Conhecimento básico de motores elétricos

1. Introdução aos Motores Elétricos

Um motor elétrico é um dispositivo que converte energia elétrica em energia mecânica. Ele utiliza uma bobina energizada (ou seja, enrolamento do estator) para gerar um campo magnético giratório e atuar no rotor (como uma estrutura de alumínio fechada em gaiola de esquilo) para formar um torque rotacional magnetoelétrico.

Os motores elétricos são divididos em motores DC e motores AC de acordo com as diferentes fontes de energia utilizadas. A maioria dos motores do sistema de potência são motores CA, que podem ser motores síncronos ou motores assíncronos (a velocidade do campo magnético do estator do motor não mantém a velocidade síncrona com a velocidade de rotação do rotor).

Um motor elétrico consiste principalmente em um estator e um rotor, e a direção da força que atua no fio energizado no campo magnético está relacionada à direção da corrente e à direção da linha de indução magnética (direção do campo magnético). O princípio de funcionamento de um motor elétrico é o efeito de um campo magnético sobre a força que atua sobre a corrente, fazendo com que o motor gire.

2. Divisão de motores elétricos

① Classificação por fonte de alimentação funcional

De acordo com as diferentes fontes de energia de trabalho dos motores elétricos, eles podem ser divididos em motores CC e motores CA. Os motores CA também são divididos em motores monofásicos e motores trifásicos.

② Classificação por estrutura e princípio de funcionamento

Os motores elétricos podem ser divididos em motores DC, motores assíncronos e motores síncronos de acordo com sua estrutura e princípio de funcionamento. Os motores síncronos também podem ser divididos em motores síncronos de ímã permanente, motores síncronos de relutância e motores síncronos de histerese. Os motores assíncronos podem ser divididos em motores de indução e motores comutadores CA. Os motores de indução são divididos em motores assíncronos trifásicos e motores assíncronos de pólo sombreado. Os motores comutadores CA também são divididos em motores excitados em série monofásica, motores CA CC de dupla finalidade e motores repulsivos.

③ Classificado por modo de inicialização e operação

Os motores elétricos podem ser divididos em motores assíncronos monofásicos acionados por capacitor, motores assíncronos monofásicos operados por capacitor, motores assíncronos monofásicos acionados por capacitor e motores assíncronos monofásicos de fase dividida de acordo com seus modos de partida e operação.

④ Classificação por finalidade

Os motores elétricos podem ser divididos em motores de acionamento e motores de controle de acordo com sua finalidade.

Os motores elétricos para acionamento são divididos em ferramentas elétricas (incluindo ferramentas de perfuração, polimento, polimento, ranhuras, corte e expansão), motores elétricos para eletrodomésticos (incluindo máquinas de lavar, ventiladores elétricos, geladeiras, condicionadores de ar, gravadores, gravadores de vídeo, DVD players, aspiradores de pó, câmeras, sopradores elétricos, barbeadores elétricos, etc.) e outros pequenos equipamentos mecânicos em geral (incluindo várias pequenas máquinas-ferramentas, pequenas máquinas, equipamentos médicos, instrumentos eletrônicos, etc.).

Os motores de controle são divididos em motores de passo e servo motores.
⑤ Classificação por estrutura do rotor

De acordo com a estrutura do rotor, os motores elétricos podem ser divididos em motores de indução de gaiola (anteriormente conhecidos como motores assíncronos de gaiola de esquilo) e motores de indução de rotor enrolado (anteriormente conhecidos como motores assíncronos enrolados).

⑥ Classificado por velocidade operacional

Os motores elétricos podem ser divididos em motores de alta velocidade, motores de baixa velocidade, motores de velocidade constante e motores de velocidade variável de acordo com sua velocidade operacional.

⑦ Classificação por forma de proteção

um. Tipo aberto (como IP11, IP22).

Exceto pela necessária estrutura de suporte, o motor não possui proteção especial para as partes rotativas e vivas.

b. Tipo fechado (como IP44, IP54).

As partes rotativas e energizadas dentro da carcaça do motor necessitam de proteção mecânica necessária para evitar contato acidental, mas isso não prejudica significativamente a ventilação. Os motores de proteção são divididos nos seguintes tipos de acordo com suas diferentes estruturas de ventilação e proteção.

ⓐ Tipo de cobertura de malha.

As aberturas de ventilação do motor são cobertas com coberturas perfuradas para evitar que as partes rotativas e energizadas do motor entrem em contato com objetos externos.

ⓑ Resistente a gotejamentos.

A estrutura da ventilação do motor pode evitar que líquidos ou sólidos que caiam verticalmente entrem diretamente no interior do motor.

ⓒ À prova de respingos.

A estrutura da ventilação do motor pode evitar que líquidos ou sólidos entrem no interior do motor em qualquer direção dentro de uma faixa de ângulo vertical de 100°.

ⓓ Fechado.

A estrutura da carcaça do motor pode impedir a livre troca de ar dentro e fora da carcaça, mas não requer vedação completa.

ⓔ À prova d'água.
A estrutura da carcaça do motor pode impedir que água com certa pressão entre no interior do motor.

ⓕ Estanque.

Quando o motor está imerso em água, a estrutura da carcaça do motor pode impedir que a água entre no interior do motor.

ⓖ Estilo de mergulho.

O motor elétrico pode operar na água por um longo período sob pressão nominal de água.

ⓗ À prova de explosão.

A estrutura da carcaça do motor é suficiente para evitar que a explosão do gás dentro do motor seja transmitida para o exterior do motor, causando a explosão do gás combustível fora do motor. Conta oficial “Literatura de Engenharia Mecânica”, posto de gasolina do engenheiro!

⑧ Classificado por métodos de ventilação e resfriamento

um. Auto-resfriamento.

Os motores elétricos dependem exclusivamente da radiação da superfície e do fluxo de ar natural para resfriamento.

b. Ventilador auto-resfriado.

O motor elétrico é acionado por um ventilador que fornece ar de resfriamento para resfriar a superfície ou o interior do motor.

c. Ele esfriou.

O ventilador que fornece ar de resfriamento não é acionado pelo motor elétrico em si, mas é acionado de forma independente.

d. Tipo de ventilação de tubulação.

O ar de resfriamento não é introduzido ou descarregado diretamente do exterior ou do interior do motor, mas é introduzido ou descarregado do motor através de tubulações. Os ventiladores para ventilação da tubulação podem ser resfriados por ventilador ou por outro ventilador.

e. Resfriamento líquido.

Os motores elétricos são resfriados com líquido.

f. Resfriamento de gás em circuito fechado.

A circulação do meio para resfriamento do motor é feita em circuito fechado que inclui o motor e o resfriador. O meio de resfriamento absorve calor ao passar pelo motor e libera calor ao passar pelo resfriador.
g. Resfriamento de superfície e resfriamento interno.

O meio de resfriamento que não passa pelo interior do condutor do motor é chamado de resfriamento de superfície, enquanto o meio de resfriamento que passa pelo interior do condutor do motor é chamado de resfriamento interno.

⑨ Classificação por forma de estrutura de instalação

A forma de instalação dos motores elétricos geralmente é representada por códigos.

O código é representado pela abreviatura IM para instalação internacional,

A primeira letra em IM representa o código do tipo de instalação, B representa a instalação horizontal e V representa a instalação vertical;

O segundo dígito representa o código do recurso, representado por algarismos arábicos.

⑩ Classificação por nível de isolamento

Nível A, nível E, nível B, nível F, nível H, nível C. A classificação do nível de isolamento dos motores é mostrada na tabela abaixo.

⑪ Classificado de acordo com a jornada de trabalho nominal

Sistema de trabalho contínuo, intermitente e de curto prazo.

Sistema de Serviço Contínuo (SI). O motor garante operação de longo prazo abaixo do valor nominal especificado na placa de identificação.

Jornada de trabalho curta (S2). O motor só pode operar por um período limitado de tempo abaixo do valor nominal especificado na placa de identificação. Existem quatro tipos de padrões de duração para operação de curto prazo: 10min, 30min, 60min e 90min.

Sistema de trabalho intermitente (S3). O motor só pode ser utilizado de forma intermitente e periódica abaixo do valor nominal especificado na placa de identificação, expresso em porcentagem de 10 minutos por ciclo. Por exemplo, FC=25%; Entre eles, S4 a S10 pertencem a vários sistemas operacionais intermitentes sob diferentes condições.

9.2.3 Falhas comuns de motores elétricos

Os motores elétricos freqüentemente encontram várias falhas durante a operação de longo prazo.

Se a transmissão de torque entre o conector e o redutor for grande, o orifício de conexão na superfície do flange apresenta desgaste severo, o que aumenta a folga de ajuste da conexão e leva a uma transmissão de torque instável; O desgaste da posição do rolamento causado por danos no rolamento do eixo do motor; Desgaste entre cabeças de eixo e rasgos de chaveta, etc. Após a ocorrência de tais problemas, os métodos tradicionais concentram-se principalmente na soldagem de reparo ou usinagem após o revestimento com escova, mas ambos apresentam certas desvantagens.

O estresse térmico gerado pela soldagem de reparo em alta temperatura não pode ser completamente eliminado, o que é propenso a flexão ou fratura; No entanto, o revestimento escovado é limitado pela espessura do revestimento e é propenso a descascar, e ambos os métodos usam metal para reparar o metal, o que não pode alterar a relação “duro para duro”. Sob a ação combinada de várias forças, ainda causará desgaste.

Os países ocidentais contemporâneos utilizam frequentemente materiais compósitos poliméricos como métodos de reparação para resolver estes problemas. A aplicação de materiais poliméricos para reparo não afeta o estresse térmico da soldagem e a espessura do reparo não é limitada. Ao mesmo tempo, os materiais metálicos do produto não têm flexibilidade para absorver o impacto e a vibração do equipamento, evitar a possibilidade de novo desgaste e prolongar a vida útil dos componentes do equipamento, economizando muito tempo de inatividade para empresas e criando um enorme valor económico.
(1) Fenômeno de falha: O motor não pode dar partida após ser conectado

As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① Erro na fiação do enrolamento do estator – verifique a fiação e corrija o erro.

② Circuito aberto no enrolamento do estator, curto-circuito no aterramento, circuito aberto no enrolamento do motor do rotor enrolado – identifique o ponto de falha e elimine-o.

③ Carga excessiva ou mecanismo de transmissão preso – verifique o mecanismo de transmissão e a carga.

④ Circuito aberto no circuito do rotor de um motor de rotor enrolado (mau contato entre a escova e o anel coletor, circuito aberto no reostato, mau contato no cabo, etc.) – identifique o ponto de circuito aberto e repare-o.

⑤ A tensão da fonte de alimentação está muito baixa – verifique a causa e elimine-a.

⑥ Perda de fase da fonte de alimentação – verifique o circuito e restaure o trifásico.

(2) Fenômeno de falha: aumento da temperatura do motor muito alto ou fumaça

As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① Sobrecarregado ou iniciado com muita frequência – reduza a carga e reduza o número de partidas.

② Perda de fase durante a operação – verifique o circuito e restaure o trifásico.

③ Erro na fiação do enrolamento do estator – verifique a fiação e corrija-a.

④ O enrolamento do estator está aterrado e há um curto-circuito entre espiras ou fases – identifique o local do aterramento ou curto-circuito e repare-o.

⑤ Enrolamento do rotor da gaiola quebrado – substitua o rotor.

⑥ Operação de fase ausente do enrolamento do rotor enrolado – identifique o ponto de falha e repare-o.

⑦ Atrito entre o estator e o rotor – Verifique os rolamentos e o rotor quanto a deformações, repare ou substitua.

⑧ Má ventilação – verifique se a ventilação está desobstruída.

⑨ Tensão muito alta ou muito baixa – Verifique a causa e elimine-a.

(3) Fenômeno de falha: Vibração excessiva do motor

As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① Rotor desequilibrado – equilíbrio de nivelamento.

② Polia desbalanceada ou extensão do eixo torto – verifique e corrija.

③ O motor não está alinhado com o eixo de carga – verifique e ajuste o eixo da unidade.

④ Instalação inadequada do motor – verifique os parafusos de instalação e fundação.

⑤ Sobrecarga repentina – reduza a carga.

(4) Fenômeno de falha: Som anormal durante a operação
As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① Atrito entre o estator e o rotor – Verifique os rolamentos e o rotor quanto a deformações, repare ou substitua.

② Rolamentos danificados ou mal lubrificados – substitua e limpe os rolamentos.

③ Operação de perda de fase do motor – verifique o ponto de circuito aberto e repare-o.

④ Colisão da lâmina com a carcaça – verifique e elimine falhas.

(5) Fenômeno de falha: A velocidade do motor é muito baixa quando sob carga

As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① A tensão da fonte de alimentação está muito baixa – verifique a tensão da fonte de alimentação.

② Carga excessiva – verifique a carga.

③ Enrolamento do rotor da gaiola quebrado – substitua o rotor.

④ Contato ruim ou desconectado de uma fase do grupo de fios do rotor do enrolamento – verifique a pressão da escova, o contato entre a escova e o anel coletor e o enrolamento do rotor.
(6) Fenômeno de falha: A carcaça do motor está energizada

As razões e métodos de tratamento são os seguintes.

① Aterramento deficiente ou alta resistência de aterramento – Conecte o fio terra de acordo com os regulamentos para eliminar falhas de aterramento deficientes.

② Os enrolamentos estão úmidos – passam por tratamento de secagem.

③ Danos no isolamento, colisão dos condutores – Mergulhe a tinta para reparar o isolamento e reconecte os condutores. 9.2.4 Procedimentos operacionais do motor

① Antes da desmontagem, use ar comprimido para soprar a poeira da superfície do motor e limpe-o.

② Selecione o local de trabalho para desmontagem do motor e limpe o ambiente no local.

③ Familiarizado com as características estruturais e requisitos técnicos de manutenção de motores elétricos.

④ Prepare as ferramentas necessárias (incluindo ferramentas especiais) e equipamentos para desmontagem.

⑤ Para compreender melhor os defeitos na operação do motor, um teste de inspeção pode ser realizado antes da desmontagem, se as condições permitirem. Para tanto, o motor é testado com uma carga e a temperatura, o som, a vibração e outras condições de cada parte do motor são verificados detalhadamente. A tensão, corrente, velocidade, etc. também são testadas. Em seguida, a carga é desconectada e um teste de inspeção sem carga separado é realizado para medir a corrente sem carga e a perda sem carga, e os registros são feitos. Conta oficial “Literatura de Engenharia Mecânica”, posto de gasolina do engenheiro!

⑥ Corte a fonte de alimentação, remova a fiação externa do motor e mantenha registros.

⑦ Selecione um megôhmetro de tensão adequado para testar a resistência de isolamento do motor. Para comparar os valores de resistência de isolamento medidos durante a última manutenção para determinar a tendência de mudança de isolamento e o status de isolamento do motor, os valores de resistência de isolamento medidos em diferentes temperaturas devem ser convertidos para a mesma temperatura, geralmente convertido para 75 ℃.

⑧ Teste a taxa de absorção K. Quando a taxa de absorção K> 1,33, indica que o isolamento do motor não foi afetado pela umidade ou o grau de umidade não é severo. Para comparar com os dados anteriores, também é necessário converter a taxa de absorção medida a qualquer temperatura para a mesma temperatura.

9.2.5 Manutenção e reparo de motores elétricos

Quando o motor está funcionando ou funcionando mal, existem quatro métodos para prevenir e eliminar falhas em tempo hábil, ou seja, olhar, ouvir, cheirar e tocar, para garantir a operação segura do motor.

(1) Veja

Observe se há alguma anormalidade durante o funcionamento do motor, que se manifesta principalmente nas seguintes situações.

① Quando o enrolamento do estator está em curto-circuito, pode ser vista fumaça saindo do motor.

② Quando o motor está severamente sobrecarregado ou fora de fase, a velocidade diminuirá e haverá um forte som de “zumbido”.

③ Quando o motor funciona normalmente, mas para repentinamente, podem aparecer faíscas na conexão solta; O fenômeno de um fusível queimado ou de um componente preso.

④ Se o motor vibrar violentamente, pode ser devido ao travamento do dispositivo de transmissão, má fixação do motor, parafusos de fundação soltos, etc.

⑤ Se houver descoloração, marcas de queimado e manchas de fumaça nos contatos internos e conexões do motor, isso indica que pode haver superaquecimento local, mau contato nas conexões dos condutores ou enrolamentos queimados.

(2) Ouça

O motor deve emitir um som de “zumbido” uniforme e leve durante a operação normal, sem qualquer ruído ou sons especiais. Se for emitido muito ruído, incluindo ruído eletromagnético, ruído de rolamento, ruído de ventilação, ruído de fricção mecânica, etc., pode ser um precursor ou fenômeno de mau funcionamento.

① Para ruído eletromagnético, se o motor emitir um som alto e pesado, pode haver vários motivos.

um. O entreferro entre o estator e o rotor é irregular e o som flutua de alto para baixo com o mesmo intervalo de tempo entre sons altos e baixos. Isso é causado pelo desgaste do rolamento, que faz com que o estator e o rotor não sejam concêntricos.

b. A corrente trifásica está desequilibrada. Isto se deve a aterramento incorreto, curto-circuito ou mau contato do enrolamento trifásico. Se o som for muito abafado, indica que o motor está muito sobrecarregado ou fora de fase.

c. Núcleo de ferro solto. A vibração do motor durante a operação faz com que os parafusos de fixação do núcleo de ferro se afrouxem, fazendo com que a chapa de aço silício do núcleo de ferro se solte e emita ruído.

② O ruído do rolamento deve ser monitorado frequentemente durante a operação do motor. O método de monitoramento consiste em pressionar uma extremidade da chave de fenda contra a área de montagem do rolamento e a outra extremidade próxima ao ouvido para ouvir o som do rolamento girando. Se o rolamento funcionar normalmente, seu som será um som de “farfalhar” contínuo e pequeno, sem quaisquer flutuações de altura ou som de fricção de metal. Se ocorrerem os seguintes sons, isso é considerado anormal.

um. Há um som de “guincho” quando o rolamento está funcionando, que é um som de fricção de metal, geralmente causado por falta de óleo no rolamento. O rolamento deve ser desmontado e adicionado com uma quantidade adequada de graxa lubrificante.

b. Se houver um som de “rangido”, é o som produzido quando a bola gira, geralmente causado pelo ressecamento da graxa lubrificante ou falta de óleo. Uma quantidade apropriada de graxa pode ser adicionada.

c. Se houver um som de “clique” ou “rangido”, é o som gerado pelo movimento irregular da esfera no rolamento, que é causado pelo dano da esfera no rolamento ou pelo uso prolongado do motor , e a secagem da graxa lubrificante.

③ Se o mecanismo de transmissão e o mecanismo acionado emitirem sons contínuos em vez de flutuantes, eles poderão ser tratados das seguintes maneiras.

um. Sons periódicos de “estalo” são causados ​​por juntas irregulares da correia.

b. O som periódico de “batida” é causado por acoplamento solto ou polia entre os eixos, bem como chavetas ou rasgos de chaveta desgastados.

c. O som de colisão irregular é causado pelas pás do vento colidindo com a tampa do ventilador.
(3) Cheiro

Ao sentir o cheiro do motor, falhas também podem ser identificadas e evitadas. Se for encontrado um cheiro especial de tinta, indica que a temperatura interna do motor está muito alta; Se for detectado um forte odor de queimado ou queimado, pode ser devido à quebra da camada de isolamento ou à queima do enrolamento.

(4) Toque

Tocar na temperatura de algumas partes do motor também pode determinar a causa do mau funcionamento. Para garantir a segurança, as costas da mão devem ser usadas para tocar as partes circundantes da carcaça do motor e dos rolamentos durante o toque. Se forem encontradas anormalidades de temperatura, pode haver vários motivos.

① Má ventilação. Como desprendimento do ventilador, dutos de ventilação bloqueados, etc.

② Sobrecarga. Causando corrente excessiva e superaquecimento do enrolamento do estator.

③ Curto-circuito entre os enrolamentos do estator ou desequilíbrio de corrente trifásica.

④ Partidas ou frenagens frequentes.

⑤ Se a temperatura ao redor do rolamento estiver muito alta, isso pode ser causado por danos no rolamento ou falta de óleo.