电动机论文范文

2022-05-09

今天小编为大家推荐《电动机论文范文(精选3篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。[关键词]电动机启动故障一、一般原因1.电机绕组的首末端不能颠倒,U1V1W1是同名端,U2V2W2是同名端,星形接法的星点必须是同名端,三相电源必须接入同名端。如果其中一相接反,电机出现一个反向磁场,这个磁场会抵消另外两个正向磁场的一部分,使磁场不能旋转而没有启动转矩。

第一篇:电动机论文范文

电动汽车电动机噪声分析与优化

关键词:电动汽车 电动机噪声 分析 优化

1 引言

在电动汽车中,电机系统与电动汽车的动力、安全、经济及噪音振动等方面的性能,存在着紧密的联系。因此,在生产电动汽车时,电机系统的选择非常关键,实践证明,功率密度大、转矩密度大、低速重载性能好、调速范围宽、高效区宽、稳定性好、噪音低的电机系统是最佳选择。如果采用高转速和高功率的电机系统,那么它的噪音问题就特别严重。为了提高大众对电动汽车的使用体验,加强对电动汽车电机系统的研究具有重要的意义。

2 简述电动汽车中的电机系统

与工业上使用的电机具有较大的不同性,应用在电动汽车上的电机系统需要具备一定的使用特点,例如,能够适用加速、减速、爬坡、频繁的启动等操作要求,不管是高速行驶,还是低速行驶,高转矩和低转矩能够转换自如。实践中,电动汽车驱动电机具体的要求主要包括以下几点:其一,过载能力必须要达到要求,一般需要具备四倍左右的过载能力,不管是短时的加速,还是需要爬坡行驶,都能满足使用者的需要,提供良好的驾驶体验。其二,以巡航时的速度为基准,电动汽车的最高转速可达其的五倍之多。其三,在较宽的转速和转矩范围内,使用效率都非常令人满意。其四,电动汽车的驱动电机具有良好的动态性、性能的稳定性、控制性和可靠性,工作状况令人满意。

在实践中,依据电动汽车使用的牵引电机类型的差异性,可以范围直流驱动系统和交流驱动系统。感应电动机、永磁同步电机及开关磁阻电动机是交流驱动系统经常会用到的电机类型。

3 电动汽车电机系统的噪声分类

3.1 电磁噪声

电磁噪声是电动汽车噪声的其中一种,其的传播途径是磁轭,是气隙磁波作用在定子铁心齿上形成的。而电磁噪声的主要来源是定子铁心产生的振动变形的径向分量,当径向电磁力波与定子的固有频率接近时,共振现象产生,极大的增强了噪声的声量。

在电机运转的时候,带有旋转的力波是气隙磁场的表现形式,此状态下产生的电磁力具有交变的特性。气隙磁场中不仅包括主磁通,还包含有很多的谐波分量,它们所具备的频率并不是相等的,通常与齿数、槽数有很大的关系,是这些数量关系的数倍之多。

产生电磁噪声还具有一些其他的原因:

(1)铁心饱和导致的。当铁心处于饱和状态时,磁场正弦分布的顶端就会变得平坦,谐波的分量就会被分次数的增强,最终使得电磁噪声被放大了。

(2)开口槽方面造成的影响。众所周知,不管是定子,还是转子,它们的槽都是开口槽,气隙磁导在旋转的时候是不稳定的,处于不断的变化和波动中。气隙磁场中出现了很多在基波磁势作用下产生的“槽开口波”。它们与气隙和槽开口大小有很大的关系,气隙越小,槽口越宽,幅值相应的就会越大。

3.2 机械噪声

机械噪声的产生是无法避免的,是任何的机械零件在运动的过程中,都可能产生的。在电动汽车的电机系统中,机械噪声和电磁噪声具有千丝万缕的联系。如果存在着结构振动,电磁场就会受到一定的影响。同样的,电磁力的存在,也会对机构件的振动频率和幅值产生一定的影响。机械噪声并不是一成不变的,而是会随着电机的转速和负载电流的大小大变化而发生相应的增大或者降低的变化。在高速运转的状态下,机械噪声成为电机噪声的最主要的形式,当然,这其中少不了轴承、结构及电刷等产生的共振而产生的噪声。

电动汽车的电机主要用到滚动轴承和滑动轴承。滑动轴承的特点是噪声角度,主要运用在大型的电机和微型电机当中。而滚动轴承的优势比较明显,不仅承载能力较大,而且稳定性较强,维护工作比较容易。但是其的劣势也不能忽视,那就是运行中会产生较大的噪声,成为电机的主要噪声源。产生机械噪声最常见的原因是转子运动时平衡性较差造成的。如果其的频率和旋转频率具有高度的一致性,那么产生的噪声往往是低频噪声。而如果定子、转子的旋转频率具有较大差异时,就会产生较大的机械噪声。

3.3 空气动力噪声

在电动汽车中,电机产生的空气动力噪声具有笛鸣噪声和涡流噪声之分。涡流噪声产生的原因,主要是由于转子和风扇共同作用产生,它们产生的冷却空气湍流在旋转表面交替出现涡流引起的,具有较大涉及面。而笛鸣噪声的产生,主要是由于空气被过分压缩,或者空气在固定的障碍物上遭到了摩擦而产生的,同理人们日常吹口哨的情形。旋转电机空气动力噪声的产生是无法回避的,噪声的产生与转子的表面圆周速度、表面粗糙度、风扇的空气动力特性和突出的零件形状都有关系。空气动力噪声是由随轴仪器旋转的冷却风扇造成的空气流动形成的噪声,与风扇与转子的形状、表面的粗糙度、风道的形状等有着紧密关系。

4 电动车降噪优化措施分析

4.1 应对电磁噪声的方法

重视抓极的设计工作,体现出一定的合理性,构成正弦励磁场环境,尽量减少谐波的干扰;规避低磁力波的干扰,做好槽配合的选择;气隙磁密必须做好科学性的选择;定子和转子的装配很关键,做好圆度和同轴度的调节,对降低电磁噪声是非常有帮助的。

4.2 应对结构噪声的方法

要想有效降低电动汽车的结构噪声,就需要在转子的动平衡度上下一番功夫。在电动汽车结构件运行的基础上,运用转子最大程度实现动平衡,特别值得注意的是,在电动汽车上运用了不等距风扇时,动平衡状态的实现,不应该忽视风扇的存在,而应该将其的状态考虑其中。

另外,减小和隔离结构震动的方法也是非常重要的内容点。主要包括:其一,想办法使得主要结构件的固有频率与主机振力频率相比较,产生较大的差异性。其中最重要的是,结构件的共振动频率,必须要和高阶电磁激振力的振动频率具有较大的差别性,才能保证降低结构震动的方法是有效的。其二,有必要在电机端盖和定子铁心之间做好联结处理。其三,运用一些措施,进一步增强电机结构内部的阻尼效力。

5 简析电动汽车出现噪声故障的诊断

电动汽车电动机的噪声测试通常会在台架上来完成,测试系统主要包括硬件部分和软件部分,不同于以往传统的测试方式,如今硬件测试采用是阵列系统,包含二十几个传声器。借助MKLL 对大量数据进行收集,并及时的传送至计算机终端,再经过计算机系统的分析和处理,噪声的频谱的得以呈现,通过电机噪声声场的重建,找到噪声的准确位置。

在实践中,针对电动汽车电动机发出的故障噪声,开展频谱的测试,经过电机部件常见频段和电机声场的重建,对寻找和确定电机故障发生的准确位置是非常有帮助的。例如,电动汽车的电动机轴承出现故障,引起的原因并不是唯一的,可能是使用中的軸承质量不好,或者是轴承的安装不规范,或者轴承的磨损严重等原因造成的。由此可见,通过对电动汽车噪声的研究和分析,一定程度上对电动汽车的故障诊断发挥着重要的作用。例如,驻车背景噪音、真空泵噪音和电池风扇噪音测试如下:

结论:电池风扇噪声是驻车时的主要噪声源,经1/3 倍频谱进行检测,峰值主要保持在310Hz 左右,而其他部件噪声的的影响较小。

6 结语

随着生态环境问题的日益严重,电动汽车逐渐走入了大众的生活当中,发挥着重要的作用,受到人们的广泛认可和喜欢。在实践中,电动汽车运行中经常会出现一些噪声,引起噪声的原因很多,需要认真分析,并有意识的进行优化,以便给人们带来更好的使用体验。

作者:闫云敬 董志辉 覃振杰

第二篇:电动机电机启动故障简析

[关键词] 电动机 启动 故障

一、一般原因

1.电机绕组的首末端不能颠倒,U1 V1 W1是同名端,U2 V2 W2是同名端,星形接法的星点必须是同名端,三相电源必须接入同名端。如果其中一相接反,电机出现一个反向磁场,这个磁场会抵消另外两个正向磁场的一部分,使磁场不能旋转而没有启动转矩。2.铁芯会进入磁饱和状态并迅速发热导致烧毁。还有5.5KW(380V)电机正常应该是三角接法,U1和V2连接、V1和W2连接、W1和U2连接,把三个连接点分别接到三相电源。

二、使用故障原因和应对策略

1.故障原因:一是由于电机密封不良以及环原因,使电机内部进水、腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,使绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。二是轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路,使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废。主要是:轴承装配不好,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在;轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净;轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁;由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁;由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁;由于不同型号油脂混用造成轴承损坏;轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等;备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。三是由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。四是长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。五是电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

2.相应对策:一是尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;检修时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。二是卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。三是电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。四是尽量避免电动机过载运行。保证电动机洁净并通风散热良好。避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。

五是尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

总之,无论是从事电气的工作人员或是管理人员,都要从实际出发,切实落实好设备的维护与维修,以保证生产的正常运行。■

作者:邵慧彬

第三篇:浅析电动机电机启动常见故障

【摘要】::电动机在我区的使用很广泛,它遍及各行各业的各个角落,在生产、生活过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长,电机烧毁的事故常有发生,而且呈上升趋势,严重影响着生产、生活的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一分析和研究。

【关键词】:电动机 电机启动 故障

1 、电机绕组局部烧毁的原因及对策

1.1 由于电机本身密封不良,加之跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。

相应对策:①尽量消除工艺和设备的跑冒滴漏现象;②检修时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。

1.2 由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:①轴承装配不当,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净,运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。

相应对策:①卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。

1.3 由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。

相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。

1.4 由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。

相应对策:①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。

1.5 电机绕组绝缘受振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

2 三相异步电动机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因及对策

如果出现电动机一相或两相绕组烧坏(或过热),一般都是因为缺相运行所致。当电机不论何种原因缺相后,电动机虽然尚能继续运行,但转速下降,滑差变大,其中B、C两相变为串联关系后与A相并联,在负荷不变的情况下,A相电流过大,长时间运行,该相绕组必然过热而烧毁。

为三相异步电动机绕组为Y接法的情况:电源缺相后,电动机尚可继续运行,但同样转速明显下降,转差变大,磁场切割导体的速率加大,这时B相绕组被开路,A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大,长时间运行,将导致两相绕组同时烧坏。

特殊情况下,如果停止的电动机缺一相电源合闸时,一般只会发生嗡嗡声而不能启动,这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场,但当缺一相电源后,定子铁心中产生的是单相脉动磁场,它不能使电动机产生启动转矩。因此,电源缺相时电动机不能启动。但在运行中,电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场,所以,正在运行中的电动机缺相后仍能运转,只是磁场发生畸变,有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧坏。

相应对策:无论电动机是在静态还是动态,缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时,由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时,缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时,必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。

总之,无论是从事电气的工作人员或是人员,都要从实际出发,切实落实好设备的维护与维修,以保证生产的正常运行,促进我区的建设顺利发展。

作者:符连生

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