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三相异步电动机是我国工农业生产中最常用的电气设备,应用广泛,它的主要作用是把电能转换为机械能其中最常用的是鼠笼型异步电动机,这种电动机它的结构简单,起步方便,体积较小,坚固耐用,工作可靠,便于维修与检修。尽管如此,但在通常运行时也会出现各种故障,为了保证电动机正常运行,防止故障扩大,要及时判断故障原因,进行相应的处理。
电动机在运行过程中由于种种原因,出现各种故障。故障分析主要有两大方面的原因,即机械故障和电气故障。
一、机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障
(1)扫膛,异步电动机起动后响声不正常由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子之间气隙很小,容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形,使机座、端盖、转子三者不同轴心俗称“扫膛”。如发现后对轴承应及时更换,对端盖进行更换或刷镀处理。
(2)振动,应先区分是电动机本身引起的,还是传动装置不良所造成的,或者是机械负载端传递过来的,而后针对具体情况进行排除。属于电动机本身引起的振动,多数是由于转子平衡不好;铁芯变形或者是松动;联轴器(皮带龙)中心未校正;风扇不平衡;机壳或基础强度不够。电动机地脚螺丝松动;或者电动机安装地基不平,安装不到位,紧固件松动造成的。振动会产生噪声,还会产生额外负荷。
(3)轴承发热、转轴通过轴承支撑转动,是负载最重的部分,又是容易磨损的部件。如果轴承工作不正常,可凭经验用听觉及温度来判断。用听棒(铜棒)接触轴承盒,若听到冲击声,就表示可能有一只或几只滚珠扎碎,如果听到有骨碌骨碌的声音,那就是表示轴承的润滑油不足,因为电动机要每运行3000-5000小时左右需换一次润滑脂_,例如在煤矿坑下刮板机电机功率为22千瓦使用一年多了,轴承发出不正常的声音,用听棒接触轴承盒,听到了“骨碌骨碌”的声响,同时还有微小“哒哒”的冲击声,对其进行检修,打开后发现轴承盒内缺油,同时轴承滚柱有的以有细微的麻痕。这样对轴承进行了更换,添加润滑油脂。在添润滑脂时不易太多,如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热,用手转动也不太灵活。一般轴承盒内所放润滑脂约为全溶积二分之一到三分之二即可。在轴承安装时如果不正确,配合公差太紧或太松,也都会引起轴承发热。
二、电器方面有电压不正常,绕组接地、绕组短路、绕组断路缺相等
(1)电源电压过高,激磁电流会增大,使铁芯发热温度大大增加,电动机会过分发热,电压过高会危机电动机的绝缘,使其有被击穿的危险。电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电磁转矩就会大大降低,如果负载转距没有减小,转子转数过低,这时转差率增大造成电动机过载而发热,长时间运行会影响电动机的寿命。当三相电压不对称时,即一相电压偏高或偏低时,会导致某相电流过大,电流过大使绕组发热;同时转距减小会发出“翁嗡”声,时间长会损坏绕组。所以按照国家标准电动机电源电压在额定值±5%内变化,电动机输出功率保持额定值。三相电源电压之间的差值不应大于额定值的±5%。总之,无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加,电动机发热而损坏。
(2)绕组接地、由于电动机本身密封就不良,加之环境跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,修理拆除绕组时,采用热拆法又不当,这就会烧伤铁芯。电动机绕组绝缘受到损坏。这时会造成该相绕组电流过大,局部受热,严重时会烧毁绕组,及绕组的导体和铁心,此时与机壳之间相碰即为“绕组接地”。出现绕组接地多数是电动机受潮所引起,有的是在环境恶劣时金属物或有害粉末进入电动机绕组内部造成。电动机出现绕组接地后,除了绝缘已老化、枯焦、发脆外都可以局部处理,绕组接地一般发生在绕组伸出槽外的交接处(绕组端部),这时可在故障处用天然云母片或绝缘纸插入铁心和绕组之间,在用绝缘带包扎好涂上绝缘漆烘干即可,如果接地点在铁心槽内时,如果上成边绝缘损坏,可以打出槽楔修补槽衬或抬出上成线匝进行处理,若故障在槽底或者多处绝缘受损,最好办法就是更换绕组。
(3)绕组短路、相间短路和匝间短路、绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种,都会引起某一相或两相电流增加,引起局部发热,损坏电动机。出现绕组短路时,短路点在槽外修理并不难。当发生在槽内,如果线圈损坏不严重,可将该槽线圈边加热软化后翻出受损部分,换上新的槽绝缘,将线圈受损的部位用薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干,用万用表检查,证明已修好后,再重新嵌入槽内,进行绝缘处理后就可继续使用,如果线圈受损伤的部位过多,或者包上新绝缘后的线圈边无法嵌入时,只好更换新的绕组。
(4)绕组断路、是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。定子绕组断部,各绕组元件的接头处及引出线附近。这些部位都露在电动机座壳外面导线容易碰断,接头处也会因焊接不实长期使用后松脱,发现后重新接好,包好并涂上绝缘漆后就可使用。例如在煤矿有台装煤机电机,功率10千瓦,在运行时突然声响后停车,经检查后发现绕组一相断路。打开电动机端盖后,发现电动机壳外导线与绕组连接处断开,其原因就是焊接不实,长期使用后松脱。然后打开捆绳,处理后重新焊接,包好涂上绝缘漆后继续使用。如果因故障造成的绕组被烧断则需要更换绕组。如转子绕组发生断路时,可根据电动机转动情况判断。一般表现为转速变慢,转动无力,定子三相电流增大和有“嗡嗡”的现象,有时不能启动。出现转子绕组断路时,要抽出转子先查出断路的部位,一般是滑环和转子线圈的交接处开焊断裂所引起,重新焊接后就可使用。如果是线圈内部一般使用断条侦察器等专用设备来确定断路部位。例如在煤矿绞车电动机功率40KW在开车时,突然发现无力,并且伴有翁翁的响声。拆卸后经检查发现转子一相断路。打开抽出转子看到滑环和转子线圈交接处开焊,把接头处用纱布处理干净,重新用电烙铁焊接,焊接后又可继续使用。
(5)缺相、三相异部电动机在运行过程中,断一根火线或断一相绕组就会形成缺相运行(俗称单相),如果轴上负载没有改变,则电动机处于严重过载状态,定子电流将达到额定值的二倍甚至更高,时间稍长电动机就会烧毁。在各行业中,因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。一般电动机缺相是由于某相熔断器的熔体接触不良,或熔丝拧的过紧而几乎压断,或熔体电流选择过小,这样通过的电流稍大就会熔断,尤其是在电动机启动电流的冲击下,更容易发生熔体非故障性熔断。有时电动机负荷线路断线,一般是安装不当引起的断线,特别是单芯导线放线时产生的小圈扭结,接头受损等都可能使导线在运行过程中发生断线。由于电动机长期使用使绕组的内部接头或引线松脱或局部过热把绕组烧断电动机出现缺相运行。总之,不管是什么样的缺相,只要能及时发现,对电动机就不会造成很大的危害。为了预防电动机出现缺相运行,除了正确选用和安装低压电器外,还应严格执行有关规范,敷设馈电线路,同时加强定期检查和维护。
综上所述,各行各业为了提高生产效率,正确使用电气设备,能采取正确的维修和排除电动机的故障,就必须熟悉电动机常见的故障原因和特点,减少盲目检修,节约时间,少走弯路,尽快把故障排除,恢复原状,使电动机处于正常的运转状态。这就使工作人员牢牢掌握电动机原理的基本知识,做好电动机的定期检查和维护工作,也是保证电动机安全运行,延长寿命。更好地提高了工作效率,达到了生产目的。
电动机在运行过程中由于种种原因,出现各种故障。故障分析主要有两大方面的原因,即机械故障和电气故障。
一、机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障
(1)扫膛,异步电动机起动后响声不正常由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子之间气隙很小,容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形,使机座、端盖、转子三者不同轴心俗称“扫膛”。如发现后对轴承应及时更换,对端盖进行更换或刷镀处理。
(2)振动,应先区分是电动机本身引起的,还是传动装置不良所造成的,或者是机械负载端传递过来的,而后针对具体情况进行排除。属于电动机本身引起的振动,多数是由于转子平衡不好;铁芯变形或者是松动;联轴器(皮带龙)中心未校正;风扇不平衡;机壳或基础强度不够。电动机地脚螺丝松动;或者电动机安装地基不平,安装不到位,紧固件松动造成的。振动会产生噪声,还会产生额外负荷。
(3)轴承发热、转轴通过轴承支撑转动,是负载最重的部分,又是容易磨损的部件。如果轴承工作不正常,可凭经验用听觉及温度来判断。用听棒(铜棒)接触轴承盒,若听到冲击声,就表示可能有一只或几只滚珠扎碎,如果听到有骨碌骨碌的声音,那就是表示轴承的润滑油不足,因为电动机要每运行3000-5000小时左右需换一次润滑脂_,例如在煤矿坑下刮板机电机功率为22千瓦使用一年多了,轴承发出不正常的声音,用听棒接触轴承盒,听到了“骨碌骨碌”的声响,同时还有微小“哒哒”的冲击声,对其进行检修,打开后发现轴承盒内缺油,同时轴承滚柱有的以有细微的麻痕。这样对轴承进行了更换,添加润滑油脂。在添润滑脂时不易太多,如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热,用手转动也不太灵活。一般轴承盒内所放润滑脂约为全溶积二分之一到三分之二即可。在轴承安装时如果不正确,配合公差太紧或太松,也都会引起轴承发热。
二、电器方面有电压不正常,绕组接地、绕组短路、绕组断路缺相等
(1)电源电压过高,激磁电流会增大,使铁芯发热温度大大增加,电动机会过分发热,电压过高会危机电动机的绝缘,使其有被击穿的危险。电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电磁转矩就会大大降低,如果负载转距没有减小,转子转数过低,这时转差率增大造成电动机过载而发热,长时间运行会影响电动机的寿命。当三相电压不对称时,即一相电压偏高或偏低时,会导致某相电流过大,电流过大使绕组发热;同时转距减小会发出“翁嗡”声,时间长会损坏绕组。所以按照国家标准电动机电源电压在额定值±5%内变化,电动机输出功率保持额定值。三相电源电压之间的差值不应大于额定值的±5%。总之,无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加,电动机发热而损坏。
(2)绕组接地、由于电动机本身密封就不良,加之环境跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,修理拆除绕组时,采用热拆法又不当,这就会烧伤铁芯。电动机绕组绝缘受到损坏。这时会造成该相绕组电流过大,局部受热,严重时会烧毁绕组,及绕组的导体和铁心,此时与机壳之间相碰即为“绕组接地”。出现绕组接地多数是电动机受潮所引起,有的是在环境恶劣时金属物或有害粉末进入电动机绕组内部造成。电动机出现绕组接地后,除了绝缘已老化、枯焦、发脆外都可以局部处理,绕组接地一般发生在绕组伸出槽外的交接处(绕组端部),这时可在故障处用天然云母片或绝缘纸插入铁心和绕组之间,在用绝缘带包扎好涂上绝缘漆烘干即可,如果接地点在铁心槽内时,如果上成边绝缘损坏,可以打出槽楔修补槽衬或抬出上成线匝进行处理,若故障在槽底或者多处绝缘受损,最好办法就是更换绕组。
(3)绕组短路、相间短路和匝间短路、绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。不论是那一种,都会引起某一相或两相电流增加,引起局部发热,损坏电动机。出现绕组短路时,短路点在槽外修理并不难。当发生在槽内,如果线圈损坏不严重,可将该槽线圈边加热软化后翻出受损部分,换上新的槽绝缘,将线圈受损的部位用薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干,用万用表检查,证明已修好后,再重新嵌入槽内,进行绝缘处理后就可继续使用,如果线圈受损伤的部位过多,或者包上新绝缘后的线圈边无法嵌入时,只好更换新的绕组。
(4)绕组断路、是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。定子绕组断部,各绕组元件的接头处及引出线附近。这些部位都露在电动机座壳外面导线容易碰断,接头处也会因焊接不实长期使用后松脱,发现后重新接好,包好并涂上绝缘漆后就可使用。例如在煤矿有台装煤机电机,功率10千瓦,在运行时突然声响后停车,经检查后发现绕组一相断路。打开电动机端盖后,发现电动机壳外导线与绕组连接处断开,其原因就是焊接不实,长期使用后松脱。然后打开捆绳,处理后重新焊接,包好涂上绝缘漆后继续使用。如果因故障造成的绕组被烧断则需要更换绕组。如转子绕组发生断路时,可根据电动机转动情况判断。一般表现为转速变慢,转动无力,定子三相电流增大和有“嗡嗡”的现象,有时不能启动。出现转子绕组断路时,要抽出转子先查出断路的部位,一般是滑环和转子线圈的交接处开焊断裂所引起,重新焊接后就可使用。如果是线圈内部一般使用断条侦察器等专用设备来确定断路部位。例如在煤矿绞车电动机功率40KW在开车时,突然发现无力,并且伴有翁翁的响声。拆卸后经检查发现转子一相断路。打开抽出转子看到滑环和转子线圈交接处开焊,把接头处用纱布处理干净,重新用电烙铁焊接,焊接后又可继续使用。
(5)缺相、三相异部电动机在运行过程中,断一根火线或断一相绕组就会形成缺相运行(俗称单相),如果轴上负载没有改变,则电动机处于严重过载状态,定子电流将达到额定值的二倍甚至更高,时间稍长电动机就会烧毁。在各行业中,因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。一般电动机缺相是由于某相熔断器的熔体接触不良,或熔丝拧的过紧而几乎压断,或熔体电流选择过小,这样通过的电流稍大就会熔断,尤其是在电动机启动电流的冲击下,更容易发生熔体非故障性熔断。有时电动机负荷线路断线,一般是安装不当引起的断线,特别是单芯导线放线时产生的小圈扭结,接头受损等都可能使导线在运行过程中发生断线。由于电动机长期使用使绕组的内部接头或引线松脱或局部过热把绕组烧断电动机出现缺相运行。总之,不管是什么样的缺相,只要能及时发现,对电动机就不会造成很大的危害。为了预防电动机出现缺相运行,除了正确选用和安装低压电器外,还应严格执行有关规范,敷设馈电线路,同时加强定期检查和维护。
综上所述,各行各业为了提高生产效率,正确使用电气设备,能采取正确的维修和排除电动机的故障,就必须熟悉电动机常见的故障原因和特点,减少盲目检修,节约时间,少走弯路,尽快把故障排除,恢复原状,使电动机处于正常的运转状态。这就使工作人员牢牢掌握电动机原理的基本知识,做好电动机的定期检查和维护工作,也是保证电动机安全运行,延长寿命。更好地提高了工作效率,达到了生产目的。