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【摘 要】根据近些年的工作经验,本人总结出了一些关于三相异步电动机常见的故障以及处理的方法,并就此提出了一些的有效的对策和建议。
【关键词】三相异步电动机;故障;定子绕组;烧损;短路;接地
概述
托电公司共有生产用电机10000余台,遍及电厂的各个角落,在生产过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长,而且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境下,电机烧损的事故常有发生,而且近年来呈现上升的趋势,严重影响生产的安全、可靠、长周期运行。经过不断的摸索,不断总结实践经验,目前为止我厂对三相异步电动机的检修质量和判断故障点的速度都得到了很大的提高,也得到了各位领导的认可。
1.结构特点
三相异步电动机是由固定部分——定子和转动部分——转子组成的,定子与转子之间留有相对运动所必须的空气隙。定子是电动机的静止部分,主要由定子铁心、定子绕组和机座等部件组成。定子铁心作为电动机的磁路,一般由0.35~0.5mm的硅钢片叠压而成,钢片的表面涂有绝缘漆,内圆表面有均匀分布的槽,槽内嵌放定子绕组。定子绕组的作用是通入三相交流电流,产生旋转磁场。通常绕组是用高强度漆包线绕制成各种型式的线圈,嵌入定子槽内。机座是固定定子铁心和定子绕组,并以两个端盖支承转子,同时起到保护整个电动机和发散电动机运行中所产生热量的作用。转子是电动机的旋转部分,主要由转子铁心、转子绕组、转轴、端盖等部件组成。转子铁心作为电动机的磁路也是由0.35~0.5mm的硅钢片叠压而成,固定在转轴上。转子表面也有均匀分布的槽,槽内嵌放转子绕组。转子绕组用以切割定子磁场,产生感应电势和电流,并在旋转磁场的作用下使转子转动。转轴用以传递转矩,支撑转子的重量,一般由钢及合金经过机械加工而成。端盖一般为铸铁件装在机座的两侧,起支撑转子的作用。
2.电动机绕组烧毁的原因及对策
(1)由于电机本身密封不良,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,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。相应对策:①尽量消除或减少生产现场的跑冒滴漏现象;②检修时注意检查好电机的每个密封部位,例如在各法兰涂少量密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装胶皮垫,如电机暴露在易侵入液体的地方应做保护罩;③对在此环境中运行的电机要缩短检修周期,严重时要及时进行检修。
(2)由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:①轴承装配不当。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题。⑧备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。相应对策:①卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。
(3)由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机抽转子时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查。
(4)由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。相应对策:①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。
(5)电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
3.其他常见的电机故障及排除方法
(1)通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。则检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,如有则进行修复。
(2)通电后电动机不转,然后熔丝烧断则说明可能缺一相电源或定子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组接线错误等原因。然后一一排除这些故障。首先检查刀闸是否有一相未合好,电源回路是否有一相断线,如有则进行修复电源回路,若无则用兆欧表、万用表、耐压机、匝间试验仪、电桥逐一排除查找出故障点。
(3)电动机空载电流不平衡,三相相差大则可能是重绕时,定子三相绕组匝数不相等、绕组首尾端接错、电源电压不平衡、绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。通过绕组匝间冲击耐电压试验仪、电桥试验等逐一排除和消除这些故障。 (4)电动机空载电流平衡,但数值大。可能是修复时,定子绕组匝数减少过多,或Y接电动机误接为Δ,或电机装配中,转子装反,使定子铁芯未对齐,有效长度减短。或大修拆除旧绕组时,使用热拆法不当,使铁芯烧损。这些问题则通过逐一排除进行修复,若是匝数减少的问题,则重绕定子绕组恢复正确匝数。若是接法错误,则改接为Y,若是装配错误和铁芯烧损则重新装配,检修铁芯等来解决。
4.三相电动机的定期检修
为了避免和减少三相异步电动机突然损坏事故,三相异步电动机需要定期保养和检修。
如遇有电动机过热和定子绕组绝缘太低时,须立即进行检修。三相异步电动机的检修方法是:
将电动机进行解体,对各零件先进行清理,再对它们作表观检查,是否有异常。然后对关键
部位的尺寸进行测量,对电机绕组作电气检查。
(1)机械检查。检查电机的外壳和端盖是否有裂缝现象,检查转子由一侧到另一侧的轴向游隙。
(2)电气检查。直流电阻检查:三相电阻的不平衡度不得超过2%。绝缘电阻检查:三相异步电动机绕组的绝缘电阻一般能达到100MΩ以上。
(3)总装和检查性试验。在完成定、转子的修理后,备好合格的轴承、轴套、密封圈等即可进行总装。装配完成后用手转动转子,转动应均匀、灵活,转子应有一定的轴向窜动量,其窜动量应在检修标准规定的范围内:完成总装后再检查一下直流电阻和绝缘电阻等,认为电气性能正常后,将三相异步电动机做耐压实验,最后进行试运转观察其电流、转速、振动等有无异常。
5.结论
托电公司从2003年试生产至2013年10年间,累计烧毁电机达1300余台次,平均每年达130余台次,仅修理费用支出达300余万元。其中77%属于维护不良(如电机进水、轴承缺油、通风不畅等)、检修不当(如轴承拆装不当、缺陷消除不彻底、附件不全等)、机加工精度不符合要求(如对转轴堆焊后加工精度不够、端盖嵌套过盈量大等)、运行环境恶劣(如现场跑冒滴漏严重、水冲电机等)等原因所致。希望以上分析能够对从事电工工作的人员有所帮助和借鉴。
通过对三相异步电动机的维修,不断总结实践经验,使我对电动机的质量有了很大的提高。我们不仅初步理顺了电动机的管理体制,建立了一套较规范的检修管理流程,使维修工作走上规范化管理道路。
参考文献:
[1]刘宗富《电机学》北京冶金工业出版社.
[2]李发海《电机与拖动基础》北京清华大学出版社.
【关键词】三相异步电动机;故障;定子绕组;烧损;短路;接地
概述
托电公司共有生产用电机10000余台,遍及电厂的各个角落,在生产过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长,而且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境下,电机烧损的事故常有发生,而且近年来呈现上升的趋势,严重影响生产的安全、可靠、长周期运行。经过不断的摸索,不断总结实践经验,目前为止我厂对三相异步电动机的检修质量和判断故障点的速度都得到了很大的提高,也得到了各位领导的认可。
1.结构特点
三相异步电动机是由固定部分——定子和转动部分——转子组成的,定子与转子之间留有相对运动所必须的空气隙。定子是电动机的静止部分,主要由定子铁心、定子绕组和机座等部件组成。定子铁心作为电动机的磁路,一般由0.35~0.5mm的硅钢片叠压而成,钢片的表面涂有绝缘漆,内圆表面有均匀分布的槽,槽内嵌放定子绕组。定子绕组的作用是通入三相交流电流,产生旋转磁场。通常绕组是用高强度漆包线绕制成各种型式的线圈,嵌入定子槽内。机座是固定定子铁心和定子绕组,并以两个端盖支承转子,同时起到保护整个电动机和发散电动机运行中所产生热量的作用。转子是电动机的旋转部分,主要由转子铁心、转子绕组、转轴、端盖等部件组成。转子铁心作为电动机的磁路也是由0.35~0.5mm的硅钢片叠压而成,固定在转轴上。转子表面也有均匀分布的槽,槽内嵌放转子绕组。转子绕组用以切割定子磁场,产生感应电势和电流,并在旋转磁场的作用下使转子转动。转轴用以传递转矩,支撑转子的重量,一般由钢及合金经过机械加工而成。端盖一般为铸铁件装在机座的两侧,起支撑转子的作用。
2.电动机绕组烧毁的原因及对策
(1)由于电机本身密封不良,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,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。相应对策:①尽量消除或减少生产现场的跑冒滴漏现象;②检修时注意检查好电机的每个密封部位,例如在各法兰涂少量密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装胶皮垫,如电机暴露在易侵入液体的地方应做保护罩;③对在此环境中运行的电机要缩短检修周期,严重时要及时进行检修。
(2)由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:①轴承装配不当。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题。⑧备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。相应对策:①卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。
(3)由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机抽转子时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查。
(4)由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。相应对策:①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。
(5)电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
3.其他常见的电机故障及排除方法
(1)通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。则检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,如有则进行修复。
(2)通电后电动机不转,然后熔丝烧断则说明可能缺一相电源或定子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组接线错误等原因。然后一一排除这些故障。首先检查刀闸是否有一相未合好,电源回路是否有一相断线,如有则进行修复电源回路,若无则用兆欧表、万用表、耐压机、匝间试验仪、电桥逐一排除查找出故障点。
(3)电动机空载电流不平衡,三相相差大则可能是重绕时,定子三相绕组匝数不相等、绕组首尾端接错、电源电压不平衡、绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。通过绕组匝间冲击耐电压试验仪、电桥试验等逐一排除和消除这些故障。 (4)电动机空载电流平衡,但数值大。可能是修复时,定子绕组匝数减少过多,或Y接电动机误接为Δ,或电机装配中,转子装反,使定子铁芯未对齐,有效长度减短。或大修拆除旧绕组时,使用热拆法不当,使铁芯烧损。这些问题则通过逐一排除进行修复,若是匝数减少的问题,则重绕定子绕组恢复正确匝数。若是接法错误,则改接为Y,若是装配错误和铁芯烧损则重新装配,检修铁芯等来解决。
4.三相电动机的定期检修
为了避免和减少三相异步电动机突然损坏事故,三相异步电动机需要定期保养和检修。
如遇有电动机过热和定子绕组绝缘太低时,须立即进行检修。三相异步电动机的检修方法是:
将电动机进行解体,对各零件先进行清理,再对它们作表观检查,是否有异常。然后对关键
部位的尺寸进行测量,对电机绕组作电气检查。
(1)机械检查。检查电机的外壳和端盖是否有裂缝现象,检查转子由一侧到另一侧的轴向游隙。
(2)电气检查。直流电阻检查:三相电阻的不平衡度不得超过2%。绝缘电阻检查:三相异步电动机绕组的绝缘电阻一般能达到100MΩ以上。
(3)总装和检查性试验。在完成定、转子的修理后,备好合格的轴承、轴套、密封圈等即可进行总装。装配完成后用手转动转子,转动应均匀、灵活,转子应有一定的轴向窜动量,其窜动量应在检修标准规定的范围内:完成总装后再检查一下直流电阻和绝缘电阻等,认为电气性能正常后,将三相异步电动机做耐压实验,最后进行试运转观察其电流、转速、振动等有无异常。
5.结论
托电公司从2003年试生产至2013年10年间,累计烧毁电机达1300余台次,平均每年达130余台次,仅修理费用支出达300余万元。其中77%属于维护不良(如电机进水、轴承缺油、通风不畅等)、检修不当(如轴承拆装不当、缺陷消除不彻底、附件不全等)、机加工精度不符合要求(如对转轴堆焊后加工精度不够、端盖嵌套过盈量大等)、运行环境恶劣(如现场跑冒滴漏严重、水冲电机等)等原因所致。希望以上分析能够对从事电工工作的人员有所帮助和借鉴。
通过对三相异步电动机的维修,不断总结实践经验,使我对电动机的质量有了很大的提高。我们不仅初步理顺了电动机的管理体制,建立了一套较规范的检修管理流程,使维修工作走上规范化管理道路。
参考文献:
[1]刘宗富《电机学》北京冶金工业出版社.
[2]李发海《电机与拖动基础》北京清华大学出版社.