论文部分内容阅读
[摘 要]电机绕组是按一定规则进行连接的，如连接错误，将造成绕组中的电流方向相反，不能形成旋转磁场，电机也就不能正常运行，而解决这一问题必须在绕组嵌线、接线后和浸漆前。本文电机绕组及扫膛故障的维修。
[关键词]电机绕组；扫膛故障；维修；
中图分类号：U476 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0285-01
电机绕组其温升试验的目的是通过试验得到电机定转子绕组部件在规定的工作条件下运行并达到稳定温升时的温升值，用于考核被试电机所用绝缘材料、生产工艺能否满足电机正常工作及设计寿命的要求。
一、实例分析
电机作为电力拖动的执行机构，在生产中起着举足轻重的作用。该电机为一小功率电机，通风口全开功率为1086W，通风口全闭功率为798W，其平均功率为942W。
1.计算电机绕组温升方法
（1）电机定子绕组温升计算。一是停机后测量定子热态绕组的直流电阻值。被试电机稳定运行45min后，热试验达到稳定，记录断电前环境温度T'1。并尽快使被试电机断能停转，同时秒表开始计时，并迅速用直流低电阻测试仪测试该定子绕组的热态电阻R'1。需在所规定时间内读取第一个数据。由于本文被试电机功率为1000W左右，所以电机断能到测得第一点电阻值之間的时间必须小于15s。此时间越快越好，试验人员需日常加强测量操作技术锻炼外，事先还要连接好测量电阻的线路和仪表。二是计算定子绕组温升绕组温升计算如下：，式中：△T为绕组温升；R'1为试验结束时温度为T'1时的定子直流电阻值；R1为试验开始之前温度为T1时的定子直流电阻；T'1为试验结束时周围介质温度；T1为试验开始前周围介质的温度；K为一常数，当绕组为铜制导线时取235，如果是铝制导线取225。将前面测量数据代入式得出本文被试电动机定子绕组温升72.2402K。
（2）被试电机转子绕组温升计算。一是停机后测量转子热态绕组的直流电阻值及热态环境温度，被试交流串励电动机转子绕组温升计算过程与定子绕组温升计算过程基本相似。电机运行至热稳定大约45min后，记录断电前环境温度。断开电机电源，同时秒表开始计时。断电后将直流低电阻测试仪的测试棒沿径向紧压于换向片的圆锥坑中，以最快的速度测转子绕组的热态电阻值，由于本文要求测试被试电机的定转子温升，可先让电机稳定运行45min后测定子热电阻值，测完后再让该电机稳定运行45min后再测转子热电阻值。二是求取转子零秒热态电阻根据对热态转子电阻数据进行处理，得出该电机断能后热态电阻值0.757Ω。
2.电机绕组的形式。由于嵌线后，绕组线圈端部引出线较多，如不小心把线圈或极相组路数接错，便造成三相电流不平衡。常见情况有：极相组接错，使电机无法起动；少数线圈接反，三相电流不平衡。当起动绕组发生碰壳、部分烧坏时可以采用应急修理方法。碰壳、部分烧坏往往是一个绕组，可以将故障绕组一端剪断，使其不起作用，只用完好绕组作起动用。虽然上下层线圈调换了位置，但电流方向与原来相同，并不影响电机性能。接好线头试转正常，再进行绝缘处理即可恢复正常使用。
3.电机的极数、节距、匝数、并连根数、并联路数的不机的极数、节距、匝数、并连根数、并联路数的不同对电机的影响，以及更换绕组、更换线径的计算方法。电机绕组的串并联换接必然改变电机的基本参数，如电阻、电感及磁链等参数，在电机电压、电流极限不变的情况下，电机参数的变化必然带来输出转矩、转折转速等性能的变化。由于绕组并联时电机运行于高速区域，因此为了简单起见，不计电阻，可得：，F时为基波磁势；一般情况下i，p为分数次谐波。这些谐波磁场如果在气隙中分布不均匀就会在电机转子上产生固有的单边磁拉力，使电机运行时震动加剧，噪声变大。
二、扫膛故障的维修
1.电机扫膛的形成原因。微电机由于定、转子间气隙小，易发生扫膛现象。扫膛是因轴承磨损或转套引起。所谓转套，就是轴承内圈与轴颈或外套与端盖产生不应有的转动。由于轴颈、端盖的硬度、耐磨性远不及轴承，一旦转套就会引起轴颈、端盖很快磨损。当轴承内圈与轴颈或外圈与端盖间隙大于0.1mm时，定、转子就可能相擦（扫膛）。扫膛较轻时，电机尚能起动运转，但温升高，时间长了易烧坏绕组。较重时就不能起动运转。拆开有扫膛故障的电机能看到呈紫兰色的擦伤面。产生原因有二：一是加工精度较差，二是拆装频繁且不合理。轴承内套与轴颈是紧配合的，外套与端盖是加工成零配合或稍有紧度。有的电机为防止轴承外套与端盖转套，在外套与端盖间加装了特制的钢片。有的将轴承打上打下（正确拆装轴承应加热）或将防转钢片丢失，均会产生轴承转套现象。
2.判断方法。当定子绕组的一相通以一个交变电流时，将在电机内部产生一个交变磁场，并在转子上产生感应磁势，影响主磁场。交变电流最初是恒定的，交变磁场也恒定，转子的感应电流变化恒定，其对主磁场的作用也恒定，这又表现在交变电流保持恒定，系统处在平衡状态中。此时用手转动转子，对于好的转子，这种运动所产生的磁场变化十分微小，体现在我们加载到定子绕组上的交变电流变化甚微。而当转子有匝间短路、相间短路、三相不平衡、断条等情况时，转子的转动将大大影响其内部感应电流，从而改变感应磁场，破坏系统的平衡状态，使负载电流发生变化。
3.解决办法。先将转套处擦洗干净，加好润滑脂，然后涂上胶，再将电机装复。对于转套较严重，轴承内圈与轴颈或外套与端盖间隙较大者，可用适当厚度的金属片垫在间隙内。为了保证同心度应将金属片做成斜口。实践表明，绝大多数电机，用适当的胶涂在间隙中即可恢复正常。若其中某一相的首尾端反接，则该相绕组内的电流一定最大，此时该相熔丝必然首先熔断，只要将该相的首尾对调就可纠正反接。
电机绕组线径较细，故障率较高。尤其是有起动电容、离心开关的分相起动单相电机。因起动绕组线径细、匝数少，当起动电容击穿、离心开关损坏时，起动绕组更易烧坏。本文详细地给出了电机绕组温升试验的具体步骤，分析扫膛故障的维修，以供参考。
参考文献
[1] 才家刚.电机试验技术及设备手册[M].北京：机械工业出版社，2014.
[2] 胡永志，蒋明麟.浅谈电机的升温及处理[J].水泥技术，2015（3）.
[3] 唐力华.电动工具运行中的发热过程及其绕组温升的测量[J].现代测量与实验室管理，2014（6）.
[关键词]电机绕组；扫膛故障；维修；
中图分类号：U476 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）46-0285-01
电机绕组其温升试验的目的是通过试验得到电机定转子绕组部件在规定的工作条件下运行并达到稳定温升时的温升值，用于考核被试电机所用绝缘材料、生产工艺能否满足电机正常工作及设计寿命的要求。
一、实例分析
电机作为电力拖动的执行机构，在生产中起着举足轻重的作用。该电机为一小功率电机，通风口全开功率为1086W，通风口全闭功率为798W，其平均功率为942W。
1.计算电机绕组温升方法
（1）电机定子绕组温升计算。一是停机后测量定子热态绕组的直流电阻值。被试电机稳定运行45min后，热试验达到稳定，记录断电前环境温度T'1。并尽快使被试电机断能停转，同时秒表开始计时，并迅速用直流低电阻测试仪测试该定子绕组的热态电阻R'1。需在所规定时间内读取第一个数据。由于本文被试电机功率为1000W左右，所以电机断能到测得第一点电阻值之間的时间必须小于15s。此时间越快越好，试验人员需日常加强测量操作技术锻炼外，事先还要连接好测量电阻的线路和仪表。二是计算定子绕组温升绕组温升计算如下：，式中：△T为绕组温升；R'1为试验结束时温度为T'1时的定子直流电阻值；R1为试验开始之前温度为T1时的定子直流电阻；T'1为试验结束时周围介质温度；T1为试验开始前周围介质的温度；K为一常数，当绕组为铜制导线时取235，如果是铝制导线取225。将前面测量数据代入式得出本文被试电动机定子绕组温升72.2402K。
（2）被试电机转子绕组温升计算。一是停机后测量转子热态绕组的直流电阻值及热态环境温度，被试交流串励电动机转子绕组温升计算过程与定子绕组温升计算过程基本相似。电机运行至热稳定大约45min后，记录断电前环境温度。断开电机电源，同时秒表开始计时。断电后将直流低电阻测试仪的测试棒沿径向紧压于换向片的圆锥坑中，以最快的速度测转子绕组的热态电阻值，由于本文要求测试被试电机的定转子温升，可先让电机稳定运行45min后测定子热电阻值，测完后再让该电机稳定运行45min后再测转子热电阻值。二是求取转子零秒热态电阻根据对热态转子电阻数据进行处理，得出该电机断能后热态电阻值0.757Ω。
2.电机绕组的形式。由于嵌线后，绕组线圈端部引出线较多，如不小心把线圈或极相组路数接错，便造成三相电流不平衡。常见情况有：极相组接错，使电机无法起动；少数线圈接反，三相电流不平衡。当起动绕组发生碰壳、部分烧坏时可以采用应急修理方法。碰壳、部分烧坏往往是一个绕组，可以将故障绕组一端剪断，使其不起作用，只用完好绕组作起动用。虽然上下层线圈调换了位置，但电流方向与原来相同，并不影响电机性能。接好线头试转正常，再进行绝缘处理即可恢复正常使用。
3.电机的极数、节距、匝数、并连根数、并联路数的不机的极数、节距、匝数、并连根数、并联路数的不同对电机的影响，以及更换绕组、更换线径的计算方法。电机绕组的串并联换接必然改变电机的基本参数，如电阻、电感及磁链等参数，在电机电压、电流极限不变的情况下，电机参数的变化必然带来输出转矩、转折转速等性能的变化。由于绕组并联时电机运行于高速区域，因此为了简单起见，不计电阻，可得：，F时为基波磁势；一般情况下i，p为分数次谐波。这些谐波磁场如果在气隙中分布不均匀就会在电机转子上产生固有的单边磁拉力，使电机运行时震动加剧，噪声变大。
二、扫膛故障的维修
1.电机扫膛的形成原因。微电机由于定、转子间气隙小，易发生扫膛现象。扫膛是因轴承磨损或转套引起。所谓转套，就是轴承内圈与轴颈或外套与端盖产生不应有的转动。由于轴颈、端盖的硬度、耐磨性远不及轴承，一旦转套就会引起轴颈、端盖很快磨损。当轴承内圈与轴颈或外圈与端盖间隙大于0.1mm时，定、转子就可能相擦（扫膛）。扫膛较轻时，电机尚能起动运转，但温升高，时间长了易烧坏绕组。较重时就不能起动运转。拆开有扫膛故障的电机能看到呈紫兰色的擦伤面。产生原因有二：一是加工精度较差，二是拆装频繁且不合理。轴承内套与轴颈是紧配合的，外套与端盖是加工成零配合或稍有紧度。有的电机为防止轴承外套与端盖转套，在外套与端盖间加装了特制的钢片。有的将轴承打上打下（正确拆装轴承应加热）或将防转钢片丢失，均会产生轴承转套现象。
2.判断方法。当定子绕组的一相通以一个交变电流时，将在电机内部产生一个交变磁场，并在转子上产生感应磁势，影响主磁场。交变电流最初是恒定的，交变磁场也恒定，转子的感应电流变化恒定，其对主磁场的作用也恒定，这又表现在交变电流保持恒定，系统处在平衡状态中。此时用手转动转子，对于好的转子，这种运动所产生的磁场变化十分微小，体现在我们加载到定子绕组上的交变电流变化甚微。而当转子有匝间短路、相间短路、三相不平衡、断条等情况时，转子的转动将大大影响其内部感应电流，从而改变感应磁场，破坏系统的平衡状态，使负载电流发生变化。
3.解决办法。先将转套处擦洗干净，加好润滑脂，然后涂上胶，再将电机装复。对于转套较严重，轴承内圈与轴颈或外套与端盖间隙较大者，可用适当厚度的金属片垫在间隙内。为了保证同心度应将金属片做成斜口。实践表明，绝大多数电机，用适当的胶涂在间隙中即可恢复正常。若其中某一相的首尾端反接，则该相绕组内的电流一定最大，此时该相熔丝必然首先熔断，只要将该相的首尾对调就可纠正反接。
电机绕组线径较细，故障率较高。尤其是有起动电容、离心开关的分相起动单相电机。因起动绕组线径细、匝数少，当起动电容击穿、离心开关损坏时，起动绕组更易烧坏。本文详细地给出了电机绕组温升试验的具体步骤，分析扫膛故障的维修，以供参考。
参考文献
[1] 才家刚.电机试验技术及设备手册[M].北京：机械工业出版社，2014.
[2] 胡永志，蒋明麟.浅谈电机的升温及处理[J].水泥技术，2015（3）.
[3] 唐力华.电动工具运行中的发热过程及其绕组温升的测量[J].现代测量与实验室管理，2014（6）.