三相異步電動(dòng)機(jī)故障檢查與排除

1、淺談三相異步電動(dòng)機(jī)故障的判斷與排除曾克強(qiáng)（中鐵隧道集團(tuán)二處有限公司 重慶渝北區(qū)401124 ）摘要 針對(duì)三和界步電動(dòng)機(jī)各類(lèi)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析、判斷，并簡(jiǎn)要說(shuō)明了各類(lèi)故障的判斷方法 及使用的工具。關(guān)鍵詞 三相杲步電動(dòng)機(jī)故障判斷排除電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，是各種電動(dòng)設(shè)備和電動(dòng)工具的動(dòng)力來(lái) 源。電動(dòng)機(jī)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)是保障電動(dòng)設(shè)備和電動(dòng)工具止常使用的保證。在工程施 工中使用的t程機(jī)械和電動(dòng)工具中，使用較為廣泛的電動(dòng)機(jī)就是三相異步電動(dòng) 機(jī)。三相界步電動(dòng)機(jī)在使用中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種故障，例如：軸承損壞、繞組缺 相等異常問(wèn)題。因此，及時(shí)、正確地判斷岀三相異步電動(dòng)機(jī)的故障并排除，對(duì)于 保證工程施工的

2、正常進(jìn)行是十分必耍的。三相異步電動(dòng)機(jī)的常見(jiàn)故障般分為機(jī) 械和電磁兩人類(lèi)，而電磁方面的故障人多發(fā)生在定子繞組。下面就從以下兒個(gè)方 面簡(jiǎn)要談一下三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的判斷與排除。1、三和異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械故障的判斷與排除三相異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械故障主要體現(xiàn)在機(jī)座、端蓋是否破裂，轉(zhuǎn)軸是否彎曲， 風(fēng)扇是否損壞，軸承是否有異常。機(jī)座和端蓋破裂、風(fēng)扇損壞可以用肉眼觀察到， 轉(zhuǎn)軸彎曲需要在試驗(yàn)臺(tái)上檢測(cè)，軸承損壞可以通過(guò)以下方法檢查。1. 1三相界步電動(dòng)的軸承人多使用的是滾珠軸承。滾珠軸承故障的判斷如 下：1. 1. 1通過(guò)耳朵來(lái)聽(tīng)這種方法是使電動(dòng)機(jī)通屯后運(yùn)行，仔細(xì)傾聽(tīng)軸承部位有無(wú)“嚓嚓”聲。如聲 音不清晰無(wú)法確放時(shí)

3、，可用螺絲刀或金屬桿的一端頂緊軸承部位，另一端抵在耳 部細(xì)聽(tīng)，如有并響，則說(shuō)明軸承磨損可損壞。1. 1. 2通過(guò)眼睛觀察將軸承從電動(dòng)機(jī)軸端拆下，用柴油或汽油清洗干凈，先檢查滾珠、內(nèi)外滾道 有無(wú)劃痕、裂紋或銹斑。然后固定軸承內(nèi)圈，讓其轉(zhuǎn)動(dòng)，正常情況下應(yīng)旋轉(zhuǎn)平衡、 轉(zhuǎn)速均勻、間隙很小、無(wú)雜音并慢慢停止。如發(fā)出雜音、振動(dòng)、扭動(dòng)可轉(zhuǎn)動(dòng)突然 停止，用手推動(dòng)軸承時(shí)發(fā)出撞擊聲，或手感間隙過(guò)大，均說(shuō)明軸承不正常。1. 2軸承故障的排除：通過(guò)上述方法，可判斷出軸承的磨損程度，如磨損程度未超過(guò)允許值，可以 繼續(xù)使用o以下情況下軸承必須更換：軸承外圈或內(nèi)圈有裂紋，滾珠之間的支架斷裂， 軸承嚴(yán)重變色退火，滾道有深刻痕

4、或銹坑，軸承磨損超過(guò)允許值等。2、繞組故障的判斷與排除2. 1繞組斷路故障的判斷與排除在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)屮，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)繞組斷路的現(xiàn)象。屯動(dòng)機(jī)繞組岀現(xiàn)斷路的原因 主要有：繞組受機(jī)械損傷或碰撞斤發(fā)生斷裂；接頭焊接不好在運(yùn)行時(shí)脫落；繞組 短路，產(chǎn)生大電流燒斷導(dǎo)線。2. 1. 1繞組斷路故障的判斷2. 1. 1. 1不拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)檢查斷路繞組的方法電動(dòng)機(jī)繞組接法不同，檢杳繞組的方法也不一樣。對(duì)于星形連接且在機(jī)內(nèi)無(wú) 并聯(lián)支路和并聯(lián)導(dǎo)線的小型電動(dòng)機(jī)，可將萬(wàn)用表置于相應(yīng)電阻檔，將一支表筆接 到星形接法的中點(diǎn)，另一支表筆分別接三相繞組首端ul、vk w1,如果某一相 不通，電阻為a,則該相斷路。星形連接中性點(diǎn)未引出到

5、接線盒時(shí)，將萬(wàn)用表置于相應(yīng)電阻檔，分別測(cè)量 uv、uw、vw各對(duì)端子，若uv通，而vw和uw不通，說(shuō)明w相兩次不通，則斷路 點(diǎn)在w相繞組，如圖1所示。三角形連接時(shí)，如果只有3個(gè)線端引出到接線盒，如圖2所示，仍用萬(wàn)用表 檢測(cè)每?jī)蓚€(gè)線端之間的電阻。假設(shè)每相繞組實(shí)際電阻為萬(wàn)用表測(cè)得uv間的 電阻為ruv,若三相繞組完好，則ruv=2/3r, vw或wu任意一相開(kāi)路，則r=r。三角形連接時(shí)，如果有6個(gè)線端引到接線盒，先拆開(kāi)三角形連線之間的連接 片，使三相互相獨(dú)立，可直接測(cè)各相繞組首尾電阻，哪一相不通即該相斷路。圖1用萬(wàn)用表檢查星形連接繞組斷路圖2用萬(wàn)用衣檢查三角形連接繞組斷路2. 1. 1. 2多股及

6、多路并聯(lián)繞組斷路的檢查對(duì)中等容星以上的電動(dòng)機(jī)，繞組系多股導(dǎo)線并繞和多個(gè)支路并聯(lián)，其斷線的 檢查較為復(fù)朵，檢查方法如圖3所示，在星形連接時(shí)，用電橋或萬(wàn)用表低壓阻檔 分別測(cè)量三和繞組直流電阻，測(cè)得哪和電阻大，斷路點(diǎn)就在哪和；若繞組是三角 形連接時(shí)，先拆開(kāi)一個(gè)接點(diǎn)，再用電橋或萬(wàn)用表的電阻檔分別檢測(cè)三相繞組冷態(tài) 直流電阻，哪相電阻大，斷路點(diǎn)就在哪相上。2. 1. 1. 3繞組斷路的維修圖3 用電橋檢查星形連接繞組斷路若斷路點(diǎn)在鐵芯槽外，又只有一股導(dǎo)線斷開(kāi)，可重新焊牢并刷絕緣漆處理好 絕緣；若是兩股以上斷開(kāi)，則應(yīng)仔細(xì)判斷斷點(diǎn)處的線頭和線尾，否則接通后容易 造成人為短路；若斷路是因過(guò)橋線或引出線焊得不牢，

7、可套上套管，重新進(jìn)行焊 接，若斷路點(diǎn)在鐵芯槽內(nèi)，只好更換故障線圈。若繞組斷路嚴(yán)重，必須更換整個(gè) 繞組；若電動(dòng)機(jī)工地有急用，一時(shí)乂不能更換，可采用應(yīng)急修理法一跳按法，即 將某個(gè)故障繞組首尾端短接暫時(shí)使用。2. 2繞組絕緣下降后的檢查與維修電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作在惡劣的環(huán)境中，由于受潮氣、水滴、灰塵、油污、腐蝕性 氣體的侵蝕，將導(dǎo)致繞組絕緣電阻下降。使用前若不及時(shí)檢查處理，通電運(yùn)行后 有可能引起電動(dòng)機(jī)繞組擊穿燒毀。繞組絕緣下降的直接原因主要是受潮。因此，在修理繞組絕緣下降故障時(shí)， 一般應(yīng)進(jìn)行干燥處理。電動(dòng)機(jī)繞組的干燥辦法通常有外部干燥法和內(nèi)部干燥法兩 種。外部干燥法乂可分為燈泡干燥法和烘箱干燥法。因燈泡干

8、燥法工藝簡(jiǎn)單，耗 屯少，最適用于少量的小型電動(dòng)機(jī)的干燥。它是將待烘定子置于兩個(gè)燈泡之間（最 好用紅外線燈泡），烘烤過(guò)程中用溫度計(jì)監(jiān)視溫度。a級(jí)絕緣不得超過(guò)120°c± 5°c, e、b級(jí)絕緣不得超過(guò)130°c±5°c。烘烤時(shí)應(yīng)留排氣孔排除潮氣。內(nèi)部干燥法多用電流干燥法（銅損干燥法）。烘烤時(shí)每相繞組所通過(guò)的烘烤 電流都應(yīng)控制在其電流額定值的60%左右。因各種電動(dòng)機(jī)的體積、烘烤條件不同, 通電以34h、繞紐溫度控制在7080°c為宜。2. 3繞組接地故障的判斷與排除2. 3. 1繞組接地故障產(chǎn)生的原因分析繞組接地通常又稱(chēng)為繞組對(duì)

9、地短路，是指繞組導(dǎo)電部分直接與機(jī)殼相通，使 機(jī)殼帶電。其產(chǎn)生原因有：電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)熱、振動(dòng)、受潮或受腐蝕性氣體侵 蝕使絕緣性能變壞，在繞組通電時(shí)被擊穿；由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡掃膛產(chǎn)生高熱, 使絕緣炭化造成短路；在嵌線時(shí)槽內(nèi)絕緣被鐵芯毛刺刺破，或在嵌線、整形時(shí) 槽口絕緣被壓破裂，使繞組碰觸鐵芯；因繞組端部過(guò)長(zhǎng)，碰觸鐵芯或端蓋等。2. 3. 2繞組接地故障的判斷通常采用兆歐表進(jìn)行檢查。檢查方法：將兆歐表l接線柱用導(dǎo)線與繞組的一 端相連，e接線柱與機(jī)殼裸露部分相連，以120r/min的轉(zhuǎn)速搖動(dòng)手柄，逐相檢 測(cè)對(duì)地絕緣電阻。若某相繞組對(duì)地絕緣電阻為零，則該相繞組有接地故障。還可 用萬(wàn)用表低阻檔進(jìn)行復(fù)核，若

10、電阻在兒歐以下，可確定為對(duì)地短路。查出有接地 故障的相繞組后，還需進(jìn)一步確定繞組的接地點(diǎn)，方法是兆歐表，使指針保持在 “0”（或?qū)⑷f(wàn)用表“10kq ”檔接入被測(cè)繞組保持“0q”）,然后用楠木片、硬木 板片或紫銅板撬動(dòng)繞組端部或在繞組上墊著木板用榔頭輕輕敲擊，若到某一位 置，兆歐表（或萬(wàn)用表）指針向“8”方向擺動(dòng)，則短路點(diǎn)就在被撬動(dòng)或敲擊點(diǎn) 的附近。如呆繞組因浸絕緣漆后硬度太大，上述方法不能奏效，可采用分組淘汰 法，先拆開(kāi)三和繞組之間的連接片（點(diǎn)），用兆歐表或萬(wàn)用表找出接地點(diǎn)在哪一 相，再將該相中間過(guò)橋線拆開(kāi)，測(cè)量接地點(diǎn)在該相哪一半繞組中，查出后再把這 個(gè)半相繞組分成兒相繞組，直到某個(gè)線圈，最后

11、找到接地點(diǎn)。有的電動(dòng)機(jī)接地故 障嚴(yán)重，接地點(diǎn)有大電流燒過(guò)的痕跡，可用肉眼直接觀察到。2. 3. 3繞組接地故障的排除由于繞組接地故障的部位不同，排除方法也不同。若繞組絕緣老化變質(zhì)，必須重?fù)Q；若短路點(diǎn)在槽口附近，可將繞組加熱 軟化，用劃線板撬開(kāi)槽絕緣，插入人小及厚度適當(dāng)?shù)慕^緣材料；若兩根以上的 導(dǎo)線絕緣損壞，在處理好槽絕緣后可在導(dǎo)線間絕緣損壞部位插入黃蠟布隔離，最 后涂上絕緣漆，烘干后重新用兆歐表復(fù)測(cè)；若故障線圈較多的導(dǎo)線絕緣損壞， 只有更換新線圈；若繞組接地嚴(yán)重，必要時(shí)可拆換整個(gè)繞組。2. 4繞紐短路故障的判斷與排除2. 4. 1繞組短路故障產(chǎn)生的原因及表現(xiàn)繞組短路的原因通常是因電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大

12、、電源電圧偏高或波動(dòng)太大、機(jī)械 損傷、絕緣老化以及使用維修屮碰傷絕緣等所引起。繞組短路使各相繞組吊聯(lián)匝 數(shù)不等、各和磁場(chǎng)分布不均勻，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)加劇、噪聲加大、溫升偏高 甚至燒毀。繞組短路有以下三種情況：匝間短路（即同一個(gè)線圈內(nèi)匝與匝z間短 路）；極相組短路（即極相組引線間或相鄰線間短路；相間短路（即異相繞組間 短路）。2. 4. 2繞組短路故障的判斷2. 4. 2. 1外觀判斷法本法適用于短路較嚴(yán)重的情況。可以直觀地看到繞組上有高熱的痕跡，如絕 緣漆焦脆變色，甚至散發(fā)出焦糊味，嚴(yán)重情況下可以看到有煙氣。2. 4. 2. 2直流電阻法繞組內(nèi)部匝間短路可用萬(wàn)用表低阻檔或電橋檢查，將電動(dòng)機(jī)接

13、線盒中三相繞 組之間的連接片拆去，分別測(cè)量各相繞組的冷態(tài)直流屯阻，直流屯阻明顯偏小的 一相有短路故障存在。如耍具體找出哪個(gè)極相組或線圈有短路，可在萬(wàn)用表表筆 或電橋引線上連接尖針，先后分別刺進(jìn)極和組或線圈之間的過(guò)橋線進(jìn)行測(cè)量，凡 是電阻明顯偏小的極相組線或線圈都有短路故障存在。測(cè)量相繞組z間的短路，使用兆歐表較方便。檢測(cè)前仍先去掉接線盒屮相繞 組端頭之間的連接片，然后將兆歐表的l、e接線柱上的兩根輸出線分別接待測(cè) 兩相繞組的端頭，以120r/minr的轉(zhuǎn)速搖動(dòng)手柄，指針?lè)€(wěn)定位置即指示出兩相繞 組之間的絕緣電阻，若該電阻值明顯小于正常值或?yàn)榱?，則有相間絕緣不良或短 路故障存在。2. 4. 3繞組

14、短路故障的排除2. 4. 3. 1匝間短路發(fā)生匝間短路時(shí)，由于短路電流大，在短路部位的電磁線上，通常有發(fā)過(guò)高 熱的痕跡，如絕緣漆變色、燒焦乃至剝落。若絕緣層損壞不嚴(yán)重，可先對(duì)繞組加 熱，使絕緣物軟化，用劃線板撬起壞導(dǎo)線，塞入新的絕緣材料，并趁熱涂上絕緣 漆，烘干即可。如果有少數(shù)導(dǎo)線絕緣損壞嚴(yán)重，在加熱使絕緣物軟化后，剪斷壞 導(dǎo)線端部，將其抽出鐵芯槽，再用穿繞法換上同規(guī)格的新漆包線并處理好接頭。2. 4. 3. 2線圈z間短路線圈之間的短路多數(shù)是由于線圈之間的過(guò)橋線處理不當(dāng)或雙層疊繞組嵌線 粗糙、層間絕緣破損、端部整形時(shí)敲擊過(guò)克等造成。其短路點(diǎn)多在端部，可采用 在短路部位墊絕緣紙并涂絕緣漆予以修

15、復(fù)。2. 4. 3. 3極相組之間短路極相組z間發(fā)生短路原因是極相組z間連接線頭的絕緣套管過(guò)短、破損或被 接頭的毛刺刺穿等。這種故障在同心式繞組屮發(fā)生較多。修理時(shí)可先對(duì)繞組加熱, 軟化絕緣，重新拆換套管或在短路部位用絕緣織物包纏、扎牢，再涂絕緣漆。2. 4. 3. 4相間短路相繞紐之間的短路多由于各相繞組引出線套管處理不當(dāng)或繞組対個(gè)端部相 間絕緣紙破裂或未嵌到位造成。這種情況下只需處理好引線絕緣套管，或者在繞 組端部短路部位寒入完好的相間絕緣材料即可消除故障（在寒入相間絕緣前應(yīng)將 繞組加熱，軟化絕緣）。2. 5定子繞組接錯(cuò)后的檢查2. 5. 1繞組接錯(cuò)的故障現(xiàn)象及類(lèi)型2. 5. 1. 1定子繞組接錯(cuò)后，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)因難、轉(zhuǎn)速低、振動(dòng)大、 響聲大、三和電流嚴(yán)重不平衡，嚴(yán)重時(shí)將使繞組燒毀。2. 5.