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Metrahit 27i 電機運維中的應(yīng)用
電機的基本知識
電機及其分類
電機是以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為基礎(chǔ)實現(xiàn)機械能與電能之間的轉(zhuǎn)換以及變換電能的裝置，包括旋轉(zhuǎn)電機和變壓器兩大類。它是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、*、醫(yī)療設(shè)備以及日常生活中十分重要的設(shè)備。電機的作用主要表現(xiàn)在以下三個方面：
電能的生產(chǎn)、傳輸和分配。電力工業(yè)中，電機是發(fā)電廠和變電站中的主要設(shè)備。由汽輪機或水輪機帶動的發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換成電能，然后用變壓器升高電壓，通過輸電線把電能輸送到用電地區(qū)，再經(jīng)變壓器降低電壓，供用戶使用。
驅(qū)動各種生產(chǎn)機械和裝備，在工農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防等部門和生活設(shè)施中，極為廣泛地應(yīng)用各種電動機來驅(qū)動生產(chǎn)機械，設(shè)備和器具。例如，數(shù)控機床、紡織機、造紙機、軋鋼機、起吊、供水排灌、農(nóng)副產(chǎn)品加工、礦石采掘和輸送、電車和電力機車的牽引、醫(yī)療設(shè)備及家用電器的運行等一般都采用電動機來拖動。發(fā)電廠的多種輔助設(shè)備、如給水機、鼓風機、傳送帶等，也都需要電動機驅(qū)動。
用于各種控制系統(tǒng)以實現(xiàn)自動化、智能化。隨著工農(nóng)業(yè)和國防設(shè)施自動化水平的日益提高，還需要多種多樣的控制電動機作為整個自動控制系統(tǒng)中的重要遠件，可以在控制系統(tǒng)、自動化和智能化裝置中作為執(zhí)行、檢測、放大或解算元件。
電機的形式多樣，種類繁多，一般來說電機可以按照驅(qū)動方式分類如下：
電機故障及處理
由于電機的廣泛使用，電機故障便成了影響安全生產(chǎn)主要因素之一，電動機損壞原因與自身質(zhì)量、工作環(huán)境、運行狀態(tài)、保護電路、操作維護、使用年限等有直接關(guān)系，電動機正常使用和周期維護是確保其安全運行的基礎(chǔ)，一般來說電機的故障可分為機械故障和電氣故障兩大類：
電機機械故障
電動機定子和轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使掃膛，引起鐵芯溫度急劇上升，造成繞組接地、匝間短路、相間短路、燒毀電動機。嚴重時定子鐵芯倒槽、錯位、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報廢等。
（1） 軸承損壞故障 其主要原因有：①軸承與軸頸或端蓋裝配不當(過松或過緊)，如冷裝時不均勻敲擊軸承內(nèi)圈使軸受到磨損，導(dǎo)致軸承內(nèi)圈與軸承配合失去過盈量或過盈量變小，出 現(xiàn)跑內(nèi)圈現(xiàn)象，裝電機端蓋時不均勻敲擊導(dǎo)致端蓋軸承室與軸承外圈配合過松出現(xiàn)跑外圈現(xiàn)象。②軸承腔未清洗干凈或油質(zhì)不好含有雜質(zhì)，軸承補充加油不及時造成 軸承缺油。③軸承間隙過大或過小，軸承重新更換加工，電機嵌套后過盈量大或橢圓度超標引起軸承滾珠油隙過小或不均勻?qū)е螺S承運行時摩擦力增加。④由于不同 油脂混用造成軸承損壞。⑤電動機與負載間連接器未校正或皮帶過緊。⑥軸承本身存在質(zhì)量問題，安裝前必須對其進行仔細檢查。
故障消除方法：①裝卸軸承時一般要對軸承加熱至80℃～100℃，如采用軸承加熱器或油煮等。在裝配軸承時利用內(nèi)徑稍大于電機軸直徑的鋼管敲擊軸承內(nèi)圈使 其均勻受力來保證軸承的裝配質(zhì)量。②裝配前認真清洗軸承內(nèi)膛，更換清潔潤滑脂。加油不易過多，一般約為軸承盒內(nèi)圈容積的1/2～1/3即可，否則會引起軸 承過熱。③電機重新嵌套加工更換新的軸承。4)電動機與負載連軸器重新校正，調(diào)整皮帶張力。
電動機在正常運行應(yīng)當平穩(wěn)，聲音應(yīng)該低而均勻，電動機的振動應(yīng)先區(qū)分是電動機本身引起的還是轉(zhuǎn)動裝置安裝不良造成的，或者是機械負載端傳遞過來的，然后根據(jù)具體情況進行排除。振動會造成噪聲，還會產(chǎn)生額外的負載。
（2）電動機本身引起的振動故障 其主要原因：①磨損軸承間隙過大、氣隙不均勻。②轉(zhuǎn)子不平、轉(zhuǎn)軸彎曲。③鐵芯變形或松動、聯(lián)軸器(皮帶輪)中心未校正。④風扇不均衡、電動機地腳螺絲松動。⑤籠形轉(zhuǎn)子開焊或短路。繞線轉(zhuǎn)子斷路。
故障消除方法：①檢修軸承必要時更換、調(diào)整氣隙，使之均勻。②校正轉(zhuǎn)子均衡、校正轉(zhuǎn)軸。③校正重疊鐵芯、重新校正使之符合規(guī)定。④檢修風扇、校正均衡、緊固地腳螺絲。⑤修復(fù)轉(zhuǎn)子繞組。
電機電氣故障
電氣方面常見故障有三線電流不均衡，定子繞組匝間短路、缺相運行等。其中因缺相運行的電動機燒毀所占比列大。三相電流不均衡使電動機產(chǎn)生額外發(fā)熱外，還會造成三相旋轉(zhuǎn)磁場不均衡使電動機發(fā)出低沉的聲音，機身也因此而振動。
（1） 三相電流不均衡故障 其主要原因：①重繞時定子三相繞組匝數(shù)不相等。②繞組首尾端接錯。③電源電壓不均衡。④繞組存在匝間短路、線圈反接等現(xiàn)象。
故障消除方法：①重新繞制定子繞組。②檢查并糾正。③測量電源電壓、設(shè)法消除不均衡。④消除繞組故障。三相電動機缺一相后，如在停止狀態(tài)，由于合成轉(zhuǎn)矩為零而堵轉(zhuǎn)，堵轉(zhuǎn)電流為正常電流的3.464倍～6.062倍。因此在此情況下接通電源時間過長或多次頻繁的接通電源將使電動機燒毀。運行中的電動機缺一相時，如負載轉(zhuǎn)矩很小，仍可維持運轉(zhuǎn)時僅轉(zhuǎn)速略有下降并發(fā)出異常響聲。負載重時運行時間過長，將會使電動機繞組燒毀。
（2） 缺相運行故障 其主要原因：①熔斷器熔斷。②故障熔斷是由于電動機主回路單相接地或相間短路而造成熔斷器熔斷，因此需要選擇適合周圍環(huán)境條件的電動機和正確安裝的低壓電 器及線路，并且定期檢查維護。在主回路方面造成缺相運行的原因有：①接觸器動靜觸頭磨損，嚴重接觸不良。②環(huán)境惡劣，觸頭氧化。③熱繼電器選擇不當、負載重多次動作，雙金屬片燒斷。④導(dǎo)線燒斷、接線盒內(nèi)螺栓虛接。
故障排除方法:①根據(jù)實際情況確定合理的檢查維護周期。②選擇滿足環(huán)境要求的電氣元件，定期更換元器件。③選擇合適的熱繼電器、更換多次動作的熱繼電器。④在導(dǎo)線和電纜的施工過程中，要嚴格執(zhí)行規(guī)范，文明施工，定期檢查。
（3）熔斷器熔體的非故障性熔斷：一般由于熔體接觸不良或熔絲擰得過緊幾乎壓斷熔體，電流選擇過小，這樣通過的電流稍大就會熔斷，尤其是在電動機啟動電流的沖擊 下更容易發(fā)生熔體非故障性熔斷。熔斷器熔斷電流一般按下列兩種原則選定:①對于啟動次數(shù)小及啟動時間較短的電動機按IH=IZ/2.5選定。②對于反復(fù)啟動及加速慢的電動機按IH=IZ(1.6～2)選定。其中，IH為熔斷器額定電流;IZ為電動機啟動電流。此外熔斷器的熔體和熔座之間必須接觸良好，對于銅鋁連接盡可能使用銅鋁過渡接頭，接線時緊固熔絲要適中，焦化多數(shù)采用自動開關(guān)，注意選擇額定電流值。
電機的定期檢修
為了避免和減少電動機突然損壞事故，電動機需要定期保養(yǎng)和檢修。電機一般運行半年左右小檢修一次一年大檢修一次。小修主要是清除機體積塵檢查線圈的絕緣電阻、接線是否牢固及時清除隱患保證振動電機的正常運行.大修時應(yīng)開電機清除機體內(nèi)外積塵檢查軸承的磨損檢查接頭、接地及各緊固螺栓是否松動并及時緊固更換新的潤滑脂.電機在運轉(zhuǎn)工作中如發(fā)現(xiàn)有異常響聲時，應(yīng)立即停機檢查排除故障后方可重新啟動運轉(zhuǎn)。
電機測直阻的意義
測量電機的直流電阻的目的
測量電機的直流電阻的目的是確定電動機的性能以及診斷電機繞組的故障
怎樣才算合格
例如測量直流電動機的電樞的直流電阻
測量方法
電樞電阻的測定方法有兩種，
即電橋法，伏安計法(電流表和電壓表法)。
電橋法：電樞電阻一般較小，當其小于1歐時常用雙臂電橋。但應(yīng)注意，電橋法測量時，會出現(xiàn)電刷接觸處的過渡電阻的影響，使繞組各并聯(lián)支路內(nèi)電流分布不均勻，使其測量誤差增大，因此一般不主張用電橋法測量電樞電阻。
伏安表法
伏安表法是用電流表和電壓表測量電阻，應(yīng)注意要選取穩(wěn)定的直流電源作為測量用的電源廠被測繞組應(yīng)當與可變電阻器、電流表串聯(lián)，電壓表應(yīng)直接接在被測繞組的出線端上，電壓表與被測繞組的連接應(yīng)有良好的接觸，測量時電流表與電壓表讀數(shù)應(yīng)同時讀出。
現(xiàn)階段采用數(shù)字微歐計測量直阻更為方便直接。
怎樣才算合格
在測量以前，應(yīng)注意切斷電樞電路與激磁繞組電路的電源。并將激磁繞組短接，以免在接通或切斷測量電流時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。除此之外，防止供給電樞試驗電流時可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動等現(xiàn)象。測量時，在測定電樞繞組的直流電阻時，被測繞組中的電流數(shù)值不應(yīng)大于繞組額定電流20％，同時儀表讀數(shù)應(yīng)盡快的讀出，以免因繞組發(fā)熱而影響測量的準確性。測量繞組的直流電阻時，每一電阻應(yīng)在三種不同電流數(shù)值下測量三次。而電阻實際數(shù)值應(yīng)取三次測量數(shù)值的算術(shù)平均值。對同一電阻每次測量數(shù)值與其平均值之差不得超過±2％
電機測量絕緣電阻
測量電機的絕緣，就是測量電機繞組對機殼和繞組相互間的絕緣電阻
3.1電機測量絕緣電阻的意義
電機停用獲備用時間較長時，線圈受潮或有大量積灰，影響電機的絕緣性
長期使用的電機，絕緣有可能老化，端線松弛
電機跳閘后檢查繞組是否斷線，接地，測量電機絕緣阻值，就能發(fā)現(xiàn)這些問題，以便及時采取措施，不影響運行中的切換使用。
需要測量絕緣電阻的情況
電機停用或備用達到15天以上
工作環(huán)境較為惡劣潮濕時，一周測量一次
電機跳閘后，啟動不起來時
測量電機絕緣主要分兩種，一種是繞組對地絕緣，還有就是繞組相間絕緣。都是使用絕緣測試儀測量。
另外繞組層間（匝間）絕緣也是一種，要使用絕緣測試儀測量。測量繞組對地絕緣時，要把電機的接線全都拆掉。然后用絕緣測試儀進行檢測。
相間絕緣就是繞組之間的絕緣，把表筆先接在一個繞組上，然后測量另一個繞組與它的阻值。低要求是每伏一K ，即；1K / V ，380V的電機是380K。一般要大于0.5兆。
層間絕緣使用萬用表測量，就是通過比較三個繞組的直流電阻值來判斷繞組是否存在層間（匝間）短路的故障。當測量后有一組數(shù)值明顯偏小時，就可以判斷這組層間有問題了。
工具套裝組成
梳理所在區(qū)域用戶在電機及上下游產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、使用和維修的情況，了解其使用GMC-I產(chǎn)品（27M/I，ISO，絕緣測試儀等）在電機的電測量參數(shù)相關(guān)信息（包括但不限于電機類型、額定電流、額定電壓、功率、繞組阻值（小電阻測試）、絕緣電阻測試電壓及阻值），儀器使用頻次，配置原則，儀器更新周期等信息，對涉及儀器功能、用途及性能價格做一定的了解。同時收集這些客戶中使用的其他品牌產(chǎn)品的信息。
按照目前從永濟新時速，渭河熱電廠等用戶處了解的情況，一套電機維修平臺的儀器除了微歐表外，還包括兆歐表，紅外測溫儀，測振儀,雙臂電橋等便攜設(shè)備，另外還有恒流電源，功率分析儀，雙蹤示波器等臺式儀器，歸納如下表：
類型 | 品牌及型號 | 備注 | |
便攜儀器 | 微歐計 | Metrahit 27AS | |
兆歐表 | METRAHIT ISO，METRISO 5024 | ||
紅外測溫儀 | FLUKE 62MAX | ||
測振儀 | RION VM63A | ||
雙臂直流電橋 | QJ-44 | ||
臺式儀器 | 恒流電源 | 雙路輸出 | |
雙蹤示波器 | TDS1002B | ||
功率分析儀 | LMG670，LMG500 |
要考慮基本覆蓋電機運維所需的常用功能，便攜性滿足工具包要求，客戶的預(yù)算等因素。
常見電機標準
GB 4831-1984 電機產(chǎn)品型號編制方法
GB 4826-1984 電機功率等級
JB/T 1093-1983牽引電機基本試驗方法