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交流电机科普
来源: 东莞市(立强)力大机电设备有限公司 发布时间: 2020-07-23


交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展,交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比,由于没有换向器(见直流电机的换向),因此结构简单,制造方便,比较牢固,容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大,从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。20世纪80年代初,最大的汽轮发电机已达150万千瓦。

分类

根据统计,交流电机的分类可以按以下两种方式:

 

按功能

交流电机按其功能通常分为交流发电机、交流电动机和同步调相机几大类。由于电机工作状态的可逆性,同一台电机既可作发电机又可作电动机。

把电机分为发电机与电动机并不很确切,只是有些电机主要作发电机运行,有些电机主要作电动机运行。

 

按品种

交流电机按品种分有同步电机、异步电机两大类。同步电机转子的转速ns与旋转磁场的转速相同,称为同步转速。ns与所接交流电的频率(f)、电机的磁极对数(P)之间有严格的关系。

ns=60f/P

在中国,电源频率为50赫,所以三相交流电机中一对极电机的同步转速为3000/分,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500/分,余类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速,异步之名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差(称为转差)通常在10%以内。

 

主轴介绍

交流电机是一个非常广义分类,电机本身的种类就是非常大的,交流电机本身也可以分低速跟高速,低速的可以叫低速电机、交流低速电机,高速的可以叫高速电机,高速电动机,交流高速电机,而高速电机又可以被称为电主轴,高速电主轴等等。

电主轴:

电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,它与直线电机技术、高速刀具技术一起,将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件,它包括电主轴本身及其附件:电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。

电主轴所融合的技术:

高速轴承技术:电主轴通常采用复合陶瓷轴承,耐磨耐热,寿命是传统轴承的几倍;有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承,内外圈不接触,理论上寿命无限;

高速电机技术:电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物,电动机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡;

润滑:电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑;也可以采用脂润滑,但相应的速度要打折扣。所谓定时,就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量,就是通过一个叫定量阀的器件,精确地控制每次润滑油的油量。而油气润滑,指的是润滑油在压缩空气的携带下,被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要,太少,起不到润滑作用;太多,在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。冷却装置:为了尽快给高速运行的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂,冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。

内置脉冲编码器:为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹,电主轴内置一脉冲编码器,以实现准确的相角控制以及与进给的配合。

自动换刀装置:为了应用于加工中心,电主轴配备了自动换刀装置,包括碟形簧、拉刀油缸等;

高速刀具的装卡方式:广为熟悉的BT、ISO刀具,已被实践证明不适合于高速加工。这种情况下出现了HSK、SKI等高速刀具。

高频变频装置:要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速,必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机,变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。

电机原理

用单相电容式电机说明:单相电机有两个绕组,即起动绕组和运行绕组。两个绕组在空间上相差90度。在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器,当运行绕组和起动绕组通过单相交流电时,由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前90度角,先到达最大值。在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场,在旋转磁场的作用下,电机转子中产生感应电流,电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来。

  

维护保养

一、启动前的准备和检查

1、检查电动及启动设备接地是否可靠和完整,接线是否正确与良好。  

2、检查电动机铭牌所示电压、频率与电源电压、频率是否相符。  

3、新安装或长期停用的电动机启动前应检查绕组相对相、相对地绝缘电阻。绝缘地那组应大于0.5兆欧,如果低于此值,须将绕组烘干。  

4、对绕线型转子应检查其集电环上的电刷装置是否能正常工作,电刷压力是否符合要求。  

5、检查电动机转动是否灵活,滑动轴承内的油是否达到规定油位。  

6、检查电动机所用熔断器的额定电流是否符合要求。  

7、检查电动机各紧固螺栓及安装螺栓是否拧紧。上述各检查全部达到要求后,可启动电动机。电动机启动后,空载运行30分钟左右,注意观察电动机是否有异常现象,如发现噪声、震动、发热等不正常情况,应采取措施,待情况消除后,才能投入运行。启动绕线型电动机时,应将启动变阻器接入转子电路中。对有电刷提升机构的电动机,应放下电刷,并断开短路装置,合上定子电路开关,扳动变阻器。当电动机接近额定转速时,提起电刷,合上短路装置,电动机启动完毕。

二、行中的维护

1、电动机应经常保持清洁,不允许有杂物进入电动机内部;进风口和出风口必须保持畅通。  

2、用仪表监视电源电压、频率及电动机的负载电流。电源电压、频率要符合电动机铭牌数据,电动机负载电流不得超过铭牌上的规定值,否则要查明原因,采取措施,不良情况消除后方能继续运行。  

3、采取必要手段检测电动机各部位温升。  

4、对于绕相型转子电机,应经常注意电刷与集电环间的接触压力、磨损及火花情况。电动机停转时,应断开定子电路内的开关,然后将电刷提升机构扳到启动位置,断开短路装置。  

5、电动机运行后定期维修,一般分小修、大修两种。小修属一般检修,对电动机启动设备及整体不作大的拆卸,约一季度一次,大修要将所有传动装置及电动机的所有零部件都拆卸下来,并将拆卸的零部件作全面的检查及清洗,一般一年一次。

 

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