电动机的功能特点及检测方法

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一、电动机的功能特点

电动机是一种利用电磁感应原理将电能转换为机械能的动力部件，广泛应用于电气设备、控制线路或电子产品中。按照电动机供电类型的不同，可将电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。图1为常见电动机的实物外形及电路图形符号。

图1  常见电动机的实物外形及电路图形符号

电动机的主要功能就是实现电能向机械能的转换，即将供电电源的电能转换为电动机转子转动的机械能，产生转矩带动负载转动，如图2所示。

图2  电动机的功能特点

图3为电动机的典型应用。

图3 电动机的典型应用

二、电动机的检测方法

电动机作为一种以绕组（线圈）为主要电气部件的动力设备，在检测时，主要是对绕组及传动状态进行检测，包括绕组阻值、绝缘阻值、空载电流及转速等方面。

1、电动机绕组阻值的检测方法

电动机绕组阻值的测量主要是用来检查电动机绕组接头的焊接质量是否良好，绕组层、匝间有无短路，以及绕组或引出线有无折断等情况。检测电动机绕组阻值可采用万用表粗略检测和万用电桥精确检测两种方法。

（1）小型直流电动机绕组阻值的粗略检测方法

如图4所示，用万用表检测电动机绕组阻值是一种比较常用、简单易操作的测试方法。该方法可粗略检测出电动机内各相绕组的阻值，根据检测结果可大致判断出电动机绕组有无短路或断路故障。

图4 借助万用表粗略检测直流电动机绕组的阻值

检测直流电动机绕组的电阻值相当于检测一个电感线圈的电阻值，因此应能检测到一个固定的数值。当检测一些小功率直流电动机时，因受万用表内电流的驱动而会旋转，如图5所示。

图5 万用表检测直流电动机阻值的机理

判断直流电动机本身的性能时，除检测绕组的电阻值外，还需要对绝缘电阻值进行检测，检测方法可参考前文的操作步骤。正常情况下，电阻值应为无穷大，若测得的电阻值很小或为0Ω，则说明直流电动机的绝缘性能不良，内部导电部分可能与外壳相连。

（2）单相交流电动机绕组阻值的粗略检测

如图6所示，单相交流电动机有三个接线端子，用万用表分别检测任意两个接线端子之间的阻值，然后对测量值进行比对，即可根据对照结果判断绕组的情况。

图6 用万用表粗略检测单相交流电动机绕组的阻值

如图7所示，用万用表检测三相交流电动机绕组阻值的操作与检测单相交流电动机的方法类似。三相交流电动机每两个引线端子的阻值测量结果应基本相同。若R1、R2、R3任意一阻值为无穷大或零，则说明绕组内部存在断路或短路故障。

图7  用万用表检测三相交流电动机绕组的阻值

（3）三相交流电动机绕组阻值的精确检测

用万用电桥检测电动机绕组的直流电阻，可以精确测量出每组绕组的直流电阻值，即使有微小偏差也能够被发现，是判断电动机制造工艺和性能是否良好的有效测试方法，如图8所示。

图8  用万用电桥精确测量电动机绕组的阻值

通过以上检测可知，在正常情况下，三相交流电动机每相绕组的阻值约为4.33Ω，若测得三组绕组的阻值不同，则绕组内可能有短路或断路情况。若通过检测发现阻值出现较大的偏差，则表明电动机的绕组已损坏。

2、电动机绝缘阻值的检测方法检测

电动机绝缘电阻一般借助兆欧表实现。使用兆欧表测量电动机的绝缘电阻是检测设备绝缘状态最基本的方法。这种测量手段能有效地发现设备受潮、部件局部脏污、绝缘击穿、引线接外壳及老化等问题。

（1）电动机绕组与外壳之间绝缘电阻的检测方法借助兆欧表检测三相交流电动机绕组与外壳之间的绝缘阻值，判断其内部绕组与外壳之间的绝缘状态。电动机绕组与外壳之间绝缘电阻的检测方法如图9所示。

图9 三相交流电动机绕组与外壳之间绝缘电阻的检测方法

使用兆欧表检测交流电动机绕组与外壳间的绝缘阻值时，应匀速转动兆欧表的手柄，并观察指针的摆动情况。本例中，实测绝缘阻值均大于1MΩ。为确保测量值的准确度，需要待兆欧表的指针慢慢回到初始位置后再顺时针摇动兆欧表的手柄，检测其他绕组与外壳的绝缘阻值是否正常，若检测结果远小于1MΩ，则说明电动机绝缘性能不良或内部导电部分与外壳之间有漏电情况。

（2）电动机绕组与绕组之间绝缘电阻的检测方法

如图10所示，借助兆欧表检测三相交流电动机绕组与绕组之间的绝缘阻值（三组绕组分别两两检测，即检测U-V、U-W、V-W之间的阻值）。

图10  三相交流电动机绕组与绕组之间绝缘阻值的检测方法

检测绕组间绝缘电阻时，需取下绕组间的接线片，即确保电动机绕组之间没有任何连接关系。若测得电动机绕组与绕组之间的绝缘阻值为零或阻值较小，则说明电动机绕组与绕组之间存在短路现象。

3、电动机空载电流的检测方法检测

电动机的空载电流就是在电动机未带任何负载的情况下检测绕组中的运行电流，多用于单相交流电动机和三相交流电动机的检测。如图11所示，借助钳形表检测电动机的空载电流。

图11  三相交流电动机空载电流的检测方法

若测得的空载电流过大或三相空载电流不均衡，则说明电动机存在异常。一般情况下，空载电流过大的原因主要是电动机内部铁芯不良、电动机转子与定子之间的间隙过大、电动机线圈的匝数过少、电动机绕组连接错误。在上述实际检测案例中，所测电动机为2极1.5kW容量的电动机（铭牌标识其额定电流为3.5A）。在正常情况下，空载电流为额定电流的40%～55%。

4、电动机转速的检测方法

电动机的转速是指电动机运行时每分钟旋转的转数。测试电动机的实际转速，并与铭牌上的额定转速进行比较，可检查电动机是否存在超速或堵转现象。如图12所示，检测电动机的转速一般使用专用的电动机转速表。

图12 电动机转速的检测方法

检测没有铭牌的电动机时，应先确定其额定转速，通常可用指针万用表进行简单判断。首先将电动机各绕组之间的连接金属片取下，使各绕组之间保持绝缘，再将万用表的量程调至0.05mA挡，将红、黑表笔分别接在某一绕组的两端，匀速转动电动机主轴一周，观测一周内万用表指针左右摆动的次数。当万用表指针摆动一次时，表明电流正负变化一个周期，为2极电动机（2800～3000r/min）；当万用表指针摆动两次时，则为4极电动机（1400～1500r/min）。以此类推，三次则为6极电动机（800～1000r/min）。

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