電動機分析的案例
電動機與變速器總成的熱管理分析
圖1 總成結構外觀
其總成內部結構如圖2所示的電動機定子、轉子及變速器齒輪等結構構成。
圖2 總成內部外觀
3. 電動機冷卻方案分析
由于本文所述的電動機結構是與變速器集成一體化集成設計，所以冷卻方式除了傳統的定子增加水冷套冷卻外，還可以考慮利用變速器內部本身的被動冷卻系統流動的油液體對電動機轉子軸心進行冷卻，但是該種方案就面臨很多問題，例如變速器內部運轉的潤滑油的流量與壓力是否足夠，是否能使之在電動機轉子內部運轉流動起來、電動機轉子進行油冷卻是否效果明顯等。而接下來將對該兩種方案進行具體溫度場分析和可行性分析。
圖3 電動機主要部件徑向剖面
電動機熱管理分析
根據上文所提到的，本總成結構熱分析主要針對于電動機的兩種不同的熱管理方案分析，通過對比分析電動機內部各零部件溫度場分布，從而得出兩種方案的差異性和未來發展趨勢的可行性。下圖3為電動機徑向剖面示意圖(包括熱傳遞途徑)。
在開始分析兩種熱管理方案的溫度場分布時，假設電動機的熱損耗均以熱傳導及熱對流的方式被電動機水套及轉子內部油冷給吸收，并轉化成為電動機的溫升。電動機殼體及端蓋、變速器殼體等均處于室溫狀態，無風條件下，開展此前提下的散熱仿真分析。其各個零部件的材料屬性及加載的邊界條件等設置均為相同的情況下進行分析，且為了簡便其前處理、運算過程，對其總成結構的溫升模型及導熱/散熱問題進行如下歸納假設：
(1)總成結構中損耗均轉化為熱量，且通過散熱介質傳遞;
(2)總成機殼表面的風散熱問題暫不考慮;
(3)不考慮材料隨溫度的變化影響;
(4)不考慮熱輻射的影響;
(5)不考慮集膚效應的影響。
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展開 三相異步電動機的噪聲分析
所以電機研究開發及設計人員都在為怎么樣降低振動噪聲方面下了很大的功夫
三相異步電動機的噪聲分析[1].doc
產生式規則在岸橋電動機選型中的應用研究
不同的知識類型宜采用不同的方法表示，從岸橋起升機構電動機選型分析可以看出，其知識類型屬于規則性知識。產生式表示法是規則表示的主要方法，它符合人類的思維方式，基本形式為P→Q或者是：IF P THEN Q其中 P 是產生式規則的條件，Q 是利用產生式得出的結論。
產生式表示形式與人類的判斷性知識基本一致、自然，便于推理;產生式規則是基本的知識單元，不能相互調用，通過綜合數據庫相聯系;產生式規則的模塊性好，具有相同的結構，便于規則庫中的規則統一處理。
2.2 起升機構電動機選型知識表示設計
岸橋起升機構電動機選型主要包含計算類規則和非計算類規則，其中計算類主要有初選電動機型號的確定，以及電動機熱能校核;而非計算類的規則主要有防護等級和絕緣等級的確定。
根據前文所述選型計算要求，初選電動機型號確定主要由電動機功率確定，公式的選擇與該電動機屬于岸橋機構相關。為了便于存放規則，按照組別編號，例如分為“電動機功率”、“熱能校核”等，每組都從“01”開始依次增加編號，便于規則按組增加，而每一個規則組對應一個固定的編號，以便于規則查找。將這些規則輸入到岸邊起重機電動機選型的知識庫中，在知識推理時便可調用這些規則。
將由計算類規則計算得出的數值都存到相應的數據庫中，對每個數據值都進行編號，以便于知識推理時存儲查找，對于重復的也可以快速查找出，相同的知識也能夠快速得出結果，不需要重復進行推理。在電動機型號庫中，包含的主要參數有“型號名稱”、“額定功率(kW)”、“轉速(轉/min)”、“工作方式”這四項。根據計算所得的值，在庫中查找符合要求的電動機型號，作為初選電動機，再進行電動機熱能校核。
展開 案例：主軸電動機分析
為了去改善主軸電機的性能，在分析中需要考慮3D結構和磁飽和。
空調器電動機低頻噪聲分析介紹
02
噪聲源分析
通過噪聲頻譜分析，確認114 Hz和360 Hz的低頻噪聲為電動機共性噪聲，采用噪聲矩陣分析法分析各噪聲頻率段的主要噪聲源，然后對主要噪聲源進行分析。
通過分析發現，主要噪聲源為電動機的電磁噪聲和機械振動噪聲，低頻噪聲主要分布在100、114、125、360 Hz和500～2 000 Hz頻率段，為電動機裝配精度或旋轉不平衡引起的振動噪聲、軸承噪聲等及與空調殼體、墻體產生的共振噪聲。
一場“安靜”的革命：通過仿真分析電動機噪聲
現代汽車在 2015 年對混合動力汽車中的電動機噪聲進行的一項研究表明：
盡管電動機噪聲水平相對較低，但由于內燃機的掩蔽效應被減弱了，很容易察覺到發動機未點火時的動力總成噪聲。事實上，客戶感興趣的頻率范圍可能在 1kHz 左右……這是人耳的敏感范圍。
為了減輕這種明顯的噪聲，工程師們可以解決汽車結構中的噪聲傳播問題，同時也可以從源頭上測量和管控電動機的聲源。
建立電動機噪聲的多物理場模型
當我們聽到電機軸或外殼發出嘯叫或顫動時，實際上是對電磁運作的可聽效應的反應。永磁同步電動機利用轉子中的永磁體和定子中的變頻交流電產生扭矩。當轉子轉動時，定子利用電流產生磁場，該磁場跟隨轉子的轉速產生一致的扭矩。
由于結構和制造的限制，電動機受到的電磁力不完全是正弦曲線。
電磁力包含的主要頻率成分是旋轉頻率，但也包含在更高頻率下產生的變化。這些變化被稱為高次諧波，出現在一次諧波的倍數頻率處，并且可以顯著改變電動機的噪聲、振動與聲振粗糙度（NVH）性能。
正像本文的教程模型所演示的，仿真可以計算電磁力并提取一次和隨后的諧波。這些諧波力激勵結構振動，振動穿過電機外殼，并在空氣中產生壓力波，這通常是我們聽到的噪聲部分。由于電動機的轉速是可變的，隨著電動機旋轉速度的加快，每個諧波產生的聲音量將使用仿真來確定。
電磁力產生的聲學響應可視化
一般來說，利用 2D 模型可以很好地捕捉到永磁同步電動機旋轉過程中產生的電磁力。但是，振動和輻射噪聲需要使用完整的 3D 幾何結構進行分析。下圖顯示了用于電磁分析的電動機截面和周圍聲域的 3D 幾何結構。
電動機 2D 幾何視圖(左)和包含周圍聲域的 3D 幾何視圖(右)。出于可視化的目的，一些邊界被隱藏。
展開 熱氣旁通對電動壓縮機提出的工程挑戰分析
特斯拉為取消PTC在Model Y中引入熱氣旁通功能，對于壓縮機而言是一個全新應用場景，在這個全新應用場景下，壓縮機需要面對哪些具體方面工程挑戰，本文進行進一步量化分析。
系統狀態計算
為了量化對壓縮機影響，先來看兩組計算數據如下:
系統架構簡圖:
壓焓圖如下：
其中2-3的壓降由冷凝器前冷媒閥進行控制。
壓縮機工作狀態分析
排量需求增加或者轉速提升
熱氣旁通模式，為了保證制熱量，熱端質量流量需求與旁通流量配比，總質量流量需求增加，上述計算采用45cc排量壓縮機并且假設容積效率0.9，要做到7kw客艙制熱，依然要跑到九千多一萬多轉，若采用34cc壓縮機基本無法達成制熱量需求。
當然，降低等熵效率可以降低壓縮機轉速需求，但壓縮機設計一般都以提高等熵效率作為隱含設計準則，主動降低等熵效率有悖常理而且會引起常用制冷、熱泵工況功耗增加COP下降，并不可取。
另外一方面，為了提高質量流量降低壓縮機轉速，壓縮機入口壓力提升，意味著經過Chiller飽和溫度提升，可能會對水路放熱，進一步增加制冷劑系統的負荷，抬升總壓縮機制熱量需求，進而進一步提升排量需求。
吸氣帶液
熱氣旁通模式，需要通過旁通閥與冷凝器前閥的控制調節流量配比，極難控制到合理的吸氣過熱度，壓縮機實際可能會長期工作在吸氣帶液狀態，對壓縮機耐久可靠性提出更高要求
高轉速高扭矩需求
為了讓壓縮機在許用轉速內運行，壓縮機入口壓力抬升，壓縮機出口壓力需要通過冷凝器前閥提升，造成壓縮機扭矩需求增加，疊加高轉速，意味著壓縮機電機驅動能力可能需要提升，尤其當制熱需求增加到比7kw更高的時候，以上計算結果的壓縮機入口溫度可能必須進一步抬高才有可能在壓縮機最大轉速范圍內提供足夠的制熱量。
展開 電動機故障原因分析，案例附后！
電機常見故障及處理
1.電動機接通電源起動，電動機不轉但有嗡嗡聲音可能原因：
①由于電源的接通問題，造成單相運轉。
②電動機的運載量超載。
③被拖動機械卡住。
④繞線式電動機轉子回路開路成斷線。
⑤定子內部首端位置接錯，或有斷線、短路。
對應處理方法：
(1)需檢查電源線，主要檢查電動機的接線與熔斷器，是否有線路損壞現象。
(2)將電機卸載后空載或半載起動。
(3)估計是由于被拖動器械的故障，卸載被拖動器械，從被拖動器械上找故障。
(4)檢查電刷，滑環和起動電阻各個接觸器的接合情況。
(5)需重新判定三相的首尾端，并檢查三相繞組是否有斷線和短路。
2.電動機啟動后發熱超過溫升標準或冒煙可能原因：
①電源電壓達不到標準，電動機在額定負載下升溫過快。
②電動機運轉環境的影響，如濕度高等原因。
③電動機過載或單相運行。
④電動機啟動故障，正反轉過多。
對應處理方法：
(1)調整電動機電網電壓。
(2)檢查風扇運行情況，加強對環境的檢查，保證環境的適宜。
(3)檢查電動機啟動電流，發現問題及時處理。
(4)減少電動機正反轉的次數，及時更換適應正反轉的電動機。
3.絕緣電阻低的可能原因：
①電動機內部進水，受潮。
②繞組上有雜物，粉塵影響。
③電動機內部繞組老化。
對應處理方法：
(1)電動機內部烘干處理。
(2)處理電動機內部雜物。
(3)需檢查并恢復引出線絕緣或更換接線盒絕緣線板。
展開 【同步電動機和異步電動機區別】- 米思米機械設備知識分享
有很多電工朋友在日常工作當中，會遇到很多種不同類型的電動機，比如直流電機、高低壓交流電機、步進電機和伺服電機等等。其中交流電機還可以分為異步電動機和同步電動機兩種，那么同步電動機和異步電動機到底有什么區別呢？
同步機和異步機，這兩個東西都是交流電機，利用了三相交流電的比較有意思的一個特性：簡單的說如果把三個線圈像攪拌器那樣布置，三個線圈相互不接觸，分別加上ａｂｃ三相電壓，于是產生三相電流，接著好玩的事情就發生了，線圈所圍的空間內出現了與所加電壓同頻的旋轉磁場。所以人們把線圈按照上述所說的辦法，嵌進定子，于是轉子所在的那個空間就產生了旋轉的磁場。
在上面的原理指引下，把轉子做成個電磁鐵，外部單獨用個電源給它電，那么這個電機就叫做同步機，之所以叫同步機是轉子的磁性是獨立產生的，于是轉子能達到那個虛擬磁鐵的轉速。轉子磁性獨立產生是個大好事，使得同步機調整很容易，比如說調無功功率。
一、轉速的區別：
最大的區別就在于“同步和異步”。所謂的同步，顧名思義就是指速度相同，同步電動機定子繞組三相電流所產生的旋轉磁場的轉速，與轉子磁場的轉速完全相同。而異步電動機https://techinfo.misumi.com.cn/exportarticle/article/1554/則不然，轉子的轉速與定子旋轉磁場的轉速不一樣，而且始終低于定子磁場轉速。
二、造價的區別：
同步電機制造工藝復雜、要求的精度要高于異步電動機，維修費時費力，價格昂貴。異步電機比同步電動機反應慢，但易于安裝、使用，同時價格便宜，使用比較廣泛。
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展開 電動機故障怎么診斷？實例分享電機故障分析和處理方法
電動機在使用過程中經常會出現缺相、繞組絕緣電阻降低、繞組短路、過載、堵轉等問題，造成不能啟動，下面結合實際工作中實例分享，電機故障分析檢查和處理方法。
一、電動機繞組斷路引起故障
一臺控制數控機床切削液循環5.5KW電機，啟動通電后電機既不轉動也無聲響，熱保護過一段時間跳閘。
分析檢查
根據熱繼電器跳閘現象，可能是電機過載、絕緣老化、繞組開路或者缺相故障引起，切斷電源，分別檢查：1、外圍負載檢查，并手轉動扇熱風扇，均未發現有卡阻問題。2、從電機端拆除電源線，試啟動使用萬用表檢查控制端電源，三相電壓380左右均衡為發現缺相。3、使用萬用電阻檔檢查電機電源線、接線端子，未發現異常；4、是用兆歐表測量電機繞組電阻、繞組絕緣電阻、繞組對地絕緣電阻，測量時發現V和W相繞組無窮大，U相大于200M?，是繞組斷路造成電機故障。
電機繞組斷路
處理方法
拆下電機，重新更換繞組，空載檢查合格合格后，安裝使用。
二、電動機缺相引起故障
一臺控制傳輸帶啟動的7.5KW電動機，通電啟動后不啟動，僅發出嗡嗡聲。
分析檢查
三相電機通電后只有嗡嗡聲但不轉動現象，說明電源有電，但缺相，不是主回路缺相，就是電機繞組斷路，應立即切斷電源檢查。通過使用萬用表檢查主回路電源以及電機繞組，發現接觸器一相主觸頭接觸不良。
處理方法
考慮接觸器已經使用一段時間，觸點老化磨損，修復使用意義不大，重新更換接觸器。通電啟動，輸出三相電源正常，電機運行正常，沒有發出嗡嗡響聲。
電動機缺相
三、電動機制動器安裝不合理或者損壞引起故障
一臺SEW DRE80M4BE1 0.75帶制動電機通電，電動機不啟動。
分析檢查
當制動器通以額定電流后，銜鐵不吸合，制動盤脫不開，電機不能轉動。
展開 超高速大功率電動機軸系不平衡響應分析
摘要
采用DyRoBeS轉子動力學分析軟件對長輸管線壓縮機 20MW 級高速變頻防爆電動機項目軸系進行臨界轉速計算和不平衡響應分析，使其避免軸系在正常運行過程中發生共振，從而為超高速大功率電動機進行軸系的穩定性分析和優化設計提供了依據。
0. 引言
旋轉機械在運行過程中，由于各種干擾力作用而產生振動，振動是旋轉機械轉子發生故障的主要問題之一。對于轉子系統本身，因為質量偏心而引起的橫向彎曲振動是最普遍的，特別是在某個或某幾個特定轉速運轉時，振幅會顯著增大，甚至會導致轉軸和軸承的破壞，這種現象通常是由共振引起的。為了避免軸系在正常運行過程中發生共振，軸系的設計都要求其臨界轉速要避開機組正常運行的轉頻和外界激勵頻率一定的范圍。
本文主要依托長輸管線壓縮機20MW 級高速變頻防爆電動機項目，采用 DyRoBeS 轉子動力學分析軟件對電機的整個軸系(主機和勵磁機)進行臨界轉速計算和不平衡響應分析。此機組是三軸承結構，轉速為 3120 ～ 5040rpm，為了保證機組的穩定運行，勵磁機端軸瓦需下端承載 300kg，安裝時需將軸承座抬高一定量，需要通過理論計算得出。
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展開 
脈流牽引電動機的工作可靠性與運行故障分析
脈流牽引電動機的工作可靠性與運行故障分析
脈流牽引電動機的工作可靠性與運行故障分析.rar
脈流牽引電動機的工作可靠性與運行故障分析續.rar
重磅推薦：壓縮機用電動機振動噪聲故障診斷！
正常運行中，壓縮機本體會發出一系列不同頻率的振動噪聲，這些頻率一般具有一定的規律，常與壓縮機幾何參數如轉子齒數、氣缸列數等相關。對壓縮機用電動機進行振動噪聲的故障診斷，需充分考慮并排除壓縮機本體振動噪聲的影響，必要時可脫離負載單獨運轉電動機來診斷其振動噪聲。
3.1 電動機噪聲診斷
在通常情況下，電動機噪聲是平穩的且具有隨機過程特性的復合噪聲。由于電動機內噪聲源較多，電磁噪聲、機械噪聲和空氣動力噪聲分布在不同的頻域，而有時又相互重疊、混雜，噪聲往往具有較寬的頻域范圍。電動機在特殊情況下，會產生非平穩的隨機噪聲，而這種噪聲往往和某些故障有直接關系。電動機所輻射的噪聲雖然是一種隨機過程的復合噪聲，但它內部的噪聲源卻是互不相干的。頻譜分析是確定噪聲頻率成分和噪聲源的重要方法，這種方法將在下節一并闡述。在工業現場，可以采用分離因素的原理，來確定電動機的噪聲源，常用的方法如下[17-24]：
（1） 突然停電法。在條件允許的情況下，將正常允許的電動機突然斷電，電動機由于慣性會繼續運轉一段時間，斷電的瞬間，電動機的噪聲會立即消失。因此對比斷電前后噪聲級的變化，消失的某一部分都屬于電磁噪聲。
（2） 停止通風法。通過停止電動機風扇或者外鼓風機的運轉，將此時的噪聲聲級與正常通風時的聲級進行對比，可分析出風扇和外鼓風機的噪聲成分。
（3） 對拖法。用一臺低噪聲電動機作為原動機，拖動被測電動機，將測得的噪聲聲級與被測電動機空載運行時的噪聲級和頻譜相比較，這樣可鑒別出電磁噪聲。
（4） 更換零部件法。有些零部件在電動機運行時，由于共振而發生機械噪聲，通過將這些零件取下或者更換，并于它們存在或者未更換使作比較，可分離出共振而引起的機械噪聲。
展開 三相交流雙速、三速電動機控制原理與接線圖分析
一、基本知識
由三相交流異步電動機的原理可知，改變極對數（P）可以改變電機的轉速【公式：n=60f/P（1-S）】。多速電動機就是通過改變電動機定子繞組的聯結方式而得到不同的極對數，從而達到有級調速的目的。雙速、三速電動機是變極調速中最常用的兩種形式。
1、雙速電動機的控制
雙速電動機的定子繞組的連接方式常用的有兩種：一種是繞組從單星型（圖b）改成雙星型（圖c）。如下圖所示：
另一種是從三角形接法（圖a）改成雙星型（圖c），如上圖所示。
兩種接法都能使電動機產生的磁極對數減少一半，從而使電機轉速提高一倍。
二、控制原理
1、雙速電動機：
下圖是雙速電動機三角形變雙星形的控制原理圖，當按下起動按鈕，主電路接觸器KM1的主觸頭閉合，電動機三角形連接，電動機以低速運轉；同時KA的常開觸頭閉合使時間繼電器線圈帶電，經過一段時間(時間繼電器的整定時間)，KM1的主觸頭釋放，KM2、KM3的主觸頭閉合，電動機的定子繞組由三角形變雙星形，電動機以高速運轉。
工作過程如下，首先將主回路斷路器QF合閘：
2、三速電動機
三速電動機可實現低、中、高三種速度，△形低速，Y形中速，YY形高速。接線及原理如下圖所示：
下面我們來看電路圖，用到四個接觸器，三個熱繼電器，當然電路圖低速，中速，高速需要互鎖。
低速運行：按下啟動按鈕SB1，接觸器KM1得電，常開觸點閉合，主觸點閉合，常閉斷開形成對中速和高速的互鎖。低速啟動其他兩個轉速不能啟動。
中速運行：按下停止按鈕以后。
展開 電動機回路常見4種故障，今天一并給你講透了！
三.電動機無法啟動，動力電源正常：
如果熱繼電器保護未動作，說明是控制回路問題：
第一步：用萬用表查合閘回路通斷，按下按鈕，如果通說明控制回路正常，查控制電源是否正常，空開是否跳閘，控制熔絲是否熔斷。
第二步：控制回路不通，分別檢查接觸器線圈通斷、熱繼電器常閉點通斷、合閘按鈕觸點通斷，分閘按鈕通斷以及接線端子是否松動。
第三步：如果有選擇開關，需檢查選擇開關的觸點通斷
四. 運轉中的電機停不下來
第一步：檢查停止按鈕通斷
第二步：檢查分閘回路通斷，步驟和第三點相同。
第三步：檢查接觸器主觸頭是否粘連，分不開。
以上是對于低壓電動機常見故障的分析，由于電機控制回路種類繁多，控制方式各異，不能一一講解，但萬變不離其中，只要你吃透圖紙，排查的步驟和原理都是一樣的。
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