电机修理规程论论.docx
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电机修理规程论论
电机修理规程
合众近海建设公司
朱国清
2002/11/22
目录
前言……………………………………………………………………………………………………3
1电机的分类及型号……………………………………………………………………………4
电机的分类……………………………………………………………………………………4
电机的型号……………………………………………………………………………………4
2电机的一般要求和规定………………………………………………………………………6
2.1船用电机的一般要求…………………………………………………………………………6
2.2电机的定额规定………………………………………………………………………………6
2.3电机的出线标志………………………………………………………………………………7
2.4电机绝缘电阻的最小允许值…………………………………………………………………8
2.5直流电阻允许偏差……………………………………………………………………………9
2.6电机轴承最大磨损允许值……………………………………………………………………9
3电机修理………………………………………………………………………………………10
3.1绕组的分类和型号……………………………………………………………………………10
3.2绕组的拆换……………………………………………………………………………………11
3.3绕组的绝缘……………………………………………………………………………………12
3.4电机引出线的选择……………………………………………………………………………14
3.5绕组接头的焊结方法…………………………………………………………………………15
3.6电机绕组的浸漆工艺和干燥方法……………………………………………………………15
3.7防爆电机检修的特殊要求……………………………………………………………………16
4电动机的试验…………………………………………………………………………………18
4.1外观检查………………………………………………………………………………………18
4.2测量绝缘电阻…………………………………………………………………………………18
4.3测量直流电阻…………………………………………………………………………………18
4.4耐压试验………………………………………………………………………………………18
4.5空载试验………………………………………………………………………………………19
4.6匝间绝缘试验…………………………………………………………………………………20
4.7绕线式电动机变压比测量……………………………………………………………………20
4.8短路试验………………………………………………………………………………………20
4.9超速试验………………………………………………………………………………………21
4.10温升试验………………………………………………………………………………………21
前言
为了更好地为海洋石油的勘探开发提供优质的修理工作,特编制此电机修理规程。
本规程根据国家有关的标准,并结合海上油气田勘探开发和生产的实际,阐述了电机修理的方法和工艺,同时提出了对电机修理的一些技术要求。
本规程内容实用,文字浅显,通俗易懂,减少理论叙述,对某些繁杂的计算公式也做了简化。
本规程起草人:
朱国清
电机修理规程
1电机的分类及型号
1.1电机的分类
分类方法
名称
按使用的电压种类分
1、直流电机;2、交流电机;3、交、直流电机。
按用途分
1、发电机(交流和直流);2、电动机(交流或直流)。
按作用原理分
1、他励直流电机;2、自励直流电机; 3、同步交流电机; 4、异步交流电机。
按内部结构分
1、并励直流电机;2、串励直流电机;3、复励直流电机; 4、凸极式同步电机;5、隐极式同步电机;6、单鼠笼异步电机;7、双笼异步电机;8、深槽式异步电机;9、滑环式异步电机;10、高启动转矩式异步电机;11、可变极数(变速)异步电动机;12、高转差率式异步电机。
按外部结构分
1、端盖式轴承的电机;2、有座式轴承的电机; 3、具有端盖式轴承和有座式轴承的电机;4、带竖轴的电机。
按机壳分
1、开启式;2、防护式;3、全封闭式;4、防爆式; 5、管道通风式。
1.2 电机的型号
电机型号是用来区别电机产品性能、用途和结构特征的。
产品型号采用汉语拼音大写字母及阿拉伯数字组成。
1.2.1电动机型号含义如下:
J——代表“异”步;
O——代表封闭式;
R——代表“绕”线转子;
Q——代表高“起”动转矩;
特殊材料及特殊冷却方式代号:
L——“铝”线;
S——“水”冷;
F——强力风冷。
特殊环境代号:
TH——“湿热”带用;
TA——“干热”带用;
H——“船”(海)用;
G——“高原”用;
F——化工“防腐”用;
W——“户外”用。
1.2.2 中小型电动机产品型号的组成和排列顺序
4
3
2
1
特殊环境代号,包括湿热带、高压船用等
品种规格代号,包括机座号、铁芯长度代号
特殊材料及电机特征代号
产品代号,包括电机类型、性能、结构等设计序号
1.2.3电机型号说明举例
JO3—L—52—4/8—TH
J——三相交流异步电动机;
O——封闭式;
3——第三次设计改型;
L——铝线绕组;
52——5号机座,2号铁芯长度;
4/8——4极与8极双速电动机;
TH——湿热带用电动机。
2电机的一般要求和规定
2.1船用电机的一般要求
由于船舶上的发电机和电动机工作环境及工作状况与陆地使用的电机不同,因此对它们应有如下特殊要求:
2.1.1对防潮与防霉的要求
海上空气相对湿度在95%以上,并含有大量的盐分,这就要求电机具有很好的防潮潮性。
因此船用电机一般不使用天然纤维素做主绝缘,因为这种材料容易吸湿,耐热湿度又低。
B级绝缘电机经常采用的是云母制品、玻璃纤维制品等;E级绝缘电机多采用聚酯薄膜。
浸漆处理工艺要求高,一般采用真空浸漆,并且有的需要浸漆三次以上,使之成为结构严密、抗湿性强的绝缘漆膜。
绝缘漆目前一般使用1032三聚氯胺醇酸树脂漆。
对于要求耐热性能更高的(如F、H级),防潮性更好的船用电机要求采用硅有机树脂漆。
潮湿空气的温度在37℃以上,是霉菌活动最适宜的时候,此时绝缘最易发霉受损,所以电机绕组表面需喷一层防潮覆盖漆。
2.1.2对抗油雾性能的要求
机舱电机应具有抗油雾的性能。
机舱电机不能用沥青漆浸渍。
2.1.3对防震和抗颠等摇摆的地求
根据规范的要求,电气设备应能在下列的倾侧摇摆条件下可靠地工作:
长期横倾15°,长期纵倾10°,周期横倾225°;电气设备应能经受船舶营运时的冲击振动。
2.2 电机的定额规定
2.2.1连续定额电机:
不受时间限制满载连续运行。
2.2.2短时间定额电机:
在规定的持续时间范围内可满载连续运行。
标准持续时间限值一般为10、30、60、90分钟四种(由实际冷态开始)。
2.2.3断续定额电机:
在规定的负载持续率范围内可以满载连续运行。
负载持续率即定额负载时间与整个周期之比:
负载持续率的标准:
15%、25%、40%、60%。
多个周期为10分钟。
2.3 电机的出线标志
2.3.1直流电机绕组出线端标志
电机名称
绕组名称
出线端标志
始端
末端
直流电机
电枢绕组
补偿绕组
换向绕组
串激绕组
并激绕组
起动绕组
他激绕组
祛磁绕组
S1
BC1
H1
C1
B1
Q1
T1
QC1
S2
BC2
H2
C2
B2
Q2
T2
QC2
2.3.2交流电机绕组出线端标志
电机
名称
绕组名称
出线端标志
始端
末端
三
相
交
流
电
机
第一相
定子绕组(各相不连接)第二相
第三相
D1
D2
D3
D4
D5
D6
第一相
定子绕组第二相
第三相
中性点
D1
D2
D3
N
同步电机励磁绕组
L1
L2
第一相
异步电机转子绕组第二相
第三相
Z1
Z2
Z3
单
向
电
机
同步电机定子绕组
D1
D2
异步电机定子绕组主绕组
辅助绕组
D1
F1
D2
F2
同步电机励磁绕组
L1
L2
2.3.3具有复式分段绕组的交流电机出线标志
第一绕组
第二绕组
1D1
1D2
1D3
1D4
1D5
1D6
2D1
2D2
2D3
2D4
2D5
2D6
2.4 电机绝缘电阻最小允许值
2.4.1电机绕组的绝缘电阻
在工作温度时应大于下式计算值(单位:
兆欧):
式中:
R——电机绕组工作温度(一般取75℃)的绝缘电阻。
P——电机额定功率(千瓦)。
U——电机绕组额定电压(伏)。
2.4.2在不同温度下,绝缘电阻值的换算可以按下式进行(单位:
兆欧):
R2=R1×10a(t1-t2)
式中:
R1——低温度(t1)时的绝缘电阻(兆欧)。
R2——高温度(t2)时的绝缘电阻(兆欧)。
a——绝缘电阻的温度系数,对于干燥绕组a≈0.025。
2.4.3电机绝缘电阻(兆欧)一般应大于下表的规定。
绕组额定电压(伏)
电机部位绕组温度(℃)
6000
500以下
36以下
20
45
75
20
45
75
20
45
75
交流电机定子绕组
绕线式转子绕组和滑环
直流电机电枢绕组和换向器
25
15
6
3
3
3
1.5
1.5
1.5
0.5
0.5
0.5
0.15
0.15
0.15
0.1
0.1
0.1
0.05
0.05
0.05
2.5直流电阻允许偏差
2.5.1三相交流电机转子绕组或绕线式异步电机转子绕组,每相直流电阻偏差应小于2%。
对某些只更换个别线圈的中小型电机允许不超过5%,但当电源电压平衡时,三相电流在任一相与三相平均值的偏差不得超过10%。
2.5.2直流电机电枢绕组与换向片焊结后,片间电阻相差应小于5-8%。
2.6 电机轴承最大磨损允许值
滑动轴承间隙
轴的直径
(毫米)
径向间隙(毫米)
转速1000转/分以下
1000-1500转/分
1500转/分以上
18-30
30-50
50-80
80-120
120-180
0.040-0.093
0.050-0.112
0.065-0.135
0.080-0.160
0.100-0.195
0.060-0.130
0.075-0.160
0.095-0.195
0.120-0.235
0.150-0.285
0.140-0.280
0.170-0.340
0.200-0.400
0.230-0.460
0.260-0.530
滚动轴承间隙
轴的直径
(毫米)
径向间隙(毫米)
新滚珠轴承
新滚柱轴承
磨损最大许可值
20-30
35-50
55-80
85-120
130-150
0.01-0.02
0.01-0.02
0.01-0.02
0.02-0.03
0.02-0.04
0.03-0.05
0.05-0.07
0.06-0.08
0.08-0.10
0.10-0.12
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
3 电机的修理
3.1 绕组的分类和型式
3.1.1绕组的分类
分类方法
分类名称
分类方法
分类名称
按电机相数分
(1)单相绕组
(2)多相绕组
按绕组在槽中布置情况分
(1)单层绕组
(2)双层绕组
按每极每相槽数分
(以整数或分数分)
(1)整数槽绕组
(2)分数槽绕组
按绕组元件两线端布置不同形式分
(1)迭绕组
(2)波绕组
按绕组节距分
(1)整节距绕组
(2)短节距绕组
(3)长节距绕组
按绕组元件制成方法分
(1)分散式绕组
(2)成型式(线圈式和棒条式绕组)
3.1.2常用绕组的型式
3.1.2.1 单层绕组
3.1.2.1.1同心绕组
同心绕组由数只节距(宽度)不同的线圈,一个套在另一个外面同心串联而成,常用的同心绕组为双平面同心式绕组。
在单层同心绕组里,每相在每对极下有一个线圈组(有时分为两个“半组”),如极对数为P,则三相单层绕组共有3P个线圈组成。
当P为偶数时,绕组也为偶数,线圈很容易布置在两个平面内。
这种绕组每相包含有相同数目的端部平直的线圈和另一个端部弯曲的线圈组,所以绕组虽然在空间上是不对称的,但多相阻抗是相等的。
当P为奇数时,将线圈布置在两个平面上就需要有特殊措施,且三相阻抗也不一致,因此很少采用。
同心式绕组的嵌线比较方便,槽利用率高,但绕组的端部较厚,用电磁材料较多,且线圈宽度不一,绕组不对称,不易组成并联支路。
多用于小型电机和微型电机。
3.1.2.1.2链形绕组
链形绕组的所有线圈节距(宽度)相同,线圈端部彼此重迭,在三相电机中,线圈节距为奇数。
它制作方便,绕组对称,相与相之间平衡,容易构成并联支路,但嵌线时手续较繁。
多用于小容量异步电机。
3.1.2.1.3单层交叉式绕组
单层交叉式绕组是链绕组的一个变种,所以称为交叉式链形绕组。
线圈组由两个“半组”构成,且有不同的节距和线圈数。
主要优点是节约线材,多用于JO2系列电机绕组。
3.1.2.2双层绕组
双层绕组的线圈,一边放在槽的下层,另一边放在另一槽的上层。
双层绕组有迭绕式和波绕式两种。
3.1.2.2.1迭绕式
迭绕式绕组的每一个元件末边均返回至起边邻近的次一个或两个元件(一般也是相邻的次一个或两个槽)。
整个绕组形成环环相迭的形象,双层迭绕有全节距和短节距两种。
常用的是短节距绕组,不仅可以改善电势波形,而且由于端部缩短,节省了铜线。
双层迭式绕组应用广泛,多用于中小型交流电机定子绕组或直流电机电枢绕组。
3.1.2.2.2波绕式
波绕式绕组与迭绕式不同,每一元件的常边不返回其起边附近,而是继续前进至距起边约一对极距的另一元件的起边,这样整个绕组形成波浪的形象,波绕式绕组多用于绕线式异步电机转子和直流电机电枢绕组。
3.2绕组的拆换
3.2.1拆卸绕组过程中应作好主要技术参数的记录
1)铭牌数据;2)电机铁芯内外径尺寸和长度;3)槽数;4)线圈只数;5)节距;6)线圈型式及接线图;7)每个线圈匝数;8)导线规格和绕组极数;9)线圈尺寸;10)绝缘结构;11)槽形尺寸;12)引出线的规格和型号。
对于直流电机还应记录:
整流的片数,线圈两元件对换向器整流子片的偏移片数。
3.2.2绕组拆卸方法
为便于拆卸,通常在拆卸绕组前将电机放在干燥室或烘箱内加热(90℃-100℃)3-4小时,有多件时最好采用大电流加热法;将被拆线圈接在大电流变流器、直流电源或电焊机上,通2-4倍额定电流。
对于定好的成型线圈,拆换或嵌入时也可以采用这种方法。
为防止损坏绝缘,应严格控制线圈加热时间和电流大小(一般为额定电流的两倍);用手摸线圈绝缘感觉有点热即应切断电源。
对全部拆换的分散式定子绕组,如果没有条件,也可以点燃木柴、废汽油烧烤电机绕组,但一定要注意不能发生火灾和将铁芯及其它部件损坏。
绕组加热后,迅速打出槽楔,拆卸绕组线圈,最好保留一个比较完整的线圈,在重绕时作样品。
3.3绕组的绝缘
绕组的绝缘因线圈的形式不同而异。
成型式线圈用于高压电机或耐用热等级较高(B级以上)的低压电机,其绝缘结构多采用套管式和连续式两面三刀种。
散型式线圈用于低压或小型电机,其绝缘依靠在铁芯槽和绕线相间、层间放置适合的绝缘材料。
3.3.1大管式绝缘
套管式线圈各部分的绝缘是不同的,线圈由出线头开始包绝缘,出线部分绝缘层数见表5-2,包扎长度自离开鼻部A起到斜边再包50毫米。
包扎绝缘时应一层短一层,成正圆锥体,但最外层的白布带应比各层长一些。
线圈出线头绝缘包扎完后,开始包扎线圈的直线部分,采用0.15-0.3毫米云母纸(500伏以下采用合成云母纸),其要求见表5-2。
为达到必要的尺寸和云母坚实而汉有空隙,增加耐压强度,线圈直线部的云母套还应在热模中进行模压。
模温保持在150-±10℃,供压时间7-8分钟。
线圈角部和端部绝缘采用0.13毫米的云母带和黄腊带,其要求见表5-3和表5-4。
通常为了保护线圈的端部和鼻部,还在外面包一层白布带。
表5-2出线头绝缘结构
电机工作电压(伏)
尺寸A
(毫米)
半迭包绝缘层数
云母带
黄腊带
白布带
500
3000
6000
10
10
15
-
-
2
1
2
2
1
1
1
表5-3角部混合绝缘结构
电机工作电压(伏)
绝缘塔接距离的最小尺寸(毫米)
半迭包绝缘层数
A
B
C
云母带
黄腊带
白布带
500
3000
6000
20
35
60
10
15
25
10
10
15
1
3
5
1
1
1
1
1
1
表5-4端部绝缘结构
电机工作电压(伏)
直线部分
端部
云母纸长度
(毫米)
单边厚度
(毫米)
半迭包云母带
层数
半迭包漆布带
层数
500
3000
6000
铁芯长+30
铁芯长+70
铁芯长+120
1.25-1.5
1.25-2.0
2.5-3.25
2
3
5
1
1
1
3.3.2分散式线圈的绝缘
A级绝缘的槽绝缘,线圈端部的相间绝缘和直线部分的层间绝缘(双层绕组),均采用0.1-0.20毫米的DMD复合绝缘纸。
E级绝缘的槽绝缘,相间绝缘和层间绝缘,均采用0.20-0.25毫米的DMD复合绝缘纸。
线圈的槽绝缘两端各伸出槽外6-15毫米,为加强槽两端的绝缘,绝缘漆布或聚酯膜的剪裁长度应比铁芯长30-40毫米,并将其端部折叠成双层。
3.3.3绝缘材料的耐热分级和极限温度
耐热分级
极限温度(℃)
耐热分级
极限温度(℃)
Y
A
E
B
90
105
120
130
F
H
G
155
180
>180
3.3.4绝缘材料的耐热等级
分级
耐热等级定义
相当于该耐热等级的绝缘材料简述
Y
试验证明,在90℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用未浸渍过的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构
A
试验证明,在105℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用浸渍过的或者浸在液体电介质中的棉纱、丝及纸等材料或其组合物所组成的绝缘结构
E
试验证明,在120℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用合成有机薄膜、合成有机瓷漆等材料或其组合物所组成的绝缘结构
B
试验证明,在130℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料、合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构
F
试验证明,在155℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等,以及其他无机材料、合适的有机材料或其组合物所组成的绝缘结构
H
试验证明,在180℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用合适的树脂(如硅有机树脂)粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维、石棉等材料或其组合物所组成的绝缘结构
C
试验证明,在超过180℃极限温度下能长期使用的绝缘材料或其组合物所组成的绝缘结构
用合适的树脂粘合或浸渍、涂覆后的云母、玻璃纤维等,以及未经浸渍处理的去母、陶瓷、石英等材料或其组合物所组成的绝缘结构。
C级绝缘的极限温度应根据不同的物理、机械、化学和电气性能确定之
3.4电机引出线的选择
额定电流(安)
引出线截面积(毫米2)
额定电流(安)
引出线截面积(毫米2)
6以下
6-10
11-20
21-30
31-45
46-60
1
1.5
2.5
4
6
10
61-90
91-120
121-150
151-190
191-240
241-290
16
25
35
50
70
95
3.5绕组接头的焊接方法
3.5.1铜-铜连接
3.5.1.1锡焊:
绕组接头刮净后,将绕组接头接好,涂抹焊药后放在锡锅进行浸焊。
或者用烙铁将接头加热,涂上焊药,再将焊料放在接头处,待焊料均匀熔化后停止加热,使焊料冷却凝固。
常用的焊料为焊锡,其牌号为:
HISnPb39、HISnPb50、HISnPb58-Z、HISnPb68-Z等,焊药采用焊锡膏或松香。
自制焊料方法:
将铅30-35%、锡70-65%放入铁容器中,加热熔化后,倒入铁模或角铁中制成细条使用。
3.5.1.2铜焊:
用气焊或喷灯加热绕组接头和铜焊料,使铜焊料均匀熔化于接头处。
这种连接虽然可靠,但不便于检修,现在比较少用。
3.5.1.3银焊:
对于某些重要接点或大容量电机的绕组连接,可采用银焊,方法与锡焊相同。
因银焊料熔化温度较高,所以可采用氧气焊或喷灯加热。
焊料牌号为HIAgPb97(熔点320℃左右)或HIAgCu28(熔点800℃左右);HIAgCu26-4(熔点760℃左右)。
3.5.2铝-铝焊接
铝-铝焊接多采用气焊,其工艺要求:
1)将铝焊药粉(XH-432或自配的铝焊药:
氯化钾50%,氯化钠28%,氯化锂14%,氟化钠8%研磨成粉状,用清水调匀成糊状)涂抹在接头上。
2)用1号焊枪的中性火焰进行焊接。
3)清洗接头除去残留焊药。
4)为防止接头氧化腐蚀,在焊接处涂绝缘漆进行密封。
3.6电机绕组的浸漆工艺和干燥方法
B、F级无溶剂漆沉浸法浸漆工艺
序号
工序名称
工艺参数
B级环氧聚脂酚醛无溶剂漆5152-2
F级不饱和聚脂无溶剂漆
319-2
温度
℃
时间
h
热态绝缘电阻MΩ
温度
℃
时间
h
热态绝缘电阻MΩ
1
预烘
130
6
>20
130
6
>50
2
第一次浸漆干燥
浸漆
50-60
0.5
-
50-60
0.5
-
滴漆
室温
>1
-
室温
>1
-
干燥
140
10
>8
150
6
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