摘要: 近幾十年來，隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，中、小功率電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中都有極其廣泛的應(yīng)用。特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)及家用電器的迅速，更需要大量的中小功率電動機(jī)。由于這種電動機(jī)的發(fā)展及廣泛的應(yīng)用，它的使用、保養(yǎng)和維護(hù)工作也越來越重要。本文主要介紹了電動機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀、工作原理、電動機(jī)的運(yùn)行維護(hù)。

關(guān)鍵詞: 技術(shù)現(xiàn)狀;工作原理;運(yùn)行維護(hù)

一、電動機(jī)技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀

電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的機(jī)械。隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電機(jī)的發(fā)展又促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的不斷提高。從19世紀(jì)末期起，雖然電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電機(jī)的類型增加了許多，在運(yùn)行性能，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面也都有了很大的改進(jìn)和提高，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械。拖動各種生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，可以采用氣動，液壓傳動和電力拖動。由于電力拖動具有控制簡單﹑調(diào)節(jié)性能好﹑耗損小﹑經(jīng)濟(jì)，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動控制等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動。

電機(jī)常用的分類方法主要有兩種:一種是按功能用途分，可分為發(fā)電機(jī)﹑電動機(jī)﹑變壓器和控制電機(jī)四大類。電動機(jī)的功能是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它可以作為拖動各種生產(chǎn)機(jī)械的動力，是國民經(jīng)濟(jì)各部門應(yīng)用最多的動力機(jī)械，也是最主要的用電設(shè)備，另一種分類方法是按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)速分類，可分為變壓器和旋轉(zhuǎn)電機(jī).根據(jù)電源電流的不同旋轉(zhuǎn)電機(jī)又分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩大類.交流電機(jī)又分為同步電機(jī)和異步電機(jī).按照電動機(jī)的種類不同，電力拖動系統(tǒng)分為直流電力拖動系統(tǒng)和交流電力拖動系統(tǒng)兩大類。

雖然直流電動機(jī)具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點(diǎn)，但是由于它具有電刷與換向器(又稱整流子)，使得他的故障率較高，電動機(jī)的使用環(huán)境也受到了限制(如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用)，其電壓等級，額定轉(zhuǎn)速，單機(jī)容量的發(fā)展也受到了限制。但交流電動機(jī)的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機(jī)調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應(yīng)快以及在四象限做可逆運(yùn)行等良好的技術(shù)性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，因此它今后將廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域中，并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。

二、電動機(jī)工作原理

目前較常用的主要是交流電動機(jī)，它可分為兩種:1、三相異步電動機(jī)。2、單相交流電動機(jī)。第一種多用在工業(yè)上，而第二種多用在民用電器上。下面以三相異步電動機(jī)為例介紹其基本工作原理。

下圖所示為一 臺三相籠型異步電動機(jī)的示意圖。在定子鐵心里嵌放著對稱的三相繞組A--X、B--Y、C—Z(很多標(biāo)注是:U1—U2、V1—V2、W1—W2)，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)放有導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端用短路環(huán)短接起來，形成一個(gè)籠型的閉合繞組。定子三相繞組可接成星形，也可以接成三角形。

由旋轉(zhuǎn)磁場理論分析可知，如果定子對稱三相繞組被施以對稱的三相電壓，就有對稱的三相電流流過，并且會在電機(jī)的氣隙中形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場，這個(gè)磁場的轉(zhuǎn)速n1稱為同步轉(zhuǎn)速，它與電網(wǎng)的頻率f1及電機(jī)的磁極對數(shù)p的關(guān)系為:

n1=60 f1/p

轉(zhuǎn)向與三相繞組的排列以及三相電流的相序有關(guān)，圖中U、V、W相以順時(shí)針方向排列，當(dāng)定子繞組中通人U、V、W相序的三相電流時(shí)，定子旋轉(zhuǎn)磁場為順時(shí)針轉(zhuǎn)向。

由于轉(zhuǎn)子是靜止的，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場之間有相對運(yùn)動，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體因切割定子磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，因轉(zhuǎn)子繞組自身閉合，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)便有電流流通。轉(zhuǎn)子有功電流與轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動勢同相位，其方向可由\"右手發(fā)電機(jī)定則\"確定。載有有功分量電流的轉(zhuǎn)子繞組在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下，將產(chǎn)生電磁力F，其方向由\"左手電動機(jī)定則\"確定。電磁力對轉(zhuǎn)軸形成一個(gè)電磁轉(zhuǎn)距，其作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向一致，拖著轉(zhuǎn)子順著旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，將輸入的電能變成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。如果電動機(jī)軸上帶有機(jī)械負(fù)載，則機(jī)械負(fù)載隨著電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)對機(jī)械負(fù)載做了功。

綜上分析可知，三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動的基本工作原理是:

(1)三相對稱繞組中通人三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場。

(2)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場感應(yīng)電動勢和電流;

(3)轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)距，驅(qū)使電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

三、電動機(jī)的運(yùn)行維護(hù)

(一) 電動機(jī)啟動前的準(zhǔn)備

為了保證電動機(jī)正常安全地啟動，一般啟動前應(yīng)作好下述準(zhǔn)備:

(1)檢查電源是否有電，電壓是否正常，若電源電壓過高或過低，都不宜啟動。

(2)啟動器是否正常，如零部件有無損壞，使用是否靈活，觸頭接觸是否良好，接線是否正確、牢固等。

(3)熔絲規(guī)格大小是否合適，安裝是否牢固，有無熔斷或損傷。

(4)電動機(jī)接線板上接頭有無松動或氧化。

(5)檢查傳動裝置，如皮帶輕緊是否合適，連接是否牢固，聯(lián)軸器的螺絲、銷子是否緊固等。

(6)傳動電動機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載機(jī)械的轉(zhuǎn)軸，看其轉(zhuǎn)動是否靈活。

(7)檢查電動機(jī)及啟動電器外殼是否接地，接地線有無斷路，接地螺絲是否松動、脫落等。

(8)搬開電動機(jī)周圍的雜物并清除機(jī)座表面灰塵、油垢等。

(9)檢查負(fù)載機(jī)械是否妥善地作好了啟動準(zhǔn)備。

(10)對正常運(yùn)行中的繞線式電動機(jī)，應(yīng)經(jīng)常觀察電動機(jī)滑環(huán)有無偏心擺動現(xiàn)象;觀察滑環(huán)的火花是否發(fā)生異?，F(xiàn)象。滑環(huán)上碳刷是否要更換。

(二) 啟動時(shí)應(yīng)注意的問題

(1)接通電源后，如果電動機(jī)不轉(zhuǎn)，應(yīng)立即切斷電源，絕不能遲疑等待，更不能帶電檢查電動機(jī)發(fā)故障，否則將會燒毀電動機(jī)和發(fā)生危險(xiǎn)。

(2)啟動時(shí)應(yīng)注意觀察電動機(jī)、傳動裝置、負(fù)載機(jī)械的工作情況，以及線路上的電流表和電壓表的指示，若有異常現(xiàn)象，應(yīng)立即斷電檢查，待故障排除后，載行啟動。

(3)利用手動補(bǔ)償器或手動星三角啟動器啟動電動機(jī)時(shí)，特別要注意操作順序。一定要先將手柄推到啟動位置，待電動機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后再拉到運(yùn)轉(zhuǎn)位置，防止誤操作造成設(shè)備和人身事故。

(4)同一線路上的電動機(jī)不應(yīng)同時(shí)啟動，一般應(yīng)由大到小逐臺啟動以免多太電動機(jī)同時(shí)啟動，線路上電流太大。電壓降低過多，造成電動機(jī)啟動困難引起線路故障或使開關(guān)設(shè)備跳閘。

(5)啟動時(shí)，若電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向反了，應(yīng)立即切斷電源，將三相電源線中的任意兩相互換一下位置，即可改變電動機(jī)轉(zhuǎn)向。

(三) 電動機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視

電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)，值班工作人員可以通過儀表和感覺器官監(jiān)視其運(yùn)行情況，以便及早發(fā)現(xiàn)問題，減少或避免故障的發(fā)生。

1. 監(jiān)視電動機(jī)的溫度

電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)會發(fā)熱，使電動機(jī)溫度升高，但不應(yīng)超出允許的限度。如果電動機(jī)負(fù)載過大，使用環(huán)境溫度過高，通風(fēng)不暢或運(yùn)行中發(fā)生故障，就會使其溫度超出允許限度，導(dǎo)致繞組過熱燒毀，因此電動機(jī)溫度的高低是反映電動機(jī)運(yùn)行的主要標(biāo)志，在運(yùn)行中經(jīng)常檢查。判斷電動機(jī)是否過熱，可以用以下方法:

(1)憑手的感覺:如果以手接觸外殼，沒有燙手的感覺，說明電動機(jī)溫度正常;如果手放上去燙得馬上縮回來，說明電動機(jī)已經(jīng)過熱。

(2)在電動機(jī)外殼上滴2~3滴水，如果冒熱氣沒有聲音，則說明電動機(jī)沒有過熱，如果水滴急劇汽化同時(shí)伴有\(zhòng)"咝咝\(zhòng)"聲，說明電動機(jī)已經(jīng)過熱。

(3)判別電動機(jī)是否過熱的準(zhǔn)確方法還是用溫度計(jì)測量。

發(fā)現(xiàn)電動機(jī)過熱應(yīng)該立即停車檢查，等查明原因，排除故障后再行使用。

2. 監(jiān)視電動機(jī)的電流

一般容量較大的電動機(jī)應(yīng)裝設(shè)電流表，隨時(shí)對其電流進(jìn)行監(jiān)視。若電流大小或三相電流不平衡超過了允許值。應(yīng)立即停車檢查。容量較小的電動機(jī)一般不裝電流表，但也經(jīng)常用鉗形表測量

3. 監(jiān)視電動機(jī)的電壓

電動機(jī)的電源上最好裝設(shè)一只電壓表和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便對其三相電源、壓進(jìn)行監(jiān)視。電動機(jī)的電源電壓過高、過低或三相電壓不平衡，特別是三相電源缺相，都會帶來不良后果。如發(fā)現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停車，待查明原因，排除故障后再使用。

4. 注意電動機(jī)的振動、響聲和氣味

電動機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)、輕快、無異常氣味和響聲。若發(fā)生劇烈振動，噪音和焦臭氣味，應(yīng)停車進(jìn)行檢查修理

5. 注意傳動裝置的檢查

電動機(jī)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)注意查看皮帶輪或聯(lián)軸器有無松動，傳動皮帶是否有過緊、過松的現(xiàn)象等，如果有，應(yīng)停車上緊或進(jìn)行調(diào)整。

6. 注意軸承的工作情況

電動機(jī)運(yùn)行中應(yīng)注意軸承聲響和發(fā)熱情況。若軸承聲音不正?；蜻^熱，應(yīng)檢查潤滑情況是否良好和有無磨損。

7. 注意交流電動機(jī)的滑環(huán)或直流電動機(jī)的換向器火花

電動機(jī)運(yùn)行中，電刷與換向器或滑環(huán)之間難免出現(xiàn)火花。如果所發(fā)生的火花大于某一規(guī)定限度，尤其是出現(xiàn)放電性的紅色電弧火花時(shí)，將產(chǎn)生破壞作用，必須及時(shí)加以糾正。

(四) 電動機(jī)的定期檢查和保養(yǎng)

為了保證電動機(jī)正常工作，除了按操作規(guī)程正確使用，運(yùn)行過程中注意監(jiān)視和維護(hù)外還應(yīng)進(jìn)行定期檢查和保養(yǎng)。間隔時(shí)間可根據(jù)電動機(jī)的類型、使用環(huán)境決定。主要檢查和保養(yǎng)項(xiàng)目如下:

(1)及時(shí)清除電動機(jī)機(jī)座外部的灰塵、油泥，如使用環(huán)境灰塵較多，最好每天清掃

(2 經(jīng)常檢查接線板螺絲是否松動或燒傷。

(3)定期測量電動機(jī)的絕緣電阻，若使用環(huán)境比較潮濕更應(yīng)經(jīng)常測量。

(4)定期用煤油清洗軸承并更換新油(一般半年更換一次)，換油時(shí)不應(yīng)上滿，一般占油腔的1/2~1/3，否則，容易發(fā)熱或甩出，油要從一面加人，可以把沒有清洗干凈的雜質(zhì)，從另一面擠出來。

(5)定期檢查啟動設(shè)備，看觸頭和接線有無燒傷，氧化，接觸是否良好等。

(6)絕緣情況的檢查。絕緣材料的絕緣能力因干燥程度不同而異，所以保持電動機(jī)繞組的干燥是非常重要的。電動機(jī)工作環(huán)境潮濕、工作間有腐蝕性氣體等因素的存在，都會破壞電動機(jī)的絕緣。最常見的是繞組接地故障即絕緣損壞，使帶電部分與機(jī)殼等不應(yīng)帶電的金屬部分相碰，發(fā)生這種故障，不僅影響電動機(jī)正常工作。還會危及人身安全。所以電動機(jī)在使用中，應(yīng)經(jīng)常檢查絕緣電阻，還要注意查看電動機(jī)機(jī)殼接地是否可靠。

(7)除了按上述幾項(xiàng)內(nèi)容對電動機(jī)定期維護(hù)外，運(yùn)行一年后要大修一次。大修的目的在于，對電動機(jī)進(jìn)行一次徹底、全面的檢查、維護(hù)，增補(bǔ)電動機(jī)缺少、磨損的元件，徹底清除電動機(jī)內(nèi)外的灰塵、污物，檢查絕緣情況，清洗軸承并檢查其磨損情況。

四:結(jié)論

電動機(jī)在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，隨著我國加入WTO后，我國電動機(jī)行業(yè)所面臨的國際社會的巨大競爭壓力和挑戰(zhàn)日益加劇。從節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境出發(fā)，高效率電動機(jī)是目前國際發(fā)展的趨勢。這樣看來，推廣中國的高效率電動機(jī)是非常有必要的。但是在日常使用過程中如何去維護(hù)好，其影響可見一斑。本文著重從電動機(jī)的技術(shù)發(fā)展及現(xiàn)狀、工作原理、運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行了初略的探討和分析，在我從教十七年中，對電氣控制技術(shù)教學(xué)應(yīng)用方面積累了較豐富的知識和經(jīng)驗(yàn)，對各類學(xué)生在教學(xué)實(shí)踐中有著很明顯的效果。也通過以電動機(jī)電氣控制方法的深入淺出分析與操作，對學(xué)生進(jìn)行理論與實(shí)踐的結(jié)合教學(xué)，貫穿在學(xué)生對今后學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的過程中得到新的啟發(fā)。

參考文獻(xiàn):

[1]杜坤梅主編 [電氣控制技術(shù)]，哈爾濱高等教育出版社，2002年;

[2]陳勇主編[電機(jī)及拖動基礎(chǔ)]，電子工業(yè)出版社，2007年5月。