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交流电机
异步电机:利用定子绕组产生的旋转磁场与转子绕组中感应电流之间的相互作用产生电磁转矩。当定子绕组通入三相交流电时,会产生一个旋转磁场,转子导体在旋转磁场的切割作用下,产生感应电动势和感应电流,感应电流在磁场中受到电磁力的作用,从而使转子旋转。
同步电机:定子绕组同样产生旋转磁场,而转子绕组通入直流电后,形成一个固定的磁极。在定子旋转磁场的作用下,转子磁极会被定子磁场 “牵引” 着以与定子磁场相同的转速旋转,即实现同步运行。
转子不平衡
故障描述:电机转子在旋转过程中,由于质量分布不均匀,产生不平衡的离心力,导致电机振动增大。
产生原因:转子在制造过程中存在质量偏差;转子在运行过程中受到不均匀的磨损或腐蚀;转子上的零部件松动或脱落。
检查方法:可通过观察电机的振动情况来判断,若电机振动明显且伴有异常声音,可能是转子不平衡;也可使用振动测试仪等专业设备进行测量。
电源方面
电压过高:当电源电压高于电机的额定电压时,电机的磁通会增加,导致磁路饱和,激磁电流增大,从而使电机铁耗和铜耗增加,产生过多热量。一般来说,电压每升高 10%,电机的铁耗会增加约 30% - 50%。
电压过低:电源电压过低时,电机为了输出足够的转矩来驱动负载,会增大电流。根据电机的特性,电压降低时,电流与电压成反比例关系增加,这会使电机绕组的铜耗大幅增加,导致电机过热。例如,当电压降低 10% 时,电流可能会增加 20% - 30%,电机发热明显加剧。
三相电压不平衡:三相电源电压不平衡度超过规定范围,会使电机三相电流不平衡,导致电机产生额外的损耗,引起局部过热。一般要求三相电压不平衡度不超过 5%,否则会对电机运行产生不良影响。
电机本身
绕组短路:电机绕组发生匝间短路、相间短路或对地短路时,短路处会产生很大的短路电流,使绕组发热急剧增加。例如,长期运行导致绕组绝缘老化、破损,就容易引发短路故障,造成电机过热。
绕组断路:绕组断路会使电机三相电流不平衡,未断路相的电流增大,从而使电机发热。而且断路处还可能产生电弧,进一步增加局部温度,损坏电机。
定转子气隙不均匀:定转子之间的气隙不均匀会导致磁场分布不均匀,使电机产生单边磁拉力,增加电机的运行阻力,同时也会使电机的铁耗和铜耗增加,引起电机过热。
电机选型不当:如果选择的电机功率过小,无法满足实际负载的需求,电机就会长期处于过载状态运行,必然会导致电机过热。反之,若电机功率过大,与负载不匹配,会使电机运行效率降低,也可能出现过热现象。