三相異步電動(dòng)機(jī)常見故障分析及處理

引言

三相異步電動(dòng)機(jī)是一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī),在工作過程中,其轉(zhuǎn)子與定子磁場(chǎng)以相同的方向、不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),并且兩者之間存在一定的轉(zhuǎn)差率。三相異步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,工作環(huán)境惡劣,在實(shí)際工作過程中會(huì)受到多種不利因素的影響,導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的故障,給企業(yè)的正常生產(chǎn)造成困擾。因此,對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的常見故障進(jìn)行深入分析,結(jié)合其實(shí)際工作條件,制定有針對(duì)性的處理措施,對(duì)于保障各項(xiàng)生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行具有重要意義。

1三相異步電動(dòng)機(jī)的常見故障

1.1單相運(yùn)行

當(dāng)電源線中的某一相斷裂,或者開關(guān)和接觸器接觸不良,如圖1所示,或者Y聯(lián)結(jié)定子繞組斷線,如圖2所示,都會(huì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)發(fā)生不同程度的單相運(yùn)行故障。此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)急劇下降,造成定子中的電流超過其正常工作時(shí)的額定電流,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫度快速升高,當(dāng)其溫度超過電動(dòng)機(jī)能夠承受的溫度時(shí),就會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)。

1.2V形運(yùn)行

當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)的定子繞組中某一相繞組斷裂后,剩余的兩相繞組就以V形聯(lián)結(jié)的方式連接,如圖3所示。由于處于V形連接的三相異步電動(dòng)機(jī)僅有兩相繞組能夠正常工作,其功率就會(huì)不同程度地降低。當(dāng)電動(dòng)機(jī)承受的負(fù)荷較大時(shí),其轉(zhuǎn)速就會(huì)隨之降低,并且定子中的電流也會(huì)超過其額定電流,而電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)溫度異常升高和振動(dòng)現(xiàn)象,影響其正常運(yùn)行。

1.3定子繞組接地故障

當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組中的繞組與鐵芯、繞組與機(jī)殼之間的絕緣失效而造成的接地故障即為定子繞組接地故障。當(dāng)繞組與大地連接后,就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的機(jī)殼帶電,進(jìn)而引起不同程度的短路故障。同時(shí),短路還會(huì)造成該繞組中的部分匝數(shù)發(fā)生短接,進(jìn)而導(dǎo)致其有效匝數(shù)大大減少,通過的電流大大增加,進(jìn)一步增加繞組的發(fā)熱量,影響繞組的正常工作。

1.4定子繞組短路故障

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組短路故障根據(jù)其短路形式的不同可以分為匝間短路和相間短路。其中,前者是指發(fā)生在同一個(gè)繞組線圈內(nèi)的短路:后者是指不同繞組之間的短路。當(dāng)出現(xiàn)匝間短路時(shí),會(huì)造成繞組線圈匝數(shù)的大幅減少,進(jìn)而造成電流的急劇增加,所釋放的熱量也較大,造成繞組線圈出現(xiàn)異常高溫。通常來(lái)說,電動(dòng)機(jī)發(fā)生匝間短路后,短時(shí)間內(nèi)仍能工作,但是會(huì)伴隨異常的電磁噪聲,并且會(huì)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。當(dāng)發(fā)生相間短路故障時(shí),由于接在電源電壓下的匝數(shù)減少,加上轉(zhuǎn)差的變化,使電動(dòng)機(jī)阻抗減小,從電源過來(lái)的定子電流會(huì)急劇增大,如果沒有及時(shí)切斷電源,就可能導(dǎo)致繞組燒毀。

1.5籠型轉(zhuǎn)子斷籠

對(duì)于采用鑄鋁轉(zhuǎn)子的三相異步電動(dòng)機(jī),在工作過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷籠故障,根據(jù)故障發(fā)生位置的不同,可以細(xì)分為斷條和斷環(huán)兩種不同類型。其中,前者是指電動(dòng)機(jī)籠條中的一根或多根導(dǎo)體出現(xiàn)斷裂或者有嚴(yán)重氣泡的現(xiàn)象:后者是指端環(huán)中出現(xiàn)了一處或者多處開裂的現(xiàn)象。當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生斷籠故障后,在正常的負(fù)載作用下,其轉(zhuǎn)速較正常工作時(shí)低,并且電動(dòng)機(jī)還會(huì)發(fā)生振動(dòng)和發(fā)出異響,隨著載荷的逐漸增加,振動(dòng)和異響會(huì)逐漸加劇,同時(shí)伴隨啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩降低的現(xiàn)象。用三相電流表測(cè)定子電流時(shí),表針有周期性擺動(dòng):若使轉(zhuǎn)子慢慢轉(zhuǎn)動(dòng),則三相電流交替變化,變化的最大值和最小值三相基本相同。

2三相異步電動(dòng)機(jī)常見故障的處理措施

2.1電動(dòng)機(jī)無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)的處理措施

(1)通電后不轉(zhuǎn)動(dòng),無(wú)異響、異味以及冒煙等現(xiàn)象。對(duì)電源回路開關(guān)、熔絲以及接線盒等進(jìn)行系統(tǒng)全面的斷點(diǎn)檢查,采取有效的修復(fù)和更換措施。(2)通電后不轉(zhuǎn)動(dòng),并伴隨有熔絲燒斷。刀閘可能有一相未合好,通過檢查短路位置,消除接地,并更換熔絲。(3)通電后不轉(zhuǎn)動(dòng),并伴隨有嗡嗡聲。定子或轉(zhuǎn)子繞組中的某一相存在斷線故障,或者繞組引出線始末端接錯(cuò)或繞組內(nèi)部接反以及電源回路接點(diǎn)松動(dòng),接觸電阻大。

處理措施:查明斷點(diǎn)予以修復(fù):檢查繞組極性:判斷繞組末端是否正確:緊固松動(dòng)的接線螺絲,用萬(wàn)用表判斷各接頭是否假接,并予以修復(fù)。

2.2電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難的處理措施

造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難的原因主要有:電源電壓過低:電動(dòng)機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子發(fā)生不同程度的開焊甚至斷裂:電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子中的局部線圈錯(cuò)誤連接:修復(fù)電機(jī)繞組時(shí)增加匝數(shù)過多。

處理措施:對(duì)電源電壓進(jìn)行檢測(cè),提高其電壓值:對(duì)籠型轉(zhuǎn)子中的開焊和斷裂部分進(jìn)行焊接修復(fù);根據(jù)繞組正常工作的需求,適當(dāng)減少其線圈匝數(shù)。

2.3空載電流不平衡和數(shù)值較大的處理措施

(1)電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡,三相數(shù)值相差大。究其原因主要是由于定子中繞組線圈的匝數(shù)不相等、繞組的首尾端連接錯(cuò)誤以及繞組中存在匝間短路和線圈反接故障?？梢酝ㄟ^重新繞制定子繞組,確保繞組線圈質(zhì)量符合要求。(2)電動(dòng)機(jī)空載,過負(fù)載時(shí),電流表指針不穩(wěn),擺動(dòng)。該故障主要是由籠型轉(zhuǎn)子導(dǎo)條開焊或斷條,繞線型轉(zhuǎn)子故障(一相斷路)或電刷、集電環(huán)短路裝置接觸不良引起的?？梢酝ㄟ^更換轉(zhuǎn)子中的斷條和修復(fù)轉(zhuǎn)子回路排除故障。(3)電動(dòng)機(jī)空載電流平衡,但數(shù)值大。該故障主要是由定子中的繞組線圈匝數(shù)過少、電源電壓過高以及定子鐵芯未對(duì)齊等原因引起?？梢酝ㄟ^重新繞制定子線圈,確保線圈匝數(shù)符合正常工作的要求,將電源電壓控制在合理范圍內(nèi)以及對(duì)齊鐵芯等措施排除故障。

2.4運(yùn)行異響的處理措施

造成三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行異響的原因主要有:轉(zhuǎn)子與定子之間的絕緣紙或槽楔發(fā)生不同程度的接觸摩擦;軸承磨損嚴(yán)重或者存在砂粒等異物;風(fēng)道填塞或風(fēng)扇擦風(fēng)罩;定轉(zhuǎn)子鐵芯相互摩擦。

處理措施:通過對(duì)絕緣紙進(jìn)行一定的修剪和削低槽楔高度,及時(shí)更換和有效清潔軸承以及對(duì)風(fēng)道進(jìn)行系統(tǒng)全面的清理等,就能消除運(yùn)行過程中的異響。

2.5軸承過熱的處理措施

造成軸承過熱的原因有:潤(rùn)滑的油脂過多或過少;油脂質(zhì)量不符合要求,含有較多雜質(zhì);軸承與軸頸或端蓋無(wú)法有效配合。

處理措施:按照總?cè)莘e的1/3~2/3添加潤(rùn)滑油脂,確保油脂量在合適的范圍內(nèi);更換質(zhì)量合格的潤(rùn)滑油脂;選擇與軸承配套的軸頸或端蓋。

3結(jié)語(yǔ)

三相異步電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,為企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是三相異步電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境往往非常惡劣,會(huì)出現(xiàn)不同程度的故障,進(jìn)而對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行造成不利影響,阻礙企業(yè)生產(chǎn)工作的順利開展。因此,需要對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)要求,采取有針對(duì)性的改善措施,及時(shí)恢復(fù)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作性能,為生產(chǎn)的順利進(jìn)行提供可靠保障。