電機基礎知識簡介目錄1工作原理2電機的結構3電機的操作4電機的日常維護5電機的維修6電機的常見故障

一、電機的工作原理

交流電機主要分為同步電機和異步電機，同步電機主要用作于發電機，也可用于電動機。異步電動機定子上有三相對稱的交流繞組；三相對稱交流繞組通入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產生旋轉磁場；轉子繞組的導體處于旋轉磁場中；轉子導體切割磁力線，并產生感應電勢。轉子導體通過端環自成閉路，并通過感應電流。感應電流與旋轉磁場相互作用產生電磁力。電磁力作用在轉子上將產生電磁轉矩，并驅動轉子旋轉。根據以上電磁感應原理，異步電動機也叫感應電動機。

二、電動機的基本結構

一般電動機主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉部分稱為轉子。另外還有端蓋、風扇、罩殼、機座、接線盒等。

1、定子定子的作用是用來產生磁場和作電動機的機械支撐。電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。定子鐵心是電機磁路的一部分。為了減少渦流損耗，定子鐵心由0.5毫米厚的硅鋼片疊成。對于10KW以上的容量較大的電動機，在硅鋼片兩面涂以絕緣漆作為片間絕緣之用。定子硅鋼片疊裝壓緊后，用壓圈和扣片緊固成為一個整體鐵心，固定在機座內。對于中，大型的電機，為了使鐵心中的熱量更能有效地散發出去，在鐵心中設有通風溝（風道）。這時鐵心沿長度方向被通風溝分成數段，每段鐵心長約40~60毫米。兩段鐵心之間的徑向通風溝寬約10毫米。對于小型電機，由于鐵心長度較短，散熱較容易，不需要徑向通風溝。

定子線圈是雙層疊繞組，絕緣等級為F級，電壓等級為3kV級及以上者均有防電暈措施。定子是外壓裝結構，通常采用磁性槽楔，根據需要也可用非磁性槽楔。線圈端部之間用適型材料墊緊，并與端箍、支撐桿扎牢在一起，經過真空壓力整浸無溶劑漆后，整個定子成為一個整體，增強了其機械性能、散熱性能和防潮性能。二、電動機的基本結構

2、轉子電動機的轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉軸組成。轉子鐵心也是作為電動機磁路的一部分。轉子繞組的作用是感應電動勢，通過電流而產生電磁轉矩。轉軸是支撐轉子的重量，傳遞轉矩，輸出機械功率的主要部件。轉子由轉子鐵心，轉子繞組和轉軸組成。轉軸由于承受較大的力矩，一般采用強度和剛度較大的中碳鋼制成。轉子鐵心一般和定子鐵心一樣是用0.5毫米厚的硅鋼片疊成。一般利用制造定子沖片時沖下來的中間部分作為轉子鐵心的疊片。高壓電機由于轉子直徑較大，為了節約轉子鐵心的材料和改善轉子的通風冷卻，大、中型多級電機的轉子鐵心都是通過轉子支架緊固在軸上。

繞線型電動機的轉子線圈是雙層波繞組，用矩形銅排制成，絕緣等級為F級。鼠籠型電動機一般情況下采用鑄鋁轉子，這種轉子運行可靠，并具有較好的起動性能，它可以全壓直接起動。根據需要也可采用銅條轉子。繞線型電動機的轉子是將轉子線圈插入轉子鐵心半閉口槽內，按指定的接線圖將線圈頭焊接好，并將裸露部分包好絕緣，再整體浸漆烘干。轉軸大多焊有輻射筋，并經過熱處理，具有較好的機械性能。二、電動機的基本結構

2、轉子

二、電動機的基本結構

3、端蓋

端蓋是電機外殼的一部分，其主要作用是支撐轉子和保護電機。一般中、小型電機都采用帶軸承的端蓋，軸承壓裝在端蓋的中心圓空內，以保證定、轉子的同心度。帶軸承的端蓋都用鑄鐵做成。在大型異步電動機中，由于轉子重量較大，為了減輕端蓋荷重和便于維修軸承，多用不帶軸承的端蓋，不帶軸承的端蓋用鑄鐵或鋼板焊成。二、電動機的基本結構

4、軸承軸承的作用是支撐轉子旋轉的。常用的軸承有滾動和滑動的兩種。滾動軸承可分為滾珠軸承和滾柱軸承，滾動軸承的負荷能力較低，但由于輕便、摩擦力小、徑向間隙小、安裝和拆卸方便，因此多用于中小型電機中。在功率較小的異步電機中，兩端軸承都用滾珠軸承。由于滾柱軸承的負荷能力較滾珠軸承高，因此傳動的功率較大時，一般在傳動端用滾柱軸承，而在非傳動端用滾珠軸承。滑動軸承的工作特點是軸頸軸襯中間作相對滑動，因此軸承的磨損較大。由于它可以承受較大的荷重，并容許多次修理，因此多在大型異步電動機中使用。滑動軸承有的是用定位螺栓固定在端蓋上，端蓋上裝有貯存潤滑油的油箱；對于轉子較重的大型電機，常采用座式滑動軸承來支撐轉子，它有軸承座和軸承蓋組成，軸承座直接安裝在電機的基礎上。軸承的重要部分是軸瓦，因為它是軸承直接和軸頸接觸的部分，所以要求摩擦系數小并能承受載荷的耐磨材料做成。一般采用青銅或澆有巴氏合金的鑄鐵軸瓦。

為提高軸伸端軸承的承載能力和使用壽命，滾動軸承裝置一般為三軸承結構：在軸伸端用一個滾柱軸承和一個球軸承并列，由滾柱軸承承受徑向負荷，而球軸承僅承受軸向負荷（故球軸承外圈與端蓋內圓徑向通常留有間隙），而在非軸伸端用一個滾柱軸承。也可用兩軸承結構。為了防止軸承圈在電機運行中發生轉動現象，軸承外圈由內外軸承蓋止口壓牢，軸承蓋緊固在軸承套或端蓋上。軸承內圈由迷宮環頂緊。軸伸端和非軸伸端的軸承裝置都是采用迷宮式結構，用密封圈密封。不僅可防止軸承室的潤滑脂漏到電機內部損壞線圈的絕緣；還可以防止外面的灰塵和水進入軸承室，保持軸承清潔。二、電動機的基本結構

5、電動機的冷卻電動機的冷卻決定了電機的散熱能力，從而直接影響電機的使用壽命。電機的冷卻主要考慮冷卻介質和冷卻方式。（1）冷卻介質一般的電機冷卻介質分為兩類：氣體冷卻即利用氫氣、空氣或其他氣體作為冷卻介質。氫氣的熱容量比空氣大，相對空氣的冷卻效果好。液體冷卻即利用水、油作為冷卻介質。由于液體的熱容量和導熱能力比氣體要大得多，就冷卻而言液體冷卻比氣體好得多。（2）冷卻方式冷卻方式很多，主要分為兩類：間接冷卻冷卻介質只與電機的鐵心，繞阻，機殼的外表面接觸，熱量先要從這些部分的內部傳到外表面再由冷卻介質帶走。間接冷卻大部分是風冷，這時它又分為自然冷卻和風扇冷式等。直接冷卻冷卻介質（多數用水或氫氣）直接進入導體的內部（如空心導體）直接吸收發熱體的熱量并帶走。直接冷卻要比間接冷卻的方式好得多，促進了現代電機業的發展，但結構也相對比較復雜。

二、電動機的基本結構

6、電動機的絕緣材料和耐熱等級

電機運行是能量轉換的過程，這時電機的繞組中有電流流過，電流在繞組上的功率，以及鐵心中交變磁場導致的磁滯和渦流引起的功率損耗都會轉化為熱量而散發。這種熱量的出現和積累從而使電機發熱，引起局部溫度升高。溫度過高影響耐熱能力薄弱的絕緣材料，大大降低使用壽命。嚴重時甚至會燒毀電機。所以對于不同的絕緣材料有著不同的最高允許工作溫度。在此溫度以下長期工作，絕緣材料的電性能，化學性能和機械性能不會有顯著變化；如果超過此溫度則絕緣材料的各種性能迅速變壞甚至加速老化。因此電機因其各部分的絕緣材質不同而有一個最高溫度限制。電機的絕緣材料和耐熱程度一般分為六個等級：A級絕緣包括經過浸漬的棉紗、絲、紙等有機纖維材料以及普通漆包線上的磁漆。目前只在變壓器上使用。允許最高工作溫度為105℃。E級絕緣包括用聚酯樹脂，環氧樹脂，三醋酸纖維制成的薄膜。聚乙烯醇縮醛，高強度漆包線上的磁漆等。允許最高工作溫度為120℃。B級絕緣包括云母、石棉、玻璃絲等無機物，用提高了耐熱性能的有機漆或樹脂作為粘合物做成的材料或其組合物。允許最高工作溫度為130℃。F級絕緣包括云母、石棉、玻璃絲等無機物用硅有機物改性的合成樹脂漆，或耐熱等級符合這個級別的醇酸、環氧等合成樹脂作為粘合物而制成的材料或其組合物。允許最高工作溫度為155℃。H級絕緣，包括硅有機物以及云母、石棉、玻璃絲等無機物用硅有機漆作為粘合物做成的材料。允許最高工作溫度為180℃。C級絕緣包括無粘合劑的云母、石英、玻璃等；用熱穩定性特別優良的硅有機漆、聚酸亞胺等。二、電動機的基本結構

7、機座

吊入式機座是一個長方體的鋼板焊接箱式結構，機座內部軸向有筋，用于支撐和固定定子。定子是從上方放入機座，靠定子壓圈與機座軸向筋定位并保證氣隙均勻度。再用螺栓將定子與機座緊固。機座兩端端板的內止口與端蓋的外止口緊密配合，能充分保證定、轉子之間的氣隙均勻度。套入式機座是一個長方體的鋼板焊接箱式結構，機座內部有隔板，用于支撐和固定定子。定子從機座一端套入，靠定子壓圈與機座撐板止口緊密配合，能充分保證氣隙均勻度。二、電動機的基本結構

8、出線盒

出線盒由出線盒座、出線盒蓋、絕緣套管等主要零部件組成。

額定電壓為3kV及以上的出線盒，絕緣套管為樹脂化壓件或電瓷件，低壓出線盒采用螺柱結構。整個出線盒是密封的，出線盒與電動機之間也是密封的，能夠防止水和灰塵進入出線盒和電動機內部，防護等級為IP54，根據要求也可設計成IP55。額定電壓為一種電壓單用時，出線盒內有三個絕緣套管，額定電壓為兩種電壓兩用時，出線盒內有六個或九個絕緣套管，其中下面三個絕緣套管是電源電纜接線絕緣套管。出線盒內設有接地裝置和接線標牌。根據需要，出線盒內可裝有避雷器、復合式過電壓保護器或電流互感器。二、電動機的基本結構9、集電環

繞線型電動機在非軸伸端裝有集電環。一般裝在機座外面，防護等級通常為IP23，根據需要也可為IP44或IP54，也可裝在機座內。采用不舉刷結構，電動機起動完畢后，電刷仍然壓在集電環上。額定電壓為380V及以下的電機可做成舉刷結構的。電刷的數量和引線電纜的截面積根據轉子額定電流的大小有所不同。有的電機設有碳粉吸附裝置，裝在集電環下面，為抽屜式的，定期清洗時，擰下緊固螺釘，取出裝置用水或壓縮空氣清洗干凈后，再裝回原來位置。電刷的牌號通常為J204或J206。根據需要，也可用其他牌號。二、電動機的基本結構三、電動機的安裝安裝前的準備工作1、絕緣電阻測量：包括定子繞組、繞線式電機轉子繞組和所有輔助裝置（參閱絕緣電阻測量）。2、拆除運輸鎖定裝置。3、臥式電機底腳平面的調整墊板要求4、準備一些墊板，墊板材料為薄銅板和鋼板。厚度可為0.05、0.1、0.2、和0.5、1、2mm。5、每處底腳平面處調節墊板數量不許超過3件。6、所有墊板均為整板，校平并周邊去毛，倒棱。厚墊板不能多層累加。7、所有墊板與電機底腳平面尺寸一致，電機底腳平面尺寸見電機隨機外形圖。允許墊板的長、8、寬尺寸偏差±10mm，并在地腳孔處加工出半邊開缺的孔，用于穿過連接螺栓。墊板結構見圖9、準備橡皮錘、調節螺栓、液壓千斤頂，用于軸向和水平調整。10、準備一個千分表，最好準備一個激光光學分析儀，用于設備的精確校正。11、準備一個簡單的杠桿，用于校正時轉動轉子基礎澆灌1、基礎應根據電動機的安裝尺寸進行設計，電動機的安裝尺寸見電機隨機外形圖。2、無論電動機底板是何種結構，底板均需與基礎澆鑄在一起。3、基礎澆鑄時，需預埋地腳螺栓。4、基礎澆灌時，灌漿孔內壁表面必須粗糙，以便結實牢固。澆灌孔的位置和基礎高度必須按相應圖紙尺寸進行設計。5、基礎應平整且水平誤差不大于0.1mm。

為保證基礎柱頭螺栓能夠很好地固定到混凝土內，這些螺栓必須無涂層且沒有受到污染和沾染灰塵。起吊電動機時，采用座式軸承的電動機必須使用底板上的吊攀，其余電動機必須使用機座上的吊攀，吊裝示意圖三、電動機的安裝電動機安裝1、將電動機小心吊放在基礎或底板上，并用螺栓或螺母緊固。2.2.5.2聯軸器的裝配需遵守聯軸器供應商的要求。組裝聯軸器時不能對電機軸承施加外力，以免損壞電機軸承。注意：聯軸器必須外加堅固的保護罩。2、聯軸器的裝配需遵守聯軸器供應商的要求。組裝聯軸器時不能對電機軸承施加外力，以免損壞電機軸承。3、軸中心校準。1）電動機與負載的軸中心線必須對準，否則會損壞轉軸、軸承和電動機。2）采用混凝土基礎時，如果調正和灌漿作業做得好，就沒有必要加墊板，否則就需通過墊板來調正。3）電動機水平方向可以通過底板上的調整塊，用調整螺栓在前后左右進行調校。注意：不允許直接敲擊電機。4）電動機垂直方向通過增減墊板來校正。5）電動機軸線對底腳支承面的平行度建議不超過1mm。也可按使用國安裝標準。6）電動機底腳支承面的平面度公差建議不超過0.3mm。也可按使用國安裝標準。7）通過水平和垂直方向的調校，直至電動機軸中心線和負載的軸中心線大致對準且聯軸器之間達到所需距離。8）用度盤式指示器或其他類似儀器檢測調試結果。根據通用慣例，聯軸器之間的水平和角度偏差控制在0.05mm～0.10mm內，軸向偏差不超過0.10mm，其偏差的定義見圖15。圖15偏差的定義9）調試完畢，用專用工具在電機底板上加工定位銷錐形孔，打入定位銷。三、電動機的安裝起動1、外掛風機冷卻電動機的啟動、保護要求，凡強迫冷卻的電動機（IC06、IC616、IC666、IC86W），均需先開啟風機電機，并確認風機