三相异步电动机常见故障及排除

发布时间:2016-04-25   浏览次数:2485次  分享到

在电动机的使用过程当中有很多注意事项以及要求,可能引起重大安全事故。因此,如何及时诊断和排除故障,预防事故发生,确保电机安全、可靠、高效运转,对企业而言显得尤为重要。电机的故障类型多、情况复杂,可概括为机械与电气两方面,机械方面有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障;电气方面故障有定子绕组缺相运行,定子绕组首尾反接,三相电流不平衡,绕组短路和接地绕组过热和转子断条、断路等。常用的电机故障问题进行分析,诊断方法和维护修理措施。

一、电动机不能启动:

1.电动机不转且没有声音:电源或者绕组有两相或两相以上断路,首先检查电源是否有电压,如果三相电压平衡,那么故障在电动机本身,可检测电动机三相绕组的电阻,寻找出断线的绕组。

2.电动机不转但有嗡嗡声:测量电动机接线柱,若三相电压平衡且为额定电压值,可判断是严重过载,检查的步骤:先去掉负载,这时电动机的转速与声音正常,可以判定过载或者负载机械部分有故障,若任然不转动,可用手转动一下电动机轴,如果很紧或转不动,再测三相电流,若三相电流平衡,但比额定值大,说明电动机的机械部分被卡住,可能是电动机缺油,轴承锈死,或损坏严重,端盖或者油盖装的太斜,转子和内膛相碰(扫膛)当用手转动电动机轴到某一角度时感到比较吃力或听到周期性的擦擦声,可判断为扫膛。

3.电动机转速慢且有嗡嗡声:这种故障表现为轴振动,若测得一相电流为零,而另两相电流大大超过额定电流,说明是两相运转,其原因是:电路或者电源一相断路,或电动机绕组一相断路。小容量的电动机可以用万用表直接测量是否通断。中等容量的电动机由于绕组多采用多根导线并绕多支路并联,其中若断掉若干根或断开一条并联支路时检查起来就比较麻烦,这样的情况通常采用相电流平衡法或者电阻法。电阻法用电桥测量三相绕组的电阻,如三相电阻相差百分五以上,电阻较大的一相为断路相。

经验证明:电动机的断路故障多数发生在绕组的端部,接头处或引出线的地方。

二、电动机启动时熔断器熔断或者热继电器断开

1.故障检查步骤:检查熔丝是否合适,检查电路中是否有短路,检查电机是否短路或者接地。

2.接地故障的检测方法:用摇表检测电机绕组对地的绝缘电阻,当绝缘电阻低于0.2兆欧时,说明电机严重受潮。用万用表电阻档或校验灯逐步检查,如果电阻较小或者校验灯较暗说明该项绕组严重受潮,需要烘干处理,如果电阻为零或者校验灯接近正常亮度,那么该项已近接地了。绕组接地一般发生在电动机出线孔,电源线的进线孔或绕组伸出槽口处对于后一种情况,若发现接地并不严重,可将竹片或绝缘纸插入定子铁芯与绕组之间,如经检查已不接地,可包扎并涂绝缘漆后继续使用。

3.绕组短路故障的检测方法:绕组短路情况有匝间短路,相间短路。A利用兆欧表或者万用表检查任意两相间的绝缘电阻,如发现在0.2兆欧一下或为零说明是相间短路。(检查时应将电动机引线的所有连线拆开) B分别测量三相绕组的电流,电流大的为短路相 C用短路探测器检查绕组间短路 D用电桥测量三相绕组电阻,电阻小的为短路相。

三、电动机启动后转速低于额定转速:

若几部电动机同时出现这样的问题一般会是供电电网电压过低。若一台电动机启动有嗡嗡声并有些振动,要检查是否定子绕组一相断电,可测量三相电流是否平衡,有嗡嗡声但不振动检查三相电压是否太低,当空载后电动机转速正常,而加载后转速降低。

检查步骤:首先将电动机空载启动,如转速正常,可将电动机加上轻载,如转速低下来,说明负载机械部分有咔住现象,若机械部分没有故障,电动机转速不见降低,可使电动机在额定负载范围内运转,若电动机转速下降,给人一种带不动的感觉,那就证明电动机有故障,造成这种故障的原因是:误将三角形接法的电动机接成星形,鼠笼转子断条,若是刚绕的电动机,可能是某一极相组接反。

四、电动机振动:

电动机通过传动机构与机械相连,电动机振动可导致机械振动,机械振动也会使电机振动,将电机和机械传动部分脱开再启动电机,若振动消除说明是机械故障,否则是电动机振动,振动的原因有:电机机座不牢,电动机与被驱动的机械部分的转轴不同心,电动机的转子不平衡,电动机轴弯曲,皮带轮轴偏心,鼠笼多处断条,轴承损坏,电磁系统不平衡,电动机扫膛。

五、电动机运转时有噪声:

故障分电动机的机械部分和电磁部分,区分方法:先使电动机通电运行,仔细听运转的声音,然后停电,让电动机借惯性继续运行,若这时不正常的声音消失,说明是电动机电磁方面的故障,否则是电动机机械方面的故障。

机械噪声:A轴承发出的噪声,可能是轴承钢珠破损,润滑油太少,这时,将一螺丝刀头部顶在轴承油盖得外面,柄部附耳旁,可听到咕噜咕噜的声音。 B空气摩察产生的噪声。这种声音很均匀,不是很强烈,可判断为正常。 C电动机扫膛引起的噪声,这种噪声的特点是有嚓嚓的声音,对于刚修过的电动机,运行时若发现有噪声,可检查电流是否平衡,转动是否灵活,转速是否达到额定转速,如无以上问题,可能是定子槽内绝缘纸或竹屑突出于槽口外,致使转子与其相摩察这时声音的特点是既尖又高。

电磁噪声:A转子和定子长度配合不好,转子长度指一个轴承到另一个轴承的距离,定子长度指从一个轴承室到另一个轴承室的距离,正常情况下,定子长度比转子长度略长一点,如相差太多,可能出现一种低沉的"嗡"声。 B转子轴向移位,这种移位也可能发生电磁噪声,而且造成空载电流增大,电动机的电池性能降低。 C定子,转子槽数配合不当,装配过程中错装了另外的转子。 D定子转子间气息不均匀,定子转子失圆,也可能是轴有轻微的弯曲等。

此外,电动机绕组缺相,匝间短路,相间短路,过载运行等均能引起电磁噪声。

六、电动机温升过高或绕组烧毁:

正反转的次数过于平凡,使电动机经常工作在启动状态下,往往引起温升过高,甚至烧毁绕组。常见的原因有:被驱动的机械卡主,周围环境温度过高,皮带过紧,电磁部分的故障,电源电压过高,过低,电动机端部线圈间的间隙及铁芯通风孔堵住,风扇叶损坏等。

七、三相异步电机接线图

三相异步电机接线图:三相电动机的三相定子绕组每相绕组都有两个引出线头。一头叫做首端 ,另一头叫末端。规定第一相绕组首端用D 1表示,末端用D 4表示;第二相绕组首端用D2表示,末端用D5表示;第三相绕组首末端分别用D3和D6来表示。这六个引出线头 引入接线盒的接线柱上,接线柱相应地标出D1~D6的标记,见图(1)。三相定子绕组的六根端头可将三相定子绕组接成星形或三角形,星形接法是将三相绕组的末端并联起来, 即将D4、D5、D6三个接线柱用铜片连结在一起,而将三相绕组首端分别接入三相交流 电源,即将D1、D2、D3分别接入A、B、C相电源,如图(2)所示。而三角形接法则是 将第一相绕组的首端D 1与第三相绕组的末端D6相连接,再接入一相电源;第二相绕组的 首端D2与第一相绕组的末端D4相连接,再接入第二相电源;第三相绕组的首端D3与第 二相绕组的末端D5相连接,再接入第三相电源。即在接线板上将接线柱D1和D6、D2和D4、D3和D5分别用铜片连接起来,再分别接入三相电源,如图(3)所示。一台电 动机是接成星形还是接成三角形,应视厂家规定而进行,可以从电动机铭牌上查到。三相 定子绕组的首末端是生产厂家事先设定好的,绝不可任意颠倒,但可将三相绕组的首末端一起颠倒,例如将三相绕组的末端D4、D5、D6倒过来作为首端,而将D1、D2、D3作为末端,但绝不可单独将一相绕组的首末端颠倒,否则将产生接线错误。如果接线盒中发 生接线错误,或者绕组首末端弄错,轻则电动机不能正常起动,长时间通电造成启动电流过大,电动机发热严重,影响寿命,重则烧毁电动机绕组,或造成电源短路。

八、三相异步电动机绕组故障分析和处理

绕组是电动机的组成部分,老化,受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害,电机过载、欠电压、过电压,缺相运行也能引起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。

(一)、绕组接地

指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。

1、故障现象

机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热,致使电动机无法正常运行。

2、产生原因

      绕组受潮使绝缘电阻下降;电动机长期过载运行;有害气体腐蚀;金属异物侵入绕组内部损坏绝缘;重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心;绕组端部碰端盖机座;定、转子磨擦引起绝缘灼伤;引出线绝缘损坏与壳体相碰;过电压(如雷击)使绝缘击穿。

3.检查方法

(1)观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹,如有就是接地点。

(2)万用表检查法。用万用表低阻档检查,读书很小,则为接地。

(3)兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻,若读数为零,则表示该项绕组接地,但对电机绝缘受潮或因事故而击穿,需依据经验判定,一般说来指针在"0"处摇摆不定时,可认为其具有一定的电阻值。

(4)试灯法。如果试灯亮,说明绕组接地,若发现某处伴有火花或冒烟,则该处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮,但测试棒接地时也出现火花,说明绕组尚未击穿,只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲,敲到某一处等一灭一亮时,说明电流时通时断,则该处就是接地点。

(5)电流穿烧法。用一台调压变压器,接上电源后,接地点很快发热,绝缘物冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍,时间不超过半分钟;大电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流,到接地点刚冒烟时立即断电。

(6)分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害,烧损的铜线与铁芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半,依此类推,最后找出接地点。

此外,还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等,此处不一一介绍。

4.处理方法

(1)绕组受潮引起接地的应先进行烘干,当冷却到60——70℃左右时,浇上绝缘漆后再烘干。

(2)绕组端部绝缘损坏时,在接地处重新进行绝缘处理,涂漆,再烘干。

(3)绕组接地点在槽内时,应重绕绕组或更换部分绕组元件。

最后应用不同的兆欧表进行测量,满足技术要求即可。

(二)、绕组短路

由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至,分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间短路。

1.故障现象

离子的磁场分布不均,三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧,严重时电动机不能启动,而在短路线圈中产生很大的短路电流,导致线圈迅速发热而烧毁。

2.产生原因

      电动机长期过载,使绝缘老化失去绝缘作用;嵌线时造成绝缘损坏;绕组受潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿;端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏;端部连接线绝缘损坏;过电压或遭雷击使绝缘击穿;转子与定子绕组端部相互摩擦造成绝缘损坏;金属异物落入电动机内部和油污过多。

3.检查方法

(1)外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦,绕组过热后留下深褐色,并有臭味。

(2)探温检查法。空载运行20分钟(发现异常时应马上停止),用手背摸绕组各部分是否超过正常温度。

(3)通电实验法。用电流表测量,若某相电流过大,说明该相有短路处。

(4)电桥检查。测量个绕组直流电阻,一般相差不应超过5%以上,如超过,则电阻小的一相有短路故障。

(5)短路侦察器法。被测绕组有短路,则钢片就会产生振动。

(6)万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻,若读书极小或为零,说明该二相绕组相间有短路。

(7)电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电,测得读书小的一组有短路故障。

(8)电流法。电机空载运行,先测量三相电流,在调换两相测量并对比,若不随电源调换而改变,较大电流的一相绕组有短路。

4.短路处理方法

(1)短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开,也可重包绝缘线,再上漆重烘干。

(2)短路在线槽内。将其软化后,找出短路点修复,重新放入线槽后,再上漆烘干。

(3)对短路线匝少于1/12的每相绕组,串联匝数时切断全部短路线,将导通部分连接,形成闭合回路,供应急使用。

(4)绕组短路点匝数超过1/12时,要全部拆除重绕。

(三)、绕组短路

由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂,焊接后又未清除干净,就可能造成壶焊或松脱;受机械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁,在并烧的几根导线中有一根或几根导线短路时,另几根导线由于电流的增加而温度上升,引起绕组发热而断路。一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多根导线并烧中一根断路、转子断笼。

1.故障现象

      电动机不能启动,三相电流不平衡,有异常噪声或振动大,温升超过允许值或冒烟。

2.产生原因

(1)在检修和维护保养时碰断或制造质量问题。

(2)绕组各元件、极(相)组和绕组与引接线等接线头焊接不良,长期运行过热脱焊。

(3)受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。

(4)匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。

3.检查方法

(1)观察法。断点大多数发生在绕组端部,看有无碰折、接头出有无脱焊。

(2)万用表法。利用电阻档,对"Y"型接法的将一根表棒接在"Y"形的中心点上,另一根依次接在三相绕组的首端,无穷大的一相为断点;"△"型接法的短开连接后,分别测每组绕组,无穷大的则为断路点。

(3)试灯法。方法同前,等不亮的一相为断路。

(4)兆欧表法。阻值趋向无穷大(即不为零值)的一相为断路点。

(5)电流表法。电机在运行时,用电流表测三相电流,若三相电流不平衡、又无短路现象,则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。

(6)电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时,说明该相绕组有部分断路故障;

(7)电流平衡法。对于"Y"型接法的,可将三相绕组并联后,通入低电压大电流的交流电,如果三相绕组中的电流相差大于10%时,电流小的一端为断路;对于"△"型接法的,先将定子绕组的一个接点拆开,再逐相通入低压大电流,其中电流小的一相为断路。

(8)断笼侦察器检查法。检查时,如果转子断笼,则毫伏表的读数应减小。

4.断路处理方法

(1)断路在端部时,连接好后焊牢,包上绝缘材料,套上绝缘管,绑扎好,再烘干。

(2)绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换新绕组。

(3)对断路点在槽内的,属少量断点的做应急处理,采用分组淘汰法找出断点,并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。

(4)对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。

(四)、绕组接错

绕组接错造成不完整的旋转磁场,致使启动困难、三相电流不平衡、噪声大等症状,严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况:某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错;极(相)组接反;某相绕组接反;多路并联绕组支路接错;"△"、"Y"接法错误。

1、故障现象

      电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大,温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。

2、产生原因

误将"△"型接成"Y"型;维修保养时三相绕组有一相首尾接反;减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误;新电机在下线时,绕组连接错误;旧电机出头判断不对。

3.检修方法

(1)滚珠法。 如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动,说明正确,否则绕组有接错现象。

(2)指南针法。如果绕组没有接错,则在一相绕组中,指南针经过相邻的极(相)组时,所指的极性应相反,在三相绕组中相邻的不同相的极(相)组也相反;如极性方向不变时,说明有一极(相)组反接;若指向不定,则相组内有反接的线圈。

(3)万用表电压法。按接线图,如果两次测量电压表均无指示,或一次有读数、一次没有读数,说明绕组有接反处。

(4)常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。

4.处理方法

(1)一个线圈或线圈组接反,则空载电流有较大的不平衡,应进厂返修。

(2)引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。

(3)减压启动接错的应对照接线图或原理图,认真校对重新接线。

(4)新电机下线或重接新绕组后接线错误的,应送厂返修。

(5)定子绕组一相接反时,接反的一相电流特别大,可根据这个特点查找故障并进行维修。

(6)把"Y"型接成"△"型或匝数不够,则空载电流大,应及时更正。



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