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三相異步電機(jī)啟動故障預(yù)防技巧

發(fā)布時間：2023-05-17

三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。與單相異步電動機(jī)相比，三相異步電動機(jī)運行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動機(jī)可分為籠式和繞線式兩種。籠式轉(zhuǎn)子的異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動性能和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。

三相異步電動機(jī)原理

當(dāng)向三相定子繞組中通過入對稱的三相交流電時，就產(chǎn)生了一個以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場。由于旋轉(zhuǎn)磁場以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（感應(yīng)電動勢的方向用右手定則判定）。由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動勢的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動勢方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。

通過上述分析可以總結(jié)出電動機(jī)工作原理為：當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。

三相異步電動機(jī)的故障分析和處理方法

1.電機(jī)繞組局部燒毀的原因及對策

(1)    由于電機(jī)本身密封不良，加之環(huán)境跑冒滴漏，使電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水或進(jìn)入其它帶有腐蝕性液體或氣體，電機(jī)繞組絕緣受到浸蝕，Z嚴(yán)重部位或絕緣Z薄弱點發(fā)生一點對地、相間短路或匝間短路現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電機(jī)繞組局部燒壞。

相應(yīng)對策：

①盡量消除工藝和機(jī)械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象；

②檢修時注意搞好電機(jī)的每個部位的密封；

③對在此環(huán)境中運行的電機(jī)要縮短小修和中修周期，嚴(yán)重時要及時進(jìn)行維修。

(2) 由于軸承損壞，軸彎曲等原因致使定、轉(zhuǎn)子磨擦（俗稱掃膛）引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣、匝間絕緣，從面造成繞組匝間短路或?qū)Φ?ldquo;放炮”。嚴(yán)重時會使定子鐵心倒槽、錯位、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報廢等。

軸承損壞一般由下列原因造成：

①軸承裝配不當(dāng)。

②軸承腔內(nèi)未清洗干凈或所加油脂不干凈。

③軸承重新更換加工，電機(jī)端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不均勻?qū)е螺S承運行時磨擦力增加，溫度急劇上升直至燒毀。

④由于定、轉(zhuǎn)子鐵心軸向錯位或重新對轉(zhuǎn)軸機(jī)加工后精度不夠，致使軸承內(nèi)、外圈不在一個切面上而引起軸承運行“吃別勁”后溫升高直至燒毀。

⑤由于電機(jī)本體運行溫升過高，且軸承補充加油脂不及時造成軸承缺油甚至燒毀。

⑥由于不同型號油脂混用造成軸承損壞。

⑦軸承本身存在制造質(zhì)量問題，例如滾道銹斑、轉(zhuǎn)動不靈活、游隙超標(biāo)、保持架變形等。

⑧備機(jī)長期不運行，油脂變質(zhì)，軸承生銹而又未進(jìn)行中修。

相應(yīng)對策：

① 卸裝軸承時，一般要對軸承加熱至80℃～100℃，如采用軸承加熱器，變壓器油煮等，只有這樣，才能保證軸承的裝配質(zhì)量。

②安裝軸承前必須對其進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的清洗，軸承腔內(nèi)不能留有任何雜質(zhì)，填加油脂時必須保證潔凈。

③盡量避免不必要的轉(zhuǎn)軸機(jī)加工及電機(jī)端蓋嵌套工作。

④組裝電機(jī)時一定要保證定、轉(zhuǎn)子鐵心對中，不得錯位。

⑤電機(jī)外殼潔凈見本色，通風(fēng)必須有保證，冷卻裝置不能有積垢，風(fēng)葉要保持完好。

⑥禁止多種潤滑油脂混用。

⑦安裝軸承前先要對軸承進(jìn)行全面仔細(xì)的完好性檢查。

⑧對于長期不用的電機(jī)，使用前必須進(jìn)行必要的解體檢查，更新軸承油脂。

(3) 由于繞組端部較長或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦，導(dǎo)致繞組局部燒壞。

相應(yīng)對策：

電機(jī)在更新繞組時，必須按原數(shù)據(jù)嵌線。檢修電機(jī)時任何剛性物體不準(zhǔn)碰及繞組，電機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯時必須將轉(zhuǎn)子抬起，杜絕定、轉(zhuǎn)子鐵芯相互磨擦。動用明火時必須將繞組與明火隔離并保證有一定距離。電機(jī)回裝前要對繞組的完好性進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查確診。

(4) 由于長時間過載或過熱運行，繞組絕緣老化加速，絕緣Z薄弱點碳化引起匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀。

相應(yīng)對策：

①盡量?免電動機(jī)過載運行。

②保證電動機(jī)潔凈并通風(fēng)散熱良好。

③避免電動機(jī)頻繁啟動，必要時需對電機(jī)轉(zhuǎn)子做動平衡試驗。

(5) 電機(jī)繞組絕緣受機(jī)械振動（如啟動時大電流沖擊，所拖動設(shè)備振動，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等）作用，使繞組出現(xiàn)匝間松馳、絕緣裂紋等不良現(xiàn)象，破壞效應(yīng)不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到磨擦，從而加速了絕緣老化，Z終導(dǎo)致Z先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組。

相應(yīng)對策：

①盡可能避免頻繁啟動，特別是高壓電機(jī)。

②保證被拖動設(shè)備和電機(jī)的振動值在規(guī)定范圍內(nèi)。

2.三相異步電動機(jī)一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因

如果出現(xiàn)電動機(jī)一相或兩相繞組燒壞（或過熱），一般都是因為缺相運行所致。在這里不作深刻的理論分析，僅作簡要說明。

當(dāng)電機(jī)不論何種原因缺相后，電動機(jī)雖然尚能繼續(xù)運行，但轉(zhuǎn)速下降，滑差變大，其中B、C 兩相變?yōu)榇��?lián)關(guān)系后與A 相并聯(lián)，在負(fù)荷不變的情況下，A 相電流過大，長時間運行，該相繞組必然過熱而燒毀。

為三相異步電動機(jī)繞組為Y接法的情況：電源缺相后，電動機(jī)尚可繼續(xù)運行，但同樣轉(zhuǎn)速明顯下降，轉(zhuǎn)差變大，磁場切割導(dǎo)體的速率加大，這時B 相繞組被開路，A、C 兩相繞組變?yōu)榇��?lián)關(guān)系且通過電流過大，長時間運行，將導(dǎo)致兩相繞組同時燒壞。

這里需要特別指出，如果停止的電動機(jī)缺一相電源合閘時，一般只會發(fā)生嗡嗡聲而不能啟動，這是因為電動機(jī)通入對稱的三相交流電會在定子鐵心中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，但當(dāng)缺一相電源后，定子鐵心中產(chǎn)生的是單相脈動磁場，它不能使電動機(jī)產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。因此，電源缺相時電動機(jī)不能啟動。但在運行中，電動機(jī)氣隙中產(chǎn)生的是三相諧波成分較高的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，所以，正在運行中的電動機(jī)缺相后仍能運轉(zhuǎn)，只是磁場發(fā)生畸變，有害電流成分急劇增大，Z終導(dǎo)致繞組燒壞。

小結(jié)

無論電動機(jī)是在靜態(tài)還是動態(tài)，缺相運行帶來的直接危害就是電機(jī)一相或兩相繞組過熱甚至燒壞。與此同時，由于動力電纜的過流運行加速了絕緣老化。特別是在靜態(tài)時，缺相會在電機(jī)繞組中產(chǎn)生幾倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流。其繞組燒壞的速度比運行中突然缺相更快更嚴(yán)重。所以在我們對電機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)和檢修的同時，必須對電機(jī)相應(yīng)的MCC 功能單元進(jìn)行全面的檢修和試驗。尤其是要認(rèn)真檢查負(fù)荷開關(guān)、動力線路、靜動觸點的可靠性。杜絕缺相運行。

（來源：云南先科職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校）