專(zhuān)業(yè)論文
三相異步電動(dòng)機(jī)維修及故障排除
三相異步電動(dòng)機(jī)維修及故障排除
摘要：介紹三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及損壞情況，根據(jù)近幾年在三相異步電動(dòng)機(jī)檢修中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修方法及在試運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)中常見(jiàn)的幾種故障及排除方法。
關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī) 檢修 定子繞組 單相運(yùn)行的原因
1 概況
經(jīng)過(guò)多年的摸索，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，目前為止三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量和判斷故障點(diǎn)的速度都得到了很大的提高，得到了廣大客戶(hù)的認(rèn)可。三相異步電動(dòng)機(jī)又叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用、使用和維護(hù)方便、運(yùn)行可靠的電動(dòng)機(jī)，它主要是：由定子和轉(zhuǎn)子組成。目前絕大多數(shù)動(dòng)力設(shè)備，如機(jī)床、起重設(shè)備、運(yùn)輸機(jī)械、鼓風(fēng)機(jī)、各種泵類(lèi)以及日常生活中的電扇、醫(yī)療設(shè)備等裝置中廣泛應(yīng)用。三相異步電動(dòng)機(jī)要定期檢修，方能保證可靠運(yùn)行。它的檢修有一般維修，也有恢復(fù)性大修。隨著使用年限的增長(zhǎng)，使用數(shù)量的增多，損壞情況也不斷增加，恢復(fù)性大修數(shù)量也逐年上升。
2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及損壞情況
三相異步電動(dòng)機(jī)是由固定部分—定子和轉(zhuǎn)動(dòng)部分—轉(zhuǎn)子組成的，定子與轉(zhuǎn)子之間留有相對(duì)運(yùn)動(dòng)所必須的空氣隙。定子是電動(dòng)機(jī)的靜止部分，主要由定子鐵心、定子繞組和機(jī)座等部件組成。定子鐵心它作為電動(dòng)機(jī)的磁路，一般由0.35～0.5mm的硅鋼片疊壓而成，鋼片的表面涂有絕緣漆，內(nèi)圓表面沖有均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放定子繞組。定子繞組的作用是通入三相交流電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。通常繞組是用高強(qiáng)度漆包線(xiàn)繞制成各種型式的線(xiàn)圈，嵌入定子槽內(nèi)。機(jī)座是固定定子鐵心和定子繞組，并以?xún)蓚€(gè)端蓋支承轉(zhuǎn)子，同時(shí)起到保護(hù)整個(gè)電動(dòng)機(jī)和發(fā)散電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中所產(chǎn)生熱量的作用。轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，主要由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、端蓋等部件組成。轉(zhuǎn)子鐵心它作為電動(dòng)機(jī)的磁路是由0.35～0.5mm的硅鋼片疊壓而成，固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子表面沖有均勻分布的槽，槽內(nèi)嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子繞組用以切割定子磁場(chǎng)，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)和電流，并在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)軸用以傳遞轉(zhuǎn)矩，支撐轉(zhuǎn)子的重量，一般由鋼及合金經(jīng)過(guò)機(jī)械加工而成。端蓋一般為鑄鐵件裝在機(jī)座的兩側(cè)，起支撐轉(zhuǎn)子的作用。三相異步電動(dòng)機(jī)主要有下面幾種損壞情況：（1）滾動(dòng)軸承安裝不正確造或潤(rùn)滑脂不合適，造成軸和軸承發(fā)生磨擦，使軸磨損嚴(yán)重而損壞。（2）定子繞組損壞。主要原因是電機(jī)過(guò)載、匝間、相間、短路、對(duì)地?fù)舸┑仍斐啥ㄗ永@組損壞。
3 三相電動(dòng)機(jī)的定期檢修
為了避免和減少三相異步電動(dòng)機(jī)突然損壞事故，三相異步電動(dòng)機(jī)需要定期保養(yǎng)和檢修。如遇有電動(dòng)機(jī)過(guò)熱和定子繞組絕緣太低時(shí)，須立即進(jìn)行檢修。三相異步電動(dòng)機(jī)的檢修方法是：將電動(dòng)機(jī)進(jìn)行解體，對(duì)各零件先進(jìn)行清理，再對(duì)它們作表觀(guān)檢查，是否有異常。然后對(duì)關(guān)鍵部位的尺寸進(jìn)行測(cè)量，對(duì)電機(jī)繞組作電氣檢查。
（1）機(jī)械檢查。檢查電機(jī)的外殼和端蓋是否有裂縫現(xiàn)象，如有裂縫應(yīng)進(jìn)行焊接和更換。檢查轉(zhuǎn)子由一側(cè)到另一側(cè)的軸向游隙，測(cè)量時(shí)將長(zhǎng)500~600mm的塞
尺，塞入定、轉(zhuǎn)子之間，按4個(gè)或8個(gè)等分位置來(lái)測(cè)量氣隙，然后取其平均值。表1列出了三相異步電動(dòng)機(jī)氣隙大小的參考數(shù)值，該數(shù)值系指兩邊尺寸的總和。如平均值與參考值偏差較大，則應(yīng)檢查轉(zhuǎn)軸是否彎曲，裝配工藝是否妥當(dāng)。另外用手撥動(dòng)轉(zhuǎn)子，看是否能轉(zhuǎn)動(dòng)，如轉(zhuǎn)不動(dòng)看是否有異物卡住，軸承是否良好。然后根據(jù)情況更換軸承、軸套。測(cè)量檢查葉輪的上、下外止口和與它們相配合的環(huán)及電機(jī)內(nèi)徑的尺寸，這兩個(gè)配合間隙是否在檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，超差時(shí)需更換零件或采取其它措施（如：堆焊、鑲套）使配合間隙達(dá)到規(guī)定要求。否則將影響電機(jī)的性能、軸向平衡力等。觀(guān)察檢查定、轉(zhuǎn)子的表觀(guān)情況，尤其要注意焊縫處有無(wú)異常情況。
（2）電氣檢查。直流電阻檢查：三相電阻的不平衡度不得超過(guò)2%。絕緣電阻檢查：三相異步電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣電阻一般能達(dá)到100MΩ以上。如低于5MΩ時(shí)需分析原因，絕緣是否受潮，或繞組因絕緣不好而接地等，如經(jīng)電橋?qū)嶒?yàn)檢測(cè)三相電阻平衡無(wú)問(wèn)題，則純屬絕緣受潮，需進(jìn)行干燥處理，如定子三相電阻不平衡，則需對(duì)電機(jī)線(xiàn)圈三相分別做對(duì)地耐壓實(shí)驗(yàn)及匝間實(shí)驗(yàn)，查出接地點(diǎn)。多采用F級(jí)絕緣。漆包線(xiàn)，槽絕緣、槽楔、絕緣套管、引接線(xiàn)及浸漬漆等均需采用H級(jí)絕緣的材料。75kW以下的定子繞組更換大多采用B級(jí)絕緣。漆包線(xiàn)，槽絕緣、槽楔、絕緣套管、引接線(xiàn)及浸漬漆等均需采用B級(jí)絕緣的材料。電機(jī)更換繞組的原則是：按原樣修復(fù)，尤其是線(xiàn)圈匝數(shù)不可隨意變動(dòng)，匝數(shù)變化將明顯影響電機(jī)的主要性能，線(xiàn)徑則只要接近原總面積即可，繞組形式、線(xiàn)圈跨距也不要變動(dòng)。
（3）總裝和檢查性試驗(yàn)。在完成定、轉(zhuǎn)子的修理后，備好合格的軸承、軸套、密封圈等即可進(jìn)行總裝。裝配完成后用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)均勻、靈活，轉(zhuǎn)子應(yīng)
有一定的軸向竄動(dòng)量，其竄動(dòng)量應(yīng)在檢修標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)：完成總裝后再檢查一下直流電阻和絕緣電阻等，認(rèn)為電氣性能正常后，將三相異步電動(dòng)機(jī)做耐壓實(shí)驗(yàn)，最后進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)觀(guān)察其電流、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)等有無(wú)異常。
4 三相異步電動(dòng)機(jī)的恢復(fù)性大修
繞組損壞的三相異步電動(dòng)機(jī)，需進(jìn)行恢復(fù)性大修。損壞情況一般是定子繞組發(fā)生對(duì)地、相間擊穿，線(xiàn)圈匝間短路，過(guò)載而造成繞組燒毀。均需更換定子線(xiàn)圈。
（1）定子繞組更換 75kW以上的定子繞組更換大電動(dòng)機(jī)的容量k W/0.5～0.75/1～2/2～7.5/10～15/20～40/50～75/100～180/200～250/正常氣隙:m m/
0.25/0.30/0.35/0.40/0.50/0.65/0.80/1.00//增大的氣隙/m m/0.40/0.50/
0.65/0.65/0.80/1.00/1.25/1.50//正常氣隙:m m/0.30/0.35/0.50/0.65/0.80/
1.00/1.25/1.50//增大的氣隙:m m/0.50/0.50/0.80/1.00/1.25/1.50/1.75/
5 電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施
１、熔斷器熔斷
⑴故障熔斷：主要是由于電機(jī)主回路單相接地或相間短路而造成熔斷器熔斷。
預(yù)防措施：選擇適應(yīng)周?chē)h(huán)境條件的電動(dòng)機(jī)和正確安裝的低壓電器及線(xiàn)路，并要定期加以檢查，加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)工作，及時(shí)排除各種隱患。
⑵非故障性熔斷：主要是熔體容量選擇不當(dāng)，容量偏小，在啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，受啟動(dòng)電流的沖擊，熔斷器發(fā)生熔斷。
熔斷器非故障性熔斷是可以避免的，不要片面認(rèn)為在能躲過(guò)電機(jī)的啟動(dòng)電流的情況下，熔體的容量盡量選擇小一些的，這樣才能夠保護(hù)電機(jī)。我們要明確一點(diǎn)那就是熔斷器只能保護(hù)電動(dòng)機(jī)的單相接地和相間短路事故，它絕不能作為電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。
２、正確選擇熔體的容量
一般熔體額定電流選擇的公式為：額定電流＝Ｋ×電動(dòng)機(jī)的額定電流
⑴耐熱容量較大的熔斷器（有填料式的）Ｋ值可選擇1.5～2.5。⑵耐熱容量較小的熔斷器Ｋ值可選擇４～６。對(duì)于電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)荷不同，Ｋ值也相應(yīng)不同，如電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，那么Ｋ值可選擇大一些，如電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷不大，Ｋ值可選擇小一些，具體情況視電機(jī)所帶的負(fù)荷來(lái)決定。此外，熔斷器的熔體和熔座之間必需接觸良好，否則會(huì)引起接觸處發(fā)熱，使熔體受外熱而造成非故障性熔斷。
在安裝電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)慕泳€(xiàn)方式和正確的維護(hù)方法。
⑴對(duì)于銅、鋁連接盡可能使用銅鋁過(guò)渡接頭，如沒(méi)有銅鋁接頭，可在銅接頭出掛錫進(jìn)行連接。
⑵對(duì)于容量較大的插入式熔斷器，在接線(xiàn)處可加墊薄銅片（0.2mm），這樣的效果會(huì)更好一些。⑶檢查、調(diào)整熔體和熔座間的接觸壓力。⑷接線(xiàn)時(shí)避免損傷熔絲，緊固要適中，接線(xiàn)處要加墊彈簧墊圈。
３、主回路方面易出現(xiàn)的故障
⑴接觸器的動(dòng)靜觸頭接觸不良。其主要原因是：接觸器選擇不當(dāng)，觸頭的滅弧能力小，使動(dòng)靜觸頭粘在一起，三相觸頭動(dòng)作不同步，造成缺相運(yùn)行。預(yù)防措施：選擇比較適合的接觸器。⑵使用環(huán)境惡劣如潮濕、振動(dòng)、有腐蝕性氣體和散熱條件差等，造成觸頭損壞或接線(xiàn)氧化，接觸不良而造成缺相運(yùn)行。預(yù)防措施：選擇滿(mǎn)足環(huán)境要求的電氣元件，防護(hù)措施要得當(dāng)，強(qiáng)制改善周?chē)h(huán)境，定期更換元器件。⑶不定期檢查，接觸器觸頭磨損嚴(yán)重，表面凸凹不平，使接觸壓力不足而造成缺相運(yùn)行。預(yù)防措施：根據(jù)實(shí)際情況，確定合理的檢查維護(hù)周期，進(jìn)行嚴(yán)細(xì)認(rèn)真的維護(hù)工作。⑷熱繼電器選擇不當(dāng)，使熱繼電器的雙金屬片燒斷，造成缺相運(yùn)行。預(yù)防措施：選擇合適的熱繼電器，盡量避免過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。⑸安裝不當(dāng)，造成導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)或?qū)Ь€(xiàn)受外力損傷而斷相。預(yù)防措施：在導(dǎo)線(xiàn)和電纜的施工過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行“規(guī)范”嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，文明施工。⑹電器元件質(zhì)量不合格，容量達(dá)不到標(biāo)稱(chēng)的容量，造成觸點(diǎn)損壞、粘死等不正常的現(xiàn)象。預(yù)防措施：選擇適合的元器件，安裝前應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查。⑺電動(dòng)機(jī)本身質(zhì)量不好，線(xiàn)圈繞組焊接不良或脫焊；引線(xiàn)與線(xiàn)圈接觸不良。預(yù)防措施：選擇質(zhì)量較好的電動(dòng)機(jī)。
4 單相運(yùn)行的分析
根據(jù)電動(dòng)機(jī)接線(xiàn)方式的不同，在不同負(fù)載下，發(fā)生單相運(yùn)行的電流也不同，因此，采取的保護(hù)方式也不同。//例如：Ｙ型接線(xiàn)的電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相運(yùn)行時(shí)，其電機(jī)相電流等于線(xiàn)電流，其大小與電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載有關(guān)。//當(dāng)△型接線(xiàn)的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部斷線(xiàn)時(shí)，電動(dòng)機(jī)變成∨型接線(xiàn)，相電流和線(xiàn)電流均與電動(dòng)機(jī)負(fù)載成比例增長(zhǎng)，在額定電流負(fù)載下，兩相相電流應(yīng)增大1.5倍，一相線(xiàn)電流增加到1.5倍，其它兩相線(xiàn)電流增加√３／２倍。//當(dāng)△型接線(xiàn)的電動(dòng)機(jī)外部斷線(xiàn)時(shí)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)兩相繞組串聯(lián)后與第三組繞組并聯(lián)接于兩相電壓之間，線(xiàn)電流等于繞組并聯(lián)之路電流之和，與電動(dòng)機(jī)負(fù)荷成比例增長(zhǎng)，在額定負(fù)載情況下，線(xiàn)電流增大３／２倍，串接的兩繞組電流不變，另外一相電流將增大１／２倍。//在輕載情況下，線(xiàn)電流從輕電流增加到額定電流，接兩相繞組電流保持輕載電流不變，第三相電流約增加1.2倍左右。//所以角型接線(xiàn)的電動(dòng)機(jī)在單相運(yùn)行時(shí)，其線(xiàn)電流和相電流不但隨斷線(xiàn)處的不同發(fā)生變化，而且還根據(jù)負(fù)載不同發(fā)生變化。//綜上所述，造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因無(wú)非是以下的幾種原因造成的：１、環(huán)境惡劣或某種原因造成一相電源斷相。２、保險(xiǎn)非正常性熔斷。
３、啟動(dòng)設(shè)備及導(dǎo)線(xiàn)、觸頭燒傷或損壞、松動(dòng)，接觸不良，選擇不當(dāng)?shù)仍斐呻娫磾嘁幌唷?
４、電動(dòng)機(jī)定子繞組一相斷路。５、新電機(jī)本身故障。６、啟動(dòng)設(shè)備本身故障。
6 其他常見(jiàn)的電機(jī)故障及排除方法
（1）通電后電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，但無(wú)異響，也無(wú)異味和冒煙。則檢查電源回路開(kāi)關(guān)，熔絲、接線(xiàn)盒處是否有斷點(diǎn)，如有則進(jìn)行修復(fù)。（2）通電后電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，然后熔絲燒斷則說(shuō)明可能缺一相電源或定子繞組相間短路、定子繞組接地、定子繞組接線(xiàn)錯(cuò)誤等原因。然后一一排除這些故障。首先檢查刀閘是否有一相未合好，電源回路是否有一相斷線(xiàn)，如有則進(jìn)行修復(fù)電源回路，若無(wú)則用兆歐表、萬(wàn)用表、耐壓機(jī)、匝間試驗(yàn)儀、電橋逐一排除查找出故障點(diǎn)。（3）電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡，三相相差大則可能是重繞時(shí)，定子三相繞組匝數(shù)不相等、繞組首尾端接錯(cuò)、電源電壓不平衡、繞組存在匝間短路、線(xiàn)圈反接等故障。通過(guò)繞組匝間沖擊耐電壓試驗(yàn)儀、電橋試驗(yàn)等逐一排除和消除這些故障。（4）電動(dòng)機(jī)空載電流平衡，但數(shù)值大?？赡苁切迯?fù)時(shí)，定子繞組匝數(shù)減少過(guò)多，或Y接電動(dòng)機(jī)誤接為Δ，或電機(jī)裝配中，轉(zhuǎn)子裝反，使定子鐵芯未對(duì)齊，有效長(zhǎng)度減短。或大修拆除舊繞組時(shí)，使用熱拆法不當(dāng)，使鐵芯燒損。這些問(wèn)題則通過(guò)逐一排除進(jìn)行修復(fù)，若是匝數(shù)減少的問(wèn)題，則重繞定子繞組恢復(fù)正確匝數(shù)。若是接法錯(cuò)誤，則改接為Y，若是裝配錯(cuò)誤和鐵芯燒損則重新裝配，檢修鐵芯等來(lái)解決。
7 結(jié) 論
通過(guò)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)的維修，不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使我對(duì)電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量有了很大的提高。我們不僅初步理順了電動(dòng)機(jī)的管理體制，建立了一套較規(guī)范的檢修管理流程，使維修工作走上規(guī)范化管理道路。
參考文獻(xiàn)：
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發(fā)布時(shí)間：2011-11-11 16:56:27