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三相异步电动机常见故障分析和运行维护

2018-09-21潘爱民

机电信息 2018年27期
关键词:三相绕组定子

潘爱民

(广西现代职业技术学院,广西河池547000)

0 引言

电动机经过长期运行难免会出现故障,只有根据故障现象,分析其产生原因,才能采用恰当的方法加以排除,保证电气设备的正常运行。本文从三相异步电动机的工作原理着手分析出现故障的现象,然后得出对运行中的电动机进行监视维护的内容,从而减少故障的发生。

1 三相异步电动机常见故障

1.1 三相异步电动机单相运行

当电源线因故障一相断线,如开关或接触器触头一相接触不良、熔断器一相熔丝熔断等,如图1所示;或者Y联结的定子绕组一组断线,如图2所示,三相异步电动机就会出现单相运行故障。断相时,若电动机仍拖动较大的负载,电动机转速会明显下降,定子电流将大大超过额定电流,若装有过电流保护器,保护器会切断电源,否则电动机将因过热而烧毁。

图1 电源断线引起的单相运行

图2 星形联结的定子绕组断线引起的单相运行

若停车后再重新启动电动机,将不能成功,并伴有明显的电磁“嗡嗡”声,此时应立即切断电源。

1.2 三相异步电动机V形运行

△联结的定子绕组当一相绕组断线后,其余两相绕组成为V形联结,如图3所示。V形运行的三相异步电动机仅有两相绕组在工作,其功率下降。若电动机仍拖动较大的负载,其转速会明显下降,且定子电流超过额定电流,电动机温升明显增高,还伴有振动,运动时间一长,过电流保护会切断电源,否则电动机会因过热而烧毁。

图3 三相异步电动机的V形运行

V形运行的电动机可以启动,但启动转矩减小,启动慢,当重载启动时,可能因启动转矩小于负载转矩而无法启动。

1.3 定子绕组接地故障

定子绕组接地故障是指绕组与铁芯、绕组或引出线与机壳之间的绝缘破坏而引起的接地现象。绕组接地后,会使机壳带电,造成接地短路。同时该相绕组的部分匝数被短接,其有效匝数减少,电流增大,引起绕组发热,甚至烧毁绕组。

1.4 定子绕组短路故障

三相异步电动机定子绕组短路故障分为两种:一是匝间短路,即同一只线圈里导线之间短路;二是相间短路,即两相绕组之间短路。发生匝间短路后,由于线圈匝数减少,会形成较大的电流,使短路相的温度迅速上升,甚至烧毁冒烟。短路掉的线圈匝数越多,情况越严重。发生匝间短路故障时,电动机一般仍能继续工作,但会发出异常的电磁噪声,且该相电流增大,电动机过热,如果两相绕组的相邻线圈发生短路,轻则三相电流不对称,短路的两相电流增大;若被短接的线圈匝数较多,故障现象严重,电动机可能过热冒烟烧毁。

1.5 笼型转子断笼

铸铝转子常见的故障是断笼,断笼分为断条与断环两种,断条是指笼条中一根或数根导体断裂(或有严重气泡),断环是指端环中一处或几处裂开。

转子断笼后有下列异常现象:负载运行时,转速比正常时低,机身振动且伴有噪声,随着负载的增大,情况更加严重,同时启动转矩和额定转矩降低。用三相电流表测定子电流时,表针有周期性摆动;若使转子慢慢转动,则三相电流交替变化,变化的最大值和最小值三相基本相同。上述现象随着转子断路的增多而加剧,重新启动时更加困难。

1.6 扫膛

电动机转动时转子与定子内膛相碰擦,称为“扫膛”。扫膛会引起定子、转子摩擦发热,增加电动机的温升。严重扫膛产生的高温会使槽的绝缘材料老化,引起电路故障,机身产生振动和噪声。特别严重的扫膛可使转子无法转动。

2 三相异步电动机运行中的监视

根据上述分析,电动机在运行时必须严密监视,通过耳、眼、鼻、手等感觉器官和安装相应监视仪表对电动机运行时的电流、电压、温度、振动和噪声情况进行监视,来判断电动机运行是否正常。如果出现不正常现象应立即停止运行,检查和排除故障。电动机正常运行中监视内容包括:

(1)监视电动机各部位的温升不超过允许限值。

(2)监视电流不超过额定值。

(3)监视电源电压不超过额定范围。

(4)注意各导电接头不发热,防止缺相运行。

(5)注意电动机的气味、振动和噪声。

(6)经常检查轴承发热、漏油情况,及时定期更换润滑油(脂)。

(7)保持电动机清洁,防止异物进入电动机内部。

3 三相异步电动机的定期维护

异步电动机定期维修是消除故障隐患、防止故障发生的重要措施。电动机的维修分为月维修和年维修,俗称小修和大修。

3.1 定期小修内容(不拆开电动机)

(1)清擦电动机机壳外部尘垢。

(2)测量绝缘电阻;清擦电动机接线端子,拧紧接线螺钉。

(3)检查电动机端盖、轴承盖螺钉和接地螺栓是否紧固。

(4)拆下轴子盖,检查轴承油是否变脏、干涸,缺少时须适量补充;检查轴承是否有杂音。

(5)检查传送带或联轴器有无破裂损坏,安装是否牢固。

(6)检查绕线转子异步电动机的集电环表面是否异常磨损、圆度情况,有无局部变色以及火花痕迹程度。

(7)检查启动设备和保护设备是否良好,并清擦外部尘垢。

3.2 定期大修内容(将电动机全部拆开)

(1)检查电动机外部有无损坏,零部件是否齐全;彻底清擦,去掉尘垢,补修损坏部分。

(2)检查电动机内部,清除定子上的灰尘,擦去污垢,仔细检查绕组绝缘是否出现深棕色的老化痕迹,或绝缘有无局部脱落,若有,应补修,刷漆;检查转子绕组污损污染和损伤情况,转子端坏是否断裂;用目测或锤子敲击检查绕组端部绑扎线和铁芯是否松动;检查定、转子铁芯有无磨损变形,如有变形,则应予以修整。

(3)检查定子绕组和绕线转子绕组是否有相间短路、匝间短路、断路、错接等现象;检查笼型转子是否断条,针对出现的问题予以修理;用绝缘电阻表测量所有带电部位的绝缘电阻。

(4)用柴油或汽油清洗轴承,清洗后的轴承应转动灵活,不松动;检查轴承磨损情况,若轴承表面粗糙,则说明润滑油(脂)不合格;若滚珠或轴圈等处出现蓝紫色,则说明轴承已受热退火,严重者应更换轴承,并重新装入润滑油(脂)。

(5)以上工作完成后,对电动机进行装配、安装,并进行修理后的检查,电动机空载运转0.5h,然后带负载运转。

4 结语

对三相异步电动机进行监视和维护,是保证电动机稳定、可靠、经济运行的重要措施。这不仅可以减少故障的发生,还能有效延长电动机的使用寿命,提高效益,同时,对电动机运行中出现的故障能准确、迅速地找出原因和故障点并排除故障,更是尤为重要。

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