2.5 三相异步电动机的选用与维护
2.5.1 电动机的选择
由于电动机是机电传动系统的原动机，其工作能力、工作特性必须满足驱动机械负载的要求。因此，在选择电动机时，要综合考虑各方面的要求，如负载类型、机械转矩—转矩特性、工作制类型、起动频度、负载的转动惯量大小、是否需要调速、机械的起动和制动方式、是否需要反转及使用场合等。
1.电动机种类的选择
选择电动机的种类是从交流或直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来综合考虑的。如果没有特殊要求，一般都应采用三相交流异步电动机。
绕线转子电动机的基本性能与笼型电动机相同，其特点是起动性能较好，并可在不大的范围内平滑调速。但是绕线转子电动机的价格较笼型电动机贵，维护也较麻烦。因此，一般应用场合应尽可能选用笼型电动机。只有在需要进行串电阻调速、不能采用笼型电动机的场合才选用绕线转子电动机。
2.能效等级的选择
低碳环保、节能减排已经成为全社会的共识，在设计机电传动控制系统、选用电动机时，应顺应这一潮流，优先选用能效等级高的电动机。
随着电动机制造工艺水平的提高，以前广泛使用的Y系列、Y2系列、Y3系列三相异步电动机已经逐渐被淘汰。目前，广泛使用的电动机有YX3系列、YE2系列高效率三相异步电动机和YE3系列超高效率三相异步电动机、YZTE3系列铸铜转子超高效率三相异步电动机以及YE4系列超超高效率三相异步电动机等产品（表2-13）。
表2-13 常用的笼型三相异步电动机系列
（续）
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其中，YE4系列超超高效率三相异步电动机以能耗低、效率高、型号全为突出特点，代表着我国电机行业的最高水平，也是设计机电传动系统过程中的首选产品。YE4系列超超高效率三相异步电动机的技术数据见表2-14、表2-15和表2-16。
表2-14 YE4系列超超高效率三相异步电动机产品性能数据（2极）
表2-15 YE4系列超超高效率三相异步电动机产品性能数据（4极）
表2-16 YE4系列超超高效率三相异步电动机产品性能数据（6极）
对于以变频器为电源的、需要进行变频调速的电动机，则应优先选用YVF2系列、YVF3系列变频调速专用的三相异步电动机。
3.电动机功率的选择
功率选得过大，则运行不经济；功率选得过小，则电动机容易因过载而损坏。对于连续运行的电动机，所选功率应等于或略大于生产机械的功率。对于短时工作的电动机，允许在运行中有短暂的过载，故所选功率可等于或略小于生产机械的功率。
4.结构型式的选择
可根据工作环境的具体条件选择电动机的结构型式。
（1）防护式电动机
防护式电动机（防护等级代号为IP23）的机座和端盖下方有通风孔，散热性能好，能防止水滴和铁屑等杂物从上方落入电动机内，但潮气和灰尘仍可进入电动机内部。
（2）封闭式电动机
封闭式电动机（防护等级代号为IP44）的机座和端盖上均无通风孔，完全是封闭的。外部的潮气和灰尘不易进入电动机内部，多用于灰尘多、潮湿、有腐蚀性气体、易引起火灾等恶劣环境中。
（3）密封式电动机
密封式电动机（防护等级代号为IP68）的密封程度高，外部的气体和液体都不能进入电动机内部，可以浸在液体中使用，潜水泵电动机就是典型的密封式电动机。
（4）防爆式电动机
防爆式电动机不但有严密的封闭结构，外壳又有足够的机械强度，适用于有易燃、易爆气体、粉尘的场所，如矿井、油库和煤气站等场所。
电动机冷却方式的选择一般是依据电动机的功率和安装、使用现场的条件而定，对于2000kW以下的电动机采用空气冷却方式较好，结构简单，安装维护也方便；功率大于2000kW的电动机，由于自身损耗发热量大，如采用空气冷却，需要有较大的冷却风量，导致噪声过大，如采用内风路为自带风扇循环空气，外部冷却介质为循环水，冷却效果很好，但要求有循环水站和循环水路，维护较复杂。
5.电压和转速的选择
可根据电动机的类型、功率以及使用场所的电源电压来决定电动机的电压。Y系列笼型电动机的额定电压只有380V一个等级。大功率电动机才采用3kV、6kV和10kV。
可根据机电传动系统的负载特点、机电传动系统是否有减速器（减速、增矩系统）等因素选择电动机的转速。
6.安装型式的选择
各种生产机械因整体设计和传动方式不同，因而在安装型式上对电动机也有不同的要求。尽管国产三相异步电动机的安装型式多种多样，但常用的安装型式主要有卧式和立式两种，可根据机电传动系统的具体情况选用。
2.5.2 电动机的安装与使用
1.电动机的安装
电动机的安装地点，受机电传动系统总体布局的影响和制约，往往要视总体布局的要求而定。在满足机电传动系统总体布局要求的前提下，要尽量选择干燥、防雨、通风散热条件好，便于操作、维护、检修的地方作为电动机的安装地点，并确定好安装基础的结构型式（分为永久性、流动性和临时性三种）。
如图2-49所示，对于永久性安装，要事先打好混凝土基础（水泥墩），并做好养护工作。对于流动性和临时性安装，也要注意设置防振（隔振）垫板，力求减振。电动机的安装一定要牢固、可靠，不能松动。
2.电气部分的接线
按照机电传动系统总体设计的要求，参照图2-39和图2-40进行三相异步电动机电气部分的接线，将电动机定子绕组接成Υ或△，并将接线盒内的接地保护端子做可靠接地（图2-49），以保证安全。
图2-49 电动机的固定与接线
3.注意事项
1）实际负载情况要与电动机铭牌上标注的电压、频率、功率、转速等参数匹配。
2）使用前要用500V绝缘电阻表（习称兆欧表）检查电动机的绝缘情况。绝缘电阻值大于5MΩ后方可使用，低于5MΩ时要做烘干处理，电动机应在70～80℃下烘7～8h。
3）要经常进行检查巡视，检查电动机各部件是否完好、地脚螺栓是否松动以及轴承润滑情况是否良好。
2.5.3 电动机的维护与保养
1.起动前的准备和检查
1）检查电动机和起动设备接地是否可靠和完好，接线是否正确与良好。
2）检查电动机铭牌所示额定电压、额定频率是否与电源电压、频率相符合。
3）新安装或者长期停用的电动机（停用三个月以上），起动前应检查绕组相对相、相对地的绝缘电阻值（用1000V绝缘电阻表测量）。绝缘电阻应该大于5MΩ。如果低于5MΩ，应将绕组烘干。
4）对绕线转子应检查其集电环上的电刷以及提刷装置是否能正常工作，电刷的压力是否符合要求（电刷压力为1.5～2.5N/cm）。
5）检查电动机转子的转动是否灵活，滑动轴承内的润滑油是否达到规定的油位。
6）检查电动机所用熔断器的额定电流是否符合要求。
7）检查电动机的各个紧固螺栓以及安装螺栓是否牢固并符合要求。
2.运行中的检查
三相异步电动机运行时，值班人员每班应检查一次，检查项目如下。
1）检查电流是否超过允许值，有无增大或者减小现象。
2）检查轴承应无异常声音，润滑情况应正常，油量应充足，油环转动应灵活。
3）检查电缆接头是否漏电以及电动机外壳接地是否牢固。
4）用非接触式测温仪检测电动机温升。若电动机实际温升超过最大允许值，则及时停机、报修。
5）以手摸、耳听等经验方法检查电动机的振动是否正常，必要时停机、报修。规范的电动机的振动检测方法应按照GB/T 10068—2020《轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量、评定及限值》执行。
2.5.4 电动机的常见故障及处理方法
三相异步电动机结构简单，工作可靠。但经长期运行后，也会发生各种故障。及时判断故障原因，进行相应处理，是防止故障扩大，确保机电传动系统正常运行的一项重要的工作。
1.通电后电动机不转（但无异响，也无异味和冒烟）
通电后电动机不转，但无异响，也无异味和冒烟，该故障的常见原因及处理方法见表2-17。
表2-17 通电后电动机不转（但无异响，也无异味和冒烟）
2.通电后电动机不转（熔断器熔断）
通电后电动机不转，稍后发现熔断器熔断，该故障的常见原因及处理方法见表2-18。
表2-18 通电后电动机不转（熔断器熔断）
3.通电后电动机不转（有“嗡嗡”声）
通电后电动机不转，仔细查听，电动机内部有“嗡嗡”声，该故障的常见原因及处理方法见表2-19。
表2-19 通电后电动机不转（有“嗡嗡”声）
4.电动机起动困难（额定负载时，电动机转速低于额定转速较多）
电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多，该故障的常见原因及处理方法见表2-20。
表2-20 电动机起动困难（额定负载时，电动机转速低于额定转速较多）
5.电动机空载电流不平衡（三相电流数值相差太大）
当三相电源平衡时，电动机的三相空载电流中的任何一相与三相平均值的偏差应不大于三相平均值的10%。若超过10%，即视为三相电流数值相差太大。
电动机空载电流不平衡，三相电流数值相差太大，该故障的常见原因及处理方法见表2-21。
表2-21 电动机空载电流不平衡（三相电流数值相差太大）
6.电动机工作电流不稳定
电动机工作电流不稳定，电动机空载或过载时，电流表指针不稳、频繁摆动，该故障的常见原因及处理方法见表2-22。
表2-22 电动机工作电流不稳定
7.电动机工作电流数值偏大
电动机空载电流平衡，但工作电流数值偏大，该故障的常见原因及处理方法见表2-23。
表2-23 电动机工作电流数值偏大
8.电动机运行时有异响
电动机可以正常工作，但运行时有异响，该故障的常见原因及处理方法见表2-24。
表2-24 电动机运行时有异响
9.电动机运行中振动过大
电动机可以正常工作，但运行中振动过大，该故障的常见原因及处理方法见表2-25。
表2-25 电动机运行中振动过大
10.轴承过热
电动机可以正常工作，但轴承过热（温度超过95℃），该故障的常见原因及处理方法见表2-26。
表2-26 轴承过热
11.电动机过热（甚至冒烟）
运行中电动机过热，甚至冒烟，该故障的常见原因及处理方法见表2-27。
表2-27 电动机过热（甚至冒烟）
