[科普中国]-非周期性电机

非周期性电机，是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。

电机简介电机泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。

电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。

电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

电动机的种类1、按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2、按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3、按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4、按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5、按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6、按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。
异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。
同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。

电机的工作制是对电机承受负载情况的说明，它包括启动、电制动、空载、断能停转以及这些阶段的持续时间和先后顺序，工作制分以下9类：

1、连续工作制：在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。

2、短时工作制：在恒定负载下按给定的时间运行，该时间不足以达到热稳定，随之即断能停转足够时间，使电机再度冷却到与冷却介质温度之差在2K以内。

3、断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。这种工作制中的每一周期的起动电流不致对温升产生显著影响。

4、包括起动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段对温升有显著影响的起动时间、一段恒定负载运行时间和一段断能停转时间。

5、包括电制动的断续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段起动时间、一段恒定负载运行时间、一段快速电制动时间和一段断能停转时间。

6、连续周期工作制：按一系列相同的工作周期运行，每一周期包括一段恒定负载运行时间和一段空载运行时间，但无断能停转时间。1

电机的运行条件包括海拔、环境温度、相对湿度。

海拔不超过1000米。当运行地点的海拔指定超过1000米或冷却介质温度随海拔升高而下降时，电机的温升限值应做修正。

最高环境空气温度随季节而变化，但不超过40℃。当运行地点最高环境温度高于或低于40℃时，电机温升应做修正。

最低环境空气温度为-15℃。但对功率小于600W(或VA)和带换向器或滑动轴承的电机最低环境温度为5℃。

对用水作为冷却介质的电机，水和环境空气的最低温度为5℃。

环境空气相对湿度，运行地点的最湿月月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25℃。

电机的周期检查1、电机检查的循环周期为3个月；

2、电机检查的内容包括：

a)电动机线圈的绝缘电阻值；

b)电动机线圈的直流电阻值；

c)电动机运行时的工作电流值；

d)检查电动机转子转动时的灵活性；

e)听电动机运转时产生的声音。

3、电机周期检查的数据由设备管理人员形成记录，需确保数据真实有效，并完成数据分析。通过数据分析作出电机是否需要保养的决策，并指导制作电机保养计划。2

电气方面常见故障电气方面常见故障有三线电流不均衡，定子绕组匝间短路、缺相运行等。其中因缺相运行的电动机烧毁所占比列最大。三相电流不均衡使电动机产生额外发热外，还会造成三相旋转磁场不均衡使电动机发出低沉的声音，机身也因此而振动。

1、三相电流不均衡故障

其主要原因：

①重绕时定子三相绕组匝数不相等。

②绕组首尾端接错。

③电源电压不均衡。

④绕组存在匝间短路、线圈反接等现象。

故障消除方法：

①重新绕制定子绕组。

②检查并纠正。

③测量电源电压、设法消除不均衡。

④消除绕组故障。三相电动机缺一相后，如在停止状态，由于合成转矩为零而堵转，堵转电流为正常电流的3.464倍～6.062倍。因此在此情况下接通电源时间过长或多次频繁的接通电源将使电动机烧毁。运行中的电动机缺一相时，如负载转矩很小，仍可维持运转时仅转速略有下降并发出异常响声。负载重时运行时间过长，将会使电动机绕组烧毁。

2、缺相运行故障

其主要原因：

①熔断器熔断。

②故障熔断是由于电动机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断，因此需要选择适合周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路，并且定期检查维护。

在主回路方面造成缺相运行的原因有：

①接触器动静触头磨损，严重接触不良。

②环境恶劣，触头氧化。

③热继电器选择不当、负载重多次动作，双金属片烧断。

④导线烧断、接线盒内螺栓虚接。

故障排除方法：

①根据实际情况确定合理的检查维护周期。

②选择满足环境要求的电气元件，定期更换元器件。

③选择合适的热继电器、更换多次动作的热继电器。

④在导线和电缆的施工过程中，要严格执行规范，文明施工，定期检查。

3、熔断器熔体的非故障性熔断：一般由于熔体接触不良或熔丝拧得过紧几乎压断熔体，电流选择过小，这样通过的电流稍大就会熔断，尤其是在电动机启动电流的冲击下更容易发生熔体非故障性熔断。熔断器熔断电流一般按下列两种原则选定：

①对于启动次数小及启动时间较短的电动机按IH=IZ/2.5选定。

②对于反复启动及加速慢的电动机按IH=IZ(1.6～2)选定。其中，IH为熔断器额定电流；IZ为电动机启动电流。

此外熔断器的熔体和熔座之间必须接触良好，对于铜铝连接尽可能使用铜铝过渡接头，接线时紧固熔丝要适中，焦化多数采用自动开关，注意选择额定电流值。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学