《電機原理與維護習題精講》PPT課件本課件將深入探討電機原理與維護的重點問題，并結合大量習題講解，幫助您更好地理解和掌握電機相關知識，提高實際應用能力。課程目標與大綱課程目標掌握電機基本原理了解電機結構和工作特性學習電機常見故障診斷與排查方法熟悉電機維護保養技術課程大綱電機發展簡史直流電機原理與應用交流電機原理與應用特種電機概述電機常見故障分析電機維護與保養電機發展簡史11821年法拉第發現電磁感應現象，為電機發展奠定了基礎21831年法拉第發明世界上第一臺直流電機模型31873年西門子成功研制出第一臺實用型直流發電機41888年特斯拉發明旋轉磁場，為交流電機問世鋪平道路519世紀末交流電機逐漸取代直流電機，成為電力工業的主力620世紀電機技術不斷發展，出現了各種新型電機，如感應電機、同步電機、無刷電機等電機基本工作原理電磁感應原理當導體在磁場中運動，或磁場穿過導體時，導體中會產生感應電流，這就是電磁感應原理磁場力原理載流導體在磁場中受到磁場力的作用，這個力的大小和方向取決于電流的大小、磁場強度和導體的長度直流電機基本結構定子磁場產生部分包括磁極、磁軛、磁場線圈等轉子電磁轉動部分包括電樞、電樞繞組、換向器等電刷連接電樞繞組和外部電路通過換向器實現電流方向的改變直流電機運行特性轉速-電流特性當負載增加時，直流電機轉速會下降，電流會增加轉矩-電流特性直流電機輸出轉矩與電流成正比直流電機勵磁形式他勵勵磁繞組與電樞繞組由獨立電源供電，勵磁電流不受負載影響自勵勵磁繞組與電樞繞組串聯或并聯，勵磁電流受負載影響復勵勵磁繞組由獨立電源供電，同時與電樞繞組串聯，兼顧了自勵和他勵的優點直流電機勵磁調速改變勵磁電流通過改變勵磁電流大小，可以改變磁場強度，進而調節電機轉速改變勵磁電壓通過改變勵磁電壓，可以改變勵磁電流大小，達到調速目的直流電機啟動方式直接啟動直接將電源接入電樞繞組，但容易產生過大的啟動電流電阻啟動在電樞繞組中串聯啟動電阻，限制啟動電流軟啟動通過控制裝置，逐漸增大電樞電壓，實現平滑啟動直流電機常見故障及排查轉速過低勵磁電流不足、電樞繞組斷路、電刷接觸不良轉速過高勵磁電流過大、電樞繞組短路、換向器損壞電機發熱負載過重、通風不良、軸承磨損電機發出噪音軸承損壞、轉子不平衡、換向器磨損直流電機維護與保養1定期檢查檢查電機外觀、溫度、振動、噪音、絕緣等2清潔保養清潔電機內部和外部，更換潤滑油3更換部件及時更換磨損或損壞的部件，如軸承、電刷、換向器交流電機基本結構定子固定部分，包括定子鐵芯、定子繞組產生旋轉磁場轉子旋轉部分，包括轉子鐵芯、轉子繞組受定子磁場驅動機殼保護電機，并提供安裝支撐通常包含通風裝置三相異步電機工作原理定子繞組通入三相交流電，產生旋轉磁場1轉子繞組切割旋轉磁場，產生感應電流2感應電流與定子磁場相互作用，產生轉矩3轉子轉動轉子轉速低于定子磁場旋轉速度4異步電機轉子類型鼠籠型轉子繞組由鋁或銅鑄成，類似鼠籠繞線型轉子繞組由線圈組成，可以調節電阻，實現調速雙饋型轉子繞組可以接入外部電源，實現高效率調速三相異步電機特性轉速-轉矩特性轉速隨負載變化而下降，但轉矩基本保持穩定效率-負載特性電機效率在滿載附近最高功率因數一般為0.8左右，可以通過調速方法提高異步電機啟動方式直接啟動直接將電源接入定子繞組，但啟動電流較大星-三角啟動先以星形連接啟動，再切換至三角形連接，降低啟動電流自耦變壓器啟動利用自耦變壓器降低啟動電壓，減少啟動電流異步電機調速方法變極調速改變定子繞組的極數，改變同步轉速變頻調速改變電源頻率，改變同步轉速轉子電阻調速改變轉子回路電阻，改變滑差，調節轉速異步電機常見故障及排查1電機不啟動電源故障、定子繞組斷路、啟動器故障2電機過熱負載過重、通風不良、軸承磨損3電機振動轉子不平衡、軸承故障、基礎松動4電機發出噪音軸承磨損、風扇故障、定子鐵芯松動異步電機維護保養1定期檢查檢查電機外觀、溫度、振動、噪音、絕緣等2清潔保養清潔電機內部和外部，更換潤滑油3更換部件及時更換磨損或損壞的部件，如軸承、定子繞組單相異步電機特點結構簡單只有一個定子繞組，結構簡單，成本低廉啟動轉矩小啟動時需要啟動器，輔助啟動效率較低由于啟動電流大，運行效率低于三相異步電機單相異步電機應用場景家用電器洗衣機、冰箱、空調、吸塵器等小型機械設備小型水泵、風機、機床等農業機械小型灌溉設備、農用工具等單相異步電機常見故障電機不啟動電源故障、定子繞組斷路、啟動器故障電機過熱負載過重、通風不良、軸承磨損電機振動轉子不平衡、軸承故障、基礎松動電機發出噪音軸承磨損、風扇故障、定子鐵芯松動特種電機種類及特點無刷電機使用電子開關控制轉子磁場，無電刷，壽命長，效率高步進電機轉子按步進指令運動，精度高，可用于精密控制伺服電機具有位置反饋系統，可實現精確的位置控制同步電機基本結構定子固定部分，包括定子鐵芯、定子繞組產生旋轉磁場轉子旋轉部分，包括轉子鐵芯、轉子繞組與定子磁場同步旋轉勵磁系統提供轉子磁場可通過直流電源或交流電源供電同步電機工作原理定子繞組通入三相交流電，產生旋轉磁場1轉子勵磁轉子繞組通入直流電，產生穩定磁場2磁場同步轉子磁場與定子磁場同步旋轉3轉子轉動轉子受定子磁場吸引，同步旋轉4同步電機勵磁方式直流勵磁使用直流電源為轉子繞組提供勵磁電流交流勵磁使用交流電源為轉子繞組提供勵磁電流永磁勵磁轉子采用永磁體，無需外部勵磁電源同步電機調速方法改變勵磁電流通過改變勵磁電流大小，調節轉子磁場強度，改變轉速改變定子電壓通過改變定子電壓，改變定子磁場強度，調節轉速改變定子頻率通過改變定子頻率，改變同步轉速同步電機常見故障及診斷1電機不啟動勵磁電流不足、電源故障、定子繞組斷路2電機過熱負載過重、通風不良、軸承磨損3電機振動轉子不平衡、軸承故障、基礎松動4電機發出噪音軸承磨損、風扇故障、定子鐵芯松動電機溫升及熱保護溫升測試通過溫度傳感器測量電機溫升，判斷電機運行狀態熱保護裝置當電機溫度過高時，自動切斷電源，防止電機燒毀電機絕緣性能及檢測絕緣測試利用兆歐表測量電機繞組與機殼之間的絕緣電阻絕緣等級根據絕緣材料耐受電壓等級，劃分電機絕緣等級電機軸承問題與維護軸承磨損會導致電機振動、噪音、摩擦力增加軸承潤滑定期更換潤滑油，保持軸承良好潤滑軸承更換及時更換磨損或損壞的軸承電機振動及平衡分析振動測試利用振動傳感器測量電機振動幅度和頻率平衡分析分析振動原因，采取措施平衡轉子電機噪聲分析與控制噪聲測試利用聲級計測量電機噪聲等級噪聲控制通過減震、隔音、優化結構等措施降低噪聲電機有害電流及預防過載電流電機負載過重，電流超過額定值短路電流繞組之間或繞組與機殼之間發生短路過流保護安裝過流保護裝置，防止過載和短路電機絕緣老化與檢測絕緣老化原因長期運行、溫度過高、潮濕環境、污染等絕緣檢測使用兆歐表、高壓測試儀等設備檢測絕緣性能電機定子及轉子故障定子繞組故障斷路、短路、匝間短路轉子故障轉子繞組故障、轉子斷裂、轉子不平衡電機勵磁系統故障勵磁電源故障電源電壓異常、電源中斷勵磁回路故障勵磁電流不足、勵磁回路斷路電機供電系統故障電源電壓異常電壓過高、電壓過低電源頻率異常頻率過高、頻率過低電源中斷電源突然斷開電機冷卻系統故障冷卻風機故障風機不轉、風機效率下降冷卻水系統故障水泵故障、水路堵塞電機軸承系統故障軸承磨損會導致電機振動、噪音、摩擦力增加軸承潤滑不良導致軸承過早磨損軸承安裝不當會導致軸承過早損壞電機控制系統故障控制電路故障控制信號錯誤、控制電路斷路傳感器故障速度傳感器、溫度傳感器故障控制程序錯誤控制程序邏輯錯誤電機保護裝置故障過流保護裝置故障保護裝置動作不靈敏、保護裝置失效過熱保護裝置故障保護裝置動作溫度設定不合理、保護裝置失效電機修理及維護技術1故障診斷分析故障現象，確定故障原因2部件更換更換損壞或磨損的部件3性能測試測試修理后的電機性能，確保正常運行電機診斷與檢測方法振動分析利用振動傳感器測量電機振動信號，分析故障溫度檢測利用溫度傳感器測量電機溫度，判斷過熱故障絕緣測試利用兆歐表等設備測量電機絕緣性能電機預防性維護策略