Grunnþekking á rafmótorum

1. Inngangur að rafmótorum

Rafmótor er tæki sem breytir raforku í vélræna orku. Hann notar rafknúna spólu (þ.e. statorvindingu) til að mynda snúningssegulsvið og virka á snúningsásinn (eins og lokað álgrind með íkornabúri) til að mynda segulrafmagns snúningsvægi.

Rafmótorar eru flokkaðir í jafnstraumsmótora og riðstraumsmótora eftir því hvaða orkugjafar eru notaðir. Flestir mótorar í raforkukerfinu eru riðstraumsmótorar, sem geta verið samstilltir mótorar eða ósamstilltir mótorar (segulsviðshraði statorsins í mótornum helst ekki samstilltur hraða við snúningshraða snúningshlutans).

Rafmótor samanstendur aðallega af stator og snúningsás og stefna kraftsins sem verkar á vírinn sem er undir áhrifum segulsviðsins tengist stefnu straumsins og stefnu segulvirknilínunnar (stefnu segulsviðsins). Virkni rafmótors er áhrif segulsviðs á kraftinn sem verkar á strauminn, sem veldur því að mótorinn snýst.

2. Skipting rafmótora

① Flokkun eftir virkum aflgjafa

Samkvæmt mismunandi rekstraraflgjöfum rafmótora má skipta þeim í jafnstraumsmótora og riðstraumsmótora. Riðstraumsmótorar eru einnig skipt í einfasa mótora og þriggja fasa mótora.

② Flokkun eftir uppbyggingu og vinnubrögðum

Rafmótorum má skipta í jafnstraumsmótorar, ósamstillta mótorar og samstillta mótorar eftir uppbyggingu þeirra og virkni. Samstillta mótorar má einnig skipta í samstillta mótorar með varanlegum seglum, samstillta mótorar með reltiktúru og samstillta mótorar með hysteresis. Ósamstillta mótorar má skipta í spanmótorar og riðstraumskommutatormótorar. Spanmótorar eru enn fremur skipt í þriggja fasa ósamstillta mótorar og skuggaða pólósamstillta mótorar. Riðstraumskommutatormótorar eru einnig skipt í einfasa raðörvaða mótorar, tvívirka riðstraums-jafnstraumsmótorar og fráhrindandi mótorar.

③ Flokkað eftir ræsingar- og rekstrarham

Rafmótorar má skipta í einsfasa ósamstillta mótora sem ræstir eru með rafskauti, einsfasa ósamstillta mótora sem knúnir eru með rafskauti, einsfasa ósamstillta mótora sem ræstir eru með rafskauti og einsfasa ósamstillta mótora með klofnum fasa eftir ræsingar- og rekstrarham.

④ Flokkun eftir tilgangi

Rafmótorar má skipta í drifmótorar og stýrimótorar eftir tilgangi þeirra.

Rafmótorar til aksturs eru síðan skipt í rafmagnsverkfæri (þar á meðal borun, fægingu, slípun, raufar, skurð og útvíkkun), rafmagnsmótorar fyrir heimilistæki (þar á meðal þvottavélar, rafmagnsviftur, ísskápa, loftkælingar, upptökutæki, myndbandstæki, DVD spilara, ryksugur, myndavélar, rafmagnsblásara, rafmagnsrakvélar o.s.frv.) og annan almennan smávélabúnað (þar á meðal ýmsar litlar vélar, litlar vélar, lækningatæki, rafeindatæki o.s.frv.).

Stýrimótorar eru frekar skipt í skrefmótorar og servómótorar.
⑤ Flokkun eftir snúningsbyggingu

Samkvæmt uppbyggingu snúningshlutans má skipta rafmótorum í búr-aflsmótora (áður þekktir sem ósamstilltir íkornabúrsmótorar) og vafða snúningsmótora (áður þekktir sem ósamstilltir íkornamótorar).

⑥ Flokkað eftir rekstrarhraða

Rafmótorar má skipta í háhraðamótorar, lághraðamótorar, mótorar með stöðugum hraða og mótorar með breytilegum hraða eftir vinnsluhraða þeirra.

⑦ Flokkun eftir verndarformi

a. Opin gerð (eins og IP11, IP22).

Fyrir utan nauðsynlegan stuðningsgrind hefur mótorinn enga sérstaka vernd fyrir snúnings- og spennuhafahluta.

b. Lokað gerð (eins og IP44, IP54).

Snúnings- og spennuhafandi hlutar inni í mótorhúsinu þurfa nauðsynlega vélræna vernd til að koma í veg fyrir óviljandi snertingu, en hún hindrar ekki loftræstingu verulega. Verndandi mótorar eru flokkaðir í eftirfarandi gerðir eftir mismunandi loftræstingu og verndarvirkjum.

ⓐ Gerð nethlífar.

Loftræstingarop mótorsins eru þakin götum til að koma í veg fyrir að snúnings- og spennuhafahlutar mótorsins komist í snertingu við utanaðkomandi hluti.

ⓑ Þolir leka.

Uppbygging loftræstingaropsins á mótornum getur komið í veg fyrir að lóðrétt fallandi vökvar eða fast efni komist beint inn í mótorinn.

ⓒ Skvettuheldur.

Uppbygging loftræstingaropsins á mótornum getur komið í veg fyrir að vökvar eða fast efni komist inn í mótorinn í hvaða átt sem er innan lóðrétts hornsbils upp á 100°.

Lokað.

Uppbygging mótorhússins getur komið í veg fyrir frjálsa loftskipti innan og utan hússins, en það krefst ekki fullkominnar þéttingar.

ⓔ Vatnsheldur.
Uppbygging mótorhússins getur komið í veg fyrir að vatn með ákveðnum þrýstingi komist inn í mótorinn.

ⓕ Vatnsþétt.

Þegar mótorinn er á kafi í vatni getur uppbygging mótorhússins komið í veg fyrir að vatn komist inn í hann.

ⓖ Köfunarstíll.

Rafmótorinn getur starfað í vatni í langan tíma undir tilgreindum vatnsþrýstingi.

ⓗ Sprengjuþolið.

Uppbygging mótorhússins er nægjanleg til að koma í veg fyrir að gassprenging inni í mótornum berist út á mótorinn og valdi sprengingu eldfims gass utan hans. Opinber frásögn „Vélaverkfræðibókmenntir“, bensínstöð verkfræðings!

⑧ Flokkað eftir loftræstingar- og kælingaraðferðum

a. Sjálfkæling.

Rafmótorar reiða sig eingöngu á yfirborðsgeislun og náttúrulegt loftflæði til kælingar.

b. Sjálfkælandi vifta.

Rafmótorinn er knúinn áfram af viftu sem veitir kæliloft til að kæla yfirborð eða innra rými mótorsins.

c. Hann er kældur með viftu.

Viftan sem dælir kælilofti er ekki knúin af rafmótornum sjálfum, heldur er hún knúin sjálfstætt.

d. Tegund loftræstingar í leiðslum.

Kæliloft er ekki beint innleitt eða útleitt að utan eða innan úr mótornum, heldur er það innleitt eða útleitt úr mótornum í gegnum leiðslur. Viftur fyrir loftræstingu í leiðslum geta verið sjálfkældar með viftu eða með öðrum viftukælum.

e. Vökvakæling.

Rafmótorar eru kældir með vökva.

f. Lokað hringrásarkæling með gasi.

Kælimiðillinn sem kælir mótorinn er í lokuðu hringrás sem inniheldur mótorinn og kælinn. Kælimiðillinn dregur í sig hita þegar hann fer í gegnum mótorinn og losar varma þegar hann fer í gegnum kælinn.
g. Yfirborðskæling og innri kæling.

Kælimiðillinn sem fer ekki í gegnum leiðara mótorsins að innan kallast yfirborðskæling, en kælimiðillinn sem fer í gegnum leiðara mótorsins að innan kallast innri kæling.

⑨ Flokkun eftir uppsetningarformi

Uppsetningarform rafmótora er venjulega táknað með kóðum.

Kóðinn er táknaður með skammstöfuninni IM fyrir alþjóðlega uppsetningu,

Fyrsti stafurinn í IM táknar uppsetningarkóðann, B táknar lárétta uppsetningu og V táknar lóðrétta uppsetningu;

Annar tölustafurinn táknar eiginleikakóðann, táknaðan með arabískum tölustöfum.

⑩ Flokkun eftir einangrunarstigi

A-stig, E-stig, B-stig, F-stig, H-stig, C-stig. Flokkun einangrunarstigs mótora er sýnd í töflunni hér að neðan.

⑪ Flokkað eftir áætlaðri vinnutíma

Samfellt, slitrótt og skammtíma vinnukerfi.

Samfelld notkun (SI). Mótorinn tryggir langtíma notkun innan nafngildis sem tilgreint er á merkiplötunni.

Skammtímavinnslutími (S2). Mótorinn getur aðeins gengið í takmarkaðan tíma undir nafngildinu sem tilgreint er á merkiplötunni. Það eru fjórar gerðir af tímastöðlum fyrir skammtímavinnslu: 10 mín., 30 mín., 60 mín. og 90 mín.

Kerfi með slitróttum vinnslutíma (S3). Mótorinn má aðeins nota með slitróttum og reglubundnum hætti við það gildi sem tilgreint er á merkiplötunni, gefið upp sem hlutfall af 10 mínútum á lotu. Til dæmis, FC = 25%; Meðal þeirra eru S4 til S10 nokkur kerfi með slitróttum vinnslutíma við mismunandi aðstæður.

9.2.3 Algengar bilanir í rafmótorum

Rafmótorar lenda oft í ýmsum bilunum við langvarandi notkun.

Ef togkrafturinn milli tengisins og gírkassans er mikill, þá sýnir tengigatið á flansyfirborðinu mikla slit, sem eykur passabilið í tengingunni og leiðir til óstöðugrar togkrafts; Slit á legustöðu sem stafar af skemmdum á legu mótorássins; Slit á milli áshausa og lykilgata o.s.frv. Eftir að slík vandamál koma upp eru hefðbundnar aðferðir aðallega einbeittar að viðgerðarsuðu eða vinnslu eftir burstahúðun, en báðar hafa ákveðna galla.

Ekki er hægt að útrýma hitaspennunni sem myndast við háhitaviðgerðarsuðu að fullu, sem er viðkvæmt fyrir beygju eða broti; Hins vegar er burstahúðun takmörkuð af þykkt húðarinnar og viðkvæm fyrir flögnun, og báðar aðferðirnar nota málm til að gera við málminn, sem getur ekki breytt „hörðu til hörðu“ sambandinu. Undir sameinuðum áhrifum ýmissa krafta mun það samt valda endurnýtingu.

Samtíma vestræn lönd nota oft fjölliðuefni sem viðgerðaraðferðir til að takast á við þessi vandamál. Notkun fjölliðuefna til viðgerða hefur ekki áhrif á hitaspennu suðu og þykkt viðgerðar er ekki takmörkuð. Á sama tíma hafa málmefnin í vörunni ekki sveigjanleika til að taka á sig högg og titring búnaðarins, koma í veg fyrir möguleika á endursliti og lengja endingartíma íhluta búnaðarins, sem sparar fyrirtækjum mikinn niðurtíma og skapar gríðarlegt efnahagslegt gildi.
(1) Bilunarfyrirbæri: Mótorinn getur ekki ræst eftir að hann hefur verið tengdur

Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Villa í raflögn í statorvindingunni – athugið raflögnina og leiðréttið villuna.

② Opið rafrás í statorvindingu, skammhlaup í jarðtengingu, opið rafrás í vindingu á vafða snúningsmótor – finnið bilunarstaðinn og lagið hann.

③ Of mikið álag eða fastur gírkassabúnaður – athugið gírkassann og álagið.

④ Opið rafrás í snúningsrás vafinnar snúningsmótors (léleg snerting milli bursta og rennihringsins, opið rafrás í sveiflujöfnunarbúnaði, léleg snerting í leiðslu o.s.frv.) – finnið opið rafrásarstaðinn og gerið við hann.

⑤ Spennan í aflgjafanum er of lág – athugið orsökina og útrýmið henni.

⑥ Fasatap í aflgjafa – athugið rafrásina og endurræmið þriggja fasa spennuna.

(2) Bilunarfyrirbæri: Of mikill hiti í mótor eða reykingar

Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Ofhlaðið eða of oft ræst – minnkið álagið og fækkið fjölda ræsinga.

② Fasatap við notkun – athugið rafrásina og endurræmið þriggja fasa spennuna.

③ Villa í raflögn í statorvindingunni – athugið raflögnina og leiðréttið hana.

④ Statorvindingin er jarðtengd og skammhlaup er á milli snúninga eða fasa – finnið staðsetningu jarðtengingarinnar eða skammhlaupsins og gerið við hana.

⑤ Vinding á búrsnúningshjóli biluð – skiptu um hjól.

⑥ Fasaleysi í vafningi snúningsrotorsins – finnið bilunarstaðinn og gerið við hann.

⑦ Núningur milli stators og rotors – Athugið hvort legur og rotor séu aflöguð, gerið við eða skiptið út.

⑧ Léleg loftræsting – athugið hvort loftræstingin sé óhindrað.

⑨ Spenna of há eða of lág – Athugið orsökina og útrýmið henni.

(3) Bilunarfyrirbæri: Of mikil titringur í mótor

Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Ójafnvægisrotor – jöfnun jafnvægis.

② Ójafnvægi á talíu eða beygður ásframlenging – athugið og leiðréttið.

③ Mótorinn er ekki í takt við álagsásinn – athugið og stillið ás tækisins.

④ Röng uppsetning mótorsins – athugið uppsetningar- og undirstöðuskrúfur.

⑤ Skyndileg ofhleðsla – minnkið álagið.

(4) Bilunarfyrirbæri: Óeðlilegt hljóð við notkun
Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Núningur milli stators og rotors – Athugið hvort legur og rotor séu aflagaðar, gerið við eða skiptið út.

② Skemmdar eða illa smurðar legur – skiptið um legurnar og þrífið þær.

③ Fasatap í mótor – athugið hvort opið sé í hringrásinni og gerið við það.

④ Árekstur blaðs við hlíf – athuga og leiðrétta galla.

(5) Bilunarfyrirbæri: Hraði mótorsins er of lágur þegar hann er undir álagi.

Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Spennan í aflgjafanum er of lág – athugið spennuna.

② Of mikil álag – athugið álagið.

③ Vinding á búrsnúningshjóli er brotin – skiptu um hjól.

④ Lélegt eða slitið samband á einum fasa vírahóps vafningsrotorsins – athugið burstaþrýstinginn, sambandið milli burstans og rennihringsins og vafning snúningsrotorsins.
(6) Bilunarfyrirbæri: Mótorhúsið er spennuþrungið

Ástæðurnar og meðhöndlunaraðferðirnar eru sem hér segir.

① Léleg jarðtenging eða mikil jarðmótstaða – Tengdu jarðvírinn samkvæmt reglum til að koma í veg fyrir bilanir vegna lélegrar jarðtengingar.

② Vafningarnir eru rakir – þurrkið þá.

③ Skemmdir á einangrun, árekstur við leiðslur – Dýfið málningu í einangrunina og tengdu leiðslurnar saman aftur. 9.2.4 Notkunarferli mótorsins

① Áður en mótorinn er tekinn í sundur skal nota þrýstiloft til að blása burt ryk af yfirborði mótorsins og þurrka það hreint.

② Veldu vinnustað fyrir sundurhlutun mótorsins og hreinsaðu umhverfið á staðnum.

③ Kunnugur byggingareiginleikum og viðhaldskröfum rafmótora.

④ Undirbúið nauðsynleg verkfæri (þar á meðal sérstök verkfæri) og búnað til sundurhlutunar.

⑤ Til að skilja betur galla í rekstri mótorsins er hægt að framkvæma skoðunarpróf áður en hann er tekinn í sundur ef aðstæður leyfa. Í þessu skyni er mótorinn prófaður með álagi og hitastig, hljóð, titringur og aðrar aðstæður hvers hluta mótorsins eru athugaðar ítarlega. Spenna, straumur, hraði o.s.frv. eru einnig prófaðir. Síðan er álagið aftengt og sérstakt skoðunarpróf án álags er framkvæmt til að mæla strauminn án álags og tap án álags og skráningar gerðar. Opinber frásögn „Vélaverkfræðibókmenntir“, bensínstöð verkfræðings!

⑥ Slökkvið á aflgjafanum, fjarlægið ytri raflögn mótorsins og haldið skrár.

⑦ Veldu viðeigandi spennumegohmmeter til að prófa einangrunarviðnám mótorsins. Til að bera saman einangrunarviðnámsgildi sem mæld voru við síðasta viðhald til að ákvarða þróun einangrunarbreytinga og einangrunarstöðu mótorsins, ætti að umreikna einangrunarviðnámsgildin sem mæld eru við mismunandi hitastig í sama hitastig, venjulega umreiknað í 75 ℃.

⑧ Prófið frásogshlutfallið K. Þegar frásogshlutfallið K er > 1,33, þá bendir það til þess að einangrun mótorsins hafi ekki orðið fyrir áhrifum af raka eða að rakastigið sé ekki mikið. Til að bera saman við fyrri gögn er einnig nauðsynlegt að umreikna frásogshlutfallið sem mælt var við hvaða hitastig sem er í sama hitastig.

9.2.5 Viðhald og viðgerðir á rafmótorum

Þegar mótorinn er í gangi eða bilar eru fjórar aðferðir til að koma í veg fyrir og útrýma bilunum tímanlega, þ.e. að horfa, hlusta, lykta og snerta, til að tryggja örugga notkun mótorsins.

(1) Skoða

Athugið hvort einhverjar frávik komi upp við notkun mótorsins, sem birtast aðallega í eftirfarandi aðstæðum.

① Þegar skammhlaup verður í statorvindingunni getur reykur sést frá mótornum.

2 Þegar mótorinn er mjög ofhlaðinn eða fer úr fasa, mun hraðinn hægja á sér og þungt „suð“-hljóð heyrist.

③ Þegar mótorinn gengur eðlilega en stöðvast skyndilega geta neistar myndast við lausa tengingu; það getur verið að öryggi sé sprungið eða íhlutur sé fastur.

④ Ef mótorinn titrar mikið getur það stafað af fastri gírkassa, lélegri festingu mótorsins, lausum undirstöðuboltum o.s.frv.

⑤ Ef mislitun, brunamerki og reykblettir eru á innri tengiliðum og tengingum mótorsins, bendir það til staðbundinnar ofhitnunar, lélegs sambands við leiðaratengingar eða brunna vafninga.

(2) Hlustaðu

Mótorinn ætti að gefa frá sér jafnt og létt „suð“-hljóð við venjulega notkun, án nokkurs hávaða eða sérstakra hljóða. Ef of mikill hávaði kemur frá, þar á meðal rafsegulhljóð, leguhljóð, loftræstihljóð, vélrænt núningshljóð o.s.frv., getur það verið undanfari eða fyrirbæri bilunar.

① Ef rafsegulfræðilegt hávaða er hávært og þungt frá mótornum geta það verið nokkrar ástæður.

a. Loftbilið milli statorsins og snúningsássins er ójafnt og hljóðið sveiflast frá háu til lágu með sama tímabili milli hás og lágs hljóðs. Þetta stafar af sliti á legunum, sem veldur því að statorinn og snúningsásinn eru ekki sammiðja.

b. Þriggja fasa straumurinn er ójafnvægur. Þetta er vegna rangrar jarðtengingar, skammhlaups eða lélegrar snertingar í þriggja fasa vafningunum. Ef hljóðið er mjög dauft bendir það til þess að mótorinn sé mjög ofhlaðinn eða að hann sé að missa fasa.

c. Laus járnkjarni. Titringur mótorsins við notkun veldur því að festingarboltar járnkjarnans losna, sem veldur því að kísillstálplatan í járnkjarnanum losnar og gefur frá sér hávaða.

② Ef legur eru hljóðir ætti að fylgjast reglulega með meðan mótorinn er í gangi. Eftirlitið er gert með því að þrýsta öðrum enda skrúfjárnsins á festingarflöt legunnar og halda hinum endanum nálægt eyranu til að heyra hljóðið af legunni. Ef legið virkar eðlilega verður hljóðið samfellt og lítið „rasl“-hljóð, án hæðarsveiflna eða núningshljóðs frá málmi. Ef eftirfarandi hljóð koma fram telst það óeðlilegt.

a. Það heyrist „pípandi“ hljóð þegar legurinn er í gangi, sem er núningshljóð frá málmi, oftast vegna skorts á olíu í legunni. Legurinn ætti að vera tekinn í sundur og settur á viðeigandi magn af smurolíu.

b. Ef það heyrist „kníkjandi“ hljóð, þá er það hljóðið sem kemur frá því að kúlan snýst, oftast vegna þornunar á smurolíu eða olíuskorts. Hægt er að bæta við viðeigandi magni af smurolíu.

c. Ef það heyrist „smellur“ eða „krök“ er það hljóð sem myndast vegna óreglulegrar hreyfingar kúlunnar í legunni, sem stafar af skemmdum á kúlunni í legunni eða langvarandi notkun mótorsins og þornun smurolíu.

③ Ef gírkassinn og drifbúnaðurinn gefa frá sér samfellt hljóð frekar en sveiflukennt, er hægt að bregðast við því á eftirfarandi hátt.

a. Regluleg „popp“-hljóð eru af völdum ójafnra liða í beltinu.

b. Reglulegt „dúnkandi“ hljóð stafar af lausri tengingu eða trissu milli ása, sem og slitnum kiljum eða kilgöngum.

c. Ójafnt árekstrarhljóð stafar af því að vindblöðin rekast á viftuhlífina.
(3) Lykt

Með því að finna lyktina af mótornum er einnig hægt að bera kennsl á og koma í veg fyrir bilanir. Ef sérstök lykt af málningu finnst bendir það til þess að innra hitastig mótorsins sé of hátt; ef sterk brunns- eða brunnslykt finnst gæti það stafað af bilun í einangrunarlaginu eða bruna í vafningnum.

(4) Snerting

Snerting á hitastigi sumra hluta mótorsins getur einnig ákvarðað orsök bilunarinnar. Til að tryggja öryggi ætti að nota handarbakið til að snerta nærliggjandi hluta mótorhússins og legurnar þegar snerting er gerð. Ef hitastigsfrávik finnast geta það verið nokkrar ástæður.

① Léleg loftræsting. Svo sem losnun viftu, stíflaðar loftræstirásir o.s.frv.

② Ofhleðsla. Veldur of miklum straumi og ofhitnun statorvindingarinnar.

③ Skammhlaup milli statorvindinga eða ójafnvægi í þriggja fasa straumi.

④ Tíð ræsing eða hemlun.

⑤ Ef hitastigið í kringum leguna er of hátt getur það stafað af skemmdum á legunni eða skorti á olíu.