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摘要: 三相异步电动机在生产中的应用十分广泛,但是其启动的故障问题给生产人员和生产的稳定性都带来了严重的影响,因而研究三相异步电动机的启动方式,并且就其存在的故障问题进行分析,有利于提升其应用的质量和水平,论文的研究仅供业内人士参考之用。
关键词:三相异步电动机、启动方式、绕组烧毁、故障
1、引言
电机的应用遍布生产的各个环节,在生产中占有重要的作用,而三相异步电动机作为其中重要的部分,应用广泛,但同时也存在的使用时间过长,运行的环境恶劣等问题,导致其故障较多,电机烧毁的故障会严重影响安全生产的可靠性和安全性,论文针对三相异步电动机的启动方式和存在的故障进行分析,以为从事电气安全管理和工作的人员提供一定的帮助。
2、三相异步电动机的启动方式
2.1降压启动
降压启动方式对于大中型的三相异步电动机的应用比较广泛,其可以起到限制启动电流的作用,先进行降压启动,当电动机的工作达到正常的状态后,在升压达到全压的工作状态。由于启动的转矩和电源电压的平方是正相关系的,降压启动是伴随着转矩下降的,因而此类的启动方式对于轻载或空载的情况比较实用,而有较大负载的初始状态不适宜,三相异步电动机的降压启动方式主要有三类:星形-三角形降压启动;定子电路串接电阻启动和自耦变压器降压启动。
2.2直接启动
直接启动又被成为全压启动,就是利用开关将电机的定子绕组直接接通额定电压,直接启动时的操作非常简易,控制迅速,但是由于启动的转矩和电源电压的平方是正相的,直接启动的电流大,电压小,导致其转矩小。此类启动方式具有启动的惯性小、电流小、启动迅速和体积小的特点,在启动的过程中,对电网和电机所带来的影响都非常小,不会影响其正常的运行。
2.3绕线专责的启动
三相异步电动机中采用降压启动的方式难免会带来电流减小和转矩下降的问题,这种启动方式不适用于满载或重载的情况,因而既要限制启动的电流,还要保证一定的转矩,排除了采用笼形电动机的启动,而是采用绕线式异步电动机的启动方式,一般会在电路中串接频敏变阻器和店主来实现启动。
3、三相异步电动机的故障研究
3.1启动时绕组局部烧毁
三相异步电动机绕组局部烧毁的原因包含多个方面,以下将做简要的论述:
(1)轴承损坏:由于轴承的损坏,剧烈的摩擦导致铁芯的温度快速上升,高温会烧毁匝间绝缘和槽绝缘,导致绕组匝间短路,而严重的情况会造成转轴的磨损、铁芯的错位、倒槽、端盖报废等情况,轴承损坏的原因也是多种多样的,如轴承内腔没有清理干净,当存在刚性的物质时会导致滚到磨损而温升过高;如轴承装配不当,在安装时由于非均匀的敲击导致轴承内圈损坏轴承,出现跑内圈的问题,而安装中敲击电机端盖时导致轴承外圈和端盖轴承室的过松出现跑外圈的情况,跑内圈或跑外圈会导致温升急剧而烧坏轴承;如定子和转子铁心轴向错位或精度不够,导致轴承内外圈不在一个切面上导致运行卡滞等导致缺油而烧毁;如轴承重新加工更换过程中,电机端盖嵌套之后过盈量大引起轴承滚珠游隙过小导致摩擦力增加而温升过快,导致轴承烧毁;如电机本体运行温升过高,或者是轴承补充油脂不到位导致轴承烧毁等。
(2)电机本体的密封性不良:密封不佳导致电机内部进水或腐蚀性液体进入,电机绕组的绝缘侵蚀严重,造成相间短路或匝间短路的情况,导致绕组局部烧坏。
(3)轴承过载或长时间运行:当过载或长时间的运行,会导致轴承的过热工作,加速了绕组绝缘老化的步伐,导致相间短路、匝间短路和对地短路等局部绕组烧毁。
(4)绕组绝缘振动:由于启动电机时设备的拖动、大电流冲击和电机转子运动不平衡等作用,会造成绕组的松弛或绝缘裂纹等文艺,随着这些问题的不断累积,会导致绝缘的谈话直到绕组烧毁。
3.2一相或两相绕组烧毁
三相异步电动机的一相或两相的烧毁大多是由于缺相造成的。电机缺相时还可以保证运行,但是滑差增大、转速下降,其中A相和B相串联之后和A相并联,虽然负载没有变化,但是A相电力处于长时间的超额运行,A相绕组会发生烧毁。如果三相异步电动机的绕组为Y形接法,缺相后同样会有转速明显下降,转差增加,A相和C相串联,而B相绕组被开路,长时间的电流过载会导致两相绕组同时烧坏。电机通入对称的三相交流电产生圆形旋转磁场,而如果停止的电动机缺一相电源合闸时,定子铁芯中产生单相磁场,缺少启动转矩会导致电机不能启动。在电机中存在着气隙,其中产生的椭圆形旋转磁场含有较高成分的三相谐波,即使电机缺相后仍然可以产生转矩,带动电机运行,只是磁场发生畸变,其中的有害电流会快速增加,造成绕组烧坏。
3.3启动的电流大和启动转矩小
三相异步电动机电动机的启动过程是从电机的静止状态到正常状态的过渡过程,转子没有加速时,旋转磁场相对转子导体进行切割,此时转子的电流和感应电动势处于最大,电流的值为额定值的6倍左右,虽然启动的电流非常大,但是电压较小,电压的平方和启动转矩呈正比的关系,启动的转矩较小。在启动时,过大的电流会导致电网电压降低过快,这样会影响到连接在同一电网上的其他设备,甚至会导致电机本体的不能运转。而如果电机多次启动,电机启动中会产生过大的电磁冲击,使电机的温升过快,而小转矩会导致电动机的启动时间拖长,不仅会加剧温升,而且会影响生产效率,而当转矩小于负载转矩时,电动机不能启动。
4、结束语
三相异步电动机在工业生产中非常普遍,是工业中的重要组成部分,在现实生产中常因为电动机的启动方式不正确、电机老化等问题导致存在较多的故障,而电机的故障不但会影响企业的生产活动,降低经济效益,而且会给操作人员的健康带来危害,每年因为电机的故障所导致的安全事故并不少见,造成的生命财产安全损失比较严重,论文结合笔者的工作研究经验,就其启动的方式和故障的问题进行分析,以为相关研究提供参考性的建议,提升我国三相异步电动机的使用质量和水平。
参考文献
[1]徐晓峰,电机及拖动,高等教育出版社,2000.
[2]牛维扬,电机应用技术基础,高等教育出版社,2001.
[3]张运波,工厂电气控制技术,高等教育出版社,2001.
[4]程周,电机与电控制,中国轻工业出版社,2000.
[5]赵承荻,电机与电气控制技术,高等教育出版社,2002.
[6] 沈阳机电学院电机系.三相异步电动机[M].北京:科学出版社,1977.
关键词:三相异步电动机、启动方式、绕组烧毁、故障
1、引言
电机的应用遍布生产的各个环节,在生产中占有重要的作用,而三相异步电动机作为其中重要的部分,应用广泛,但同时也存在的使用时间过长,运行的环境恶劣等问题,导致其故障较多,电机烧毁的故障会严重影响安全生产的可靠性和安全性,论文针对三相异步电动机的启动方式和存在的故障进行分析,以为从事电气安全管理和工作的人员提供一定的帮助。
2、三相异步电动机的启动方式
2.1降压启动
降压启动方式对于大中型的三相异步电动机的应用比较广泛,其可以起到限制启动电流的作用,先进行降压启动,当电动机的工作达到正常的状态后,在升压达到全压的工作状态。由于启动的转矩和电源电压的平方是正相关系的,降压启动是伴随着转矩下降的,因而此类的启动方式对于轻载或空载的情况比较实用,而有较大负载的初始状态不适宜,三相异步电动机的降压启动方式主要有三类:星形-三角形降压启动;定子电路串接电阻启动和自耦变压器降压启动。
2.2直接启动
直接启动又被成为全压启动,就是利用开关将电机的定子绕组直接接通额定电压,直接启动时的操作非常简易,控制迅速,但是由于启动的转矩和电源电压的平方是正相的,直接启动的电流大,电压小,导致其转矩小。此类启动方式具有启动的惯性小、电流小、启动迅速和体积小的特点,在启动的过程中,对电网和电机所带来的影响都非常小,不会影响其正常的运行。
2.3绕线专责的启动
三相异步电动机中采用降压启动的方式难免会带来电流减小和转矩下降的问题,这种启动方式不适用于满载或重载的情况,因而既要限制启动的电流,还要保证一定的转矩,排除了采用笼形电动机的启动,而是采用绕线式异步电动机的启动方式,一般会在电路中串接频敏变阻器和店主来实现启动。
3、三相异步电动机的故障研究
3.1启动时绕组局部烧毁
三相异步电动机绕组局部烧毁的原因包含多个方面,以下将做简要的论述:
(1)轴承损坏:由于轴承的损坏,剧烈的摩擦导致铁芯的温度快速上升,高温会烧毁匝间绝缘和槽绝缘,导致绕组匝间短路,而严重的情况会造成转轴的磨损、铁芯的错位、倒槽、端盖报废等情况,轴承损坏的原因也是多种多样的,如轴承内腔没有清理干净,当存在刚性的物质时会导致滚到磨损而温升过高;如轴承装配不当,在安装时由于非均匀的敲击导致轴承内圈损坏轴承,出现跑内圈的问题,而安装中敲击电机端盖时导致轴承外圈和端盖轴承室的过松出现跑外圈的情况,跑内圈或跑外圈会导致温升急剧而烧坏轴承;如定子和转子铁心轴向错位或精度不够,导致轴承内外圈不在一个切面上导致运行卡滞等导致缺油而烧毁;如轴承重新加工更换过程中,电机端盖嵌套之后过盈量大引起轴承滚珠游隙过小导致摩擦力增加而温升过快,导致轴承烧毁;如电机本体运行温升过高,或者是轴承补充油脂不到位导致轴承烧毁等。
(2)电机本体的密封性不良:密封不佳导致电机内部进水或腐蚀性液体进入,电机绕组的绝缘侵蚀严重,造成相间短路或匝间短路的情况,导致绕组局部烧坏。
(3)轴承过载或长时间运行:当过载或长时间的运行,会导致轴承的过热工作,加速了绕组绝缘老化的步伐,导致相间短路、匝间短路和对地短路等局部绕组烧毁。
(4)绕组绝缘振动:由于启动电机时设备的拖动、大电流冲击和电机转子运动不平衡等作用,会造成绕组的松弛或绝缘裂纹等文艺,随着这些问题的不断累积,会导致绝缘的谈话直到绕组烧毁。
3.2一相或两相绕组烧毁
三相异步电动机的一相或两相的烧毁大多是由于缺相造成的。电机缺相时还可以保证运行,但是滑差增大、转速下降,其中A相和B相串联之后和A相并联,虽然负载没有变化,但是A相电力处于长时间的超额运行,A相绕组会发生烧毁。如果三相异步电动机的绕组为Y形接法,缺相后同样会有转速明显下降,转差增加,A相和C相串联,而B相绕组被开路,长时间的电流过载会导致两相绕组同时烧坏。电机通入对称的三相交流电产生圆形旋转磁场,而如果停止的电动机缺一相电源合闸时,定子铁芯中产生单相磁场,缺少启动转矩会导致电机不能启动。在电机中存在着气隙,其中产生的椭圆形旋转磁场含有较高成分的三相谐波,即使电机缺相后仍然可以产生转矩,带动电机运行,只是磁场发生畸变,其中的有害电流会快速增加,造成绕组烧坏。
3.3启动的电流大和启动转矩小
三相异步电动机电动机的启动过程是从电机的静止状态到正常状态的过渡过程,转子没有加速时,旋转磁场相对转子导体进行切割,此时转子的电流和感应电动势处于最大,电流的值为额定值的6倍左右,虽然启动的电流非常大,但是电压较小,电压的平方和启动转矩呈正比的关系,启动的转矩较小。在启动时,过大的电流会导致电网电压降低过快,这样会影响到连接在同一电网上的其他设备,甚至会导致电机本体的不能运转。而如果电机多次启动,电机启动中会产生过大的电磁冲击,使电机的温升过快,而小转矩会导致电动机的启动时间拖长,不仅会加剧温升,而且会影响生产效率,而当转矩小于负载转矩时,电动机不能启动。
4、结束语
三相异步电动机在工业生产中非常普遍,是工业中的重要组成部分,在现实生产中常因为电动机的启动方式不正确、电机老化等问题导致存在较多的故障,而电机的故障不但会影响企业的生产活动,降低经济效益,而且会给操作人员的健康带来危害,每年因为电机的故障所导致的安全事故并不少见,造成的生命财产安全损失比较严重,论文结合笔者的工作研究经验,就其启动的方式和故障的问题进行分析,以为相关研究提供参考性的建议,提升我国三相异步电动机的使用质量和水平。
参考文献
[1]徐晓峰,电机及拖动,高等教育出版社,2000.
[2]牛维扬,电机应用技术基础,高等教育出版社,2001.
[3]张运波,工厂电气控制技术,高等教育出版社,2001.
[4]程周,电机与电控制,中国轻工业出版社,2000.
[5]赵承荻,电机与电气控制技术,高等教育出版社,2002.
[6] 沈阳机电学院电机系.三相异步电动机[M].北京:科学出版社,1977.