三相异步电动机常见故障分析及处理

引言

三相异步电动机是一种感应电动机,在工作过程中,其转子与定子磁场以相同的方向、不同的转速旋转,并且两者之间存在一定的转差率。三相异步电动机广泛应用于工农业生产中,工作环境恶劣,在实际工作过程中会受到多种不利因素的影响,导致出现不同程度的故障,给企业的正常生产造成困扰。因此,对三相异步电动机的常见故障进行深入分析,结合其实际工作条件,制定有针对性的处理措施,对于保障各项生产工作的顺利进行具有重要意义。

1三相异步电动机的常见故障

1.1单相运行

当电源线中的某一相断裂,或者开关和接触器接触不良,如图1所示,或者Y联结定子绕组断线,如图2所示,都会造成三相异步电动机发生不同程度的单相运行故障。此时电动机转速会急剧下降,造成定子中的电流超过其正常工作时的额定电流,导致电动机温度快速升高,当其温度超过电动机能够承受的温度时,就会烧毁电动机。

1.2V形运行

当三相异步电动机联结的定子绕组中某一相绕组断裂后,剩余的两相绕组就以V形联结的方式连接,如图3所示。由于处于V形连接的三相异步电动机仅有两相绕组能够正常工作,其功率就会不同程度地降低。当电动机承受的负荷较大时,其转速就会随之降低,并且定子中的电流也会超过其额定电流,而电动机会出现温度异常升高和振动现象,影响其正常运行。

1.3定子绕组接地故障

当三相异步电动机定子绕组中的绕组与铁芯、绕组与机壳之间的绝缘失效而造成的接地故障即为定子绕组接地故障。当绕组与大地连接后,就会造成电动机的机壳带电,进而引起不同程度的短路故障。同时,短路还会造成该绕组中的部分匝数发生短接,进而导致其有效匝数大大减少,通过的电流大大增加,进一步增加绕组的发热量,影响绕组的正常工作。

1.4定子绕组短路故障

三相异步电动机的定子绕组短路故障根据其短路形式的不同可以分为匝间短路和相间短路。其中,前者是指发生在同一个绕组线圈内的短路:后者是指不同绕组之间的短路。当出现匝间短路时,会造成绕组线圈匝数的大幅减少,进而造成电流的急剧增加,所释放的热量也较大,造成绕组线圈出现异常高温。通常来说,电动机发生匝间短路后,短时间内仍能工作,但是会伴随异常的电磁噪声,并且会出现过热现象。当发生相间短路故障时,由于接在电源电压下的匝数减少,加上转差的变化,使电动机阻抗减小,从电源过来的定子电流会急剧增大,如果没有及时切断电源,就可能导致绕组烧毁。

1.5笼型转子断笼

对于采用铸铝转子的三相异步电动机,在工作过程中经常会出现断笼故障,根据故障发生位置的不同,可以细分为断条和断环两种不同类型。其中,前者是指电动机笼条中的一根或多根导体出现断裂或者有严重气泡的现象:后者是指端环中出现了一处或者多处开裂的现象。当电动机发生断笼故障后,在正常的负载作用下,其转速较正常工作时低,并且电动机还会发生振动和发出异响,随着载荷的逐渐增加,振动和异响会逐渐加剧,同时伴随启动转矩和额定转矩降低的现象。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。

2三相异步电动机常见故障的处理措施

2.1电动机无法转动的处理措施

(1)通电后不转动,无异响、异味以及冒烟等现象。对电源回路开关、熔丝以及接线盒等进行系统全面的断点检查,采取有效的修复和更换措施。(2)通电后不转动,并伴随有熔丝烧断。刀闸可能有一相未合好,通过检查短路位置,消除接地,并更换熔丝。(3)通电后不转动,并伴随有嗡嗡声。定子或转子绕组中的某一相存在断线故障,或者绕组引出线始末端接错或绕组内部接反以及电源回路接点松动,接触电阻大。

处理措施:查明断点予以修复:检查绕组极性:判断绕组末端是否正确:紧固松动的接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,并予以修复。

2.2电动机启动困难的处理措施

造成电动机启动困难的原因主要有:电源电压过低:电动机的笼型转子发生不同程度的开焊甚至断裂:电动机定子和转子中的局部线圈错误连接:修复电机绕组时增加匝数过多。

处理措施:对电源电压进行检测,提高其电压值:对笼型转子中的开焊和断裂部分进行焊接修复;根据绕组正常工作的需求,适当减少其线圈匝数。

2.3空载电流不平衡和数值较大的处理措施

(1)电动机空载电流不平衡,三相数值相差大。究其原因主要是由于定子中绕组线圈的匝数不相等、绕组的首尾端连接错误以及绕组中存在匝间短路和线圈反接故障。可以通过重新绕制定子绕组,确保绕组线圈质量符合要求。(2)电动机空载,过负载时,电流表指针不稳,摆动。该故障主要是由笼型转子导条开焊或断条,绕线型转子故障(一相断路)或电刷、集电环短路装置接触不良引起的。可以通过更换转子中的断条和修复转子回路排除故障。(3)电动机空载电流平衡,但数值大。该故障主要是由定子中的绕组线圈匝数过少、电源电压过高以及定子铁芯未对齐等原因引起。可以通过重新绕制定子线圈,确保线圈匝数符合正常工作的要求,将电源电压控制在合理范围内以及对齐铁芯等措施排除故障。

2.4运行异响的处理措施

造成三相异步电动机运行异响的原因主要有:转子与定子之间的绝缘纸或槽楔发生不同程度的接触摩擦;轴承磨损严重或者存在砂粒等异物;风道填塞或风扇擦风罩;定转子铁芯相互摩擦。

处理措施:通过对绝缘纸进行一定的修剪和削低槽楔高度,及时更换和有效清洁轴承以及对风道进行系统全面的清理等,就能消除运行过程中的异响。

2.5轴承过热的处理措施

造成轴承过热的原因有:润滑的油脂过多或过少;油脂质量不符合要求,含有较多杂质;轴承与轴颈或端盖无法有效配合。

处理措施:按照总容积的1/3~2/3添加润滑油脂,确保油脂量在合适的范围内;更换质量合格的润滑油脂;选择与轴承配套的轴颈或端盖。

3结语

三相异步电动机被广泛应用于多个领域,为企业带来了良好的经济效益。但是三相异步电动机的工作环境往往非常恶劣,会出现不同程度的故障,进而对设备的正常运行造成不利影响,阻碍企业生产工作的顺利开展。因此,需要对三相异步电动机故障进行系统全面的分析,并结合实际生产要求,采取有针对性的改善措施,及时恢复三相异步电动机的工作性能,为生产的顺利进行提供可靠保障。