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電動機基礎知識

1. 絕緣材料的耐溫能力是怎樣劃分的?

答:我國現分為六級,即A、E、B、F、H、C。

(1) A級絕緣材料最大允許工作溫度為105℃

(2) E級絕緣材料最大允許工作溫度為120℃

(3) B級絕緣材料最大允許工作溫度為130℃

(4) F級絕緣材料最大允許工作溫度為155℃

(5) H級絕緣材料最大允許工作溫度為180℃

(6) C級絕緣材料最大允許工作溫度為180℃以上。


2. 簡述感應電動機的構造和工作原理。

答:感應電動機的工作原理是這樣的,當三相定子繞組通過三相對稱的交流電電流時,產生一個旋轉磁場,這個旋轉磁場在定子內膛轉動,其磁力線切割轉子上的導線,在轉子導線中感應起電流。由於定子磁場與轉子電流相互作用力產生電磁力矩,於是,定子旋轉磁場就拖著具有載流導線的轉子轉動起來。

3. 感應電動機啟動時為什麼電流大?而啟動後電流會變小?

答:當感應電動機處在停止狀態時,從電磁的角度看,就象變壓器,接到電源去的定子繞組相當於變壓器的一次線圈,成閉路的轉子繞組相當於變壓器被短路的二次線圈;定子繞組和轉子繞組間無電的的聯繫,只有磁的聯繫,磁通經定子、氣隙、轉子鐵芯成閉路。當合閘瞬間,轉子因慣性還未轉起來,旋轉磁場以最大的切割速度——同步轉速切割轉子繞組,使轉子繞組感應起可能達到的最高的電勢,因而,在轉子導體中流過很大的電流,這個電流產生抵消定子磁場的磁能,就象變壓器二次磁通要抵消一次磁通的作用一樣。

定子方面為了維護與該時電源電壓相適應的原有磁通,遂自動增加電流。因為此時轉子的電流很大,故定子電流也增得很大,甚至高達額定電流的4~7倍,這就是啟動電流大的緣由。

啟動後為什麼小:隨著電動機轉速增高,定子磁場切割轉子導體的速度減小,轉子導體中感應電勢減小,轉子導體中的電流也減小,於是定子電流中用來抵消轉子電流所產生的磁通的影響的那部分電流也減小,所以定子電流就從大到小,直到正常。

4. 啟動電流大有無危險?為什麼有的感應電動機需用啟動設備?

答:一般說來,由於啟動過程不長,短時間流過大電流,發熱不太厲害,電動機是能承受的,但如果正常啟動條件被破壞,例如規定輕載啟動的電動機作重載啟動,不能正常升速,或電壓低時,電動機長時間達不到額定轉速,以及電動機連續多次啟動,都將有可能使電動機繞組過熱而燒毀。

電動機啟動電流大對並在同一電源母線上的其它用電設備是有影響的。這是因為供給電動機大的啟動電流,供電線路電壓降很大,致使電動機所接母線的電壓大大降低,影響其它用電設備的正常運行,如電燈不亮,其它電動機啟動不起來,電磁鐵自動釋放等。

就感應電動機本身來說,都容許直接啟動,即可加額定電壓啟動。

由於電動機的容量和其所接的電源容量大小不相配合,感應電動機有可能在啟動時因線端電壓降得太低、啟動力矩不夠而啟動不起來。為了解決這個問題和減少對其它同母線用電設備的影響,有的容量較大的電動機必須採用啟動設備,以限制啟動電流及其影響。

需要不需要啟動設備,關鍵在於電源容量和電動機容量大小的比較。發電廠或電網容量愈大,允許直接啟動的電動機容量也越大。所以現在新建的中、大型電廠,除繞線式外的感應電動機幾乎全部採用直接啟動,只有老的和小的電廠中,還可見到各種啟動設備啟動的電動機。

對於鼠籠電動機,採用啟動設備的目的不外乎是為了降低啟動電壓,從而達到降低啟動電流的結果。而根據降壓方法不同,啟動方法(1)Y/△轉換啟動法。正常運行時定子繞組接成△形的電動機,在啟動時接成Y形,待啟動後又改成△形接法。(2)用自耦變壓器啟動法。(3)用電抗器啟動法。

5. 電動機三相繞組一相首尾接反,啟動時有什麼現象?怎樣查找?

答:電動機三相繞組一相繞組首尾接反,則在啟動時:

(1) 啟動困難。

(2) 一相電流大。

(3) 可能產生振動引起聲音很大。

一般查找的方法是:

(1) 仔細檢查三相繞組首、尾標誌。

(2) 檢查三相繞組的極性次序,如果不是N,S交錯分佈,即表示有一相繞組反接。

6. 感應電動機定子繞組一相斷線為什麼啟動不起來?

答:三相星接的定子繞組,一相斷線時,電動機就處於只有兩相線端接電源的線電壓上,組成串聯回路,成為單相運行。

單相運行時將有以下現象:原來停來著的電動啟動不起來,且“唔唔”作響,用手撥一下轉子軸,也許能慢慢轉動。原來轉動著的電動機轉速變慢,電流增大,電機發熱,甚至於燒毀。

7. 鼠籠式感應電動機運行中轉子斷條有什麼異常現象?

答:鼠籠式感應電動機在運行中轉子斷條,電動機轉速將變慢,定子電流忽大忽小呈週期性擺動,機身振動,可能發出有節奏的“嗡嗡”聲。


8. 感應電動機定子繞組運行中單相接地有哪些異常現象?

答:對於380伏低壓電動機,接在中性點接地系統中,發生單相接地時,接地相的電流顯著增大,電動機發生振動並發出不正常的響聲,電機發熱,可能一開始就使該相的熔斷器熔斷,也可能使繞組因過熱而損壞。

9. 頻率變動對感應電動機運行有什麼影響?

答:頻率的偏差超過額定電流的±1%時,電動機的運行情況將會惡化,影響電動機的正常運行。 電動機運行電壓不變時,磁通與頻率成反比,因此頻率的變化將影響電動機的磁通。

電動機的啟動力矩與頻率的立方成反比,最大力矩與頻率的平方成反比,最大力矩與頻率的平方成反比,所以頻率的變動對電動機力矩也是有影響的。

頻率的變化還將影響電動機的轉速、出力等。

頻率升高,定子電流通常是增大的,在電壓降低的情況下,頻率降低,電動機吸取的無功功率要減小。 由於頻率的改變,還會影響電動機的正常運行,使其發熱。

10. 感應電動機在什麼情況下會過電壓?

答:運行中的感應電動機,在開關斷閘的瞬間,容易發生電感性負荷的操作過電壓,有些情況,合閘時也能產生操作過電壓。電壓超過三千伏的繞線式電動機,如果轉子開路,則在啟動時合閘瞬間,磁通突變,也會產生過電壓。