三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理安全保護(hù)措施探究

1、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理安全保護(hù)措施探究隨著我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展 ,電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)力被各行各業(yè)廣泛使用。在我國(guó)的農(nóng)業(yè)科研領(lǐng)域 ,大量小型三相異步電動(dòng)機(jī)被普遍使用著。然而 ,因工作人員對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)工作原理了解不夠透徹 ,安全保護(hù)措施不到位 ,使用監(jiān)管脫節(jié)等原因 ,導(dǎo)致每年三相異步電動(dòng)機(jī)損壞、燒毀事件居高不下 ,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此 ,對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、 安全保護(hù)措施、正常使用和規(guī)范管理進(jìn)行分析尤為重要。本文主要對(duì)小型三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、原理、應(yīng)用以及安全保護(hù)措施進(jìn)行簡(jiǎn)單分析 ,以期對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)使用壽命的延長(zhǎng)、提高工作效率、經(jīng)濟(jì)效益起到促進(jìn)作用。一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基

2、本結(jié)構(gòu)三相異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單分析由兩部分組成 ,即定子部分和轉(zhuǎn)子部分。顧名思義 ,首先固定不動(dòng)的部分叫做定子部分 ,它包括機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部件 ;其次旋轉(zhuǎn)的部分叫做轉(zhuǎn)子部分 ,它包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風(fēng)葉等部件。由于三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)的不同 ,它又分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類。鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組像一個(gè)圓柱形的籠子 ,在轉(zhuǎn)子鐵芯槽中放置著若干銅條或鋁條 ,兩端用端環(huán)短接。而繞線式轉(zhuǎn)子繞組則與定子繞組相似 ,在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放著對(duì)稱的三相繞組 ,該三相繞組一般做星型聯(lián)結(jié) ,轉(zhuǎn)子繞組的三相末端連接在一起 ,三個(gè)首端分別連接到轉(zhuǎn)軸上的三個(gè)彼此絕緣的銅制集電環(huán)上 ,環(huán)與環(huán)

3、、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間相互絕緣 ,是通過(guò)電刷與外電路的聯(lián)結(jié)開(kāi)始工作。二、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)磁路的產(chǎn)生因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)底座是用鑄鐵制成 ,機(jī)座內(nèi)裝有相互絕緣的硅鋼片 ,并且疊制成桶型鐵芯 ,鐵芯內(nèi)腔有分布均勻的槽 ,槽內(nèi)放置定子三相繞組。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心也是用硅鋼片制成 ,硅鋼片表面也有均勻分布的槽 ,其作用是用來(lái)放置轉(zhuǎn)子繞組 ,并且制成圓柱體安裝在轉(zhuǎn)軸上 ,轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心之間存在一定空隙 ,如此的分布使三相異步電動(dòng)機(jī)的磁路自然就形成了。三相異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的形成為了理解方便 ,我們假想把三相異步電動(dòng)機(jī)的三相對(duì)稱定子繞組放置理想的空間 ,要求做成相同的三個(gè)繞組,彼

4、此擺放之間間隔120 度,并且三個(gè)相同的三相繞組做成星型聯(lián)結(jié)。當(dāng)給對(duì)稱三相定子繞組通入對(duì)稱的三相交流電流時(shí),瞬間定子電流就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),并且以相同的轉(zhuǎn)速按照順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) ,和停止的轉(zhuǎn)子之間有著相對(duì)運(yùn)動(dòng) ,相當(dāng)于磁場(chǎng)靜止 ,此時(shí)轉(zhuǎn)子沿著逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓 , 其方向是用右手測(cè)定確定。 由于轉(zhuǎn)子繞組電路是通過(guò)短路環(huán)自行封閉 , 所以在感應(yīng)電壓作用下 ,在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流 ,而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體處于磁場(chǎng)之中 ,將會(huì)受到電磁力的作用 ,此時(shí)電磁力對(duì)轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩 , 于是轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 其方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向一致 , 這就是三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理。值得注意的是

5、 ,三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向相同 ,但是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速 ,這就是三相異步電動(dòng)機(jī)獨(dú)特之處。同時(shí)也只有必備這個(gè)條件 , 三相異步電動(dòng)機(jī)才能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 這也是為什么叫三相異步電動(dòng)機(jī)的原因。三、三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用三相異步電動(dòng)機(jī)其實(shí)就是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種設(shè)備。 并且它是利用電磁感應(yīng)原理工作 ,因此也叫三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)與其他三相電動(dòng)機(jī)相比較 ,其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在 :首先是工作效率高 ,噪音低 ,振動(dòng)小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)格便宜、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便;其次是三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力要比其他三相電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力強(qiáng),(電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力大小是衡量電動(dòng)機(jī)性能優(yōu)差主要依據(jù)。

6、根據(jù)資料和曲線圖分析得知 ,一般電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力為 1.82.5, 而小型三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力為 2.22.4) 。因此 ,三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用廣泛性遠(yuǎn)超過(guò)其他類型的三相電動(dòng)機(jī)。但是 ,三相異步電動(dòng)機(jī)也存在一些不足 , 主要表現(xiàn)是功率因素低 ,調(diào)速性能差。所以三相異步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用也受到了一定的限制。隨著我國(guó)科技技術(shù)不斷向前邁進(jìn) ,不久會(huì)使得三相異步電動(dòng)機(jī)的技術(shù)得到進(jìn)一步完善 ,應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展。四、三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行管理安全保護(hù)措施第一 ,從三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行來(lái)看 :三相異步電動(dòng)機(jī)故障大體可以分為兩部分 ,一部分是機(jī)械原因 ,主要表現(xiàn)為軸承和風(fēng)機(jī)的磨損與損壞,另一部分是電磁故障 ,二者相互

7、關(guān)聯(lián)。軸承損壞 ,引起三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)載 ,甚至堵轉(zhuǎn) ,致使風(fēng)機(jī)損壞 ,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)散熱困難 ,溫度快速升高 ,造成絕緣受損 ,使用壽命縮短。解決方法就是對(duì)設(shè)備制定規(guī)范管理模式,定期做維護(hù)保養(yǎng)。第二 ,從三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)看 :鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)的空子鐵芯放置在繞組槽內(nèi)必須有良好的絕緣。 繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組與空子繞組一樣 ,繞組與鐵芯間有絕緣層 ,三個(gè)端線所接的銅(或鋁 )制滑環(huán) ,環(huán)與環(huán)之間、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間也是彼此存在可靠的絕緣性能。為了確保三相異步電動(dòng)機(jī)相與相之間、相與帶電體之間、帶電體和外殼之間的絕緣性能,必須使用耐熱等級(jí)較好的絕緣材料。避免三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)異常溫差,

8、異常抖動(dòng) ,異常磨損 ,異常響聲等因素給三相異步電動(dòng)機(jī)帶來(lái)傷害。第三 ,三相異步電動(dòng)機(jī)日常使用、管理保護(hù)措施不到位 :(1)三相異步電動(dòng)機(jī)日常使用、管理保護(hù)措施經(jīng)常被人們忽視 ,導(dǎo)致三相異步電動(dòng)機(jī)因管理不當(dāng)而縮短使用壽命甚至造成損壞情況較多。因此 ,三相異步電動(dòng)機(jī)的使用單位要求管理人、 使用人必須有足夠的業(yè)務(wù)技能知識(shí),有較強(qiáng)的工作責(zé)任心 ,在使用前應(yīng)充分考慮周圍環(huán)境因素。否則 ,會(huì)出現(xiàn)因使用環(huán)境惡劣 ,如潮濕、有震動(dòng)、有腐蝕性氣體、散熱條件差等因素 ,使得觸頭損壞、接線柱氧化或接觸不良 ,造成三相異步電動(dòng)機(jī)缺相燒毀事件。為了避免三相異步電動(dòng)機(jī)使用環(huán)境因素和管理措施不到位造成的傷害 ,在使用前必

9、須選擇滿足環(huán)境要求的三相異步電動(dòng)機(jī)、電器元件 ,符合要求的安全防護(hù)措施。必要時(shí)強(qiáng)制改善周圍環(huán)境 ,定期更換電器元器件。 使得三相異步電動(dòng)機(jī)的性能、 使用價(jià)值得到充分利用。 (2) 三相異步電動(dòng)機(jī)在安裝中 ,因安裝人員技能水平不高 ,管理松散 ,工作人員工作不認(rèn)真等因素導(dǎo)致三相異步電動(dòng)機(jī)安裝存在缺陷 , 造成導(dǎo)線斷裂或絕緣受損等情況 ,出現(xiàn)漏電、短路、缺相。因此在安裝施工過(guò)程中 ,要嚴(yán)格遵循行業(yè)規(guī)范、認(rèn)真組織、文明施工、嚴(yán)格把關(guān),待安裝完畢后驗(yàn)收合格后方可使用。在使用期間要做到定期檢查,按照周期進(jìn)行保養(yǎng)。避免三相異步電動(dòng)機(jī)的接觸觸頭損壞嚴(yán)重 ,而造成三相異步電動(dòng)機(jī)缺相短路運(yùn)行。 (3) 三相異步

10、電動(dòng)機(jī)本身質(zhì)量不好。線圈繞組焊接工藝不達(dá)標(biāo) ,引線和線圈接觸不良 ;電氣元件質(zhì)量不合格 , 耐壓性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn) ,造成觸點(diǎn)損壞、粘死等異常現(xiàn)象。因此三相異步電動(dòng)機(jī)在購(gòu)置時(shí)應(yīng)選擇正規(guī)廠家、正規(guī)品牌、質(zhì)量有保證的電動(dòng)機(jī) ;選擇合格、合適的元器件 ,安裝前應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真檢查、仔細(xì)核對(duì)、對(duì)號(hào)入座 ,從而有效提高三相異步電動(dòng)機(jī)工作效率和使用價(jià)值。五、三相異步電動(dòng)機(jī)安全保護(hù)措施為了確保三相異步電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行 ,延長(zhǎng)使用壽命 ,三相異步電動(dòng)機(jī)的安全保護(hù)措施一般分為機(jī)械保護(hù)和電氣保護(hù)措施。 機(jī)械保護(hù)措施主要是指三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)對(duì)軸承、風(fēng)葉等的保護(hù) ,做到多聽(tīng)運(yùn)行聲音 ,多觀察運(yùn)行情況 ,對(duì)軸承、風(fēng)葉進(jìn)行定期

11、保養(yǎng) ,就會(huì)使三相異步電動(dòng)機(jī)最大化地延長(zhǎng)使用壽命。 三相異步電動(dòng)機(jī)本身和電氣設(shè)施安全保護(hù)措施主要有 :短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、缺相保護(hù)、欠電壓保護(hù)和失壓保護(hù)、接零和接地保護(hù)。短路保護(hù)為了防止三相異步電動(dòng)機(jī)線路、繞組、控制電氣等某絕緣部位受外力或其他原因?qū)е聯(lián)p壞設(shè)置的保護(hù)措施。三相異步電動(dòng)機(jī)發(fā)生短路故障時(shí) ,如果不能自動(dòng)快速得到保護(hù),迅速切斷電源 ,將會(huì)立即出現(xiàn)很大的短路電流 ,發(fā)生電動(dòng)機(jī)燒毀事故。因此,在發(fā)生短路故障時(shí) ,保護(hù)措施必須迅速切斷電源。 通常短路保護(hù)設(shè)施是由熔斷器和自動(dòng)空氣斷路器來(lái)完成。熔斷器和自動(dòng)空氣斷路器串聯(lián)在被保護(hù)的電路中,當(dāng)電路出現(xiàn)短路時(shí) ,很大的短路電流流過(guò)熔體時(shí),熔體立即

12、熔斷 ,切斷該相供電電源 ,但是熔斷體在熔斷時(shí)并不能三相全部熔斷,所以會(huì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行 ,此時(shí)三相異步電動(dòng)機(jī)至少有一相實(shí)際電流遠(yuǎn)超出電動(dòng)機(jī)額定電流 ,而此時(shí)自動(dòng)空氣斷路器會(huì)立即自動(dòng)將三相電源同時(shí)斷開(kāi) ,使三相異步電動(dòng)機(jī)停止 ,完成電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù),過(guò)負(fù)荷保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行特點(diǎn)就是會(huì)出現(xiàn)較大工作電流 ,三相異步電動(dòng)機(jī)如遇到軸承磨損嚴(yán)重 ,外在阻力加大 ,負(fù)載加重 ,缺相運(yùn)行時(shí)都會(huì)使三相異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際工作電流超過(guò)允許的最大工作電流值,此時(shí)電動(dòng)機(jī)本身絕緣和電氣部分絕緣均會(huì)受到傷害 ,此時(shí)工作電流越大 ,電動(dòng)機(jī)抗損能力越小 ,時(shí)間越短 ,三相異步電動(dòng)機(jī)損壞就越嚴(yán)重。為了避免電動(dòng)

13、機(jī)過(guò)載超負(fù)荷運(yùn)行 ,常使用過(guò)載保護(hù)器熱繼電器和斷路器對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)實(shí)際工作電流較大時(shí) , 熱繼電器在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)切斷電源 ,電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷 (就是大電流 )運(yùn)行保護(hù)措施完成。缺相保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行分為以下幾種 :一是三相異步電動(dòng)機(jī)外部電源線或電氣某環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常造成一相或兩相缺相 ;二是三相異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子或轉(zhuǎn)子某部位出現(xiàn)異常造成一相或兩相缺相。 無(wú)論哪種情況 ,都會(huì)使三相異步電動(dòng)機(jī)三相工作電壓迅速失去平衡 ,至少有一項(xiàng)電流會(huì)快速增大 ,導(dǎo)致三相異步電動(dòng)機(jī)受損或燒毀。保護(hù)措施一般選用三級(jí)熱繼電器和自動(dòng)空氣斷路器就可以迅速切斷電源 ,使電動(dòng)機(jī)停機(jī)而達(dá)到保護(hù)目的。失

14、壓保護(hù)和欠電壓保護(hù)失壓保護(hù)是為了防止因人為或非人為原因?qū)е碌耐ｋ?,當(dāng)電源恢復(fù)后 ,阻止電動(dòng)機(jī)再次自行啟動(dòng)的一種保護(hù)措施。欠壓保護(hù)是為了避免因某種原因?qū)е码娫措妷合赂∵^(guò)多 ,而出現(xiàn)實(shí)際工作電流過(guò)大危害電動(dòng)機(jī)安全所采取的保護(hù)措施。 失壓保護(hù)和欠壓保護(hù) (小功率電動(dòng)機(jī) ), 一般采用低電壓繼電器自行釋放即可自動(dòng)完成保護(hù)功能。接地保護(hù)和接零保護(hù)在電源中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng)(即 380V 三相四線制供電系統(tǒng) )中,接地保護(hù)是指三相異步電動(dòng)機(jī)本身和其配套設(shè)施不應(yīng)該帶電的部位與接地裝置牢靠連接在一起 ,防止人身傷害的一種保護(hù)措施。在供電系統(tǒng)中如果不采取該保護(hù)措施 ,三相異步電動(dòng)機(jī)本身和其配套設(shè)施因帶電部分

15、絕緣損壞導(dǎo)致不該帶電部位帶電 ,當(dāng)人體接觸該部位時(shí) ,接地電流全部經(jīng)過(guò)人體流過(guò) ,具有生命危險(xiǎn)。采用接地保護(hù)措施后 ,接地電流沿著接地體和人體兩條途徑同時(shí)流過(guò) ,由于人體與接地體是并聯(lián)關(guān)系 ,每條路徑的流過(guò)電流與本身電阻成反比關(guān)系,因?yàn)槿梭w電阻比接地體電阻大很多 ,所以經(jīng)過(guò)人體的電流很小。潮濕的地方及有必要時(shí)還要采取重復(fù)接地保護(hù)措施,從而避免觸電傷害。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)(三相五線制供電系統(tǒng) )中為預(yù)防由于其他原因?qū)е码妱?dòng)機(jī)自身和其他配套設(shè)施非帶電部位出現(xiàn)危險(xiǎn)電壓 ,應(yīng)該根據(jù)電力有關(guān)規(guī)定 ,采取保護(hù)接地和保護(hù)接零保護(hù)措施 ,以保障人身和設(shè)備的安全。六、三相異步電動(dòng)機(jī)線路和其配套保護(hù)電氣的選擇電動(dòng)機(jī)

16、線路和其配套保護(hù)電氣選擇可由熱繼電器、接觸繼電器和帶有靈敏度較高瞬間保護(hù)的自動(dòng)空氣斷路器組成。接觸器用來(lái)啟動(dòng)、停止三相異步電動(dòng)機(jī) ,熱繼電器用來(lái)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的超載過(guò)負(fù)荷 ,帶有較高靈敏度瞬間保護(hù)的自動(dòng)空氣斷路器保護(hù)電動(dòng)機(jī)的短路故障。電動(dòng)機(jī)線路和其配套保護(hù)電氣選擇可由熱繼電器 ,接觸器和熔斷器 (FS)組成并實(shí)施。熱繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)過(guò)載 ,接觸器用來(lái)停止和啟動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī),熔斷器是用來(lái)避免三相異步電動(dòng)機(jī)短路故障。電動(dòng)機(jī)線路和其配套保護(hù)電氣選擇可由保護(hù)性自動(dòng)空氣斷路器組成 ,電動(dòng)機(jī)自動(dòng)空氣斷路器既用做電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止 ,又可用作確保電動(dòng)機(jī)過(guò)載和短路故障產(chǎn)生的大電流保護(hù)。電動(dòng)機(jī)線路和其配套保護(hù)電氣選擇可由接觸器和保護(hù)型斷路器組成。 接觸器作為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止使用 ,電動(dòng)機(jī)保護(hù)性自動(dòng)空氣斷路器作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載和短路故障保護(hù)措施。工作經(jīng)驗(yàn)結(jié)論 :第一、第二種適合頻繁啟動(dòng)、停止的三相異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)措施使用 ,但是不經(jīng)濟(jì) ,適用于地下車庫(kù)污水泵、食堂和面機(jī)等三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)。 第三種只能適用于不頻繁啟動(dòng)、 停止的三相異步電動(dòng)機(jī)使用 ,適合綠化抗旱水泵、垃圾場(chǎng)垃圾起吊箱等部位使用的三相異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù) ,并且第三種最經(jīng)濟(jì)但是安全程度不高。第四種適用于不經(jīng)常不頻繁啟用的三相異步電動(dòng)機(jī)保護(hù)措施使用 ,適用于自動(dòng)伸縮門(mén) ,電動(dòng)升降機(jī)等三相異步電動(dòng)機(jī)的