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三相异步电动机绕组故障分析和处理

文章出处:本站网责任编辑:Admin作者:人气:发表时间:2017-9-18 9:51:21【

 

 来源: 日期:2017-7-28 15:21:31 人气:323
    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。 异步电动机绕组损坏的原因及处理方法经统计,生产上使用的三相异步电动机,在运行中的故障属绕组烧坏的电气故障 85%,机构及其他故障约15%,绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因。这里着重从电气角度分析电机绕组烧损的故障原因,并提出相应的处理方法。  

一、缺相运行   1. 故障现象   电机不能起动,即使空载能起起动,转速慢慢上升,有嗡嗡声;电机冒烟发热,并伴有烧焦味。   2. 检查结果   拆下电机端盖,可看到绕组端部有1/3或2/3的极相绕组或焦或变成深棕色。   3. 故障原因及处理方法   (1)电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤,致使某相熔丝熔断。   (2)电动机供电回路三相熔丝规格不同,容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小,更换为规格相同的熔丝。   (3)电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头,使之接触良好。   (4)线路某相缺相。查出断线处,并连接牢固。   (5)电动机绕组连线间虚焊,导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。  

二、过载运行   1. 故障现象   电动机电流超过额定值;电动机温升超过额定温升。   2. 检查结果   电机三组绕组全部烧毁;轴承无润滑脂或砂架损坏;定、转子铁心相磨擦,俗称扫膛。   3. 故障原因及处理方法   (1)负载过重时,要考虑适当减载或更换容量合适的电动机。   (2)电源电压过高或过低,需加装三相电源稳压补偿柜。   (3)电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀,绝缘电阻下降。应根据具体情况,进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。   (4)轴承缺油、干磨或转子机械不同心,导致电动机转子扫膛,使电动机电流超过额定值。首先应认真检查轴承磨损情况,若不合格需更换新轴承;其次,清洗轴承并注入适量润滑脂。然后检查电动机端盖,若端盖中心孔因磨损致使转子不同心,应对端盖进行处理或更换。   (5)机构传动部分发生故障,致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障,采取措施处理解决,使之转动灵活。 
 三、绕组接地   1. 故障现象   电机空载无法起动;电动机供电回路熔丝熔断或开关跳闸。   2. 检查结果   定子槽口绕组和铁心有烧伤痕迹,并有铜熔点;槽内绕组与铁心击穿;绕组引出线外皮绝缘损坏。   3. 故障原因及处理方法    (1)电动机在修复时,塞入竹楔不注意,使槽口绕组绝缘破坏;竹楔年久老化,绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔,并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。   (2)对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机,应更换为封闭型电动机。   (3)开启式电动机因金属或金属切屑进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此,应在电机周围加设防护网或防护板。   (4)转子平衡块松动或脱落,刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住,并处理好绕组破损处。   (5)对于无避雷器或避雷器失效的,应加设避雷器或重新校验避雷器。 
四、绕组相间短路   1. 故障现象   电机无法起动;电机供电回路熔丝熔断或开关跳闸;电机绕组冒烟,有烧焦味。   2. 检查结果   相间短路部位的多股导线烧断,其周围有铜熔点。   3. 故障原因及处理方法   (1)对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机,应将烧伤的导线挑开,清理后焊好,并包好绝缘压平,下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时,应按原数据重绕。   (2)绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适应,连线的绝缘套管应比焊点长15~25mm。  
五、绕组匝间短路   1. 故障现象   电机在运转中冒烟,局部温升过高,并有烧焦味。   2. 检查结果   电动机三相电流不平衡;几匝或一个线圈变成裸线。   3. 故障原因及处理方法   (1)烧坏几匝或一个线圈时,若槽满率不高,可进行穿绕修理。   (2)其余部分参见第4项处理方法。 及时发现并迅速排除电气设备故障,能够预防事故的发生,确保生产顺利进行。对此,必须按照规定定期检查和维护电气设备,准确判断和处理电气设备的运行故障,减少设备事故损失,保证生产正常进行。
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