三相异步电动机电机启动常见故障.docx

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1、三相异步电动机电机启动常见故障学员姓名： 钱晓红 学号 0862301121班 级： 机电3081 指导老师： 金美琴 职称 主任 学 校：南通农业职业技术学院 目录一、概述 3二、结构及各部分作用3三、工作原理及原理图4四、电动机机械故障的分析与处理5（一）机械方面的扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障5（二)电源电压不正常 6（三）电机绕组问题7 1、绕组接地 7 2、绕组短路8 3、绕组短路9 4、定子绕组断路 9 5、转子绕组断路9（四）三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及注意9五、启动方面的故障分析11六、结论12三相异步电动机电机启动常见故障钱晓红内容摘要：电机是现代工农

2、业生产和交通运输的重要设备，与电机配套的控制设备的性能已经成为用户关注的焦点。电机的控制包括电机的起动、调速和制动。异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用，在生产过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长，且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中，电机烧毁的事故常有发生，而且呈上升趋势，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一简要分析和介绍。关键词：三相异步电动机 电动机故障 电动机维修一、概述电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化

3、学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用着。随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件，人造卫星的自动控制系统中，电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来 二、结构及各部分作用一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。 定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电

4、动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。 电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。电动机结构图：三、工作原理及原理图当向三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手

5、定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子 沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。原理图：四、电动机机

6、械故障的分析与处理（一）机械方面的扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障 1、 异步电动机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛。如发现对轴承应及时更换，对端盖进行更换或刷镀处理。 2、振动应先区分是电动机本身引起的，还是传动装置不良所造成的，或者是机械负载端传递过来的，而后针对具体情况进行排除。属于电动机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴弯曲，或端盖、机座、转子不同轴心，或者电动机安装地基不平，安装不到位，紧固件松动造成的。振动会产生噪声，还会产生额外负荷。 3

7、、由于轴承原因导致的烧毁及对策原因：由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，

8、允许间断性跑外圈现象存在。轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。备机长期不运行，油

9、脂变质，轴承生锈而又未进行中修。相应对策：卸装轴承时，一般要对轴承加热至80100，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。（二）电源电压不正常当电源电压偏高时,由于其励磁电流增大,电动机

10、会过分发热;而且过高的电还会危及电动机的绝缘材料,使其有被击穿的危险。当电压过低时,电动机产生的电磁转矩就会大大降低;如果负载转矩没有相应减小,转子转速过低,转差率增大,使电流增大,就会造成电动机过分发热,时间长则会影响电动机寿命。当三相电压不对称时,即某一相电压偏低或偏高,都会导致该相电流过大,使发热情况恶化。同时电动机的转矩也会减小,还会发出“嗡嗡”声,时间长了也会损坏绕组。总之,不论电压偏高、过低或三相电压不对称,都会造成电流过大、电动机过热而损坏电动机。所以国家标准( GB50170 - 92 和GB50150 - 91) 规定:电动机应在其额定电压(误差为5 %) 的变化范围内,且交

11、流电的频率为(50 0. 5) Hz 的范围内运行,进而保证其出力不变。当电动机满负荷运行时,三相电源各相间电压之间的差值不应大于额定值的5 %。电流的不平衡度不得超过额定电流的10 %。(三) 电机绕组问题1、绕组接地电动机绕组的绝缘受到损坏后,绕组的导体和铁芯、机壳之间相碰,即为绕组接地。这时会造成该绕组的电流过大,引起局部过热,严重时能烧坏绕组或造成相间短路,使电动机无法工作;还会使机壳带电,易造成触电事故。为防止此类事故发生,要求电动机外壳必须可靠接地,或者加装电动机漏电保护装置。绕组接地多因电动机受潮且尚未烘干就投入使用而导致;电动机在有腐蚀性气体的环境中工作,或金属物和有害粉末等进

12、入电动机绕组内部也会造成绕组接地。规程规定:电动机停止使用三个月及三个月以上时,再次投入运行前应摇测绝缘电阻。电机额定电压为500V 以上者,应用1000V 或2500V 的摇表;500V 以下者,应用500V 摇表测量其绝缘电阻低压电动机。其相对相、相对地绝缘电阻均应大于0. 5M;高压电动机定子线圈应大于1500/ V ,转子线圈应大于1000/ V;其绝缘电阻合格后,方可使用。如发现受潮后必须进行烘干处理,以免发生事故。电动机出现绕组接地故障后,应仔细观察绕组损坏情况,除绝缘已经老化、枯焦发脆处,都可以进行局部修理。经验表明,绕组接地经常发生在绕组伸出槽外的交接处(即绕组端部) ,这时可

13、在故障处用绝缘纸插入铁芯与绕组之间,再用绝缘包扎好并涂上绝缘漆进行烘干即可。如果接地点在铁芯槽内时,若绕组的上层边绝缘损坏,可以打出槽楔、修补槽衬或抬出上层绕匝进行处理;若故障点在槽底,或者多处绝缘损坏,因局部修理工作量较大,且在修理中易将绕组的绝缘损坏,最好的办法是更换绕组。需要指出的是,为了避免损伤绝缘,在进行局部修理之前,应将电动机绕组进行加热(用恒温加热应不超过85 ;通入电流加热一般在7 %15 %额定电压之间,电流不超过额定值,温度不超过75 ) ,待绝缘软化后,用竹片撬开槽衬和绝缘受损处,小心地进行处理。处理完后应吹净再进行浸漆、烘干等。电路中的保护接地装置 2、绕组短路绕组中相

14、邻两条导线之间的绝缘损坏后两导体相碰,就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路。匝间短路易在线圈的端部造成几匝或一卷,或一极组烧焦,电磁线被烧成裸铜线;而短路以外的本相或其他两相线圈都较完好或稍微烤焦。发生在两相绕组之间的绕组短路则称为相间短路。相间短路常爆断,熔断处有很多导线,附近有很多熔化的铜屑,而其他线圈组或另一端均无烧焦的痕迹。不论哪一种短路,都会引起某一相或两相的电流增大,引起局部发热,致使绝缘老化或烧焦,损坏电动机。出现绕组短路时,若短路点在槽外,修理并不困难。当发生在槽内时,若线圈烧损不严重,可将该槽线圈边稍加热软化后翻出受损部分,换上新的槽绝缘,将线圈受损的部位用

15、薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干,用万用表、兆欧表检查,证明已修补好后,再重新嵌入槽内,进行绝缘处理后就可继续使用;如果线圈受损伤的部位过多,或者包上新的绝缘带后线圈无法嵌入槽内时,就需更换绕组。3、绕组断路绕组断路是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成故障。4、定子绕组断路该类故障可以通过测量各相绕组的电阻或电流的方法检查出来。这种断路多发生在定子绕组的端部、各绕组元件的接头处及引出线附近。这些部位都露在电动机机座壳外面,导线容易碰断,接头处也会因焊接不实经长期使用后松脱。发现问题后重新接好、包好,并涂上绝缘漆后就可使用。另外,如果是因故障使绕组被烧断则需要更换绕组。5、转子绕组断路该类

16、故障可根据电动机转动情况加以判断,通常表现为转速变慢、转动无力、定子三相电流增大和有嗡嗡声等现象,有时还不能起动。这时可以在定子绕组中通入三相低压电源(电压约为额定值的10 %) ,然后转动电机轴,观察定子三相电流是否稳定。如果三相电流有较大的波动,则说明转子绕组有断路的地方。出现转子绕组断路时,要先抽出转子查出断路的部位。一般使用断条侦察器等专用设备来确定断路部位。对于鼠笼式转子,当转子绕组断条已不能使用时,要将铸铝熔化后再重新灌铸,或换成紫铜条;对于线绕式转子的修理则与修理定子绕组一样,只是修好后必须在绕组两端用钢丝打箍。（四）三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及注意1、如果

17、出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电

18、动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。电动机出现缺相运行时,只要能

19、及时发现,对电动机不会造成大的危害。为了预防电动机出现缺相运行,除了正确选用和安装电器设备外,还应严格执行有关规范,敷设馈电线路;同时应加强定期检查和维护,如经常观察电动机三相电流是否对称,熔断器的熔体情况等等。总之,为了能采用正确的方法进行电动机的故障修理,就必须熟悉电动机常见故障的特点及原因,这样才能少走弯路、节省时间,尽快排除故障,恢复电动机的正常运行。当然,为了减少电动机故障的发生,做好电动机的定期检查和维护工作,也是保证电动机安全运行、延长使用寿命的有效措施之一。2、单相电动机绕组匝间短路的维修。电动机绕组绝缘严重损坏 故障特点：电动机不能运行，打开端盖可闻到浓浓的焦糊味，主绕组或者

20、副绕组的部分线圈烧坏，严重者甚至主、副绕组的全部线圈烧坏变黑。 维修方法：更换或重新绕制绕组线圈。 电动机绕组绝缘中度损坏 故障特点：电动机不能运行，其绕组中只有一个线圈烧坏变黑，其他线圈未受损。最直观的判断方法是，看线圈的漆包线颜色是否因受热而改变颜色，一般由金黄色变成黑色即为绝缘损坏。 维修方法：小心取下已损坏的线圈，测量其线径（取一段漆包线，用打火机烧一下脱去绝缘，因为这样测量的外径才准确）。数准匝数，根据原线圈的大小，重新绕制一个新线圈嵌上即可。对于吊扇这类负载不重的电动机，还可以临时采取应急方法，即找到这个线圈的头尾端，用电烙铁焊好（将头尾端短接）并套上黄蜡管，仍然可以使用。 电动机

21、绕组绝缘轻微损坏 故障特点：电动机在去掉负载后还能转动，只是转速变慢或转动无力，电动机在转动时有打火花现象，并伴有轻微糊味（应立即停机，否则会造成绕组损坏更加严重）。查线圈表面只有一处轻微损坏，有焦痕，线圈其他地方完好，仔细观察此处已成了“裸线”。 维修方法： 用家用电吹风机（功率要大于 ，开关挡旋至强热风挡），近距对着受损的线圈吹热风，线圈开始慢慢软化，然后用竹片做的小刀仔细地把受伤的线挑起来，与其他漆包线分开（注意不要把线挑断）并涂上绝缘清漆，使“裸线”变成绝缘漆包线，对线圈的受伤部位也涂上绝缘清漆，以增强抗潮湿的能力，然后用烘箱或电炉烘干即可，最后整形、装配、试运行。五、启动方面的故障分

22、析1、当通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。可能是电源未通（至少两相未通）或者熔丝熔断（至少两相熔断），应立即检查电源回路开关，熔丝。接盒处是否有断点，修复；检查熔丝型号、熔断原因，然后更换熔丝即可。也有可能是电机已经损坏，那就需马上检查电机并修复。2、当电动机起动困难，带额定负载时，电动机转速低于额定转速较多的时候，可能是电源电压过低，应马上测量电源电压并改善电压情况；笼形转子开焊或断裂应直接检查开焊和断点并修复；电机过载会导致电动机起动困难，带额定负载，我们该马上减载，减少电机压力。3、绕组首尾端接错时或绕组有匝间短路、线圈反接等故障,会导致电动机空载电流不平衡，三相相差大，还

23、可能是电源电压不平衡引起的。我们可通过检查绕组并纠正，消除绕组的故障，测量电源电压，设法消除不平衡。4、有时电动机启动后发现电动机空载电流平衡，但数值大。那是因为电源电压过高，或者Y接电动机误接为接，气隙过大或不均匀，我们可以检查电源，设法恢复额定电压，将改接为Y，更换新转子或调整气隙，就可以排除故障。5、电动机启动后过热，甚至冒烟时，可能是电源电压过高，使铁心发热大大增加，导致的发热，也可能是电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热，还有定子、转子铁心相擦，电动机过载或频繁起动导致的发热，环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞，笼形转子断条，定子绕组故障（相间、匝间短路；

24、定子绕组内部连接错误），电动机风扇故障，通风不良等等原因都会引起电动机的过热或冒烟，从而影响电动机的寿命，我们应马上降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、接法错误引起，则应改正接法，提高电源电压或换相供电导线，来消除电动机的过热现象，还需要消除擦点（调整气隙或锉、车转子），减载，按规定次数控制起动，检查并消除转子绕组故障，检查定子绕组，消除故障，也是预防和消除电动机过热和冒烟的办法，平时要经常清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施，检查并修复风扇，必要时更换，不在过热的环境下使用电动机，可大大的预防电动机的过热现象。六、结论综上所述，为了能采用正确的方法进行电动机的故障修理，就必须熟悉电动机常见故障的特点及原因，才能少走弯路，节省时间，尽快地将故障排除，恢复电动机故障，使电动机处于正常的运转状态。做好电动机的定期检查和维护工作，也是保证电动机安全运行，延长寿命的有效措施之一。参考文献：1、 沈阳机电学院电机系三相异步电动机原理、设计与试验 1977-08-012、刘永华电气控制与PLC2007-093、陈奎生 液压与气压传动 4、郭应征 应用力学基础 2000-085、陈海魁 机械基础课教学参考书 2001-7-266、徐汇音，祖国庆 机械设计基础 2006-8-1