【电动机】 常识（2）

11. 电压变动对感应电动机的运行有什么影响？  
答：下面分别说明电压偏离额定值时，对电动机运行的影响。为了简单起见，在讨论电压变化时，假定电源的频率不变，电动机的负载力矩也不变。  
（1） 对磁通的影响  
电动机铁芯中磁通的大小决定于电势的大小。而在忽略定子绕组漏阻抗压降的前提下，电势就等于电动机的电压。由于电势和磁通成正比地变化，所以，电压升高，磁通成正比地增大；电压降低，磁通成正比地减小。  
（2） 对力矩的影响  
不论是启动力矩、运行时的力矩或最大力矩，都与电压的平方成正比。电压愈低，力矩愈小。由于电压降低，启动力矩减小，会使启动时间增长，如当电压降低20%时，启动时间将增加3.75倍。要注意的是，当电压降得低到某一数值时，电动机的最大力矩小于阻力力矩，于是电动机会停转。而在某些情况下（如负载是水泵，有水压情况下），电动机还会发生倒转。  
（3） 对转速的影响  
电压的变化对转速的影响较小。但总的趋向是电压降低，转速也降低，因为电压降低使电磁力矩减小。例如，对于具有额定转差为2%而最大力矩为两倍额定力矩的电动机，当电压降低20%时，转速仅减小1.6%。  
（4） 对出力的影响  
出力即机轴输出功率。它与电压的关系与转速对电压的关系相似，电压变化对出力影响不大，但随电压的降低出力也降低。  
（5） 对定子电流的影响  
定子电流为空载电流与负载电流的向量和。其中负载电流实际上是与转子电流相对应的。负载电流的变化趋势与电压的变化相反，即电压升高，负载电流减小，电压降低，负载电流增加。而空载电流（或叫激磁电流）的变化趋势与电压的变化相同，即电压增高，空载电流也增大，这是因为空载电流随磁通的增大而增大。  
当电压降低时，电磁力矩降低，转差增大，转子电流和定子中负载电流都增大，而空载电流减小。通常前者占优势，故当电压降低时，定子电流通常是增大的。  
当电压升高时，电磁力矩增大，转差减小，负载电流减小，而空载电流增大。但这里分两种情况：当电压偏离额定值不大，磁通还增大得不多的时候，铁芯未饱和，空载电流的增加是与电压成比例的，此时负载电流减小占优势，定子电流是减小的；当电压偏离额定值较大，磁通增大得很多时，由于铁芯饱和，空载电流上升得很快，以致它的增大占了优势，此时定子电流增加。所以，当电压增大时，定子电流开始略有减小，而后上升，此时，功率因数变坏。  
（6） 对吸取无功功率的影响  
电动机吸取的无功功率，一是漏磁无功功率，二是磁化无功功率，前者建立漏磁场，后者建立定、转子之间实现电磁能量转换用的主磁场。  
漏磁无功功率与电压的平方成反比地变化，而磁化功率与电压的平方成正比地变化。但由于铁芯饱的影响，磁化功率可能不与电压的平方成正比地变化。所以 ，电压降低时，从系统吸取的总的无功功率变化不大，还有可能减小。  
（7） 对效率的影响  
若电压降低，机械损耗实际上不变，铁耗差不多与电压平方成正比减少；转子绕组的损耗和转子电流平方成正比增加；定子绕组的损耗决定于定子电流的增加还是减少，而定子电流又决定于负载电流和空载电流间的互相关系。总的来说，电动机在负载小时（≤40%），效率增加一些，而然后开始很快地下降。  
（8） 对发热的影响  
在电压变化范围不大的情况下，由于电压降低，定子电流升高；电压升高，定子电流降低。在一定的范围内，铁耗和铜耗可以相互补偿，温度保持在容许范围内。因此，当电压在额定值±5%范围内变化时，电动机的容量仍可保持不变。但当电压降低超过额定值的5%时，就要限制电动机的出力，否则定子绕组可能过热，因为此时定子电流可能已升到比较高的数值。当电压升高超过10%时，由于磁通密度增加，铁耗增加，又由于定子电流增加，铜耗也增加，故定子绕组温度将超过允许值。  
12. 规程规定电动机的运行电压可以偏离额定值－5%或＋10%而不改变其额定出力，为什么电压偏高的允许范围较大？ 
答：关于电压偏离额定值对电动机运行的影响，这里只着重谈谈为什么规定偏高的范围和偏低的范围不一样。概括起来说，原因有以下两点。  
（1） 电压偏高运行对电动机来说比电压偏低运行所处条件要好，造成不利的影响少。  
电压偏低时，定子、转子电流都增加而使损耗增加，同时转速降低又使冷却条件变坏，这样会使电动机温升增高，此外，由于力矩减小，又使启动和自启动条件变坏。  
诚然，电压增高由于磁通增多使铁耗增加，升高一点温度对定子绕组温度是有影响的。可是，由于定子电流降低又使定子绕组温度降一点，据分析，铁芯温度升高对定子绕组温度升高的影响要比定子电流减小引起的温降要小一些，因此，总的趋向是使温度降低一些的。至于铁芯本身温度升高一点，无关紧要，对电动机没有什么危害。电压升高引起力矩的增加，则极大的改善了起动和自启动的条件。至于从绝缘的角度来说，提高10%的电压，不会有什么危险，因绝缘的电气强度都有一定的余度。  
（2） 采用电压偏离范围较大的规定，对运行来说，比较易于满足要求，可能因此就可避免采用有载调压的厂用变压器。不然，范围规定得小，即使设计上不采用有载调压厂用变压器，也得要求运行人员频繁地调整发电机电压或主变压器的分接头。  
13. 用摇表测量绝缘电阻时要注意什么？  
答：（1） 兆欧表一般有500、1000、2500伏几种，应按设备的电压等级按规定选好哪一种兆欧表。  
（2） 测量设备的绝缘电阻时，必须先切断电源，对具有较大电容的设备（如电容器、变压器、电机及电缆线路），必须先进行放电。  
（3） 兆欧表应放在水平位置，在未接线之前先摇动兆欧表，看指针是否在“∞”处，再将“L”和“E”两个接线柱短接，慢慢地摇动兆欧表，看指针是否指在“零”处，对于半导体型铛欧表不宜用短路校验。  
（4） 兆欧表引用线用多股软线，且应有良好的绝缘。  
（5） 架空线路及与架空线路相连接的电气设备，在发生雷雨时，或者不能全部停电的双回架空线路和母线，在被测回路的感应电压超过12伏时，禁止进行测量。  
（6） 测量电容器、电缆、大容量变压器和电机时，要有一定的充电时间。电容量愈大，充电时间应愈长。一般以兆欧表转动一分钟后的读数为准。  
（7） 在摇测绝缘电阻时，应使兆欧表保持额定转速，一般为120转/分。当被测物电容量大时，为了避免指针摆动，可适当提高转速（如130转/分）。  
（8） 被测物表面应擦拭清洁，不得有污物，以免漏电影响测量的准确度。  
（9） 兆欧表没有停止转动和设备未放电之前，切勿用手触及测量部分和兆欧表的接线柱，以免触电。  
14. 用兆欧表测量绝缘电阻时为什么规定摇测时间为1分钟？  
答：用兆欧表测量绝缘，一般规定摇测一分钟后的读数为准。因为在绝缘体上加上直流电压后，流过绝缘体的电流（吸收电流）将随时间的增长而逐渐下降。而绝缘体的直流电阻率是根据稳态传导电流确定的，并且不同材料绝缘体其绝缘吸收电流的衰减时间不同，但是试验证明，绝大多数绝缘材料吸收电流经过一分钟已趋于稳定，所以规定以加压一分钟后的绝缘电阻值来确定绝缘性能的好坏。  
15. 电动机低电压保护起什么作用？  
答：当电动机的供电母线电压短时降低或短时中断又恢复时，为了防止电动机启动时使电源电压严重降低，通常在次要电动机上装设低电压保护，当供电母线电压降到一定值时，低电压保护动作将次要电动机切除，使得母线电压迅速恢复，以保证重要电动机的自启动。  
16. 感应电动机起动不起来可能是什么原因?  
答：(1)电源方面： a.无电：操作回路断线，或电源开关未合上。 b.一相或两相断电。 c.电压过低。  
 (2)电动机本身： a.转子绕组开路。 b.定子绕组开路。 c.定,转子绕组有短路故障。 d.定、转子相擦。  
 (3)负载方面： a.负载带得太重。 b.机械部分卡涩。  
17. 鼠笼式感应电动机运行时转子断条对其有什么影响？  
答：鼠笼式电动机常因铸铝质量较差或铜笼焊接质量不佳发生转子断条故障。断条后，电动机的电磁力矩降低而造成转速下降，定子电流时大时小，因为断条破坏了结构的对称性，同时破坏了电磁的对称性，使与转子有相对运动的定子磁场，从转子的表面不同部位穿入磁通时，转子的反应不一样，因而造成定子电流时大时小。同时断条也会使机身发生振动，这是因为沿整个定子内膛周围的磁拉力不均匀引起的，周期性的嗡嗡声，也因此产生。  
18. 运行中的电动机遇到哪些情况时应立即停止运行？  
答：电动机在运行中发生下列情况之一者，应立即停止运行：  
⑴ 人身事故。  
⑵ 电动机冒烟起火，或一相断线运行。  
⑶ 电动机内部有强烈的摩擦声。  
⑷ 直流电动机整流子发生严重环火。  
⑸ 电动机强烈振动及轴承温度迅速升高或超过允许值。  
⑹ 电动机受水淹。  
19. 运行中的电动机，声音发生突然变化，电流表所指示的电流值上升或低至零，其可能原因有哪些？  
答：可能原因如下：  
⑴ 定子回路中一相断线。  
⑵ 系统电压下降。  
⑶ 绕组匝间短路。  
⑷ 鼠笼式转子绕组端环有裂纹或与铜（铝）条接触不良。  
⑸ 电动机转子铁芯损坏或松动，转轴弯曲或开裂。  
⑹ 电动机某些零件（如轴承端盖等）松弛或电动机底座和基础的联接不紧固。  
⑺ 电动机定、转子空气间隙不均匀超过规定值。  
20. 电动机启动时，合闸后发生什么情况时必须停止其运行？  
答：⑴ 电动机电流表指向最大超过返回时间而未返回时；  
⑵ 电动机未转而发生嗡嗡响声或达不到正常转速；  
⑶ 电动机所带机械严重损坏；  
⑷ 电动机发生强烈振动超过允许值。  
⑸ 电动机启动装置起火、冒烟；  
⑹ 电动机回路发生人身事故。  
⑺ 启动时，电机内部冒烟或出现火花时。