1. Giới thiệu về Động cơ điện
Động cơ điện là một thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học. Nó sử dụng một cuộn dây mang điện (tức là cuộn dây stato) để tạo ra từ trường quay và tác động lên rôto (chẳng hạn như khung nhôm đóng lồng sóc) để tạo thành mômen quay điện từ.
Động cơ điện được chia thành động cơ DC và động cơ AC theo các nguồn năng lượng khác nhau được sử dụng. Hầu hết các động cơ trong hệ thống điện là động cơ điện xoay chiều, có thể là động cơ đồng bộ hoặc động cơ không đồng bộ (tốc độ từ trường stato của động cơ không duy trì được tốc độ đồng bộ với tốc độ quay rôto).
Động cơ điện chủ yếu bao gồm một stato và một rôto, hướng của lực tác dụng lên dây mang điện trong từ trường có liên quan đến hướng của dòng điện và hướng của đường cảm ứng từ (hướng từ trường). Nguyên lý làm việc của động cơ điện là tác dụng của từ trường lên lực tác dụng lên dòng điện làm cho động cơ quay.
2. Phân ngành động cơ điện
① Phân loại theo nguồn điện làm việc
Theo các nguồn năng lượng làm việc khác nhau của động cơ điện, chúng có thể được chia thành động cơ DC và động cơ AC. Động cơ xoay chiều cũng được chia thành động cơ một pha và động cơ ba pha.
② Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý làm việc
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 làm việc 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 cổ góp AC. Động cơ cảm ứng được chia thành động cơ không đồng bộ ba pha và động cơ không đồng bộ cực bóng. Động cơ cổ góp AC cũng được chia thành động cơ kích thích nối tiếp một pha, động cơ mục đích kép 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 truyền động và động cơ điều khiển theo mục đích của chúng.
Động cơ điện để lái xe còn được chia thành các dụng cụ điện (bao gồm các dụng cụ khoan, đánh bóng, đánh bóng, xẻ rãnh, cắt và mở rộng), động cơ điện dùng cho các thiết bị gia dụng (bao gồm máy giặt, quạt điện, tủ lạnh, máy điều hòa, máy ghi âm, máy quay video, Đầu DVD, máy hút bụi, máy ảnh, máy thổi điện, máy cạo râu điện, v.v.) và các thiết bị cơ khí nhỏ thông dụng khác (bao gồm các 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 tạo rotor
Theo cấu tạo của rôto, động cơ điện có thể được chia thành động cơ cảm ứng lồng sóc (trước đây gọi là động cơ không đồng bộ lồng sóc) và động cơ cảm ứng rôto dây quấn (trước đây gọi là động cơ không đồng bộ dây quấn).
⑥ Phân loại theo tốc độ vận hành
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 vận hành của chúng.
⑦ Phân loại theo hình thức bảo vệ
Một. Loại mở (chẳng hạn như IP11, IP22).
Ngoại trừ kết cấu hỗ trợ cần thiết, động cơ không có lớp bảo vệ đặc biệt cho các bộ phận quay và bộ phận mang điện.
b. Loại đóng (chẳng hạn như IP44, IP54).
Các bộ phận quay và mang điện bên trong vỏ động cơ cần được bảo vệ cơ học cần thiết để ngăn chặn sự tiếp xúc ngẫu nhiên, nhưng nó không cản trở đáng kể quá trình thông gió. Động cơ bảo vệ được chia thành các loại sau theo cấu trúc thông gió và bảo vệ khác nhau của chúng.
ⓐ Loại bọc lưới.
Các lỗ thông gió của động cơ được che bằng các tấm đục lỗ để ngăn các bộ phận quay và mang điện 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 xâm nhập trực tiếp vào bên trong động cơ.
ⓒ Chống nước bắn tung tóe.
Cấu trúc của lỗ thông hơi động cơ có thể ngăn chất lỏng hoặc chất rắn xâm nhập vào bên trong động cơ theo bất kỳ hướng nào trong phạm vi góc thẳng đứng 100 °.
ⓓ Đóng cửa.
Cấu trúc của vỏ động cơ có thể ngăn chặn sự trao đổi tự do của không khí bên trong và bên ngoài vỏ, nhưng nó 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.
ⓕ Kín nước.
Khi động cơ ngâm trong nước, cấu trúc của vỏ động cơ có thể ngăn nước xâm nhập vào bên trong động cơ.
ⓖ Phong cách lặn.
Động cơ điện có thể hoạt động lâu dài trong nước dưới áp suất nước định mức.
ⓗ Chống cháy nổ.
Cấu trúc của vỏ động cơ đủ để ngăn chặn vụ nổ khí bên trong động cơ truyền ra bên ngoài động cơ, gây ra hiện tượng 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
Một. 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 điều khiển bởi một quạt cung cấp không khí làm mát để làm mát bề mặt hoặc bên trong động cơ.
c. Anh quạt mát.
Quạt cung cấp không khí làm mát không được dẫn động bởi chính động cơ điện mà được dẫn động độc lập.
d. Loại thông gió đường ống.
Không khí làm mát không được đưa vào hoặc thải ra trực tiếp từ bên ngoài động cơ hoặc từ bên trong động cơ mà được đưa vào hoặc thải ra khỏi động cơ thông qua đường ống. Quạt thông gió đường ống có thể là quạt tự làm mát hoặc quạt làm mát khác.
đ. Làm mát bằng chất lỏng.
Động cơ điện được làm mát bằng chất lỏng.
f. Làm mát khí mạch kín.
Sự tuần hoàn trung bình 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 này được thể hiện bằng chữ viết tắt IM để cài đặt quốc tế,
Chữ cái đầu tiên trong IM tượng trưng cho mã loại cài đặt, B tượng trưng cho cài đặt theo chiều ngang và V tượng trưng cho cài đặt dọc;
Chữ số thứ hai đại diện cho mã tính năng, được biểu thị bằng chữ số Ả Rập.
⑩ Phân loại theo mức độ cách điện
Cấp độ A, cấp độ E, cấp độ B, cấp độ F, cấp độ H, cấp độ C. Việc phân loại mức độ cách điện của động cơ được thể hiện trong bảng dưới đây.
⑪ Phân loại theo giờ làm việc định mức
Hệ thống làm việc liên tục, gián đoạn và ngắn hạn.
Hệ thống làm việc liên tục (SI). Động cơ đảm bảo hoạt động lâu dài theo giá trị định mức ghi trên bảng tên.
Thời gian làm việc ngắn (S2). Động cơ chỉ có thể hoạt động trong một khoảng thời gian giới hạn dưới giá trị định mức được ghi trên bảng tên. Có bốn loại tiêu chuẩn thời lượng 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 ghi trên bảng tên, được biểu thị bằng phần trăm 10 phút trên mỗi chu kỳ. Ví dụ: FC=25%; Trong số đó, S4 đến S10 thuộc một số hệ điều hành 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 nhiều lỗi khác nhau trong quá trình hoạt động lâu dài.
Nếu khả năng 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 vừa khít của kết nối và dẫn đến việc truyền mô-men xoắn không ổn định; Sự mài mòn của vị trí ổ trục do hư hỏng ổ trục động cơ; Mòn giữa đầu trục và rãnh then, v.v. Sau khi xảy ra những sự cố như vậy, các phương pháp truyền thống chủ yếu tập trung vào hàn sửa chữa hoặc gia công sau khi mạ chổi, nhưng cả hai đều có những nhược điểm nhất định.
Không thể loại bỏ hoàn toàn ứng suất nhiệt do hàn sửa chữa ở nhiệt độ cao tạo ra, dễ bị uốn cong hoặc gãy; Tuy nhiên, mạ bằng chổi bị hạn chế bởi độ dày của lớp phủ và dễ bị bong tróc, đồng thời cả hai phương pháp đều sử dụng kim loại để sửa chữa kim loại, điều này không thể thay đổi mối quan hệ “khó với cứng”. Dưới tác động tổng hợp của nhiều lực khác nhau, nó vẫn sẽ gây ra sự mài mòn lại.
Các nước phương Tây đương đại thường sử dụng vật liệu composite polymer làm phương pháp sửa chữa để giải quyết những vấn đề này. Việc sử dụng vật liệu polymer 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 bị mài mòn lại và kéo dài tuổi thọ của các bộ phận thiết bị, tiết kiệm nhiều thời gian ngừng hoạt động cho doanh nghiệp và tạo ra giá trị kinh tế to lớn.
(1) Hiện tượng lỗi: Động cơ không khởi động được sau khi kết nối
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Lỗi nối dây cuộn dây stato – kiểm tra nối dây và sửa lỗi.
② Hở mạch cuộn dây stato, nối đất ngắn mạch, hở mạch ở cuộn dây động cơ rôto dây quấn – xác định điểm lỗi và khắc phục.
③ Tải quá mức hoặc cơ cấu truyền động bị kẹt – kiểm tra cơ cấu truyền động và tải.
④ Hở mạch trong mạch rôto của động cơ rôto dây quấn (tiếp xúc kém giữa chổi than và vòng trượt, hở mạch ở biến trở, tiếp xúc kém ở dây dẫn, v.v.) – xác định điểm mạch hở và sửa chữa nó.
⑤ Điện áp nguồn quá thấp – kiểm tra nguyên nhân và loại bỏ nguyên nhân.
⑥ Mất pha nguồn điện – kiểm tra mạch và khôi phục 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 – giảm tải và giảm số lần khởi động.
② Mất pha trong quá trình vận hành – kiểm tra mạch điện và khôi phục ba pha.
③ Lỗi nối dây cuộn dây stato – kiểm tra nối dây và sửa nó.
④ Cuộn dây stato được nối đất và xảy ra đoản mạch giữa các vòng dây hoặc pha – xác định vị trí nối đất hoặc đoản mạch và sửa chữa.
⑤ Cuộn dây rôto lồng bị hỏng – thay rôto.
⑥ Hoạt động thiếu pha của cuộn dây rôto dây quấn – xác định điểm lỗi và sửa chữa nó.
⑦ Ma sát giữa stato và rôto – Kiểm tra vòng bi và rôto xem có biến dạng không, sửa chữa hoặc thay thế.
⑧ Thông gió kém – kiểm tra xem hệ thống 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: Động cơ rung quá mức
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Rôto không cân bằng – cân bằng thăng 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 – kiểm tra và điều chỉnh trục của thiết bị.
④ Lắp đặt động cơ không đúng cách – kiểm tra các ốc vít lắp đặt và móng.
⑤ Quá tải đột ngột – giảm tải.
(4) Hiện tượng lỗi: Có âm thanh bất thường trong quá trình hoạt động
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Ma sát giữa stato và rôto – Kiểm tra vòng bi và rôto xem có biến dạng, sửa chữa hoặc thay thế không.
② Vòng bi bị hư hỏng hoặc bôi trơn kém – thay thế và vệ sinh vòng bi.
③ Vận hành mất pha động cơ – kiểm tra điểm hở mạch và sửa chữa.
④ Lưỡi dao va chạm với vỏ – kiểm tra và loại bỏ lỗi.
(5) Hiện tượng lỗi: Tốc độ động cơ quá thấp khi chịu 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 rôto.
④ Tiếp điểm kém hoặc bị ngắt kết nối của một pha của nhóm dây quấn rôto – kiểm tra áp suất chổi than, sự tiếp xúc giữa chổi than và vòng trượt và cuộn dây rôto.
(6) Hiện tượng lỗi: Vỏ mô tơ đang có điện
Nguyên nhân và cách xử lý như sau.
① Nối đất kém hoặc điện trở nối đất cao – Nối dây nối đất theo quy định để loại bỏ các lỗi nối đất kém.
② Cuộn dây bị ẩm – phải xử lý sấy khô.
③ Hư hỏng cách điện, va chạm chì – Nhúng sơn để sửa chữa cách điện, nối lại dây dẫn. 9.2.4 Quy trình vận hành động cơ
① Trước khi tháo, dùng khí nén thổi bay bụi bám trên bề mặt mô tơ và lau sạch.
② Chọn địa điểm tháo lắp động cơ và vệ sinh môi trường tại chỗ.
③ Làm quen với đặc điểm kết cấu và yêu cầu kỹ thuật bảo trì của động cơ điện.
④ Chuẩn bị các dụng cụ cần thiết (bao gồm cả dụng cụ đặc biệt) và thiết bị để tháo dỡ.
⑤ Để hiểu rõ hơn về các khiếm khuyết trong hoạt động của động cơ, có thể tiến hành kiểm tra trước khi tháo rời nếu có điều kiện. Để đạt được mục đích này, động cơ được kiểm tra với tải và nhiệt độ, âm thanh, độ rung và các điều kiện khác của từng bộ phận của động cơ được kiểm tra chi tiết. Điện áp, dòng điện, tốc độ, v.v. cũng được kiểm tra. Sau đó, tải được ngắt và một thử nghiệm kiểm tra không tải riêng biệt được tiến hành để đo dòng điện không tải và tổn thất không tải, đồng thời lập hồ sơ. Tài khoản chính thức “Văn học kỹ thuật cơ khí”, trạm xăng của kỹ sư!
⑥ Cắt nguồn điện, tháo dây điện bên ngoài của động cơ và lưu giữ hồ sơ.
⑦ Chọn megom kế 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 trì gần đây nhất nhằm 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 phải được chuyển đổi về cùng một nhiệt độ, thường được chuyển đổi thành 75oC.
⑧ Kiểm tra tỷ lệ hấp thụ K. Khi tỷ lệ hấp thụ K>1,33, điều đó cho thấy khả năng cách điện của động cơ không bị ảnh hưởng bởi độ ẩm hoặc độ ẩm không nghiêm trọng. Để so sánh với dữ liệu trước đó, cũng cần phải chuyển đổi tỷ lệ hấp thụ đo được ở nhiệt độ bất kỳ về cùng nhiệt độ.
9.2.5 Bảo dưỡng, sửa chữa động cơ điện
Khi động cơ đang chạy hoặc gặp trục trặc, có bốn phương pháp để ngăn ngừa và loại bỏ lỗi kịp thời là nhìn, 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 hay không, biểu hiện chủ yếu trong các tình huống sau.
① Khi cuộn dây stato bị đoản mạch, có thể thấy khói từ động cơ.
② Khi động cơ bị quá tải nghiêm trọng hoặc lệch pha, tốc độ sẽ chậm lại và phát ra âm thanh “ù ù” nặng nề.
③ Khi động cơ chạy bình thường nhưng đột ngột dừng lại, có thể xuất hiện tia lửa điện ở kết nối lỏng lẻo; Hiện tượng cầu chì bị đứt hoặc linh kiện bị kẹt.
④ Nếu động cơ rung lắc mạnh có thể do thiết bị truyền động bị kẹt, động cơ cố định kém, bu lông móng bị lỏng, v.v.
⑤ Nếu có sự đổi màu, vết cháy và vết khói ở các điểm tiếp xúc và kết nối bên trong của động cơ, 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) Lắng nghe
Động cơ phải phát ra âm thanh “ù ù” đồng đều và nhẹ trong quá trình hoạt động bình thường, không có bất kỳ tiếng ồn hoặc âm thanh đặc biệt nào. Nếu phát ra quá nhiều tiếng ồn, bao gồm tiếng ồn điện từ, tiếng ồn vòng bi, tiếng ồn thông gió, tiếng ồn ma sát cơ học, v.v., đó có thể là dấu hiệu báo trước hoặc hiện tượng trục trặc.
① Đối với nhiễu điện từ, nếu động cơ phát ra âm thanh lớn và nặng thì có thể có nhiều nguyên nhân.
Một. Khe hở không khí giữa stato và rôto không đồng đều, âm thanh dao động từ cao xuống thấp với khoảng thời gian như nhau 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 nối đất không đúng, đoản mạch hoặc tiếp xúc kém của cuộn dây ba pha. Nếu âm thanh quá chói chứng tỏ động cơ đang bị quá tải nghiêm trọng hoặc lệch pha.
c. Lõi sắt lỏng lẻo. Sự rung động của mô tơ trong quá trình hoạt động làm cho các bu lông cố định của lõi sắt bị lỏng, khiến tấm thép silicon của lõi sắt bị lỏng và phát ra tiếng ồn.
② Tiếng ồn của ổ trục cần được theo dõi thường xuyên trong quá trình vận hành động cơ. Cách giám sát là ấn một đầu tuốc nơ vít vào khu vực lắp ổ trục, đầu còn lại áp sát vào tai để nghe tiếng ổ trục chạy. Nếu ổ trục hoạt động bình thường thì âm thanh của nó sẽ là tiếng “xào xạc” nhỏ và liên tục, không có sự dao động về độ cao hay tiếng ma sát của kim loại. Nếu những âm thanh sau đây xảy ra, nó được coi là bất thường.
Một. Có tiếng “cạch cạch” khi ổ trục đang chạy, đó là âm thanh ma sát của kim loại, thường do thiếu dầu trong ổ trục. Vòng bi phải được tháo rời và thêm một lượng mỡ bôi trơn thích hợp.
b. Nếu có tiếng “cạch cạch” thì đó là âm thanh phát ra khi bóng quay, thường do mỡ bôi trơn khô hoặc thiếu dầu. Có thể thêm một lượng dầu mỡ thích hợp.
c. Nếu có tiếng “tách” hoặc “cạch cạch” thì đó là âm thanh phát ra do chuyển động không đều của bi trong ổ trục, nguyên nhân là do bi trong ổ trục bị hỏng hoặc do động cơ sử dụng lâu ngày. và làm khô dầu bôi trơn.
③ Nếu cơ cấu truyền động và cơ cấu dẫn động phát ra âm thanh liên tục thay vì dao động thì có thể xử lý theo các cách sau.
Một. Âm thanh “bốp” định kỳ là do các khớp đai không đều.
b. Âm thanh “đập” định kỳ là do khớp nối hoặc ròng rọc giữa các trục bị lỏng, cũng như các phím hoặc rãnh then bị mòn.
c. Âm thanh va chạm không đều là do cánh gió va chạm với vỏ quạt.
(3) Mùi
Bằng cách ngửi mùi của động cơ, lỗi cũng có thể được xác định và ngăn ngừa. Nếu phát hiện thấy mùi sơn đặc biệt, điều đó cho thấy nhiệt độ bên trong động cơ quá cao; Nếu phát hiện mùi khét hoặc cháy nồng nặc thì có thể do lớp cách nhiệt 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 vòng bi. Nếu phát hiện sự bất thường về nhiệt độ, có thể có một số lý do.
① Thông gió kém. Chẳng hạn như tháo quạt, ống thông gió bị chặn, v.v.
② Quá tải. Gây ra dòng điện quá mức và quá nhiệt ở cuộn dây stato.
③ Đoản 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: Oct-06-2023
