Elektrimootorite põhiteadmised

1. Sissejuhatus elektrimootoritesse

Elektrimootor on seade, mis muundab elektrienergia mehaaniliseks energiaks. See kasutab pingestatud mähist (staatori mähist), et tekitada pöörlev magnetväli ja mõjutada rootorit (näiteks suletud alumiiniumraamiga oravpuuri), et tekitada magnetoelektriline pöördemoment.

Elektrimootorid jagunevad vastavalt kasutatavatele erinevatele toiteallikatele alalisvoolumootoriteks ja vahelduvvoolumootoriteks. Enamik elektrisüsteemi mootoritest on vahelduvvoolumootorid, mis võivad olla sünkroonmootorid või asünkroonmootorid (mootori staatori magnetvälja kiirus ei hoia rootori pöörlemiskiirusega sünkroonset kiirust).

Elektrimootor koosneb peamiselt staatorist ja rootorist ning magnetväljas pingestatud juhtmele mõjuva jõu suund on seotud voolu suuna ja magnetilise induktsioonijoone suunaga (magnetvälja suund). Elektrimootori tööpõhimõte on magnetvälja mõju voolule mõjuvale jõule, mis paneb mootori pöörlema.

2. Elektrimootorite jaotus

① Töötava toiteallika järgi klassifitseerimine

Erinevate töövooluallikate järgi saab elektrimootorid jagada alalisvoolumootoriteks ja vahelduvvoolumootoriteks. Vahelduvvoolumootorid jagunevad ka ühefaasilisteks ja kolmefaasilisteks mootoriteks.

② Klassifikatsioon struktuuri ja tööpõhimõtte järgi

Elektrimootorid saab oma konstruktsiooni ja tööpõhimõtte järgi jagada alalisvoolumootoriteks, asünkroonmootoriteks ja sünkroonmootoriteks. Sünkroonmootorid saab jagada ka püsimagnetiga sünkroonmootoriteks, reluktants-sünkroonmootoriteks ja hüsterees-sünkroonmootoriteks. Asünkroonmootorid saab jagada asünkroonmootoriteks ja vahelduvvoolu kommutaatormootoriteks. Asünkroonmootorid jagunevad omakorda kolmefaasilisteks asünkroonmootoriteks ja varjutatud poolusega asünkroonmootoriteks. Vahelduvvoolu kommutaatormootorid jagunevad ka ühefaasilisteks järjestikku ergutusega mootoriteks, vahelduvvoolu-alalisvoolu kaheotstarbelisteks mootoriteks ja tõukemootoriteks.

③ Liigitatud käivitus- ja töörežiimi järgi

Käivitus- ja töörežiimi järgi saab elektrimootorid jagada kondensaatorkäivitusega ühefaasilisteks asünkroonmootoriteks, kondensaatorkäivitusega ühefaasilisteks asünkroonmootoriteks, kondensaatorkäivitusega ühefaasilisteks asünkroonmootoriteks ja kahefaasilisteks ühefaasilisteks asünkroonmootoriteks.

④ Liigitus eesmärgi järgi

Elektrimootorid saab vastavalt otstarbele jagada ajamimootoriteks ja juhtmootoriteks.

Ajamimootorid jagunevad omakorda elektritööriistadeks (sh puurimis-, poleerimis-, poleerimis-, soone-, lõike- ja paisutusriistad), kodumasinate elektrimootoriteks (sh pesumasinad, elektriventilaatorid, külmikud, kliimaseadmed, salvestajad, videomagnetofonid, DVD-mängijad, tolmuimejad, kaamerad, elektripuhurid, elektripardlid jne) ja muudeks üldisteks väikesteks mehaanilisteks seadmeteks (sh mitmesugused väikesed tööpingid, väikemasinad, meditsiiniseadmed, elektroonikainstrumendid jne).

Juhtmootorid jagunevad omakorda astmemootoriteks ja servomootoriteks.
⑤ Rootori struktuuri järgi klassifitseerimine

Rootori konstruktsiooni järgi saab elektrimootorid jagada puur-asünkroonmootoriteks (varem tuntud kui oravpuuriga asünkroonmootorid) ja mähisrootoriga asünkroonmootoriteks (varem tuntud kui mähisega asünkroonmootorid).

⑥ Liigitatud töökiiruse järgi

Elektrimootorid saab vastavalt töökiirusele jagada kiireteks mootoriteks, madala kiirusega mootoriteks, püsikiirusega mootoriteks ja muutuva kiirusega mootoriteks.

⑦ Kaitsevormi järgi klassifitseerimine

a. Avatud tüüp (näiteks IP11, IP22).

Peale vajaliku tugikonstruktsiooni ei ole mootoril pöörlevate ja pingestatud osade jaoks spetsiaalset kaitset.

b. Suletud tüüp (näiteks IP44, IP54).

Mootori korpuse sees olevad pöörlevad ja pingestatud osad vajavad juhusliku kokkupuute vältimiseks vajalikku mehaanilist kaitset, kuid see ei takista oluliselt ventilatsiooni. Kaitsemootorid jagunevad vastavalt nende erinevatele ventilatsiooni- ja kaitsestruktuuridele järgmistesse tüüpidesse.

ⓐ Võrkkatte tüüp.

Mootori ventilatsiooniavad on kaetud perforeeritud katetega, et vältida mootori pöörlevate ja pingestatud osade kokkupuudet väliste esemetega.

ⓑ Tilkumiskindel.

Mootori õhutusava konstruktsioon võib takistada vertikaalselt langevate vedelike või tahkete ainete otsest sattumist mootori sisemusse.

ⓒ Pritsmekindel.

Mootori õhutusava konstruktsioon takistab vedelike või tahkete ainete sisenemist mootori sisemusse mis tahes suunas vertikaalnurga piires 100°.

ⓓ Suletud.

Mootori korpuse konstruktsioon võib takistada õhu vaba vahetust korpuse sees ja väljas, kuid see ei vaja täielikku tihendamist.

ⓔ Veekindel.
Mootori korpuse konstruktsioon võib takistada teatud rõhu all oleva vee sisenemist mootori sisemusse.

ⓕ Veekindel.

Kui mootor on vees, võib mootori korpuse konstruktsioon takistada vee sattumist mootori sisemusse.

ⓖ Sukeldumisstiil.

Elektrimootor võib nimirõhu all vees pikka aega töötada.

ⓗ Plahvatuskindel.

Mootori korpuse konstruktsioon on piisav, et vältida mootori sees toimuva gaasiplahvatuse levikut mootorist väljapoole, põhjustades põleva gaasi plahvatuse väljaspool mootorit. Ametlik aruanne „Masinaehituse kirjandus”, inseneride bensiinijaam!

⑧ Liigitatud ventilatsiooni- ja jahutusmeetodite järgi

a. Isejahutus.

Elektrimootorid jahutavad ainult pinnakiirgust ja loomulikku õhuvoolu.

b. Isejahutusega ventilaator.

Elektrimootorit käitab ventilaator, mis varustab mootori pinda või sisemust jahutava õhuga.

c. Ta jahutas ventilaatoriga.

Jahutusõhku varustav ventilaator ei tööta elektrimootori enda poolt, vaid on sõltumatult ajamitav.

d. Torustiku ventilatsiooni tüüp.

Jahutusõhku ei juhita ega eemaldata otse mootorist väljast ega seest, vaid see juhitakse või eemaldatakse mootorist torujuhtmete kaudu. Torujuhtmete ventilatsiooniks mõeldud ventilaatorid võivad olla isejahutusega või muu ventilaatorjahutusega.

e. Vedelikjahutus.

Elektrimootorid jahutatakse vedelikuga.

f. Suletud ahelaga gaasijahutus.

Mootori jahutusvedeliku ringlus toimub suletud ringluses, mis hõlmab mootorit ja jahutit. Jahutusvedelik neelab mootorist läbi minnes soojust ja vabastab jahutist läbi minnes soojust.
g. Pinnajahutus ja sisejahutus.

Jahutuskeskkonda, mis ei läbi mootorijuhi sisemust, nimetatakse pinnajahutuseks, jahutuskeskkonda, mis läbib mootorijuhi sisemust, nimetatakse sisejahutuseks.

⑨ Paigaldusstruktuuri vormi järgi klassifitseerimine

Elektrimootorite paigaldusvormi esindavad tavaliselt koodid.

Koodi tähistab lühend IM, mis tähistab rahvusvahelist paigaldust.

IM-i esimene täht tähistab paigaldustüübi koodi, B tähistab horisontaalset paigaldust ja V tähistab vertikaalset paigaldust;

Teine number tähistab funktsioonikoodi, mis on esitatud araabia numbritega.

⑩ Isolatsioonitaseme järgi klassifitseerimine

A-tase, E-tase, B-tase, F-tase, H-tase, C-tase. Mootorite isolatsioonitasemete klassifikatsioon on näidatud allolevas tabelis.

⑪ Liigitatud vastavalt nominaalsele töötundide arvule

Pidev, vahelduv ja lühiajaline töösüsteem.

Pidev töörežiim (SI). Mootor tagab pikaajalise töö andmeplaadil märgitud nimiväärtuse all.

Lühiajaline tööaeg (S2). Mootor saab töötada ainult piiratud aja jooksul andmesildil näidatud nimiväärtuse all. Lühiajalise töö kestuse standardeid on neli: 10 min, 30 min, 60 min ja 90 min.

Katkendliku töörežiimiga süsteem (S3). Mootorit saab kasutada ainult katkendlikult ja perioodiliselt andmesildil näidatud nimiväärtuse piires, mis on väljendatud protsendina 10 minutist tsükli kohta. Näiteks FC = 25%; nende hulgas S4 kuni S10 kuuluvad mitmesse katkendliku töörežiimiga süsteemi erinevates tingimustes.

9.2.3 Elektrimootorite tavalised rikked

Elektrimootoritel esineb pikaajalise töötamise ajal sageli mitmesuguseid rikkeid.

Kui pöördemomendi ülekanne ühenduspesa ja reduktori vahel on suur, kulub ääriku pinnal olev ühendusava tugevalt, mis suurendab ühenduse sobivusvahet ja põhjustab ebastabiilset pöördemomendi ülekannet; laagripositsiooni kulumine mootori võlli laagri kahjustuse tõttu; võllipeade ja kiilude vahelise kulumise jms korral. Pärast selliste probleemide tekkimist keskendutakse traditsioonilistes meetodites peamiselt paranduskeevitusele või harjamisjärgsele töötlemisele, kuid mõlemal on teatud puudused.

Kõrgel temperatuuril keevitamise käigus tekkivat termilist pinget ei saa täielikult kõrvaldada, mistõttu on see altid paindumisele või purunemisele; pintsliga katmist piirab aga katte paksus ja see on altid koorumisele ning mõlemad meetodid kasutavad metalli parandamiseks metalli, mis ei saa muuta "kõva-kõva" suhet. Erinevate jõudude koosmõjul põhjustab see ikkagi uuesti kulumist.

Kaasaegsed lääneriigid kasutavad nende probleemide lahendamiseks sageli polümeerkomposiitmaterjale parandusmeetoditena. Polümeermaterjalide kasutamine remondiks ei mõjuta keevitamise termilist pinget ja remondi paksus ei ole piiratud. Samal ajal ei ole tootes sisalduvatel metallmaterjalidel paindlikkust, et neelata seadme lööke ja vibratsiooni, vältida uuesti kulumise võimalust ja pikendada seadmekomponentide kasutusiga, säästes ettevõtetele palju seisakuid ja luues tohutut majanduslikku väärtust.
(1) Rikkenähtus: mootor ei käivitu pärast ühendamist

Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Staatori mähise juhtmestiku viga – kontrollige juhtmestikku ja parandage viga.

② Staatori mähise avatud vooluring, maanduse lühis, rootori mootori mähise avatud vooluring – tuvastage rikkekoht ja kõrvaldage see.

③ Liigne koormus või kinni kiilunud käigukast – kontrollige käigukasti ja koormust.

④ Mähitud rootoriga mootori rootoriahela katkestus (harja ja libisemisrõnga halb kontakt, reostaadis avatud vooluring, juhtme halb kontakt jne) – tuvastage katkestuse põhjus ja parandage see.

⑤ Toitepinge on liiga madal – kontrollige põhjust ja kõrvaldage see.

⑥ Toiteallika faasi kadu – kontrollige vooluringi ja taastage kolmefaasiline ühendus.

(2) Rikkenähtus: mootori temperatuur tõuseb liiga kõrgele või see suitseb

Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Ülekoormatud või liiga sagedane käivitamine – vähendage koormust ja käivitamiste arvu.

② Faasi kadu töötamise ajal – kontrollige vooluringi ja taastage kolmefaasiline ühendus.

③ Staatori mähise juhtmestiku viga – kontrollige juhtmestikku ja parandage see.

④ Staatori mähis on maandatud ja keerdude või faaside vahel on lühis – tuvastage maanduse või lühise asukoht ja parandage see.

⑤ Puurirootori mähis on katki – vahetage rootor välja.

6. Rootori mähise faasipuudus – tuvastage rikkekoht ja parandage see.

⑦ Hõõrdumine staatori ja rootori vahel – kontrollige laagreid ja rootorit deformatsiooni suhtes, parandage või vahetage välja.

⑧ Halb ventilatsioon – kontrollige, kas ventilatsioon on takistamata.

⑨ Pinge on liiga kõrge või liiga madal – kontrollige põhjust ja kõrvaldage see.

(3) Rikkenähtus: mootori liigne vibratsioon

Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Tasakaalustamata rootor – tasakaal.

② Tasakaalustamata rihmaratas või kõverdunud võlli pikendus – kontrollige ja parandage.

③ Mootor ei ole koormusteljega joondatud – kontrollige ja reguleerige seadme telge.

④ Mootori vale paigaldus – kontrollige paigaldus- ja vundamendikruvisid.

⑤ Ootamatu ülekoormus – vähendage koormust.

(4) Rikkenähtus: ebanormaalne heli töötamise ajal
Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Hõõrdumine staatori ja rootori vahel – kontrollige laagreid ja rootorit deformatsiooni suhtes, parandage või vahetage välja.

② Kahjustatud või halvasti määritud laagrid – vahetage ja puhastage laagrid.

③ Mootori faasikatkestus – kontrollige avatud vooluringi punkti ja parandage see.

④ Tera kokkupõrge korpusega – kontrollige ja kõrvaldage vead.

(5) Rikkenähtus: mootori kiirus on koormuse all liiga madal

Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Toitepinge on liiga madal – kontrollige toitepinget.

② Liiga suur koormus – kontrollige koormust.

③ Puurirootori mähis on katki – vahetage rootor välja.

④ Mähise rootori juhtmegrupi ühe faasi halb või katkenud kontakt – kontrollige harja survet, harja ja libisemisrõnga vahelist kontakti ning rootori mähist.
(6) Rikkenähtus: mootori korpus on pingestatud

Põhjused ja käsitlemismeetodid on järgmised.

① Halb maandus või kõrge maandustakistus – Ühendage maandusjuhe vastavalt eeskirjadele, et vältida halva maandusega seotud vigu.

② Mähised on niisked – kuivatage need.

③ Isolatsiooni kahjustus, juhtmete kokkupõrge – isolatsiooni parandamiseks kastke värvi sisse, ühendage juhtmed uuesti. 9.2.4 Mootori tööprotseduurid

① Enne lahtivõtmist puhuge mootori pinnalt tolm suruõhuga maha ja pühkige see puhtaks.

② Valige mootori lahtivõtmiseks töökoht ja puhastage kohapealne keskkond.

③ Tunneb elektrimootorite konstruktsioonilisi omadusi ja hooldustehnilisi nõudeid.

④ Valmistage ette demonteerimiseks vajalikud tööriistad (sh spetsiaalsed tööriistad) ja seadmed.

⑤ Mootori töövigade täpsemaks mõistmiseks saab enne lahtivõtmist, kui tingimused seda lubavad, läbi viia kontrollkatse. Selleks testitakse mootorit koormusega ning iga mootori osa temperatuuri, müra, vibratsiooni ja muid tingimusi kontrollitakse üksikasjalikult. Samuti testitakse pinget, voolutugevust, kiirust jne. Seejärel ühendatakse koormus lahti ja tehakse eraldi koormuseta kontrollkatse, et mõõta koormuseta voolutugevust ja koormuseta kadusid ning koostatakse protokollid. Ametlik konto „Masinaehituse kirjandus“, inseneride bensiinijaam!

⑥ Lülitage toide välja, eemaldage mootori välisjuhtmestik ja pidage arvestust.

⑦ Valige mootori isolatsioonitakistuse mõõtmiseks sobiv pinge-megaohmmeeter. Viimase hoolduse ajal mõõdetud isolatsioonitakistuse väärtuste võrdlemiseks, et määrata isolatsiooni muutuse trendi ja mootori isolatsiooni olekut, tuleks erinevatel temperatuuridel mõõdetud isolatsioonitakistuse väärtused teisendada samaks temperatuuriks, tavaliselt 75 ℃-ks.

⑧ Mõõtke neeldumissuhet K. Kui neeldumissuhe K > 1,33, näitab see, et mootori isolatsiooni ei ole niiskus mõjutanud või niiskuse aste ei ole suur. Varasemate andmetega võrdlemiseks on vaja mis tahes temperatuuril mõõdetud neeldumissuhe teisendada samaks temperatuuriks.

9.2.5 Elektrimootorite hooldus ja remont

Kui mootor töötab või talitlushäireid esineb, on rikete õigeaegseks ennetamiseks ja kõrvaldamiseks neli meetodit: vaatamine, kuulamine, nuusutamine ja katsumine, et tagada mootori ohutu töö.

(1) Vaata

Jälgige, kas mootori töötamise ajal esineb kõrvalekaldeid, mis avalduvad peamiselt järgmistes olukordades.

① Kui staatori mähis on lühises, võib mootorist näha suitsu.

② Kui mootor on tugevalt ülekoormatud või faasist väljas, aeglustub kiirus ja kostab vali sumin.

③ Kui mootor töötab normaalselt, kuid ootamatult seiskub, võivad lahtise ühenduse korral tekkida sädemed; see viitab kaitsme läbipõlemisele või kinnikiilunud komponendile.

④ Kui mootor vibreerib tugevalt, võib see olla tingitud ülekandeseadme kinnikiilumisest, mootori halvast kinnitusest, lõdvatest vundamendipoltidest jne.

⑤ Kui mootori sisemistel kontaktidel ja ühendustel on värvimuutusi, põlemisjälgi ja suitsuplekke, viitab see lokaalsele ülekuumenemisele, juhtmete ühenduste halvale kontaktile või läbipõlenud mähistele.

(2) Kuula

Mootor peaks normaalse töö ajal tekitama ühtlast ja kerget "suminat", ilma igasuguse müra või eriliste helideta. Kui tekib liiga palju müra, sealhulgas elektromagnetilist müra, laagrimüra, ventilatsioonimüra, mehaanilise hõõrdumise müra jne, võib see olla rikke eelkäija või nähtus.

① Elektromagnetilise müra puhul, kui mootor tekitab valju ja rasket heli, võib sellel olla mitu põhjust.

a. Staatori ja rootori vaheline õhupilu on ebaühtlane ning heli kõigub kõrgest madalani, kusjuures kõrge ja madala heli vahel on sama intervall. Selle põhjuseks on laagrite kulumine, mille tõttu staator ja rootor ei ole kontsentrilised.

b. Kolmefaasiline vool on tasakaalustamata. Selle põhjuseks on valest maandusest, lühisest või kolmefaasilise mähise halvast kontaktist. Kui heli on väga tuhm, näitab see, et mootor on tugevalt ülekoormatud või faasist väljas.

c. Lahtine raudsüdamik. Mootori vibratsioon töötamise ajal põhjustab raudsüdamiku kinnituspoltide lõdvenemist, mille tagajärjel raudsüdamiku räniterasest leht lahti tuleb ja tekitab müra.

② Laagri müra tuleks mootori töötamise ajal sageli jälgida. Jälgimismeetod on kruvikeeraja ühe otsa surumine laagri kinnitusala vastu ja teise otsa hoidmine kõrva lähedal, et kuulda laagri töötamise heli. Kui laager töötab normaalselt, on selle heli pidev ja vaikne "sahin", ilma kõrguse kõikumiste või metalli hõõrdumise helita. Kui esinevad järgmised helid, peetakse seda ebanormaalseks.

a. Laagri töötamise ajal kostab krigisev heli, mis on metalli hõõrdumise heli ja mille põhjuseks on tavaliselt õli puudus laagris. Laager tuleks lahti võtta ja lisada sobiv kogus määrdeainet.

b. Kui kostab „krigisev“ heli, siis on see kuuli pöörlemisel tekkiv heli, mille põhjuseks on tavaliselt määrdeaine kuivamine või õli puudus. Võib lisada sobiva koguse määret.

c. Kui kostab klõpsatust või kriuksumist, on see kuuli ebakorrapärase liikumise tekitatud heli laagris, mis on põhjustatud kuuli kahjustusest laagris või mootori pikaajalisest kasutamisest ja määrdeõli kuivamisest.

③ Kui ülekandemehhanism ja ajamismehhanism tekitavad pidevaid, mitte kõikuvaid helisid, saab nendega toime tulla järgmistel viisidel.

a. Perioodilisi „plõksuvaid“ helisid põhjustavad ebaühtlased rihmaühendused.

b. Perioodilist „tuksuvat“ heli põhjustab võllide vaheline lõtv sidur või rihmaratas, samuti kulunud kiilud või kiiluaugud.

c. Ebaühtlane kokkupõrkeheli tekib tuulelabade kokkupõrkest ventilaatori katte vastu.
(3) Lõhn

Mootori lõhna nuusutamise abil saab tuvastada ja ennetada ka rikkeid. Kui leitakse eriline värvilõhn, näitab see, et mootori sisetemperatuur on liiga kõrge; kui leitakse tugev põlenud või põlenud lõhn, võib see olla tingitud isolatsioonikihi purunemisest või mähise põlemisest.

(4) Puudutage

Mootori mõne osa temperatuuri puudutamine võib samuti rikke põhjuse kindlaks teha. Ohutuse tagamiseks tuleks mootori korpuse ja laagrite ümbritsevate osade puudutamiseks kasutada käeselga. Kui leitakse temperatuuri kõrvalekaldeid, võib sellel olla mitu põhjust.

① Halb ventilatsioon. Näiteks ventilaatori lahtitulek, ummistunud ventilatsioonikanalid jne.

② Ülekoormus. Põhjustab liigset voolu ja staatori mähise ülekuumenemist.

③ Lühis staatori mähiste vahel või kolmefaasilise voolu tasakaalustamatus.

④ Sagedane käivitamine või pidurdamine.

5. Kui laagri ümber olev temperatuur on liiga kõrge, võib selle põhjuseks olla laagri kahjustus või õli puudus.