论文部分内容阅读
[摘 要]煤矿电动机作为煤矿重要生产设备，其正常运行和维护关系着煤矿的安全生产和经济效益。文章在分析三相异步电动机组成的基础上，论述了三相异步电动机的故障诊断及处理措施，对于三相异步电动机的维修具有一定的指导意义。
[关键词]三相异步电动机；组成；故障原因；处理办法
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0016-01
1、前言
作为机电能量转换的电磁机械装置，电动机的安全运行关系着煤矿的安全生产，目前煤矿机电事故中，电动机故障是最主要的问题，因此有效维护运行中的电机，妥善处理电机故障，是一件至关重要的工作。本文就三相异步电动机的故障原因及处理方法进行了探讨。
2、三相异步电动机的组成
三相异步电动机主要由工作部分由定子（包括机壳、定子铁心和定子绕组）、转子（包括转轴、转子铁心和转子绕组）和附件（包括机座、端盖接线盒、风叶等）组成。按其转子结构形式又分为鼠笼式和绕线式两种。在煤矿使用的是防爆型电动机，这是由煤矿条件特殊性（瓦斯和煤尘爆炸危险场所）所决定的。
3、引发故障的原因及防治措施分析
3.1 电动机过热
3.1.1 原因分析
负荷过大；绕组局部短路或者接地；电源电压波动超过正常范围5%-10%；电机绕组或接线一相断路，使电机仅两相工作；电机绕组受潮严重或者上面布满灰尘及油污，从而导致绝缘降低；电机启动过于频繁；周围环境温度过高或者通风不良。
3.1.2 处理办法
对于负荷过大应尽量减轻负荷或更换大容量电动机；对于绕组短路及接地应使用兆欧表寻找出故障点进行处理；电源电压波动太大，应将电源电压波动范围控制在5%-10%电源正常值之间，或者控制电动机负荷；对于电机只有两相工作的立即切除电源以免烧电机，寻找出故障点；尽量减少电机启动次数，注意环境通风及降温。
3.2 电动机轴承过热
3.2.1 原因分析
传动带太紧；由于装配不当，轴承未在正确方位，并且检修时换错了轴承型号；轴承损坏，主要是滚动轴承的滚珠或者滚柱以及滑动轴承的轴瓦有损坏；轴承与转轴、大盖配合不当，太紧会使轴承变形，太松会脱出来；润滑油问题，可能太脏或者牌号不对，或者润滑油太多，或者轴承室内贫油。
3.2.2 处理办法
对于传动带太紧应予以调整到合适；对于装配不当的轴承应予以纠正，对换错了轴承型号的应使用正确轴承；对于损坏的轴承应及时修理或者进行更换；对于轴承与转轴大盖配合不当，应调整到适当；对于润滑油太脏及牌号不对，应换油；对于太多润滑脂应去掉多的油脂，对于少油应回到标准油面线或加润滑脂充满2/3油腔。
3.3 電动机声音过大甚至发生振动
3.3.1 原因分析
底座或其它部分固定螺丝松动；传动系统不平衡，转子不平衡；风扇风叶与风罩或者端盒间掉进砂粒；一相突然断路，从而使电动机单相或两相运行；电动机刚启动时，启动电流太大，如果这时接地，就会产生响声，并且振动厉害，但启动停一段后会好转，趋于平稳。
3.3.2 处理办法
检查底座地脚螺钉是否松动或者少螺丝，这时应固定好；对于传动方面引起的，应查明原因进行处理；对于电机中一相突然断路情况应立即停机并找出断路地方，只有处理后方可接通；对于启动时电流太大的应用兆欧表检查出线圈接地的地方并进行处理，千万不可掉以轻心。
3.4 电动机不能启动或达不到额定转速
3.4.1 原因分析
电源没有接通或电源线路虽然接过来了，但由于线路及主回路熔断器中熔丝熔断；电源接通了，但是将三角形接法误接为星形接法，或者是将星形接法误接为三角形接法；虽然电动机外部接线正确，但是定子绕组断线，使电动机电路不通或者两相运行；连接电动机接头接触不好或者生锈；转子断条断线；电压太低；电动机所带动负载过大或者连接电动机和机械设备传动轴出现故障；环境温度太低，润滑脂变硬甚至冻住。
3.4.2 处理办法
检查线路和电源，是否有电源通到电动机上，主要检查保险丝是否熔断；对于铭牌上标志认真看清楚到底是星形接法还是三角形接法；对于外部接线正确无误后，仍不启动的情况，应测量三相电流。如相差太大甚至一相电流为零，应立即停机进行检查，用万用表找出绕组断线处；对于连接或电动机接头接触不好地方，应断开电源用砂纸清理干净；对于断电断线转子应停机进行处理，尤其对于电压太低的应先查明原因或调到合适电源；电压对于负载过大的应检查负载及其它的传动系统；对于环境温度太低应在许可的情况下向轴承内浇注热的机油以便使温度达到要求。
3.5 转子铜条或铝条断裂
3.5.1 原因分析
一般异步电动机起动电流为额定电流的4-7倍，这样的大电流不但使绕组发热，且具有较大的电动力。起动时在电动力和离心力的作用下，转子的铜条或铝条会产生振动。由于频繁起动，转子铜条或铝条发热，机械强度进一步下降，就可能使个别铜条或铝条首先断裂，也有可能是电动机本身的原材料和装配质量引起。一旦出现该情况，必然造成转子回路三相不平衡，使其余转子绕组承受更大的电流，形成恶性循环。
3.5.2 处理办法
把转子拆除，用外观直接判断或用短路探测器检查，若发现断条，可从同一生产厂家购进同一型号电动机转子更换。或者在有条件的情况下，更换同样几何尺寸、电阻比较接近的铜条或铝条（电阻可大1-2倍，但不能更小），使用焊接的方法（一般用铜焊），使两头材料连接在一起，但要注意不能影响转子的绝缘和其它的铜条或铝条，并要确保其机械强度。
3.6 定子和转子铁心相摩擦
3.6.1 原因分析
定子和转子间隙很小，往往由于端盖轴承室内孔磨损或者端盖止口与机座止口变形，使机座、端盖、转子三者不同心而引起定子和转子相摩擦，也可能是因铁心受高温而变形相摩擦。这样会引起电动机强烈振动与过热，甚至烧毁电动机绕组。
3.6.2 处理办法
（1）对于轴承与轴径或轴承与端盖轴承孔配合不紧，会造成轴承轴向移动，最好是在端盖轴承内镀铬，转轴用加工业修补剂或焊补加工并磨光的方法，使之与轴承配合紧密，以便电动机能持久正常工作。但也可以采用直接粘接的方法检修，先将轴承内外环和端盖轴承孔及轴径表面有生锈部分用砂纸擦光，用汽油或其它清洗剂精洗，使它们的粘合面处于干燥状态，选用合适的粘合剂（如蘸厌氧胶粘剂等），按机件装配先后次序涂刷轴承内环及轴承表面，要防止漏涂，以免影响粘接强度。先装好轴承内盖，后把轴承装配在轴颈正确位置，待组合固定后，再按上述同样方法在端盖轴承孔和轴承外环上涂胶，并立即组装。需要说明的是，粘合剂一般可用加热法和溶解法等拆卸。
（2）对于端盖止口和机座止口磨损，最好采用直接修正止口的办法，若止口无法修正，就必须调换新的电动机端盖，再用车床车止口的方法来解决。
（3）若不是因为上述问题，再检验轴承是否处于正常状态，然后可在车床上校验转子铁心有无异常变形。根据变形程度，可将转子铁心外径减小011-0.3mm，这样电动机的空载电流略有增加，但不妨碍正常运转。
4、结语
为减少煤矿电动机的故障发生率，需要引入先进维修技术，对发生故障的电动机，及时地采用科学的维修技术。同时建立全面的管理体系，强化安全意识及操作技术，从而在整体上提高煤矿安全生产。
参考文献
[1] 朱耀忠.电机与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 孙丽荣.三相异步电动机定子绕组故障的检查及排除[J].煤炭技术，2006，25.
作者简介
豆少雄（1984.6—— ）男，汉，2012年山东理工大学采矿工程专业毕业，现在沁水县煤炭工业局工作。
[关键词]三相异步电动机；组成；故障原因；处理办法
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）01-0016-01
1、前言
作为机电能量转换的电磁机械装置，电动机的安全运行关系着煤矿的安全生产，目前煤矿机电事故中，电动机故障是最主要的问题，因此有效维护运行中的电机，妥善处理电机故障，是一件至关重要的工作。本文就三相异步电动机的故障原因及处理方法进行了探讨。
2、三相异步电动机的组成
三相异步电动机主要由工作部分由定子（包括机壳、定子铁心和定子绕组）、转子（包括转轴、转子铁心和转子绕组）和附件（包括机座、端盖接线盒、风叶等）组成。按其转子结构形式又分为鼠笼式和绕线式两种。在煤矿使用的是防爆型电动机，这是由煤矿条件特殊性（瓦斯和煤尘爆炸危险场所）所决定的。
3、引发故障的原因及防治措施分析
3.1 电动机过热
3.1.1 原因分析
负荷过大；绕组局部短路或者接地；电源电压波动超过正常范围5%-10%；电机绕组或接线一相断路，使电机仅两相工作；电机绕组受潮严重或者上面布满灰尘及油污，从而导致绝缘降低；电机启动过于频繁；周围环境温度过高或者通风不良。
3.1.2 处理办法
对于负荷过大应尽量减轻负荷或更换大容量电动机；对于绕组短路及接地应使用兆欧表寻找出故障点进行处理；电源电压波动太大，应将电源电压波动范围控制在5%-10%电源正常值之间，或者控制电动机负荷；对于电机只有两相工作的立即切除电源以免烧电机，寻找出故障点；尽量减少电机启动次数，注意环境通风及降温。
3.2 电动机轴承过热
3.2.1 原因分析
传动带太紧；由于装配不当，轴承未在正确方位，并且检修时换错了轴承型号；轴承损坏，主要是滚动轴承的滚珠或者滚柱以及滑动轴承的轴瓦有损坏；轴承与转轴、大盖配合不当，太紧会使轴承变形，太松会脱出来；润滑油问题，可能太脏或者牌号不对，或者润滑油太多，或者轴承室内贫油。
3.2.2 处理办法
对于传动带太紧应予以调整到合适；对于装配不当的轴承应予以纠正，对换错了轴承型号的应使用正确轴承；对于损坏的轴承应及时修理或者进行更换；对于轴承与转轴大盖配合不当，应调整到适当；对于润滑油太脏及牌号不对，应换油；对于太多润滑脂应去掉多的油脂，对于少油应回到标准油面线或加润滑脂充满2/3油腔。
3.3 電动机声音过大甚至发生振动
3.3.1 原因分析
底座或其它部分固定螺丝松动；传动系统不平衡，转子不平衡；风扇风叶与风罩或者端盒间掉进砂粒；一相突然断路，从而使电动机单相或两相运行；电动机刚启动时，启动电流太大，如果这时接地，就会产生响声，并且振动厉害，但启动停一段后会好转，趋于平稳。
3.3.2 处理办法
检查底座地脚螺钉是否松动或者少螺丝，这时应固定好；对于传动方面引起的，应查明原因进行处理；对于电机中一相突然断路情况应立即停机并找出断路地方，只有处理后方可接通；对于启动时电流太大的应用兆欧表检查出线圈接地的地方并进行处理，千万不可掉以轻心。
3.4 电动机不能启动或达不到额定转速
3.4.1 原因分析
电源没有接通或电源线路虽然接过来了，但由于线路及主回路熔断器中熔丝熔断；电源接通了，但是将三角形接法误接为星形接法，或者是将星形接法误接为三角形接法；虽然电动机外部接线正确，但是定子绕组断线，使电动机电路不通或者两相运行；连接电动机接头接触不好或者生锈；转子断条断线；电压太低；电动机所带动负载过大或者连接电动机和机械设备传动轴出现故障；环境温度太低，润滑脂变硬甚至冻住。
3.4.2 处理办法
检查线路和电源，是否有电源通到电动机上，主要检查保险丝是否熔断；对于铭牌上标志认真看清楚到底是星形接法还是三角形接法；对于外部接线正确无误后，仍不启动的情况，应测量三相电流。如相差太大甚至一相电流为零，应立即停机进行检查，用万用表找出绕组断线处；对于连接或电动机接头接触不好地方，应断开电源用砂纸清理干净；对于断电断线转子应停机进行处理，尤其对于电压太低的应先查明原因或调到合适电源；电压对于负载过大的应检查负载及其它的传动系统；对于环境温度太低应在许可的情况下向轴承内浇注热的机油以便使温度达到要求。
3.5 转子铜条或铝条断裂
3.5.1 原因分析
一般异步电动机起动电流为额定电流的4-7倍，这样的大电流不但使绕组发热，且具有较大的电动力。起动时在电动力和离心力的作用下，转子的铜条或铝条会产生振动。由于频繁起动，转子铜条或铝条发热，机械强度进一步下降，就可能使个别铜条或铝条首先断裂，也有可能是电动机本身的原材料和装配质量引起。一旦出现该情况，必然造成转子回路三相不平衡，使其余转子绕组承受更大的电流，形成恶性循环。
3.5.2 处理办法
把转子拆除，用外观直接判断或用短路探测器检查，若发现断条，可从同一生产厂家购进同一型号电动机转子更换。或者在有条件的情况下，更换同样几何尺寸、电阻比较接近的铜条或铝条（电阻可大1-2倍，但不能更小），使用焊接的方法（一般用铜焊），使两头材料连接在一起，但要注意不能影响转子的绝缘和其它的铜条或铝条，并要确保其机械强度。
3.6 定子和转子铁心相摩擦
3.6.1 原因分析
定子和转子间隙很小，往往由于端盖轴承室内孔磨损或者端盖止口与机座止口变形，使机座、端盖、转子三者不同心而引起定子和转子相摩擦，也可能是因铁心受高温而变形相摩擦。这样会引起电动机强烈振动与过热，甚至烧毁电动机绕组。
3.6.2 处理办法
（1）对于轴承与轴径或轴承与端盖轴承孔配合不紧，会造成轴承轴向移动，最好是在端盖轴承内镀铬，转轴用加工业修补剂或焊补加工并磨光的方法，使之与轴承配合紧密，以便电动机能持久正常工作。但也可以采用直接粘接的方法检修，先将轴承内外环和端盖轴承孔及轴径表面有生锈部分用砂纸擦光，用汽油或其它清洗剂精洗，使它们的粘合面处于干燥状态，选用合适的粘合剂（如蘸厌氧胶粘剂等），按机件装配先后次序涂刷轴承内环及轴承表面，要防止漏涂，以免影响粘接强度。先装好轴承内盖，后把轴承装配在轴颈正确位置，待组合固定后，再按上述同样方法在端盖轴承孔和轴承外环上涂胶，并立即组装。需要说明的是，粘合剂一般可用加热法和溶解法等拆卸。
（2）对于端盖止口和机座止口磨损，最好采用直接修正止口的办法，若止口无法修正，就必须调换新的电动机端盖，再用车床车止口的方法来解决。
（3）若不是因为上述问题，再检验轴承是否处于正常状态，然后可在车床上校验转子铁心有无异常变形。根据变形程度，可将转子铁心外径减小011-0.3mm，这样电动机的空载电流略有增加，但不妨碍正常运转。
4、结语
为减少煤矿电动机的故障发生率，需要引入先进维修技术，对发生故障的电动机，及时地采用科学的维修技术。同时建立全面的管理体系，强化安全意识及操作技术，从而在整体上提高煤矿安全生产。
参考文献
[1] 朱耀忠.电机与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.
[2] 孙丽荣.三相异步电动机定子绕组故障的检查及排除[J].煤炭技术，2006，25.
作者简介
豆少雄（1984.6—— ）男，汉，2012年山东理工大学采矿工程专业毕业，现在沁水县煤炭工业局工作。