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浅谈三相异步电动机的维修及保护措施

发布时间: 2021-12-13  点击次数: 171次
王晶晶
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 2018011
摘  要:电动机是日常生产活动不可或缺的机械设备,利用电动机将电能转换为机械能,为生产活动提供动力。其中三相异步电动机是电动机中比较先进的一种,有着其他电动机没有的优势。比如三相电动机不但可以节约大量的材料资源,而且运行性能良好,价格便宜,重量轻便。但是在其运行使用中难免也会出现一些故障问题,基于此,本文将对三相异步电动机的主要常见故障及其成因进行分析探讨,然后针对故障类型,就如何做好故障诊断和排除工作谈几点看法。
关键词:三相异步电动机;常见故障;故障诊断和排除
1三相异步电动机构成及其故障概述
三相异步电动机的故障主要分为电气故障和机械故障,其中电气类故障主要包括各种开关、熔断器、电刷、定子绕组、转子等设备的故障;机械类故障主要包括轴承、机壳、端盖、转轴等设备上零配件的故障。
三相异步电动机的构成主要包含两个部分,即定子和转子,而其中定子又是由定子绕组和铁芯构成,定子绕组则是整个三相异步电动机的核心部位。从三相异步电动机故障发生类型来看,大多数故障主要出现在绕组上,比如绝缘性缺失、接触不良、接地故障、短路和断路等。电动机在发生故障以后具体表现为常见的有温度突然升高、电流过大、出现异常振动或异常噪音。在故障诊断和排除时,首先要全面检查电动机,采用合理的诊断方式找到准确的故障位置,然后判断故障发生的原因,后排除故障。
2三相异步电动机常见故障及其原因分析
所有机械设备在运行中都不能保证,三相异步电动机由于工作场景特殊复杂,所以出现故障问题是在所难免的,但是这些故障却又不是不可避免的,只要做好诊断检查工作,及时发现和排除故障便能降低对电动机的损害,保证生产活动正常开展。经过多年的研究调查,我们总结出三相异步电动机主要的故障包括以下几种:
2.1电动机无法启动
性能完好的电动机在通电以后是可以正常运作的,但如果电动机在通电之前本身就已经出现了故障问题,则在通电后会出现没有任何反应无法启动的现象。经过检查判断,电动机无法启动一般和以下因素有关:第一和电线电路有关,如电动机及其控制电路上出现了短路或者接地故障,使得电源跳闸,导致电流无法正常流动;第二和负载过大有关,当电动机要求空载启动而在实际启动时戴上了负载运行时就会出现负载过大的问题,另外电动机或者负载启动后出现了咬卡故障也会引起电动机无法启动运行的现象;第三和定子绕组缺相有关,比如负载过大使得电动机绝缘性老化或者控制线路短路等。当电动机运行电流过大时其中一相的电源熔断器便会出现熔体烧断的问题,此外电动机和控制线路的接头接触不良也会直接导致电动机缺相而无法正常运行。第四电动机内部的零配件本身出现了性能上的问题,也会使得电动机无法运行。
2.2电动机转速不正常
三相异步电动机如果在运行时转速不正常,一般和电动机绝缘性不好、电动机受潮、电动机轴承偏向或者转子扫膛、电动机定子绕组局部出现短路、某相绕组突然断路等有关。
2.3电动机温度升高或冒烟
电动机在运行中为避免对机器本身的性能造成伤害,需要对产生的热量加以控制,因为热量过高的话会使机器的性能产生伤害,影响机器的正常工作,甚至会缩短机器的使用寿命。电动机之所以会温度突然升高,甚至出现冒烟现象,既有电源供电质量、负载过大、环境温度较高以及通风不良等外部因素的影响,也会受到电动机自身原因的影响。比如绕组接法出错,将星形的接成了三角形或者接反了;因为定子绕组短路或接地故障而使电流过大;因为定子绕组断路引起三相电流的不平衡,从而使绕组温度升高;转子铜条断裂需要焊补或更换;定子和转子互相摩擦,或者轴承出现松动、轴承温度过高;外界环境本身温度太高,加上没有及时对电动机表面进行处理,导致通风不良或者堵塞严重而引起温度升高。
2.4电动机出现异常振动
在电动机运行中出现一些响动是非常正常的现象,但是如果声响引起的振动过大时就需要对机器进行检查,很可能是在电动机运行中混入了杂物,或者内部的零配件发生了错位。
2.5电动机出现异常噪音
在电动机正常运行以后,如果在作业过程中出现噪音是正常的,但是运行产生的噪音太大,甚至影响了正常的生产作业便需要对电动机进行检查。这是因为电动机出现异常噪音很可能是其内部的零配件已经老化失灵了,也有可能和设备内部混入了杂物有关。
3三相异步电动机故障诊断和检修方法
3.1针对电动机通电后无法运行的检查维修
针对电动机在通电以后无法启动运行的问题,在故障原因分析后我们总结出一个和电动机没有足够电力有关,另一个则和零配件受损有关。所以在诊断故障时可以从这两方面着手,先对电线进行检查,保证电线是可以对电动机正常供电的,一般采用电流检测的方法检测电动机内部是否有电流痕迹,如果没有则说明是电线线路出现了问题。在电线检测后发现没有任何问题那么就需要对电动机内部的零配件进行检查诊断,有可能是电动机内部的熔丝烧断使得电动机无法正常运行,也有可能是内部的关键零部件出现了性能失灵的问题。
3.2针对电动机运行噪音过大的检查维修
针对运行过程中电动机产生噪音过大的故障检修,其故障产生的原因主要和内部零部件老化有关,从而使运行摩擦增加,也有可能是在运行中混入了异物,所以在检查时从这两个角度着手,及时检查出问题然后采取针对性的措施加以解决,避免因为噪音问题过大对电动机本身产生伤害,甚至对周围环境产生危害而造成巨大的损失。
3.3针对电动机运行中振动过大的检查维修
针对运行中大幅度振动问题的检查诊断,因为振动问题是肉眼可以直接看到的,所以可以直接采用主观检查的方式对机器振动部位进行检查,很可能只是和机器出现了一小段距离的移动有关。也有可能是和定子、转子的工作轨迹出现问题有关,或者是在电动机运行中混入了异物,这时就需要借助仪器检查和测试确定产生振动的具体部位和原因,然后采取针对性的排除方式。
3.4针对电动机运行温度过高的检查维修
针对电动机运行中产生过高热量的问题,一般会有专门的仪器对温度进行测试和监控,这是为了避免温度过高而对机器本身的使用寿命产生影响。在分析故障成因后我们发现温度过高主要和定子、转子工作异常有关,作为电动机主要零件的定子和转子,在工作中如果转向有误,或者转速过快就会产生更多的热量,使整个电动机整体产生的热量增加。另外也和零件本身老化有关,如果机器零部件老化就会在生产运作中消耗更多的电能,却产生更少的机械能,这样就自然会增加热量的产生,使整个生产过程中出现比正常工作时更多的热量。在检查和维修过程中必须要对电动机的每一个部位进行仔细检查和测试,找到具体的故障位置所在,并采用针对性的解决手段加以排除。
3.5针对绝缘不良和接地故障的检查维修
针对绝缘不良和接地故障的诊断和维修,可采用的检查方法有兆欧表测量检查、校验等检查和高压试验检查等几种。其中采用兆欧表测量检查时,如果绝缘电阻在0.5M欧以上说明该电动机的绝缘性良好,而如果绝缘电阻在0.5M欧以下则说明绕组已经受潮或者绝缘老化,如果电阻是0,则表明出现了绕组接地故障。用校验灯检查时,首先打开所有相绕组接头,将灯泡和36V低压电源串联,逐个检查绕组和机座的绝缘性,如果检验灯的灯泡发红则说明绕组绝缘性变差或者受潮所致;如果灯泡发亮则说明是绕组接地故障。用高压试验法检查时试验电压是电动机额定电压的2倍加上1000V。
3.6针对定子绕组断路故障的检查维修
针对定子绕组断路故障的诊断,一般可采用三相电流平衡法和电阻检查法。其中三相电流平衡法检查时,针对星形连接的绕组,在绕组并联后当三相电流值相差大于5%时,电流小的一相是断路相;对于三角形连接的绕组,应采取逐一检查的方式,其中电流较小的一相是断路相。采用电阻法检查时,当电阻值相差大于5%,电阻值较小的一相是断路相。
3.7针对定子绕组短路故障的检查维修
针对定子绕组短路故障的诊断,第一直接通过观察、触摸和闻的方式,观察绕组有无出现冒烟、绝缘有无出现变色和烧焦等问题,或者在电动机停止运行时用手去触摸绕组判断有无出现局部过热的问题。第二用兆欧表测量,测量每相间的绝缘电阻,当电阻值较低时则表明两相之间出现了短路。第三用电流平衡法检查,电流大的一相可能出现了短路。第四用电阻检查法检查,电阻小的一相可能出现了短路。第五可直接用短路专门测试仪器进行检查,该仪器是一个开口变压器,开口铁芯上绕有线圈,测试器的铁芯和被测电动机定子铁芯就形成了闭合磁路,而测试器的线圈则充当变压器的一次侧绕组,被测电动机槽内线圈则相当于变压器的二次侧线圈。如果被测定子绕组没有出现短路则电流表的读数会很小,如果有短路则电流表的读数会很大。
4安科瑞ARD系列智能电动机保护器介绍与综合选型
4.1产品简介
ARD该系列低压电动机保护器,具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元,具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。应用范围:可广泛应用于煤矿、石化、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。
4.2产品选型
产品功能
5结语
综上所述,三相异步电动机和其他类型的电动机相比,其具有机型相对较轻便、结构简单、价格便宜、运行操作简单且性能较好等优点,所以一般发生重大故障事故的概率很小,适应能力也很强。但正因为如此,该电动机往往会被应用在复杂的生产环境中,在运行中难免会出现一些故障,但是这些故障检查和维修起来难度也不大,在检查时只要做好充分的准备工作,并结合多年经验找对故障检查和维修的方法,就能从根源上解决故障问题。
【参考文献】
[1]臧永佳.三相异步电动机常见故障分析及检修方法探讨[J].工程技术:文摘版,2017(1):20.
[2]司荣峰.分析三相异步电动机的维修及故障排除措施[J].内燃机与配件,2019(09):131-132.
[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版.



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