1. Giới thiệu về Động cơ điện
Động cơ điện là thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó sử dụng cuộn dây được cấp điện (tức là cuộn dây stato) để tạo ra từ trường quay và tác động lên rôto (chẳng hạn như khung nhôm kín lồng sóc) để tạo thành mô men quay từ điện.
Động cơ điện được chia thành động cơ DC và động cơ AC theo các nguồn điện khác nhau được sử dụng. Hầu hết các động cơ trong hệ thống điện là động cơ AC, có thể là động cơ đồng bộ hoặc động cơ không đồng bộ (tốc độ từ trường stato của động cơ không duy trì tốc độ đồng bộ với tốc độ quay của rôto).
Động cơ điện chủ yếu bao gồm stato và rôto, hướng của lực tác dụng lên dây dẫn có điện trong từ trường liên quan đến hướng của dòng điện và hướng của đường cảm ứng từ (hướng từ trường). Nguyên lý hoạt động của động cơ điện là tác động của từ trường lên lực tác dụng lên dòng điện, làm cho động cơ quay.
2. Phân chia động cơ điện
① Phân loại theo nguồn điện làm việc
Theo nguồn điện làm việc khác nhau của động cơ điện, chúng có thể được chia thành động cơ DC và động cơ AC. Động cơ AC cũng được chia thành động cơ một pha và động cơ ba pha.
② Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Động cơ điện có thể được chia thành động cơ DC, động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ theo cấu trúc và nguyên lý hoạt động của chúng. Động cơ đồng bộ cũng có thể được chia thành động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu, động cơ đồng bộ từ trở và động cơ đồng bộ trễ. Động cơ không đồng bộ có thể được chia thành động cơ cảm ứng và động cơ bộ phận góp điện xoay chiều. Động cơ cảm ứng được chia thành động cơ không đồng bộ ba pha và động cơ không đồng bộ cực bóng. Động cơ bộ phận góp điện xoay chiều cũng được chia thành động cơ kích thích nối tiếp một pha, động cơ hai mục đích AC DC và động cơ đẩy.
③ Phân loại theo chế độ khởi động và vận hành
Động cơ điện có thể được chia thành động cơ không đồng bộ một pha khởi động bằng tụ điện, động cơ không đồng bộ một pha hoạt động bằng tụ điện, động cơ không đồng bộ một pha khởi động bằng tụ điện và động cơ không đồng bộ một pha tách pha theo chế độ khởi động và vận hành của chúng.
④ Phân loại theo mục đích
Động cơ điện có thể được chia thành động cơ dẫn động và động cơ điều khiển theo mục đích sử dụng.
Động cơ điện để truyền động được chia thành các dụng cụ điện (bao gồm khoan, đánh bóng, đánh bóng, cắt, mở rộng), động cơ điện cho các thiết bị gia dụng (bao gồm máy giặt, quạt điện, tủ lạnh, máy điều hòa không khí, máy ghi âm, máy ghi hình, đầu đĩa DVD, máy hút bụi, máy ảnh, quạt điện, máy cạo râu điện, v.v.) và các thiết bị cơ khí nhỏ nói chung khác (bao gồm nhiều loại máy công cụ nhỏ, máy móc nhỏ, thiết bị y tế, dụng cụ điện tử, v.v.).
Động cơ điều khiển được chia thành động cơ bước và động cơ servo.
⑤ Phân loại theo cấu trúc rotor
Theo cấu trúc của rotor, động cơ điện có thể được chia thành động cơ không đồng bộ lồng sóc (trước đây gọi là động cơ không đồng bộ lồng sóc) và động cơ không đồng bộ rotor dây quấn (trước đây gọi là động cơ không đồng bộ dây quấn).
⑥ Phân loại theo tốc độ hoạt động
Động cơ điện có thể được chia thành động cơ tốc độ cao, động cơ tốc độ thấp, động cơ tốc độ không đổi và động cơ tốc độ thay đổi theo tốc độ hoạt động của chúng.
⑦ Phân loại theo hình thức bảo vệ
a. Loại mở (như IP11, IP22).
Ngoại trừ cấu trúc hỗ trợ cần thiết, động cơ không có lớp bảo vệ đặc biệt nào cho các bộ phận quay và bộ phận có điện.
b. Loại kín (như IP44, IP54).
Các bộ phận quay và sống bên trong vỏ động cơ cần được bảo vệ cơ học cần thiết để tránh tiếp xúc ngẫu nhiên, nhưng không cản trở đáng kể đến việc thông gió. Động cơ bảo vệ được chia thành các loại sau theo cấu trúc thông gió và bảo vệ khác nhau của chúng.
ⓐ Kiểu nắp lưới.
Các lỗ thông gió của động cơ được che bằng lớp phủ đục lỗ để ngăn các bộ phận quay và bộ phận đang hoạt động của động cơ tiếp xúc với các vật thể bên ngoài.
ⓑ Chống nhỏ giọt.
Cấu trúc của lỗ thông hơi động cơ có thể ngăn chất lỏng hoặc chất rắn rơi thẳng đứng vào bên trong động cơ.
ⓒ Chống nước bắn vào.
Cấu trúc lỗ thông hơi của động cơ có thể ngăn chất lỏng hoặc chất rắn xâm nhập vào bên trong động cơ theo mọi hướng trong phạm vi góc thẳng đứng là 100°.
ⓓ Đã đóng.
Cấu trúc của vỏ động cơ có thể ngăn chặn sự trao đổi không khí tự do bên trong và bên ngoài vỏ, nhưng không yêu cầu phải bịt kín hoàn toàn.
ⓔ Không thấm nước.
Cấu trúc của vỏ động cơ có thể ngăn nước có áp suất nhất định xâm nhập vào bên trong động cơ.
ⓕ Không thấm nước.
Khi động cơ được ngâm trong nước, cấu trúc của vỏ động cơ có thể ngăn nước xâm nhập vào bên trong động cơ.
ⓖ Kiểu lặn.
Động cơ điện có thể hoạt động trong nước trong thời gian dài dưới áp suất nước định mức.
ⓗ Chống cháy nổ.
Cấu trúc vỏ động cơ đủ để ngăn chặn vụ nổ khí bên trong động cơ truyền ra bên ngoài động cơ, gây ra vụ nổ khí dễ cháy bên ngoài động cơ. Tài khoản chính thức “Văn học kỹ thuật cơ khí”, trạm xăng của kỹ sư!
⑧ Phân loại theo phương pháp thông gió và làm mát
a. Tự làm mát.
Động cơ điện chỉ dựa vào bức xạ bề mặt và luồng không khí tự nhiên để làm mát.
b. Quạt tự làm mát.
Động cơ điện được dẫn động bởi một quạt cung cấp không khí làm mát bề mặt hoặc bên trong động cơ.
c. Làm mát bằng quạt.
Quạt cung cấp không khí làm mát không được điều khiển bởi chính động cơ điện mà được điều khiển độc lập.
d. Kiểu thông gió đường ống.
Không khí làm mát không được đưa vào hoặc thải trực tiếp từ bên ngoài động cơ hoặc từ bên trong động cơ, mà được đưa vào hoặc thải ra từ động cơ thông qua đường ống. Quạt thông gió đường ống có thể là quạt tự làm mát hoặc quạt làm mát khác.
e. Làm mát bằng chất lỏng.
Động cơ điện được làm mát bằng chất lỏng.
f. Làm mát bằng khí mạch kín.
Lưu thông môi trường để làm mát động cơ nằm trong một mạch kín bao gồm động cơ và bộ làm mát. Môi trường làm mát hấp thụ nhiệt khi đi qua động cơ và giải phóng nhiệt khi đi qua bộ làm mát.
g. Làm mát bề mặt và làm mát bên trong.
Môi trường làm mát không đi qua bên trong dây dẫn động cơ được gọi là làm mát bề mặt, trong khi môi trường làm mát đi qua bên trong dây dẫn động cơ được gọi là làm mát bên trong.
⑨ Phân loại theo hình thức kết cấu lắp đặt
Hình thức lắp đặt động cơ điện thường được thể hiện bằng mã số.
Mã được biểu thị bằng chữ viết tắt IM cho cài đặt quốc tế,
Chữ cái đầu tiên trong IM biểu thị mã loại lắp đặt, B biểu thị lắp đặt theo chiều ngang và V biểu thị lắp đặt theo chiều dọc;
Chữ số thứ hai biểu thị mã tính năng, được thể hiện bằng chữ số Ả Rập.
⑩ Phân loại theo cấp độ cách điện
Cấp độ A, cấp độ E, cấp độ B, cấp độ F, cấp độ H, cấp độ C. Phân loại mức độ cách điện của động cơ được thể hiện trong bảng dưới đây.
⑪ Phân loại theo giờ làm việc được đánh giá
Hệ thống làm việc liên tục, gián đoạn và ngắn hạn.
Hệ thống hoạt động liên tục (SI). Động cơ đảm bảo hoạt động lâu dài dưới giá trị định mức được ghi trên nhãn.
Giờ làm việc ngắn hạn (S2). Động cơ chỉ có thể hoạt động trong một khoảng thời gian giới hạn dưới giá trị định mức được chỉ định trên nhãn. Có bốn loại tiêu chuẩn thời gian cho hoạt động ngắn hạn: 10 phút, 30 phút, 60 phút và 90 phút.
Hệ thống làm việc không liên tục (S3). Động cơ chỉ có thể được sử dụng không liên tục và định kỳ theo giá trị định mức được chỉ định trên nhãn hiệu, được thể hiện dưới dạng phần trăm 10 phút cho mỗi chu kỳ. Ví dụ, FC = 25%; Trong số đó, S4 đến S10 thuộc một số hệ thống làm việc không liên tục trong các điều kiện khác nhau.
9.2.3 Các lỗi thường gặp của động cơ điện
Động cơ điện thường gặp phải nhiều lỗi khác nhau trong quá trình hoạt động lâu dài.
Nếu truyền mô-men xoắn giữa đầu nối và bộ giảm tốc lớn, lỗ kết nối trên bề mặt mặt bích bị mòn nghiêm trọng, làm tăng khe hở lắp của kết nối và dẫn đến truyền mô-men xoắn không ổn định; Mòn vị trí ổ trục do hư hỏng ổ trục trục động cơ; Mòn giữa đầu trục và rãnh then, v.v. Sau khi xảy ra các vấn đề như vậy, các phương pháp truyền thống chủ yếu tập trung vào hàn sửa chữa hoặc gia công sau khi mạ chổi than, nhưng cả hai đều có những nhược điểm nhất định.
Ứng suất nhiệt do hàn sửa chữa nhiệt độ cao tạo ra không thể loại bỏ hoàn toàn, dễ bị uốn cong hoặc gãy; Tuy nhiên, mạ chổi bị giới hạn bởi độ dày của lớp phủ và dễ bị bong tróc, và cả hai phương pháp đều sử dụng kim loại để sửa chữa kim loại, không thể thay đổi mối quan hệ "cứng với cứng". Dưới tác động kết hợp của nhiều lực khác nhau, nó vẫn sẽ gây ra mài mòn.
Các nước phương Tây hiện đại thường sử dụng vật liệu composite polyme làm phương pháp sửa chữa để giải quyết các vấn đề này. Việc sử dụng vật liệu polyme để sửa chữa không ảnh hưởng đến ứng suất nhiệt hàn và độ dày sửa chữa không bị giới hạn. Đồng thời, vật liệu kim loại trong sản phẩm không có tính linh hoạt để hấp thụ tác động và rung động của thiết bị, tránh khả năng mài mòn lại và kéo dài tuổi thọ của các thành phần thiết bị, tiết kiệm rất nhiều thời gian chết cho doanh nghiệp và tạo ra giá trị kinh tế to lớn.
(1) Hiện tượng lỗi: Động cơ không thể khởi động sau khi được kết nối
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Lỗi hệ thống dây quấn stato – kiểm tra hệ thống dây và sửa lỗi.
② Hở mạch trong cuộn dây stato, ngắn mạch nối đất, hở mạch trong cuộn dây động cơ rôto dây quấn – xác định điểm lỗi và loại bỏ.
③ Tải quá mức hoặc cơ cấu truyền động bị kẹt – kiểm tra cơ cấu truyền động và tải.
④ Mạch hở trong mạch rôto của động cơ rôto dây quấn (tiếp xúc kém giữa chổi than và vành trượt, mạch hở trong biến trở, tiếp xúc kém ở dây dẫn, v.v.) – xác định điểm mạch hở và sửa chữa.
⑤ Điện áp nguồn quá thấp – hãy kiểm tra nguyên nhân và loại bỏ.
⑥ Mất pha nguồn điện – kiểm tra mạch điện và khôi phục lại ba pha.
(2) Hiện tượng lỗi: Nhiệt độ động cơ tăng quá cao hoặc bốc khói
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Quá tải hoặc khởi động quá thường xuyên – hãy giảm tải và giảm số lần khởi động.
② Mất pha trong quá trình vận hành – kiểm tra mạch và khôi phục lại ba pha.
③ Lỗi hệ thống dây quấn stato – kiểm tra hệ thống dây điện và sửa chữa.
④ Cuộn dây stato bị nối đất, giữa các vòng hoặc pha xảy ra hiện tượng đoản mạch – xác định vị trí nối đất hoặc đoản mạch và sửa chữa.
⑤ Cuộn dây rôto lồng bị hỏng – thay thế rôto.
⑥ Hoạt động mất pha của cuộn dây rôto quấn dây – xác định điểm lỗi và sửa chữa.
⑦ Ma sát giữa stato và rôto – Kiểm tra ổ trục và rôto xem có bị biến dạng không, sửa chữa hoặc thay thế.
⑧ Thông gió kém – kiểm tra xem thông gió có bị cản trở không.
⑨ Điện áp quá cao hoặc quá thấp – Kiểm tra nguyên nhân và loại bỏ.
(3) Hiện tượng lỗi: Rung động cơ quá mức
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Roto không cân bằng – cân bằng cân bằng.
② Ròng rọc không cân bằng hoặc phần trục mở rộng bị cong – kiểm tra và sửa chữa.
③ Động cơ không thẳng hàng với trục tải – hãy kiểm tra và điều chỉnh trục của thiết bị.
④ Lắp đặt động cơ không đúng cách – kiểm tra các vít lắp đặt và đế.
⑤ Quá tải đột ngột – giảm tải.
(4) Hiện tượng lỗi: Có tiếng động bất thường khi vận hành
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Ma sát giữa stato và rôto – Kiểm tra ổ trục và rôto xem có bị biến dạng không, sửa chữa hoặc thay thế.
② Vòng bi bị hỏng hoặc bôi trơn kém – thay thế và vệ sinh vòng bi.
③ Hoạt động mất pha của động cơ – kiểm tra điểm mạch hở và sửa chữa.
④ Va chạm giữa lưỡi dao và vỏ – kiểm tra và loại bỏ lỗi.
(5) Hiện tượng lỗi: Tốc độ của động cơ quá thấp khi có tải
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Điện áp nguồn quá thấp – hãy kiểm tra điện áp nguồn.
② Tải quá mức – kiểm tra tải.
③ Cuộn dây rôto lồng bị hỏng – thay thế rôto.
④ Tiếp xúc kém hoặc ngắt kết nối của một pha trong nhóm dây rôto quấn – kiểm tra áp suất chổi than, tiếp xúc giữa chổi than và vành trượt và cuộn dây rôto.
(6) Hiện tượng lỗi: Vỏ động cơ đang hoạt động
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Tiếp đất kém hoặc điện trở tiếp đất cao – Kết nối dây tiếp đất theo quy định để loại bỏ lỗi tiếp đất kém.
② Cuộn dây bị ẩm – phải xử lý sấy khô.
③ Hư hỏng lớp cách điện, va chạm chì – Nhúng sơn để sửa lớp cách điện, kết nối lại chì. 9.2.4 Quy trình vận hành động cơ
① Trước khi tháo rời, hãy dùng khí nén thổi sạch bụi trên bề mặt động cơ và lau sạch.
② Chọn vị trí làm việc để tháo rời động cơ và vệ sinh môi trường tại chỗ.
③ Nắm rõ đặc điểm cấu tạo và yêu cầu kỹ thuật bảo dưỡng của động cơ điện.
④ Chuẩn bị các dụng cụ cần thiết (bao gồm cả dụng cụ chuyên dụng) và thiết bị để tháo rời.
⑤ Để hiểu rõ hơn về các khiếm khuyết trong quá trình vận hành động cơ, có thể tiến hành thử nghiệm kiểm tra trước khi tháo rời nếu điều kiện cho phép. Để thực hiện mục đích này, động cơ được thử nghiệm với tải và nhiệt độ, âm thanh, độ rung và các điều kiện khác của từng bộ phận động cơ được kiểm tra chi tiết. Điện áp, dòng điện, tốc độ, v.v. cũng được thử nghiệm. Sau đó, tải được ngắt kết nối và tiến hành thử nghiệm kiểm tra không tải riêng biệt để đo dòng điện không tải và tổn thất không tải, và ghi lại. Tài khoản chính thức “Tài liệu kỹ thuật cơ khí”, trạm xăng của kỹ sư!
⑥ Ngắt nguồn điện, tháo dây điện bên ngoài của động cơ và ghi chép lại.
⑦ Chọn một máy đo điện áp phù hợp để kiểm tra điện trở cách điện của động cơ. Để so sánh các giá trị điện trở cách điện đo được trong lần bảo dưỡng cuối cùng để xác định xu hướng thay đổi cách điện và trạng thái cách điện của động cơ, các giá trị điện trở cách điện đo được ở các nhiệt độ khác nhau nên được chuyển đổi thành cùng một nhiệt độ, thường được chuyển đổi thành 75 ℃.
⑧ Kiểm tra tỷ lệ hấp thụ K. Khi tỷ lệ hấp thụ K> 1,33, điều này cho thấy cách điện của động cơ không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm hoặc mức độ ẩm không nghiêm trọng. Để so sánh với dữ liệu trước đó, cũng cần phải chuyển đổi tỷ lệ hấp thụ được đo ở bất kỳ nhiệt độ nào sang cùng nhiệt độ.
9.2.5 Bảo dưỡng và sửa chữa động cơ điện
Khi động cơ đang chạy hoặc trục trặc, có bốn phương pháp để ngăn ngừa và loại bỏ lỗi kịp thời, đó là quan sát, lắng nghe, ngửi và chạm để đảm bảo động cơ hoạt động an toàn.
(1 Cái nhìn
Quan sát xem có bất thường nào trong quá trình vận hành động cơ không, chủ yếu biểu hiện trong các tình huống sau.
① Khi cuộn dây stato bị ngắn mạch, có thể nhìn thấy khói từ động cơ.
② Khi động cơ bị quá tải nghiêm trọng hoặc mất pha, tốc độ sẽ chậm lại và sẽ có tiếng “ù” lớn.
③ Khi động cơ đang chạy bình thường nhưng đột nhiên dừng lại, có thể xuất hiện tia lửa điện ở chỗ kết nối lỏng lẻo; Hiện tượng cầu chì bị đứt hoặc một linh kiện nào đó bị kẹt.
④ Nếu động cơ rung mạnh, có thể là do thiết bị truyền động bị kẹt, cố định động cơ kém, bu lông móng bị lỏng, v.v.
⑤ Nếu có hiện tượng đổi màu, vết cháy và vết khói ở các điểm tiếp xúc và kết nối bên trong của động cơ thì điều đó cho thấy có thể có hiện tượng quá nhiệt cục bộ, tiếp xúc kém ở các kết nối dây dẫn hoặc cuộn dây bị cháy.
(2) Nghe
Động cơ phải phát ra tiếng “ù” nhẹ và đồng đều trong quá trình vận hành bình thường, không có tiếng ồn hoặc âm thanh đặc biệt. Nếu phát ra quá nhiều tiếng ồn, bao gồm tiếng ồn điện từ, tiếng ồn ổ trục, tiếng ồn thông gió, tiếng ồn ma sát cơ học, v.v., thì đó có thể là dấu hiệu báo trước hoặc hiện tượng trục trặc.
① Đối với tiếng ồn điện từ, nếu động cơ phát ra tiếng ồn lớn và nặng thì có thể có một số lý do.
a. Khe hở không khí giữa stato và rôto không đều, âm thanh dao động từ cao xuống thấp với cùng khoảng thời gian giữa âm thanh cao và thấp. Điều này là do ổ trục bị mòn, khiến stato và rôto không đồng tâm.
b. Dòng điện ba pha không cân bằng. Điều này là do tiếp địa không đúng, đoản mạch hoặc tiếp xúc kém của cuộn dây ba pha. Nếu âm thanh rất trầm, điều đó chỉ ra rằng động cơ bị quá tải nghiêm trọng hoặc mất pha.
c. Lõi sắt lỏng lẻo. Rung động của động cơ trong quá trình vận hành làm cho các bu lông cố định lõi sắt bị lỏng, khiến tấm thép silic của lõi sắt bị lỏng và phát ra tiếng ồn.
② Đối với tiếng ồn của ổ trục, cần thường xuyên theo dõi trong quá trình vận hành động cơ. Phương pháp theo dõi là ấn một đầu của tua vít vào khu vực lắp ổ trục, đầu còn lại gần tai để nghe tiếng ổ trục chạy. Nếu ổ trục hoạt động bình thường, tiếng động của nó sẽ là tiếng “lạch cạch” nhỏ và liên tục, không có bất kỳ dao động nào về độ cao hoặc tiếng ma sát của kim loại. Nếu phát ra những âm thanh sau đây, thì được coi là bất thường.
a. Khi ổ trục chạy, có tiếng “kêu cót két”, đây là tiếng ma sát của kim loại, thường là do ổ trục thiếu dầu. Cần tháo ổ trục ra và tra một lượng mỡ bôi trơn thích hợp.
b. Nếu có tiếng “kêu cót két”, đó là tiếng kêu phát ra khi bi quay, thường là do mỡ bôi trơn bị khô hoặc thiếu dầu. Có thể thêm một lượng mỡ thích hợp.
c. Nếu có tiếng “lạch cạch” hoặc “cót két” thì đó là tiếng động phát ra do bi trong ổ trục chuyển động không đều, nguyên nhân là do bi trong ổ trục bị hỏng hoặc do sử dụng động cơ trong thời gian dài, mỡ bôi trơn bị khô.
③ Nếu cơ cấu truyền động và cơ cấu dẫn động phát ra âm thanh liên tục thay vì âm thanh dao động, chúng có thể được xử lý theo những cách sau.
a. Tiếng “lách tách” định kỳ là do các mối nối đai không đều.
b. Tiếng “rầm” định kỳ là do khớp nối hoặc puli giữa các trục bị lỏng, cũng như các then hoặc rãnh then bị mòn.
c. Tiếng va chạm không đều là do cánh quạt va chạm với nắp quạt.
(3) Mùi
Bằng cách ngửi mùi của động cơ, cũng có thể xác định và ngăn ngừa lỗi. Nếu phát hiện mùi sơn đặc biệt, điều đó cho thấy nhiệt độ bên trong của động cơ quá cao; Nếu phát hiện mùi khét hoặc cháy mạnh, có thể là do lớp cách điện bị hỏng hoặc cuộn dây bị cháy.
(4) Chạm
Chạm vào nhiệt độ của một số bộ phận của động cơ cũng có thể xác định nguyên nhân gây ra sự cố. Để đảm bảo an toàn, khi chạm vào, nên dùng mu bàn tay chạm vào các bộ phận xung quanh vỏ động cơ và ổ trục. Nếu phát hiện thấy nhiệt độ bất thường, có thể có một số lý do.
① Thông gió kém. Chẳng hạn như quạt bị hỏng, ống thông gió bị tắc, v.v.
② Quá tải. Gây ra dòng điện quá mức và quá nhiệt cho cuộn dây stato.
③ Chập mạch giữa các cuộn dây stato hoặc mất cân bằng dòng điện ba pha.
④ Khởi động hoặc phanh thường xuyên.
⑤ Nếu nhiệt độ xung quanh ổ trục quá cao, có thể là do ổ trục bị hỏng hoặc thiếu dầu.
Thời gian đăng: 06-10-2023
