用合适的国产品替代的时候。
(2) 防爆电机的可靠性已越来越被石化系统用户关注。石化企业发展日趋装置大型化、运行连续化，要求系统运行实现长周期、免维修或少维修。因此，防爆电机就成为保证上述要求的关键设备。
(3) 防爆和高效变频调速电机已成为石化用户迫切要求开发的节能产品。近年已系列生产了YBx、YAX防爆高效电机，投入市场后很受用户欢迎。防爆电机节能有两方面工作：一是研制高效率防爆电机产品，二是大量开发各种防爆调速电机的专用产品，尤其是将具有巨大节能潜力的风机、泵和压缩机配套的电机设计为调速电机。
(4) 沿海石化企业的发展带来的新要求。我国沿海一带将建一批炼油厂，原油均需进口，而进口原油含硫量高、腐蚀性严重，因而要求防爆电机提高防腐性能；另外进口原油均需海运，其储油罐就需要配套高扬程大流量油泵的防爆电机。
(5) 我国西部石油工业的大发展，要求开发适于沙漠干热环境的防爆电机产品。加氢装置配套用的中大容量的增安型无刷励磁同步电机的市场需要将逐年增长。
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选择变频电机应该注意什么？
变频电机的出现主要解决普通电机在低速和高速运行的一些问题，普通电机在低速运行是电机的散热问题和高速时电机轴承的强度问题。普通电机的散热大多是空气自冷式，电机的散热靠电机端部的两片叶轮的搅动。当电机的转速较低的时候，电机的散热就成了问题。
二次转矩负载，在转速降低时，转矩也降低，发热量也降低，适合选用普通的电机用于变频，但时间已不在低于40%同步速的情况下使用。其他的负载，在60%同步速及以上运行时，选用普通的电机。在25%—60%同步速运行时，选用外部强制冷却笼性电动机，即变频专用电机。当转速低于25%同步速时，选用完全强制冷却电动机。即矢量专用电动机。
不同的变频控制方式控制的速度的速度是不一样的，采用U/F控制方式控制速度的范围是150—1470m/采用无速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是60—1500m/采用速度传感器的矢量控制和直接转矩控制,控制速度的范围是5—1500m/min,在5m/min时运行的稳定性不太好
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电动机的正确安装、使用和保养
1、认真检查铭牌数据，确认电动机型号符合使用要求。
2、用500V兆欧表测量电动机绕组对外壳的绝缘电阻，绝缘电阻 应大于0.5MΩ。
1、电动机—般安装在室内清洁、干燥的场所，周围必须通风良好，环境空气最高温度不超过40℃，最低温度不低于-15℃，并应防止强烈的热辐射。
2、电动机控制电器应有缺相保护和过载热保护装置，YA系列增安型电动机须根据铭牌tE时间及起动电流比IA/IN选择合适的过载热保护装置。
3、按接线图接电源线接线头连接要紧固，带引出电缆、电线的电动机，可直接和电源线连接，接头处要绝缘密封。
4、当电源线，相序和电动粗接线头标志对应连接时，从轴伸端看电动机顺时针旋转。需要改变转向时，改变两根电源线接线的位置即可。
5、YD系列等变级多速异步电动机是利用换接引出线的方法来控制转速变化的，为保证多速电动机运行的可靠性，设计和操作控制装置时应注意，在高速切换为低速时，必须在切断电源的同时断开2Y接线的中性点，以免在低速绕组接通时引起电源短路．在高速切换为低速的过程中，必续待电动机停转后才能接通低速绕组的电源，以减少对电动机及负载的冲击．转速切换要注意电动机的转向。
6、电动机可以采有联轴器，齿轮、皮带与负载机械联接，4kw以上的2极电动机30kw以上的4极电动机不宜用皮带传动，双轴伸电动的第二轴伸只能用联轴嚣传动。联轴器、皮带轮轴孔与电动机轴的配合松紧应合适，安装时严禁用重锤敲击。 采用联轴器传动时，电动机轴中心线与负载机械轴中心线应重合，
联轴器轴向保留1～3mm间隙。 采用皮带传达室动时，电动机轴中心线应与负载机械轴中心线平行，皮带中心线与轴中心线相互垂直。
电动机必须可靠接地，接地方式、接地电阻等应符合《工业与民用 电力装置的接地设计规范》《工厂电力设计技术规范》等电气安全管理 的规定，接地电阻小于4Ω。
1、合闸后电动机应立即起动起来，达到正常转速并平稳运行，否 则皮立即切断电源，检查并排除故障．
2、起动后注意观察电动机传动装置、负载机械、电压表和电流表， 若有异常现象应立即停机。
3、电动机空载连续起动一般不超过4次，运行至热态停机后连续 起动不得超过2次，否则容易烧坏电动机。
4、根据电网容量、负载大小和电动机功率等，合理选择起动方式， 较大功率电动机宜采采用一三角法或降压方式起动。
1、电源电压与额定电压的偏差不超过±5%，三相电压不平衡不超过1.5%。
2、电动机运行电流不得超过铭牌上的额定电流，三相电流不平衡量不超过80%，否则会造成电动机发热甚至烧毁。
3、用温度计测量电动机机壳表面温度应不超过80℃，轴承的温度应不超过95℃
4、电动机应经常保持清洁、干燥、通风良好，进风口与出风口必霜保持畅通。
5、运行中电动机出现冒烟、剧烈振动、异常声音、特殊气味、转速明显下降；负载设备出现故障；发生人身触电时应立即断电停机。
六、轴承润滑
l、电动机轴承润滑应良好，一般运行小时后，应停机保养补充或更换润滑脂，润滑脂牌号为ZL--3锂基润滑脂。
2、存放或停用时间超过两年的电动机使用前应对轴承的润滑情况进行检查，必要时补充或更换润滑脂。
3、中心高132及以下机座号电动机用密封轴承，中心高160以 上机座号电动机一般用非密封轴承，电动机使用过程中密封轴承不必 更换润滑脂．非密封轴承应定期更换清洁的润滑脂．润滑脂加注要适 量，一般填充轴承内外圈之间空腔的1/3-1/2，有注脂装置的电动机，用润滑枪加注3-4下即可，加注前打开轴承盖底部的排放孔或 盖板，电动机运行20分钟后再堵上排放孔或上好盖板，拆装排放孔螺 塞或盖板时应断电停机
七、运输及贮存
在运输过程中电动机应不受潮，轴伸不磕碰，零件不损坏等．贮 存场所应保持清洁、干燥、通风，无腐蚀性气体，避免环境温度的急剧变化等。
八、质量保证
1、在用户按使用维护说明书的规定正确使用与贮存的情况下，电动机自购买之日起的一年内或自我公司生产日期不超过1年的时间内，因制造质量问题而损坏或不能正常工作，我公司负责包修、包换、包退。
2、由于用户原因造成的电机故障，我公司可以提供电动机的维修服务，并按规定收取一定的费用，一般包括以下情况:电动机因电压超出额定电压±5%或超载运行，导致电动机的烧毁；电动机因三相电源供电线路出现故障，造成电动机定子绕组一相或两相绕组烧毁；因未按使用维护说明书要求安装、使用和保养造成的设备事故；用户擅自拆卸、修理的电动机等。
九、维护修理
电动机维护修理时要注意环境保护，做到维修场所无污染，不得用火烧的方法拆除电机线圈。使用时间超过一年以上的电动机，维护保养时要注意检查电动机端盖外侧的油封、轴封环，接线盒座、接线盒盖上的密封圈等橡胶件是否开裂、变形、严重磨损等老化现象，不能达到密封性能和要求的件要及时更换。
高压电机变频调速改造
随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的发展，水工程中采用高压变频调速技术越来越多，水工程公司拟在取水泵房中选用12脉冲的电压源型高压变频调速器来控制355KW功率的水泵电机，对水泵电机变频调速技术进行升级。
据悉，国内目前广泛使用的高压电机用电量占全国发电量的30％，高压电动机变频调速装置开发成功后，可节能30％，其经济价值无法估量，产品市场前景诱人。
为了达到电气节能和工艺优化的目的，高压变频器在工程设计中应注意：
一、高压电机的特性试验和技术规范的再修订
当一台普通电动机由变频提供电源时，其变频器输出端的电压和电流谐波分量会使电机的损耗增加、效率降低、温度升高。高次谐波引起损耗的增加主要表现在定子和转子的铜耗、铁损及附加损耗的增加。其中，转子铜耗最为显著，因为异步电机总是在转差接近1的状态下旋转，所以转子铜耗非常大。在普通异步电机中，为改善电机启动性能，转子的集肤效应使实际阻抗增加，从而使铜耗增大。
另一方面，由于高压电机的线圈之间存在分布电容，当高次谐波电压输入时，各线圈之间的电压是不均匀的，这种长期反复作用使定子线圈某一部分的绝缘造成损伤，从而产生线圈老化，这在普通异步电动机的绝缘结构方面是难以接受的。 另外电机的电磁回路不可能做到绝对对称，所以变频器输出电源中所含有的各次谐波分量将与电磁回路中固有的空间谐波分量相互作用形成各种电磁脉动。
同时，电机因处在频率不断调节的工作状态下，很容易与电机机械部分产生机械共振，造成电机机械部位的损坏。
因此，在变频调速改造工程中，为了避免变频调速系统在运行时出现上述问题，技术设计时必须考虑和高压电动机制造厂家进行技术合作，对电动机的相关特性进行调速实验，重新修订原电动机的技术规范。
二、电力电缆选型要点和敷设要求
由于变频器输出端与电机之间的联系采用电缆附设方式，且线路各相均存在对地电容，所以运行时线路上的电容电流是不相等的。如果电缆附设距离较长，且线路中又存在高次谐波电流，那么一旦发生单相接地时，故障电容电流所点燃的电弧熄灭时间过长，会使这端电缆发热，造成非故障绝缘。
所以，在变频调速改造工程中，针对输出电源电缆，考虑电缆结构上的三相对称和屏蔽，将电缆截面适当增加，敷设长度不超过100m限定值，如果原输出电源电缆为非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2，应更换符合要求的电力电缆。 现场敷设施工时要将电源电缆与控制电缆和信号电缆分开敷设，避免由电源电缆中高次谐波产生的磁场干扰其他信号。
三、变频器工作环境的基本要求
由于高压变频器的逆变部分采用高压IGBT等功率器件，其开、关频率大于100HZ，易形成高次谐波电流，使得变频装置在工作时将产生一定的热量。一般在变频器柜的顶部均配有排风扇，它将柜内的热量排放到室内，这使得室内的环境温度不断升高，最终还会影响柜内各器件的可靠运行。
所以，在水厂工程设计中一般变频调速装置单独设置在变频调速室内，室内必须安装备用空调设施，控制室内环境温度在变频器所要求的范围内，同时设有通风门窗，必要时采用专门风道进行强制通风和冷却。
四、高压供电系统出口断路器控制的技术完善
变频调速装置所用变压器的高压侧要与高压系统中的开关柜直接相连，但开关柜的保护范围只是供电线路与变压器低压侧的短路，而变频器的故障应靠变频器自身的检测保护系统完成。 当变频器发生故障发出跳闸信号时，断路器应可靠动作跳闸。
然而，普通断路器高压开关柜内部出现跳闸回路断线或直流控制电源消失的情况，变频器恰好出现故障（要求断路器跳闸）时，跳闸线圈已失电，断路器拒绝动作，因而造成变频器内部的功率器件损坏。
所以在设计中选择了带有欠压脱扣线圈的断路器，一旦出现跳闸回路断线或控制电源消失的情况，断路器首先自动跳闸，以保护变频器的设备安全。
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电动机的日常维护
（1）电动机的日常维护
日常维护对减少和避免电机在运行中发生故障是相当重要的,其中最重要的环节是巡回检查和及
时排除任何不正常现象的引发根源.出现事故后认真进行事故分析,采取对策,则是减少事故次数和修
理停歇台时提高电机运行效率必不可少的技术工作.电机的日常维护对其正常运行固然非常重要,但
运行中的电机往往会遇到许多突发情况,如短路,过载,断相等.为了使电机在出现这些情况的条件下
不至于被损坏,必须采取一些运行保护措施
保持电机清洁.电机内部不允许进入水珠,油污,灰尘等,并定期清除电机内外的灰尘.
注意负载电流不要超过额定值.
注意检查轴承发热,漏油等情况,尤其要按规定加油.
电机的温升不能超过额定值.
（2）异步电机过负荷原因
异步电机过负荷原因大致分为如下几种情况。①由所拖动的机械设备造成。如排灌机械水路阻塞，机轴不同心等，造成电机负荷过大，甚至堵转。②由于电机本身工作条件低劣而造成的。如通风不良，周围环境温度过高，电机机械部分故障等原因引起的电机过热，绝缘水平降低．甚至短路。③由于供电电网质量不佳，如电压过低、三相不平衡等原因造成的电机电流增加等。
（3）正确选用电动机的基本原则
电动机的机械特性、启动、制动、调速及其它控制性能应满足机械特性和生产工艺过程的要求，电动机工作过程中对电源供电质量的影响（如电压波动、谢波干扰等），应在容许的范围内；
按预定的工作制、冷却方法基辅在情况所确定的电动机功率，电动机的温升应在限定的范围内；
根据环境条件、运行条件、安装方式、传动方式，选定电动机的结构、安装、防护形式，保证电动机可靠工作；
综合考虑一次投资几运行费用，整个驱动系统经济、节能、合理、可靠和安全。
（4）电动机的基本技术要求
电动机的基本技术要求包括:额定值;工作制与定额;运行条件;绝缘等级与温升;介电性能;外壳防护等级;冷却方法;结构及安装形式;线端标志和旋转方向;外形和安装尺寸及其公差;噪声与震动限值;电气性能;工作期限或可靠性;表观质量;电机的安全性能。
异步电动机绕组损坏解决办法
前言：经统计，生产上使用的三相异步电动机，在运行中的故障属绕组烧坏的电气故障约85%，机构及其他故障约15%，绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因。这里着重从电气角度分析电机绕组烧损的故障原因，并提出相应的处理方法。
一、缺相运行
1.故障现象
电机不能起动，即使空载能起起动，转速慢慢上升，有嗡嗡声；电机冒烟发热，并伴有烧焦味。
2.检查结果
拆下电机端盖，可看到绕组端部有1/3或2/3的极相绕组或焦或变成深棕色。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤，致使某相熔丝熔断。
（2）电动机供电回路三相熔丝规格不同，容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小，更换为规格相同的熔丝。
（3）电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头，使之接触良好。
（4）线路某相缺相。查出断线处，并连接牢固。
（5）电动机绕组连线间虚焊，导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。
二、过载运行
1.故障现象
电动机电流超过额定值；电动机温升超过额定温升。
2.检查结果
电机三组绕组全部烧毁；轴承无润滑脂或砂架损坏；定、转子铁心相磨擦，俗称扫膛。
3.故障原因及处理方法
（1）负载过重时，要考虑适当减载或更换容量合适的电动机。
（2）电源电压过高或过低，需加装三相电源稳压补偿柜。
（3）电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀，绝缘电阻下降。应根据具体情况，进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。
（4）轴承缺油、干磨或转子机械不同心，导致电动机转子扫膛，使电动机电流超过额定值。首先应认真检查轴承磨损情况，若不合格需更换新轴承；其次，清洗轴承并注入适量润滑脂。然后检查电动机端盖，若端盖中心孔因磨损致使转子不同心，应对端盖进行处理或更换。
（5）机构传动部分发生故障，致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障，采取措施处理解决，使之转动灵活。
三、绕组接地
1.故障现象
电机空载无法起动；电动机供电回路熔丝熔断或开关跳闸。
2.检查结果
定子槽口绕组和铁心有烧伤痕迹，并有铜熔点；槽内绕组与铁心击穿；绕组引出线外皮绝缘损坏。
3.故障原因及处理方法
（1）电动机在修复时，塞入竹楔不注意，使槽口绕组绝缘破坏；竹楔年久老化，绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔，并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。
（2）对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机，应更换为封闭型电动机。
（3）开启式电动机因金属或金属切屑进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此，应在电机周围加设防护网或防护板。
（4）转子平衡块松动或脱落，刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住，并处理好绕组破损处。
（5）对于无避雷器或避雷器失效的，应加设避雷器或重新校验避雷器。
四、绕组相间短路
1.故障现象
电机无法起动；电机供电回路熔丝熔断或开关跳闸；电机绕组冒烟，有烧焦味。
2.检查结果
相间短路部位的多股导线烧断，其周围有铜熔点。
3.故障原因及处理方法
（1）对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机，应将烧伤的导线挑开，清理后焊好，并包好绝缘压平，下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时，应按原数据重绕。
（2）绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适
应，连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。
五、绕组匝间短路
1.故障现象
电机在运转中冒烟，局部温升过高，并有烧焦味。
2.检查结果
电动机三相电流不平衡；几匝或一个线圈变成裸线。
3.故障原因及处理方法
（1）烧坏几匝或一个线圈时，若槽满率不高，可进行穿绕修理。
（2）其余部分参见第4项处理方法。
及时发现并迅速排除电气设备故障，能够预防事故的发生，确保生产顺利进行。对此，必须按照规定定期检查和维护电气设备，准确判断和处理电气设备的运行故障，减少设备事故损失，保证生产正常进行。
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异步电动机的保护技巧有那些
异步电动机的保护是个复杂的问题。在实际使用中，应按照电动机的容量、型式、控制方式和配电设备等不同来选择相适应的保护装置及起动设备。
电动机的保护与控制关系
电动机的保护往往与其控制方式有一定关系，即保护中有控制，控制中有保护。如电动机直接起动时，往往产生4—7倍额定电流的起动电流。若由接触器或断路器来控制，则电器的触头应能承受起动电流的接通和分断考核，即使是可频繁操作的接触器也会引起触头磨损加剧，以致损坏电器；对塑料外壳式断路器，即使是不频繁操作，也很难达到要求。因此，使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用，此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核，而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核，至于保护功能，由配套的保护装置来完成。
此外，对电动机的控制还可以采用无触点方式，即采用软起动控制系统。电动机主回路由晶闸管来接通和分断。有的为了避免在这些元件上的持续损耗，正常运行中采用真空接触器承载主回路(并联在晶闸管上)负载。这种控制有程控或非程控；近控或远控；慢速起动或快速起动等多种方式。另外，依赖电子线路，很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。
电动机保护装置
电动机的损坏主要是绕组过热或绝缘性能降低引起的，而绕组的过热往往是流经绕组的电流过大引起的。对电动机的保护主要有电流、温度检测两大类型。下面结合产品作些介绍。
1．电流检测型保护装置
(1)热继电器利用负载电流流过经校准的电阻元件，使双金属热元件加热后产生弯曲，从而使继电器的触点在电动机绕组烧坏以前动作。其动作特性与电动机绕组的允许过载特性接近。热继电器虽则动作时间准确性一般，但对电动机可以实现有效
的过载保护。随着结构设计的不断完善和改进，除有温度补偿外，它还具有断相保护及负载不平衡保护功能等。例如从ABB公司引进的T系列双金属片式热过载继电器；从西门子引进的3UA5、3UA6系列双金属片式热过载继电器；JR20型、JR36型热过载继电器，其中Jn36型为二次开发产品，可取代淘汰产品JRl6型。
(2)带有热—磁脱扣的电动机保护用断路器热式作过载保护用，结构及动作原理同热继电器，其双金属热元件弯曲后有的直接顶脱扣装置，有的使触点接通，最后导致断路器断开。电磁铁的整定值较高，仅在短路时动作。其结构简单、体积小、价格低、动作特性符合现行标准、保护可靠，故日前仍被大量采用．特别是小容量断路器尤为显著。例如从ABB公司引进的M611型电动机保护用断路器，国产DWl5低压万能断路器(200—630A)、S系列塑壳断路器(100、200、400入)。
(3)电子式过电流继电器通过内部各相电流互感器检测故障电流信号，经电子电路处理后执行相应的动作。电子电路变化灵活，动作功能多样，能广泛满足各种类型的电动机的保护。其特点是：
①多种保护功能。主要有三种：过载保护，过载保护十断相保护，过载保护十断相保护+反相保护。
②动作时间可选择(符合GBl标准)。
标准型(10级)：7．2In(In为电动机额定电流)，4—1Os动作，用于标准电动机过载保护，速动型(10A级)：7．2In时，2—1Os动作，用于潜水电动机或压缩电动机过载保护。慢动型(30级)：7．2In时，9—30s动作，用于如鼓风机电机等起动时间长的电动机过载保护。
③电流整定范围广。其最大值与最小值之比一般可达3—4倍，甚至更大倍数(热继电器为1．56倍)，特别适用于电动机容量经常变动的场合(例如矿井等)。
④有故障显示。由发光二极管显示故障类别，便于检修。
（4）)固态继电器它是一种从完成继电器功能的简单电子式装置发展到具有各种功能的微处理器装置。其成本和价格随功能而异，最复杂的继电器实际上只能用于较大型、较昂贵的电动机或重要场合。它监视、测量和保护的主要功能有：
①最大的起动冲击电流和时间；
②热记忆；
⑤大惯性负载的长时间加速；
④断相或不平衡相电流；
⑥欠电压或过电压；
⑦过电流(过载)运行；
⑨失载(机轴断裂，传送带断开或泵空吸造成工作电流下跌)；
⑩电动机绕组温度和负载的轴承温度；
⑩超速或失速。
上述每一种信息均可编程输入微处理器，主要是加上需要的时限，以确保在电动机起动或运转过程中产生损坏之前，将电源切断。还可用发光二极管或数字显示故障类别和原因，也可以对外向计算机输出数据。
(5)带有电子式脱扣的电动机保护用断路器其动作原理类同上述电子式过电流继电器或固态继电器。功能主要有：电路参量显示(电流、电压、功率、功率因数等)，负载监控(按规定切除或投入负载)，多种保护特性(指数曲线反时限、I2t曲线反时限、定时限或其组合)，故障报警，试验功能，自诊断功能，通信功能等。产品如施耐德电气公司生产的M系列低压断路器。
(6)软起动器软起动器的主电路采用晶闸管，控制其分断或接通的保护装置一般做成故障检测模块，用来完成对电动机起动前后的异常故障检测，如断相、过热、短路、漏电和不平衡负载等故障，并发出相应的动作指令。其特点是系统结构简单，采用单片机即可完成，适用于工业控制。
2．温度检测型保护装置
(1)双金属片温度继电器它直接埋入电动机绕组中。当电动机过载使绕组温度升高至接近极限值时，带有一触头的双金属片受热产生弯曲，使触点断开而切断电路。产品如JW2温度继电器。
(2)热保护器它是装在电动机本体上使用的热动式过载保护继电器。与温度继电器不同的是带2个触头的碗形双金属片作为触桥串在电动机回路，既有流过的过载电流使其发热，又有电动机温度使其升温，达到一定值时，双金属片瞬间反跳动作，触点断开，分断电动机电流。它可作小型三相电动机的温度、过载和断相保护。产品如sPB、DRB型热保护器。
(3)检测线圈测温电动机定子每相绕组中埋入1—2个检测线圈，由自动平衡式温度计来监视绕组温度。
(4)热敏电阻温度继电器它直接埋入电动机绕组中，一旦超过规定温度，其电阻值急剧增大10—1000倍。使用时，配以电子电路检测，然后使继电器动作。产品如JW9系列船用电子温度继电器。
保护装置与异步电动机的协调配合
为了确保异步电动机的正常运行及对其进行有效的保护，必须考虑异步电动机与保护装置之间的协调配合。特别是大容量电网中使用小容量异步电动机时，保护的协调配合更为突出。
1．过载保护装置与电动机的协调配合
(1)过载保护装置的动作时间应比电动机起动时间略长一点。电动机过载保护装置的特性只有躲开电动机起动电流的特性，才能确保其正常运转；但其动作时间又不能太长，其特性只能在电动机热特性之下才能起到过载保护作用。
(2)过载保护装置瞬时动作电流应比电动机起动冲击电流略大一点。如有的保护装置带过载瞬时动作功能，则其动作电流应比起动电流的峰值大一些，才能使电动机正常起动。
(3)过载保护装置的动作时间应比导线热特性小一点，才能起到供电线路后备保护的功能
2．过载保护装置与短路保护装置的协调配合一般过载保护装置不具有分断短路电流的能力。一旦在运行中发生短路，需要由串联在主电路中的短路保护装置(如断路器或熔断器等)来切断电路。若故障电流较小，属于过载范围，则仍应由过载保护装置切断电路。故两者的动作之间应有选择性。
短路保护装置特性是以熔断器作代表说明的，与过载保护特性曲线的交点电流为Ij，若考虑熔断器特性的分散性，则交点电流有Is及IB两个，此时就要求 Is及以下的过电流应由过载保护装置来切断电路，Ib及以上直到允许的极限短路电流则由短路保护装置来切断电路，以满足选择性要求。显然，在Is—IB范围内就很难确保有选择性．因此要求该范围应尽量小。从现行IEC标准规定来看，极限值为Is＝O．75Ij，Ib＝1．25IJ。目前过载保护装置的额定接通和分断能力均按0．75IJ考核，显然偏低一些，从IEC标准修改的动向，今后有可能按 IJ考核，以提高其可靠性。因此上述的协调配合应既考虑其选择性，又考虑其额定接通和分断能力。
异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。直接检测电动机绕组的温度来保护过载引起的过热是很有效的保护方式，但由于需直接埋入电动机绕组里，价格较贵、维修困难等原因，仅在部分频繁操作场合使用；从经济性考虑，采用电流检测型更为有利，加热继电器仍是一种价廉、简单、可靠的电动机保护形式(从实际使用情况看，目前使用量占大多数)；对动作性能要求较高及功能要求全或价格昂贵的大容量电动机保护，则可采用电子式或固态继电器；对一般要求，则采用带热—磁脱扣的电动机保护用断路器更为实用。但不管采用何种保护装置，必须考虑过载保护装置与电动机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。
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步进电机原理
步进电动机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机 ，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
伺服电机内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度（线数）。
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
虽然步进电机已被广泛地应用，但步进电机并不能象普通的直流电机，交流电机在常规下使用。它必须由双环形脉冲信号、功率驱动电路等组成控制系统方可使用。因此用好步进电机却非易事，它涉及到机械、电机、电子及计算机等许多专业知识。
目前,生产步进电机的厂家的确不少，但具有专业技术人员，能够自行开发，研制的厂家却非常少，大部分的厂家只一、二十人，连最基本的设备都没有。仅仅处于一种盲目的仿制阶段。这就给户在产品选型、使用中造成许多麻烦。签于上述情况，我们决定以广泛的感应子式步进电机为例。叙述其基本工作原理。望能对广大用户在选型、使用、及整机改进时有所帮助。
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线绕式异步电机的故障维修
1 故障现象
据了解，近年电机常表现出无力带动机械部分运转，转子部分连续不断地出现火花，后继电器动作停机，查实电机转子Y点连接处发生断裂，造成停机待修。每次故障均送沈阳电机厂检修，维修时间长，影响了生产的连续性。
2　原因分析
经过反复观察和探索，原因分析如下：
（1）部分机械老龄化，起动和运行往往都是超负荷形成大电流、温度高的现象。
（2）减速箱带动磨筒的大小齿轮有磨蚀迹象，运行时产生比较大的振动。
（3）受到减速箱振动的影响，联轴器与联轴胶均有不同程度的磨蚀。
（4）转子Y点除连接点外，没有其它固定点。
综合上述原因，磨机电机转子Y点断裂，应是由于联轴器将负荷部分的机械振动引入到Y点，而造成电机转子线圈与Y点连接处断裂。
3　改进思路
造成Y点与转子联接处断裂的根本原因是振动，而由振动引起的相互应力，则由Y点铜环与转子线圈的3个连接处分担，于是我们设置多个Y点铜环的固定点。从而分担连接处受到的应力，这样就能使连接处所受应力大大减小，杜绝连接处断裂的发生。
4　改进方法
从2001年8月分别对5台电机转子Y点改进：
（1）将磨机电机Y点连接端端盖吊离，露出转子Y点整体。
（2）取一块100mm×20mm铜板，两端各钻一个5mm小孔，用螺丝锁在转子线圈与Y点铜环连接处，加锡紧密连结。
（3）在转子铁心对称4点上各钻一能固定10mm螺丝小孔。
（4）取50mm×20mm铜板4块成工字形两端各钻孔，一端固定在转子铁心对称4点上，另一端垂直与Y点铜环固定。
经过1年多的生产实践，5台电机转子Y点的改进，收到显著的效果，基本消除了这个故障，且花费仅30元／台，改造时间也仅为半日左右。由此也节约了大笔外送修理费用，并由于消除了电机故障引起的生产不连续现象，使企业减少了不应有的损失。
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伺服电机的几种制动方式
有时候我们容易对电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,选择了错误的配件。以下对这几个概念加以澄清。
动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离.
再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收.
电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴.
三者的区别
(1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用,在故障,急停,电源断电时等情况下无法制动电机.动态制动器和电磁制动工作时不需电源.
(2)再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制.
(3)电磁制动一般在SV　OFF后启动,否则可能造成放大器过载.动态制动器一般在SV　OFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热.
选择配件的注意事项
(1)有些系统如传送装置,升降装置等要求伺服电机能尽快停车.而在故障,急停,电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速.同时系统的机械惯量又较大,这时对动态制动器的选择要依据负载的轻重,电机的工作速度等.
(2)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长,如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载.这种情况就要选择带电磁制动的电机.
(3)有的伺服器有内置的再生制动单元,但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高,这时需另配再生制动电阻.再生制动电阻是否需要另配,配多大 的再生制动电阻可参照相应样本的使用说明.需要注意的是一般样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据.实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量,算出惯量比.再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1).这样得到的数据才是允许的制动次数。
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电机常见故障分析及解决办法
电机绕组局部烧毁的原因及对策
1．由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
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相应对策：①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在接线盒等处涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2．由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧轴承运行时间过长未及时更换属超期服役出现疲劳损伤致轴承珠架、滚珠损坏⑨备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧建立电机运行台帐，对于超期服役的轴承应及时更换⑨对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3．由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
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相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4．由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5．电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
三、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
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