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电机的应用

工业领域:用于驱动各种生产设备,如机床、风机、水泵、压缩机等,是工业生产中不可或缺的动力源。

交通运输领域:在电动汽车、电动列车等中作为驱动电机,为车辆提供动力;在飞机、船舶等交通工具中,也用于各种辅助设备,如空调系统、液压泵等的驱动。

日常生活领域:常见于家电产品,如冰箱、空调、洗衣机、风扇等,为这些设备的运行提供动力。

新能源领域:在风力发电、太阳能发电等新能源发电系统中,发电机将风能、太阳能等转换为电能,实现能源的转换和利用。

绕组短路

故障描述:电机绕组的绝缘损坏,导致相邻的导线之间直接接触,形成短路回路。短路可能发生在同一相绕组的不同线匝之间(匝间短路),也可能发生在不同相绕组之间(相间短路)。

产生原因:长期过载运行使绕组过热,加速绝缘老化;电机受潮使绝缘性能下降;制造工艺不良,如绕组绝缘包扎不紧、绝缘材料有缺陷等。

检查方法:可使用万用表或兆欧表测量绕组的电阻或绝缘电阻,若电阻值明显低于正常值,可判断为短路故障。

电磁性能改变

绕组电阻增大:根据电阻的温度特性,金属材料的电阻会随温度升高而增大。电机绕组在过热时,其电阻值会明显增加,这会导致电机的铜耗(即绕组中由于电流通过电阻而产生的损耗)增大,使电机的效率降低。

磁性能下降:电机中的铁心材料在高温下磁导率会发生变化,导致磁场分布不均匀,电机的电磁性能下降。例如,永磁电机中的永磁体在高温下可能会出现退磁现象,使电机的输出转矩减小,影响电机的运行性能。

性能参数变化:由于绕组电阻增大和磁性能下降等因素的综合影响,电机的性能参数如转速、转矩、功率因数等都会发生变化,无法保持在设计的额定状态下运行,可能无法满足负载的要求,甚至出现运行不稳定的情况。

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。

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