ידע בסיסי במנועים חשמליים

1. מבוא למנועים חשמליים

מנוע חשמלי הוא מכשיר הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית. הוא משתמש בסליל מופעל (כלומר פיתול סטטור) כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב ולפעול על הרוטור (כגון מסגרת אלומיניום סגורה של כלוב סנאי) ליצירת מומנט סיבובי מגנו-אלקטרי.

מנועים חשמליים מחולקים למנועי DC ולמנועי AC בהתאם למקורות הכוח השונים בהם נעשה שימוש. רוב המנועים במערכת החשמל הם מנועי AC, שיכולים להיות מנועים סינכרוניים או מנועים אסינכרוניים (מהירות השדה המגנטי של הסטטור של המנוע לא שומרת על מהירות סינכרונית עם מהירות סיבוב הרוטור).

מנוע חשמלי מורכב בעיקרו מסטאטור ורוטור, וכיוון הכוח הפועל על החוט המופעל בשדה המגנטי קשור לכיוון הזרם ולכיוון קו האינדוקציה המגנטי (כיוון השדה המגנטי). עקרון העבודה של מנוע חשמלי הוא ההשפעה של שדה מגנטי על הכוח הפועל על הזרם, הגורם למנוע להסתובב.

2. חלוקת מנועים חשמליים

① סיווג לפי ספק כוח עובד

על פי מקורות כוח העבודה השונים של מנועים חשמליים, ניתן לחלק אותם למנועי DC ולמנועי AC. מנועי AC מחולקים גם למנועים חד פאזיים ומנועים תלת פאזיים.

② סיווג לפי מבנה ועקרון עבודה

ניתן לחלק מנועים חשמליים למנועי DC, מנועים אסינכרוניים ומנועים סינכרוניים לפי המבנה ועקרון העבודה שלהם. ניתן לחלק מנועים סינכרוניים גם למנועים סינכרוניים מגנט קבוע, מנועים סינכרוניים סריגה ומנועים סינכרוניים היסטריים. ניתן לחלק מנועים אסינכרוניים למנועי אינדוקציה ולמנועי קומוטטור AC. מנועי אינדוקציה מחולקים עוד יותר למנועים אסינכרוניים תלת פאזיים ולמנועים אסינכרוניים מוצלים בקוטב. מנועי קומוטטור AC מחולקים גם למנועים נרגשים מסדרת חד-פאזית, מנועים AC DC דו-מטריים ומנועים דוחים.

③ מסווג לפי מצב הפעלה והפעלה

ניתן לחלק מנועים חשמליים למנועים אסינכרוניים חד פאזיים חד-פאזיים, מנועים חד-פאזיים אסינכרוניים המופעלים על ידי קבלים, מנועים אסינכרוניים חד-פאזיים חד-פאזיים עם הפעלת קבלים, ומנועים אסינכרוניים חד-פאזיים חד פאזיים לפי מצבי ההתנעה והתפעול שלהם.

④ סיווג לפי מטרה

ניתן לחלק מנועים חשמליים למנועי הנעה ולמנועי בקרה לפי ייעודם.

מנועים חשמליים לנהיגה מחולקים עוד לכלים חשמליים (כולל כלי קידוח, ליטוש, ליטוש, חריצים, חיתוך והרחבה), מנועים חשמליים למכשירי חשמל ביתיים (כולל מכונות כביסה, מאווררים חשמליים, מקררים, מזגנים, מקליטים, מכשירי וידאו, נגני DVD, שואבי אבק, מצלמות, מפוחים חשמליים, מכונות גילוח חשמליות וכו'), וציוד מכני קטן כללי אחר (כולל מכונות קטנות שונות, מכונות קטנות, ציוד רפואי, מכשירים אלקטרוניים וכו').

מנועי בקרה מחולקים עוד יותר למנועי צעד ומנועי סרוו.
⑤ סיווג לפי מבנה הרוטור

על פי מבנה הרוטור, ניתן לחלק מנועים חשמליים למנועי אינדוקציה בכלוב (שנודעו בעבר כמנועים אסינכרוניים של כלוב סנאי) ולמנועי אינדוקציה של רוטור מפותל (שנודעו בעבר כמנועי אסינכרוני פצע).

⑥ מסווג לפי מהירות פעולה

ניתן לחלק מנועים חשמליים למנועים מהירים, מנועים במהירות נמוכה, מנועים במהירות קבועה ומנועים במהירות משתנה בהתאם למהירות הפעולה שלהם.

⑦ סיווג לפי טופס מגן

א. סוג פתוח (כגון IP11, IP22).

למעט מבנה התמיכה הדרוש, למנוע אין הגנה מיוחדת על החלקים המסתובבים והחיים.

ב. סוג סגור (כגון IP44, IP54).

החלקים המסתובבים והחיים בתוך מעטפת המנוע זקוקים להגנה מכנית הכרחית כדי למנוע מגע מקרי, אך היא אינה מעכבת באופן משמעותי את האוורור. מנועי מגן מחולקים לסוגים הבאים על פי מבני האוורור והמיגון השונים שלהם.

ⓐ סוג כיסוי רשת.

פתחי האוורור של המנוע מכוסים בכיסויים מחוררים כדי למנוע מהחלקים המסתובבים והחיים של המנוע לבוא במגע עם עצמים חיצוניים.

ⓑ עמיד לטפטוף.

מבנה פתח האוורור של המנוע יכול למנוע מנוזלים או מוצקים שנופלים אנכית להיכנס ישירות אל פנים המנוע.

ⓒ עמיד בפני התזה.

מבנה פתח האוורור של המנוע יכול למנוע מנוזלים או מוצקים להיכנס לפנים המנוע בכל כיוון בטווח זווית אנכית של 100 מעלות.

ⓓ סגור.

מבנה מעטפת המנוע יכול למנוע החלפה חופשית של אוויר בתוך ומחוץ למארז, אך הוא אינו מצריך איטום מלא.

ⓔ עמיד למים.
מבנה מעטפת המנוע יכול למנוע כניסת מים בלחץ מסוים אל פנים המנוע.

ⓕ אטום למים.

כאשר המנוע שקוע במים, המבנה של מעטפת המנוע יכול למנוע כניסת מים אל פנים המנוע.

ⓖ סגנון צלילה.

המנוע החשמלי יכול לפעול במים לאורך זמן בלחץ מים מדורג.

ⓗ הוכחת פיצוץ.

מבנה מעטפת המנוע מספיק כדי למנוע מפיצוץ הגז בתוך המנוע לעבור אל החוץ של המנוע, ולגרום לפיצוץ של גז דליק מחוץ למנוע. חשבון רשמי "ספרות הנדסת מכונות", תחנת דלק של מהנדס!

⑧ מסווג לפי שיטות אוורור וקירור

א. קירור עצמי.

מנועים חשמליים מסתמכים אך ורק על קרינת פני השטח וזרימת אוויר טבעית לקירור.

ב. מאוורר בקירור עצמי.

המנוע החשמלי מונע על ידי מאוורר המספק אוויר קירור לקירור פני השטח או פנים המנוע.

ג. הוא התקרר.

המאוורר המספק אוויר קירור אינו מונע על ידי המנוע החשמלי עצמו, אלא מונע באופן עצמאי.

ד. סוג אוורור צינור.

אוויר קירור אינו מוכנס או נפלט ישירות מהחלק החיצוני של המנוע או מהפנים של המנוע, אלא מוכנס או מופרש מהמנוע דרך צינורות. מאווררים לאוורור צנרת יכולים להיות מקוררים עם מאוורר עצמי או מאוורר אחר.

ה. קירור נוזלי.

מנועים חשמליים מקוררים בנוזל.

ו. קירור גז במעגל סגור.

הסירקולציה הבינונית לקירור המנוע היא במעגל סגור הכולל את המנוע והמצנן. מצע הקירור סופג חום בעת מעבר המנוע ומשחרר חום בעת מעבר המצנן.
ז. קירור פני השטח וקירור פנימי.

מצע הקירור שאינו עובר בחלק הפנימי של מוליך המנוע נקרא קירור פני השטח, בעוד שמדיום הקירור שעובר בחלקו הפנימי של מוליך המנוע נקרא קירור פנימי.

⑨ סיווג לפי טופס מבנה התקנה

צורת ההתקנה של מנועים חשמליים מיוצגת בדרך כלל על ידי קודים.

הקוד מיוצג על ידי הקיצור IM להתקנה בינלאומית,

האות הראשונה ב-IM מייצגת את קוד סוג ההתקנה, B מייצגת התקנה אופקית, ו-V מייצגת התקנה אנכית;

הספרה השנייה מייצגת את קוד התכונה, המיוצג על ידי ספרות ערביות.

⑩ סיווג לפי רמת בידוד

רמה א', רמה E, רמה ב', רמת F, רמה H, רמה C. סיווג רמת הבידוד של המנועים מוצג בטבלה שלהלן.

⑪ מסווג לפי שעות עבודה מדורגות

מערכת עבודה רציפה, לסירוגין ולטווח קצר.

מערכת שוטפת (SI). המנוע מבטיח פעולה ארוכת טווח תחת הערך הנקוב על לוחית השם.

שעות עבודה קצרות (S2). המנוע יכול לפעול רק לפרק זמן מוגבל תחת הערך הנקוב המצוין על לוחית השם. ישנם ארבעה סוגים של תקני משך עבור פעולה קצרת טווח: 10 דקות, 30 דקות, 60 דקות ו-90 דקות.

מערכת עבודה לסירוגין (S3). ניתן להשתמש במנוע רק לסירוגין ולעיתים תחת הערך הנקוב המצוין על לוחית השם, מבוטא כאחוז של 10 דקות למחזור. לדוגמה, FC=25%; ביניהם, S4 עד S10 שייכים למספר מערכות הפעלה לסירוגין בתנאים שונים.

9.2.3 תקלות נפוצות של מנועים חשמליים

מנועים חשמליים נתקלים לעתים קרובות בתקלות שונות במהלך פעולה ארוכת טווח.

אם העברת המומנט בין המחבר למפחית גדולה, חור החיבור על משטח האוגן מראה בלאי חמור, מה שמגדיל את פער ההתאמה של החיבור ומוביל להעברת מומנט לא יציבה; הבלאי של מצב המיסב שנגרם על ידי נזק למיסב גל המנוע; בלאי בין ראשי פיר ומפתחי מפתח וכו' לאחר התרחשותן של בעיות כאלה, השיטות המסורתיות מתמקדות בעיקר בריתוך תיקון או עיבוד שבבי לאחר ציפוי מברשת, אך לשתיהן יש חסרונות מסוימים.

לא ניתן לבטל לחלוטין את הלחץ התרמי שנוצר על ידי ריתוך תיקון בטמפרטורה גבוהה, הנוטה לכיפוף או לשבר; עם זאת, ציפוי מברשת מוגבל בעובי הציפוי ונוטה להתקלף, ושתי השיטות משתמשות במתכת כדי לתקן את המתכת, שאינה יכולה לשנות את הקשר "קשה לקשה". תחת פעולה משולבת של כוחות שונים, זה עדיין יגרום לבלאי חוזר.

מדינות מערביות עכשוויות משתמשות לעתים קרובות בחומרים מרוכבים פולימריים כשיטות תיקון כדי לטפל בבעיות אלו. היישום של חומרים פולימריים לתיקון אינו משפיע על מתח תרמי ריתוך, ועובי התיקון אינו מוגבל. יחד עם זאת, לחומרי המתכת במוצר אין את הגמישות לספוג את ההשפעה והרעידות של הציוד, למנוע אפשרות של בלאי מחדש ולהאריך את חיי השירות של רכיבי הציוד, לחסוך זמן השבתה רב לארגונים יצירת ערך כלכלי עצום.
(1) תופעת תקלה: המנוע לא יכול להתניע לאחר חיבורו

הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① שגיאת חיווט בפיתול סטטור - בדוק את החיווט ותקן את השגיאה.

② מעגל פתוח בפיתול הסטטור, הארקה קצרה, מעגל פתוח בפיתול מנוע הרוטור הפותה - זהה את נקודת התקלה וחסל אותה.

③ עומס מופרז או מנגנון העברה תקוע - בדוק את מנגנון ההולכה והעומס.

④ מעגל פתוח במעגל הרוטור של מנוע רוטור פצוע (מגע לקוי בין המברשת לטבעת ההחלקה, מעגל פתוח בריאוסטט, מגע גרוע במוליך וכו') - זהה את נקודת המעגל הפתוח ותקן אותה.

⑤ מתח אספקת החשמל נמוך מדי - בדוק את הסיבה וחסל אותה.

⑥ אובדן פאזה של אספקת החשמל - בדוק את המעגל ושחזר את התלת פאזי.

(2) תופעת תקלה: עליית טמפרטורת המנוע גבוהה מדי או עישון

הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① עומס יתר או התחיל לעתים קרובות מדי - הפחת את העומס והפחת את מספר ההתחלות.

② אובדן פאזה במהלך הפעולה - בדוק את המעגל ושחזר את התלת פאזי.

③ שגיאת חיווט בפיתול סטטור - בדוק את החיווט ותקן אותו.

④ פיתול הסטטור מוארק, ויש קצר חשמלי בין סיבובים או שלבים - זהה את מיקום ההארקה או הקצר ותקן אותו.

⑤ פיתול רוטור הכלוב שבור - החלף את הרוטור.

⑥ פעולת שלב חסרה של פיתול הרוטור הפותה - זהה את נקודת התקלה ותקן אותה.

⑦ חיכוך בין הסטטור לרוטור - בדוק את המסבים והרוטור לעיוותים, תיקון או החלפה.

⑧ אוורור לקוי - בדוק אם האוורור אינו חסום.

⑨ מתח גבוה מדי או נמוך מדי - בדוק את הסיבה וחסל אותה.

(3) תופעת תקלה: רעידות מוגזמות של המנוע

הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① רוטור לא מאוזן - איזון פילוס.

② גלגלת לא מאוזנת או הארכת פיר כפוף - בדוק ותקן.

③ המנוע אינו מיושר עם ציר העומס - בדוק והתאם את ציר היחידה.

④ התקנה לא נכונה של המנוע - בדוק את ברגי ההתקנה והבסיס.

⑤ עומס יתר פתאומי - הפחת את העומס.

(4) תופעת תקלה: צליל חריג במהלך הפעולה
הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① חיכוך בין הסטטור לרוטור - בדוק אם יש עיוות במיסבים וברוטור, תיקון או החלפה.

② מיסבים פגומים או משומנים בצורה גרועה - החלף ונקה את המסבים.

③ פעולת אובדן פאזה של המנוע - בדוק את נקודת המעגל הפתוח ותקן אותה.

④ התנגשות להב עם מעטפת - בדוק והסר תקלות.

(5) תופעת תקלה: מהירות המנוע נמוכה מדי בעת עומס

הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① מתח אספקת החשמל נמוך מדי - בדוק את מתח אספקת החשמל.

② עומס מופרז - בדוק את העומס.

③ פיתול רוטור הכלוב שבור - החלף את הרוטור.

④ מגע לקוי או מנותק של שלב אחד של קבוצת חוטי הרוטור המתפתל - בדוק את לחץ המברשת, את המגע בין המברשת לטבעת ההחלקה ואת פיתול הרוטור.
(6) תופעת תקלה: מעטפת המנוע פעילה

הסיבות ושיטות הטיפול הן כדלקמן.

① הארקה ירודה או התנגדות הארקה גבוהה - חבר את חוט ההארקה בהתאם לתקנות כדי למנוע תקלות הארקה גרועות.

② הפיתולים לחים - עוברים טיפול ייבוש.

③ נזק לבידוד, התנגשות עופרת - טבלו צבע לתיקון בידוד, חבר מחדש את הכבלים. 9.2.4 נוהלי תפעול מנוע

① לפני הפירוק, השתמש באוויר דחוס כדי לפוצץ את האבק על פני המנוע ולנגב אותו.

② בחר את מיקום העבודה לפירוק המנוע ונקה את הסביבה באתר.

③ היכרות עם המאפיינים המבניים והדרישות הטכניות לתחזוקה של מנועים חשמליים.

④ הכן את הכלים הדרושים (כולל כלים מיוחדים) ואת הציוד לפירוק.

⑤ על מנת להבין יותר את הליקויים בפעולת המנוע, ניתן לערוך בדיקת בדיקה לפני הפירוק אם התנאים מאפשרים זאת. לשם כך, המנוע נבדק בעומס, ונבדקים בפירוט הטמפרטורה, הצליל, הרטט ושאר התנאים של כל חלק במנוע. כמו כן נבדקים המתח, הזרם, המהירות וכו'. לאחר מכן, העומס מנותק ונערכת בדיקת בדיקת ללא עומס נפרדת למדידת זרם ללא עומס ואובדן ללא עומס, ונערכים רישומים. חשבון רשמי "ספרות הנדסת מכונות", תחנת דלק של מהנדס!

⑥ נתק את אספקת החשמל, הסר את החיווט החיצוני של המנוע ושמור תיעוד.

⑦ בחר מגוהממד מתח מתאים לבדיקת התנגדות הבידוד של המנוע. על מנת להשוות את ערכי התנגדות הבידוד שנמדדו במהלך התחזוקה האחרונה כדי לקבוע את מגמת שינוי הבידוד ומצב הבידוד של המנוע, יש להמיר את ערכי התנגדות הבידוד שנמדדו בטמפרטורות שונות לאותה טמפרטורה, בדרך כלל להמיר ל-75 ℃.

⑧ בדוק את יחס הספיגה K. כאשר יחס הספיגה K>1.33, זה מצביע על כך שבידוד המנוע לא הושפע מלחות או שמידת הלחות אינה חמורה. על מנת להשוות עם נתונים קודמים, יש צורך גם להמיר את יחס הספיגה הנמדד בכל טמפרטורה לאותה טמפרטורה.

9.2.5 תחזוקה ותיקון מנועים חשמליים

כאשר המנוע פועל או לא תקין, ישנן ארבע שיטות למנוע ולחסל תקלות בזמן, כלומר הסתכלות, הקשבה, ריח ומגע, כדי להבטיח את פעולתו הבטוחה של המנוע.

(1) תראה

בדוק אם יש חריגות במהלך פעולת המנוע, המתבטאות בעיקר במצבים הבאים.

① כאשר פיתול הסטטור מקוצר, עשן עשוי להיראות מהמנוע.

② כאשר המנוע עומס יתר על המידה או יוצא מפאזה, המהירות תואט וישמע צליל "זמזום" כבד.

③ כאשר המנוע פועל כרגיל, אך נעצר לפתע, עלולים להופיע ניצוצות בחיבור הרופף; תופעה של נפילת נתיך או תקיעה של רכיב.

④ אם המנוע רוטט בחוזקה, ייתכן שהדבר נובע מחסימה של התקן ההילוכים, קיבוע לקוי של המנוע, בריחי יסוד רופפים וכו'.

⑤ אם יש שינוי צבע, סימני צריבה וכתמי עשן במגעים ובחיבורים הפנימיים של המנוע, זה מציין שייתכן שיש התחממות יתר מקומית, מגע גרוע בחיבורי המוליכים או פיתולים שרופים.

(2) תקשיב

המנוע אמור להשמיע צליל "זמזום" אחיד וקל בזמן פעולה רגילה, ללא רעש או צלילים מיוחדים. אם נפלט יותר מדי רעש, לרבות רעש אלקטרומגנטי, רעשי מסבים, רעשי אוורור, רעשי חיכוך מכני וכו', ייתכן שזהו מבשר או תופעה של תקלה.

① לרעש אלקטרומגנטי, אם המנוע פולט צליל חזק וכבד, עשויות להיות מספר סיבות.

א. מרווח האוויר בין הסטטור לרוטור אינו אחיד, והסאונד משתנה מגבוה לנמוך באותו זמן מרווח בין צלילים גבוהים לנמוכים. זה נגרם על ידי בלאי מיסבים, שגורם לסטטור ולרוטור להיות לא קונצנטריים.

ב. הזרם התלת פאזי אינו מאוזן. זה נובע מהארקה שגויה, קצר חשמלי או מגע לקוי של הפיתול התלת פאזי. אם הצליל עמום מאוד, זה מצביע על כך שהמנוע עומס יתר על המידה או נגמר.

ג. ליבת ברזל רופפת. הרטט של המנוע במהלך פעולתו גורם לבריחי הקיבוע של ליבת הברזל להתרופף, מה שגורם ליריעת פלדת הסיליקון של ליבת הברזל להתרופף ולפלוט רעש.

② עבור רעשי מיסבים, יש לנטר אותו לעתים קרובות במהלך פעולת המנוע. שיטת הניטור היא ללחוץ קצה אחד של המברג נגד אזור ההרכבה של המיסב, והקצה השני קרוב לאוזן כדי לשמוע את צליל המיסב פועל. אם המיסב פועל כרגיל, הצליל שלו יהיה צליל "רשרוש" מתמשך וקטן, ללא כל תנודות בגובה או צליל חיכוך מתכת. אם הצלילים הבאים מתרחשים, זה נחשב לא נורמלי.

א. יש צליל "חריקה" כאשר המיסב פועל, שהוא צליל חיכוך מתכתי, הנגרם בדרך כלל מחוסר שמן במיסב. יש לפרק את המיסב ולהוסיף לו כמות מתאימה של גריז סיכה.

ב. אם יש צליל "חריקה", זה הצליל שנשמע כשהכדור מסתובב, הנגרם בדרך כלל מייבוש של שומן סיכה או חוסר בשמן. ניתן להוסיף כמות מתאימה של גריז.

ג. אם יש צליל "קליק" או "חריקה", זה הצליל שנוצר מתנועה לא סדירה של הכדור במיסב, שנגרם מהנזק של הכדור במיסב או משימוש ארוך טווח במנוע. , וייבוש שומן הסיכה.

③ אם מנגנון השידור והמנגנון המונע פולטים צלילים מתמשכים ולא משתנים, ניתן לטפל בהם בדרכים הבאות.

א. קולות "קפיצות" תקופתיים נגרמים על ידי מפרקי חגורה לא אחידים.

ב. צליל "חבטה" תקופתי נגרם על ידי צימוד רופף או גלגלת בין פירים, כמו גם מפתחות או מפתחות שחוקים.

ג. צליל ההתנגשות הלא אחיד נגרם כתוצאה מהתנגשות להבי הרוח במכסה המאוורר.
(3) ריח

על ידי ריח של ריח המנוע, ניתן גם לזהות ולמנוע תקלות. אם נמצא ריח צבע מיוחד, זה מצביע על כך שהטמפרטורה הפנימית של המנוע גבוהה מדי; אם נמצא ריח שרוף או שרוף חזק, ייתכן שהדבר נובע מפירוק שכבת הבידוד או שריפת הפיתול.

(4) גע

נגיעה בטמפרטורה של חלקים מסוימים של המנוע יכולה גם לקבוע את הסיבה לתקלה. כדי להבטיח בטיחות, יש להשתמש בגב היד כדי לגעת בחלקים שמסביב של מעטפת המנוע והמיסבים בעת נגיעה. אם נמצאו חריגות בטמפרטורה, יכולות להיות מספר סיבות.

① אוורור לקוי. כמו ניתוק מאוורר, תעלות אוורור חסומות וכו'.

② עומס יתר. גרימת זרם מוגזם והתחממות יתר של פיתול הסטטור.

③ קצר חשמלי בין פיתולי הסטטור או חוסר איזון זרם תלת פאזי.

④ התנעה או בלימה תכופה.

⑤ אם הטמפרטורה סביב המיסב גבוהה מדי, היא עלולה להיגרם מנזק למיסב או מחסור בשמן.