2.5 三相異步電動機的選用與維護

2.5.1 電動機的選擇

由于電動機是機電傳動系統的原動機，其工作能力、工作特性必須滿足驅動機械負載的要求。因此，在選擇電動機時，要綜合考慮各方面的要求，如負載類型、機械轉矩—轉矩特性、工作制類型、起動頻度、負載的轉動慣量大小、是否需要調速、機械的起動和制動方式、是否需要反轉及使用場合等。

1.電動機種類的選擇

選擇電動機的種類是從交流或直流、機械特性、調速與起動性能、維護及價格等方面來綜合考慮的。如果沒有特殊要求，一般都應采用三相交流異步電動機。

繞線轉子電動機的基本性能與籠型電動機相同，其特點是起動性能較好，并可在不大的范圍內平滑調速。但是繞線轉子電動機的價格較籠型電動機貴，維護也較麻煩。因此，一般應用場合應盡可能選用籠型電動機。只有在需要進行串電阻調速、不能采用籠型電動機的場合才選用繞線轉子電動機。

2.能效等級的選擇

低碳環保、節能減排已經成為全社會的共識，在設計機電傳動控制系統、選用電動機時，應順應這一潮流，優先選用能效等級高的電動機。

隨著電動機制造工藝水平的提高，以前廣泛使用的Y系列、Y2系列、Y3系列三相異步電動機已經逐漸被淘汰。目前，廣泛使用的電動機有YX3系列、YE2系列高效率三相異步電動機和YE3系列超高效率三相異步電動機、YZTE3系列鑄銅轉子超高效率三相異步電動機以及YE4系列超超高效率三相異步電動機等產品（表2-13）。

表2-13 常用的籠型三相異步電動機系列

（續）

（續）

其中，YE4系列超超高效率三相異步電動機以能耗低、效率高、型號全為突出特點，代表著我國電機行業的最高水平，也是設計機電傳動系統過程中的首選產品。YE4系列超超高效率三相異步電動機的技術數據見表2-14、表2-15和表2-16。

表2-14 YE4系列超超高效率三相異步電動機產品性能數據（2極）

表2-15 YE4系列超超高效率三相異步電動機產品性能數據（4極）

表2-16 YE4系列超超高效率三相異步電動機產品性能數據（6極）

對于以變頻器為電源的、需要進行變頻調速的電動機，則應優先選用YVF2系列、YVF3系列變頻調速專用的三相異步電動機。

3.電動機功率的選擇

功率選得過大，則運行不經濟；功率選得過小，則電動機容易因過載而損壞。對于連續運行的電動機，所選功率應等于或略大于生產機械的功率。對于短時工作的電動機，允許在運行中有短暫的過載，故所選功率可等于或略小于生產機械的功率。

4.結構型式的選擇

可根據工作環境的具體條件選擇電動機的結構型式。

（1）防護式電動機

防護式電動機（防護等級代號為IP23）的機座和端蓋下方有通風孔，散熱性能好，能防止水滴和鐵屑等雜物從上方落入電動機內，但潮氣和灰塵仍可進入電動機內部。

（2）封閉式電動機

封閉式電動機（防護等級代號為IP44）的機座和端蓋上均無通風孔，完全是封閉的。外部的潮氣和灰塵不易進入電動機內部，多用于灰塵多、潮濕、有腐蝕性氣體、易引起火災等惡劣環境中。

（3）密封式電動機

密封式電動機（防護等級代號為IP68）的密封程度高，外部的氣體和液體都不能進入電動機內部，可以浸在液體中使用，潛水泵電動機就是典型的密封式電動機。

（4）防爆式電動機

防爆式電動機不但有嚴密的封閉結構，外殼又有足夠的機械強度，適用于有易燃、易爆氣體、粉塵的場所，如礦井、油庫和煤氣站等場所。

電動機冷卻方式的選擇一般是依據電動機的功率和安裝、使用現場的條件而定，對于2000kW以下的電動機采用空氣冷卻方式較好，結構簡單，安裝維護也方便；功率大于2000kW的電動機，由于自身損耗發熱量大，如采用空氣冷卻，需要有較大的冷卻風量，導致噪聲過大，如采用內風路為自帶風扇循環空氣，外部冷卻介質為循環水，冷卻效果很好，但要求有循環水站和循環水路，維護較復雜。

5.電壓和轉速的選擇

可根據電動機的類型、功率以及使用場所的電源電壓來決定電動機的電壓。Y系列籠型電動機的額定電壓只有380V一個等級。大功率電動機才采用3kV、6kV和10kV。

可根據機電傳動系統的負載特點、機電傳動系統是否有減速器（減速、增矩系統）等因素選擇電動機的轉速。

6.安裝型式的選擇

各種生產機械因整體設計和傳動方式不同，因而在安裝型式上對電動機也有不同的要求。盡管國產三相異步電動機的安裝型式多種多樣，但常用的安裝型式主要有臥式和立式兩種，可根據機電傳動系統的具體情況選用。

2.5.2 電動機的安裝與使用

1.電動機的安裝

電動機的安裝地點，受機電傳動系統總體布局的影響和制約，往往要視總體布局的要求而定。在滿足機電傳動系統總體布局要求的前提下，要盡量選擇干燥、防雨、通風散熱條件好，便于操作、維護、檢修的地方作為電動機的安裝地點，并確定好安裝基礎的結構型式（分為永久性、流動性和臨時性三種）。

如圖2-49所示，對于永久性安裝，要事先打好混凝土基礎（水泥墩），并做好養護工作。對于流動性和臨時性安裝，也要注意設置防振（隔振）墊板，力求減振。電動機的安裝一定要牢固、可靠，不能松動。

2.電氣部分的接線

按照機電傳動系統總體設計的要求，參照圖2-39和圖2-40進行三相異步電動機電氣部分的接線，將電動機定子繞組接成Υ或△，并將接線盒內的接地保護端子做可靠接地（圖2-49），以保證安全。

圖2-49 電動機的固定與接線

3.注意事項

1）實際負載情況要與電動機銘牌上標注的電壓、頻率、功率、轉速等參數匹配。

2）使用前要用500V絕緣電阻表（習稱兆歐表）檢查電動機的絕緣情況。絕緣電阻值大于5MΩ后方可使用，低于5MΩ時要做烘干處理，電動機應在70～80℃下烘7～8h。

3）要經常進行檢查巡視，檢查電動機各部件是否完好、地腳螺栓是否松動以及軸承潤滑情況是否良好。

2.5.3 電動機的維護與保養

1.起動前的準備和檢查

1）檢查電動機和起動設備接地是否可靠和完好，接線是否正確與良好。

2）檢查電動機銘牌所示額定電壓、額定頻率是否與電源電壓、頻率相符合。

3）新安裝或者長期停用的電動機（停用三個月以上），起動前應檢查繞組相對相、相對地的絕緣電阻值（用1000V絕緣電阻表測量）。絕緣電阻應該大于5MΩ。如果低于5MΩ，應將繞組烘干。

4）對繞線轉子應檢查其集電環上的電刷以及提刷裝置是否能正常工作，電刷的壓力是否符合要求（電刷壓力為1.5～2.5N/cm）。

5）檢查電動機轉子的轉動是否靈活，滑動軸承內的潤滑油是否達到規定的油位。

6）檢查電動機所用熔斷器的額定電流是否符合要求。

7）檢查電動機的各個緊固螺栓以及安裝螺栓是否牢固并符合要求。

2.運行中的檢查

三相異步電動機運行時，值班人員每班應檢查一次，檢查項目如下。

1）檢查電流是否超過允許值，有無增大或者減小現象。

2）檢查軸承應無異常聲音，潤滑情況應正常，油量應充足，油環轉動應靈活。

3）檢查電纜接頭是否漏電以及電動機外殼接地是否牢固。

4）用非接觸式測溫儀檢測電動機溫升。若電動機實際溫升超過最大允許值，則及時停機、報修。

5）以手摸、耳聽等經驗方法檢查電動機的振動是否正常，必要時停機、報修。規范的電動機的振動檢測方法應按照GB/T 10068—2020《軸中心高為56mm及以上電機的機械振動振動的測量、評定及限值》執行。

2.5.4 電動機的常見故障及處理方法

三相異步電動機結構簡單，工作可靠。但經長期運行后，也會發生各種故障。及時判斷故障原因，進行相應處理，是防止故障擴大，確保機電傳動系統正常運行的一項重要的工作。

1.通電后電動機不轉（但無異響，也無異味和冒煙）

通電后電動機不轉，但無異響，也無異味和冒煙，該故障的常見原因及處理方法見表2-17。

表2-17 通電后電動機不轉（但無異響，也無異味和冒煙）

2.通電后電動機不轉（熔斷器熔斷）

通電后電動機不轉，稍后發現熔斷器熔斷，該故障的常見原因及處理方法見表2-18。

表2-18 通電后電動機不轉（熔斷器熔斷）

3.通電后電動機不轉（有“嗡嗡”聲）

通電后電動機不轉，仔細查聽，電動機內部有“嗡嗡”聲，該故障的常見原因及處理方法見表2-19。

表2-19 通電后電動機不轉（有“嗡嗡”聲）

4.電動機起動困難（額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多）

電動機起動困難，額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多，該故障的常見原因及處理方法見表2-20。

表2-20 電動機起動困難（額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多）

5.電動機空載電流不平衡（三相電流數值相差太大）

當三相電源平衡時，電動機的三相空載電流中的任何一相與三相平均值的偏差應不大于三相平均值的10%。若超過10%，即視為三相電流數值相差太大。

電動機空載電流不平衡，三相電流數值相差太大，該故障的常見原因及處理方法見表2-21。

表2-21 電動機空載電流不平衡（三相電流數值相差太大）

6.電動機工作電流不穩定

電動機工作電流不穩定，電動機空載或過載時，電流表指針不穩、頻繁擺動，該故障的常見原因及處理方法見表2-22。

表2-22 電動機工作電流不穩定

7.電動機工作電流數值偏大

電動機空載電流平衡，但工作電流數值偏大，該故障的常見原因及處理方法見表2-23。

表2-23 電動機工作電流數值偏大

8.電動機運行時有異響

電動機可以正常工作，但運行時有異響，該故障的常見原因及處理方法見表2-24。

表2-24 電動機運行時有異響

9.電動機運行中振動過大

電動機可以正常工作，但運行中振動過大，該故障的常見原因及處理方法見表2-25。

表2-25 電動機運行中振動過大

10.軸承過熱

電動機可以正常工作，但軸承過熱（溫度超過95℃），該故障的常見原因及處理方法見表2-26。

表2-26 軸承過熱

11.電動機過熱（甚至冒煙）

運行中電動機過熱，甚至冒煙，該故障的常見原因及處理方法見表2-27。

表2-27 電動機過熱（甚至冒煙）