什么是集电环?

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电气百科:电机集电环的更换与运行

电气百科:电机集电环,起重电机,节能电机,空压电机,发电机组

正常运行时,三相绕组通过集电环引出的电阻短接。上绕有对称的三相绕组。启动时,在转子绕组中串入一个启动电阻,达到了减小启动电流的目的。

对于集电环面轻微烧痕、麻点、刷痕等缺陷,可用油石、细锉打磨,最后用零零号砂布打光。在一般情况 下,不应轻易车削集电环,因车削一次便会降低很多寿命,但在下列情况下,应考虑车旋铜环的外径:

(1)当铜环表面磨损和烧伤程度比较严重,深度超过1mm,面积占总面积的20%~30%,并且靠手工打磨已无法恢复原状,不能保证电机正常运行时;

(2)电机转速在1000r/min及以上的集电环,其径向偏摆超过0.05mm;

(3)转速在100r/min以下的集电环,径向偏摆在0.08mm时。

车旋铜环外径时,要求车刀锋利,进刀量要小,切削速度约1~1.5m/s。车削深度以消除缺陷为限。车旋后的 电机集电环工作面偏摆不应超过0.03~0.05mm。轴颈径向跳动不大于0.1%,各环直径之差不应超过外径的1%。

怎么更换电机集电环呢:

1. 加宽电机集电环。现有电机集电环宽度为40 mm,改造后电机集电环宽度将增加为80 mm,增大电机集电环的宽度可以提高集电环的散热性能,且有利于电刷和刷握安装方式的改造。

2. 改电机集电环环面为螺旋沟槽环面。旧电机集电环环面均为平面结构,容易导致电刷表面形成微小的气膜,不利于碳刷和集电环环面的充分接触。新电机集电环环面采用螺旋沟槽环面。

3. 增加上下电机集电环的间距。增加电机集电环间距的主要目的在于防止机组突然抬机而导致上下电机集电环之间短路,减小电机集电环环面烧蚀的概率。

电气百科:起重电机烧坏的原因

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1、除了缺相,烧毁电机的原因还有

A、负荷太重;

B、电机轴承损毁;

C、刹车不灵,在运转时,有没脱开或电磁线圈接触不良,造成有时掉电,抱死刹车鼓了。

2 、缺相的原因:

A、接触器触点频繁启动,很快烧蚀,触片弹簧、触头处塑料烧变形等这些都会使触点位置不够,造成缺相。

B、熔断器过小造成发热烧断缺相;

C、电源接触不良造成缺相;

D、电机进线接触不良。

E、安装灵敏度较高的自动空开和热过流保护器,安装缺相控制器可有效防止之。

3、缺相保护器对缺相的保护是很灵的,一旦缺相,它可即刻断开接触器,价格不贵的,一般只40--50元内。把原来的控制电路启动线过它的一组常闭触头就完成了。

电气百科:如何将节能电机的作用最大化?

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如何将节能电机的作用最大化:这意味着不是仅仅从电机铭牌上读出一个最大节能值就万事大吉。

环境保护虽然可以唤醒个人和公众的广泛关注,但对于商业决定未免显得苍白无力。公司购买和安装电机需要一个更好的商业理由,努力节省电能以使项目更加具有成本效益。安装更节能的电机以减少能耗能够很好地满足这种诉求。美国新的电机效率标准已经从2010年12月19日开始执行,使用节能电机已成为一种规定。

当谈及节能电机时,你必须明白这个词实际上就是指带有转子和励磁绕组的传统结构电机。Rockwell Automation公司Kinetix Motion Control的全球产品经理David Hansen说道:“感应电机可以做成标准能效、高能效、超高能效等不同类型,而永磁电机却不能。”

由于无需使用额外的电能来创造定子磁场,所以永磁电机结构天生就具有更高的效率。Baldor Electric公司交流电机高级产品经理John Malinowski指出:“交流感应电机具有一整个产品族,符合NEMA 超高能效中的NEMA MG 1 中表12-12和12-13要求以及IEC 60034- 30标准中IE3等级的要求。”

正是因为这样,我们将讨论仅限于具有铁磁体芯和定子线圈的感应电机,对于永磁体电机的能效特性我们以后再加以讨论。

Malinowski继续道:“超高能效电机比老式电机的容差更小、更少发热、更少振动、更安静、更耐久。”而且,Bosch Rexroth公司的工业部经理Peter Fischbach说道:“当今交流感应电机的高效率是通过使用新型的开槽和绕线几何学、更优的铁芯材料和铜转子来提升能量转化路径和物理性能来实现的。”

什么使电机效率更高?

Malinowski说道:“更高效率的关键就是减少损耗。线圈使用更多的铜可以减少定子损耗,更高等级的铁芯硅钢可以减少铁芯上的损耗。更少的损耗意味着制冷所需的电能就更低,这也降低了损耗。”Fischbach补充道:“损耗主要发生在定子和转子上的传导损耗以及铁芯本身的损耗,这些损耗也被称为磁芯损耗或者滞后损耗”

Hansen列举了一些设计方法,可以使电机具有高能效:

绕组电阻——随着绕组电阻的增加,电机效率会降低。为了使电机效率最大化,电机的设计人员通过最大化定子槽填充量(定子槽中的铜绕线)和最小化终端绕线半径(电机槽外铜绕线数量)以实现电机效率的最大化。

叠片材料——磁芯损耗的大小与材料特性和定子叠片所使用铁的质量直接相关。而且,更薄的叠片比较厚的叠片具有更低的定子磁芯损耗。

叠片齿形几何学——叠片齿形几何学会影响电机内部的磁通密度。能够提供更高磁通密度的齿形几何学可以降低杂散损耗,并因此提高能效。

系统才是关键

Fischbach建议道:“大多数工厂自动化和工业应用的目的是高效率地使用能源,带来最高的产出。因此在投资购买电机之类的独立设备之前,分析、建模、优化整个系统是十分有必要的。”

Malinowski同意道:“使用更好的电机更换低能效的电机很容易,但是却未必能获得更高的能效。95%能效的电机与具有90%到95%能效的斜齿-螺旋伞减速机搭配使用可以获得很高的能效,但是与仅仅具有50%到60%的二级减速齿轮系统搭配使用效果就不理想了。”

Fischbach也同意:“高能效是一个相对的概念,因为我们必须考虑高能效设备对整个系统能效的影响因素,例如循环时间或者产量。例如,如果不使用低效率的驱动装置,例如齿轮箱,一台80%能效的直驱扭矩电机比95%能效的伺服电机更加节能——也更能提高产量。”

别做这些事

Fischbach警告道:“工程师所犯的最大错误就是仅仅注意电机铭牌上的效率,以为具体应用也会达到类似能效。”

不同的电机具有不同的特性,必须与特定应用匹配,才能使高能效电机物尽其用。例如,较为昂贵的超高能效交流感应电机如果长期工作于半载或者空载状态下并不会节省能源。

Malinowski提供了一个使用一台新型超高效节能电机替换一台离心泵上的老式电机的例子。叶轮尺寸可能是根据老式电机速度设计的,而更高能效的新型电机在同样的负载下很可能会具有更高转速,导致更高的能耗。整个系统也许会具有更高能效,但是所提供的额外转速毫无用处。

Hansen建议道:“对提高效率确实关心的设计人员们不会想当然地更换一台电机,而是会从整套设备的设计全局考量。如果与设计低劣的机械系统相连,即使一台完美能效的电机也不能带来很大的能源节省。在电机和负载之间的任何机械传动设备都不可避免地具有较低能效。最高精度的行星齿轮减速机构,在全新时也只具有最高90%到95%的效率。蜗杆蜗轮减速箱的能效则更低,只有50%到60%。”

他总结道:“提高设备效率的终极解决方案是不使用任何机械传动机构,而使用直驱永磁伺服电机。”

电气百科:空压机电机的保护

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空气压缩机简称空压机,作为通用的机械设备,在工农业生产领域中得到广泛应用。问题是作为空压机动力设备的电动机(三相异步电动机),其故障损坏率普遍居高于其它设备的电动机。原因何在?本文将提出有关空压机电动机的损坏原因及如何保护问题的基本概念和论点,希望能起到抛砖引玉的效应,引起空压机制造行业和广大用户的关注,共同参与探讨。

空压机电动机的损坏原因分析

空压机电动机损坏原因是多方面及综合性的。我们深入到空压机工作、生产现场实地进行调查认为,空压机电动机损坏的原因除了与其他的电动机动力设备具有共性常规故障因素外,还与空压机自身的特定运行产生的故障因素有关。分析归纳主要如下几点:

空压机工作条件要求

空压机的机械运作,电气控制比较简单(特别是小功率型),一般都是单机组独立工作,处于无专业操作场合,对故障的发生处理不及时,相对讲,故障的重复扩大率增多。

气压自动开关的可靠性和灵敏性

空压机的起停通常由气压自动开关(气压继电器)直接带动交流接触器对电动机实现自动控制。而气压自动开关大多数采用机械式结构,利用弹簧压缩与释放能量操动触点。也许是气压自动开关的先天不足或因调节不当、机震等不同原因的影响。在控制气压过程中,时常可能会出现两种不正常的动作现象:

1、气压自动开关过气压时拒动作,使电动机不能正常运行,气压继续上升,导致电动机超负荷过载运行,严重时可能发生故障阻塞现象。

2、气压自动开关瞬态震跳现象(特别是气压接近上限或下限临界状态),同时使交流接触器产生同步震跳。致使交流接触器的主触点在频繁起动电流冲击下烧坏或粘死造成停机或缺相故障运行。

自动排气阀失灵

空压机一般没有自动排气装置,当气压达到设定压力时,停机后自动排气降压,预置下次空载起动,排气阀失灵后,空压机缸内气压不能释放,等于电动机带载起动,可能造成起动困难或堵转故障。

运行中突遇停送电

自动档控制的空压机,遇到突然间停送电情况(如市电,自备电电源转换),由于空压机缸内气压来不及释放又重新启动。电动机处于重载起动,很可能形成堵转故障。

过于频繁起动

因外围用气量不规则,用气量大时,迫使电动机作频繁起动工作。起动时大电流产生的热余量积累不易散发,使电动机温升过热,很可能造成电动机烧毁。

重负荷停机

空压机的停机,与其他设备不同,都是在达到设定上限最大压力时停机。交流接触器在承受重负荷、大电流下分段动作。此时拉弧火花最为严重,对交流接触器损坏造成很大威胁,由于交流接触器损坏,将引发电源性质故障。如不平衡(缺相)等运行状态。

空压机自身机械性质故障

空压机是不均匀负荷性质,机震噪声大,传动机件受阻引起磨损损坏等机械性故障,极容易引起电动机过载(堵转、阻塞等)。

空压机电动机保护现状

上述几点典型故障因素表明,空压机电动机的正确、合理的保护显得非常之迫切和必要。但是,目前为止,空压机电动机的保护装置仍然以热继电器为主。当然,热继电器作为传统的保护产品,它结构简单、使用方便、价格低廉、具有一定的反时限特性等优点,但是其工作原理、性能特征决定着它功能小、功耗大、精度低、整定粗糙、易受环境影响、重复性差、误差大等不足和缺陷。对于电动机起动过程中的堵转、长期过载等故障,不能实现可靠保护,因此无法满足空压机实际保护要求。因此,保护失败也是不可否认的事实。社会在发展,科技在进步,落后产品要面临被淘汰,热继电器已完成自己的历史使命。

保护起动器(空压机专用)

新一代的电子式电动机保护器是先进电子技术时代的产物,它具有热继电器不可比拟,也无法实现的功能特征。而保护起动器(空压机专用),以下简称起动器,更是针对空压机的特殊保护需求而研制的新一代电子式电动机保护产品的派生系列产品。对空压机电动机的保护具有更科学、更合理、更正确的保护实效。它解决了空压机在使用过程中因气压自动开关的推动开关元件接触不良、弹性元件的自由端移位不正确及气压自动开关频繁动作等,使交流接触器瞬间连续性震跳,热量不能散发,致使交流接触器的主触头烧坏或触点粘连,导致电动机缺相或过流运行,从而使电动机烧毁的难题;填补了国内磁力启动器以专用电动机保护器模块的保护起动器的空白。

功能特征

a、起动器设计有运行、断相、过载故障状态指示,为用户检修提供便捷。

b、起动器对空压机的起动、运行至停机等全过程进行信号检测记忆,自动适应空压机电动机的热功率要求,可以对电动机不同的热状态,采取不同的保护动作时间。

c、由于起动器内部设有冷态、热态过载保护特性K系数曲线检测电路及不平衡检测电路,故能够对空压机电机在起动和运行过程中可能出现的断相、过载、堵转、阻塞、三相不平衡等故障均采用反时限特性进行保护。

d、起动器设计有自检功能,可辨别电源输入端与自身工作是否正常,而采取相应的自锁措施。

e、起动器有效的解决了因气压自动开关在过气压时拒动作,导致电动机处于超负荷的过载或严重时可能发生阻塞行为,以及气压自动开关瞬态震跳(疑似晃电现象,特别是气压接近上限或下限临界值状态),同时使交流接触器产生连续性同步震跳,致使交流接触器的主触头在大电流冲击下,热量不能散发而烧坏或粘连造成缺相运行的问题。

f、起动器有效的解决了因止逆阀失灵后气缸内剩余气压不能释放,空压机不能停机或卸载,造成电动机过载而烧坏的问题。

g、起动器有效的解决了空压机因外围用气量不规则,迫使空压机作频繁起动,加上起动时大电流的产生,热余量积累又不易散发,使电动机温升过高,而难以保护的问题。

保护起动器(空压机专用)应用实例

1、保护起动器(空压机专用)为什么对空压机电动机能起到良好的保护效果?以下举例以解读说明:

例1:空压机电动机多次烧毁事故

故障现象:某鞋业公司一台空压机电动机,在短时间内发生两次烧毁事故,电源开关有跳闸动作,烧毁时间都出在电源转换场合。检查电动机时,发现均有三相绕组过热结缘碳化迹象,初步认定为电动机严重过载所

致。

原因分析:空压机属自动档位工作,当电源转换时(市电自备电),空压机气压达到最大上限。由于停机时缸内气压未能排放,送电时直接自行起动,气压高,电动机起动困难,视为堵转故障性质。而电动机工作电路又无合理保护,只设有电源开关(断路器)以代替。所以当严重过载、堵转故障发生时,断路器虽然跳闸,但已为时过晚,只有烧坏电动机为代价。

改进处理:原因明确后,更换了新型的保护起动器(空压机专用),事后遇到诸类故障,保护模块起到应有保护作用,避免了电动机再次烧毁。

例2:空压机磁力启动器的交流接触器频繁损坏疑案

故障现象:某厂一台空压机,功率18kW,运行一年后出现不能正常起动运转故障,经初步检查,发现接触器主触头已明显损坏,更换后几天又出现同类故障,之后一个多月内连续换过两次。

故障分析:交流接触器短时间内连续损坏,这可是很不正常的现象,原因是什么?检修人员仔细检查观察发现,在空压机停机瞬间,交流接触器偶尔出现快速震跳,主触头电弧火花非常明显。那么什么原因引起接触器震跳,检查测量控制回路中的接线触点,相关电器均无明显故障疑点,经分析可能是气压自动开关接触器不正常引起。

处理方法:因此类故障现象发生率是偶然现象,隐蔽性强,难以发现。最后决定更换使用专用型保护起动器(空压机专用)。更换后开机试验,故障现象消失,经半年使用,未出现类似故障现象。

例3:空压机机械故障引起起动器动作保护

故障现象:某厂,一台空压机,运行中跳闸停车,故障指示“过载”,断电延时复位后重新启动时发现,电动机起动困难,并有明显的电磁和震动噪声,很短时间内,起动器保护模块保护动作,电源跳闸。

检查:停机检查,电路、电器基本正常,无故障疑点,用人工方法转动电动机轴,较为灵活,转动空压机飞轮时发现有传动被卡,严重受阻现象,怀疑空压机机械故障,拆开缸盖,发现缸内活塞连杆损坏。

原因分析:空压机发生严重机械损坏后,使传动受阻,使电动机不能启动。在保护术语上称堵转故障,电动机堵转时电流大于正常起动电流,因为,起动器保护模块有很强反时限特性在很短时间内起动保护动作。堵转视为严重过载故障,此类型起动器保护模块似“过载”指示显示表现堵转。

处理:空压机机械故障处理排除后,即转为正常启动运行。

例4:空压机频繁起动的保护

故障现象:某厂一台空压机,在运行中多次出现动作跳闸,故障指示“过载”每次复位后又能重新正常起动运行。

检查:返修人员对电路、电器检查、无故障损坏疑点,对传动部位用人工转动,较为轻松自如,无阻碍现象。用钳行万用表测量起动电流、运行电流,均为正常范围,只是发现电动机表面温升较高,有烫手之感觉。

故障原因分析:既然电器、电路、机械、电流都无故障疑点基本正常。那“过载”动作原因是什么?经现场观察,认为是电动机频繁起动引起的。因外围用气量大因此逼使电动机做频繁起动工作。短时间频繁起动电流产生的热余量积累不能散发使电动机过热,而起动器保护模块设计具有热记忆功能,能识别电动机实际热状态,似 “过载”做出保护动作。避免了电动机因过热烧损的可能。

处理:对外围用气量进行调整、控制、开机运行恢复正常。未见频繁动作跳闸。

2、为什么保护起动器(空压机专用)能使空压机气压自动开关不正常工作得以化解?

解:原热继电器保护控制中,气压自动开关触头与热继电器“95、96”触头是串联接于交流接触器回路中,当气压自动开关发生不正常震跳时,有一定时差,就可以消除此类不正常现象。从理论上可以利用延时原理来解决。

保护起动器(空压机专用)首先用特定的接线方式,把起动器保护模块的工作电源改接由空压机气压自动开关控制。

正常工作程序流程:当空压机气压低于整定压力下限值时,气压自动开关呈闭合,起动器保护模块得工作电源,内部控制保护带动交流接触器吸合,空压机电动机起动运行。

当气压上升超过整定值上限时,气压自动开关触头闭合转为分断,回路中交流接触器同时失电释放,电动机停止运行,如此反复循环自动控制空压机电动机起停工作。

保护起动器(空压机专用)工作电源特定接线方式,目的是为了给起动器保护模块内部延时电路获得放电的时间条件。所以,当气压自动开关出现不正常震跳动作时,起动器保护模块内部控制延时动作。从而弥补改善气压自动开关震跳(疑是震荡)频率,起到稳定电路工作。

电气百科:柴油发电机组的电瓶保养维护

电气百科:电机集电环,起重电机,节能电机,空压电机,发电机组

柴油发电机组的电瓶长期没有使用时,在使用前必须给予适当的充电,以保证电瓶正常的容量。(可通过比重计检测电瓶的实际容量) 正常的操作及充电会导致电瓶内一些水被蒸发,这就需要经常对电瓶进行补液,补液前,首先应清洁加注口周围的污物,防止其落入电瓶格中,然后把加注口打开,加入适量的蒸馏水或纯净水,切勿加得过满(以电瓶极板刻度为标准),否则,电瓶放电/充电时,柴油机内部的电解液会从加注口的溢流孔涌出,造成对周围物体、环境的腐蚀破坏。

避免电瓶在低温下启动机组,低温环境下电瓶容量将无法正常输出,且长时间放电有可能造成电瓶故障(开裂或爆炸)。

备用发电机组电瓶应定期对电瓶进行维护充电,可配备浮充电器。

柴油发电机电瓶保养的小技巧:

1、用湿布把电瓶外部擦洗一下,把面板上、桩头上(即正负两个极头)的灰尘、油污、白色粉末等易造成漏电污物擦拭干净。这样经常擦洗电瓶,电瓶的桩头不会积白色的酸蚀粉末,其使用寿命会比较长。

2、打开电瓶加水盖,看看水位是否在正常的位置。一般在电瓶侧边会有上、下限的标线来供你参考。如发现水位低于下标线,就必须添加蒸馏水,如果一下拿不到蒸馏水,则可用过滤自来水来应急。水不可加太多,标准是加到上下标线中间。

3、检查一下电池是否充电正常。如果你有三用电表,在起动发动机后,量一下电瓶两极的电压,必须超过13V以上才算正常。发现充电电压过低,就需要请专业人员检修一下充电系统了。如果没有三用电表,可用目测法:发动机起动后,打开电瓶加水盖,看看每一小格里面有没有冒气泡。正常的状况是不断有气泡冒出水面,而且愈加油会冒得愈多;如果你发现没有冒泡,那很可能就是充电系统有毛病了。特别注意的是做此项检验时会有氢气产生,因此检验时千万不可抽烟,以免发生爆炸起火的危险。

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