電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡的原因及表現(xiàn)

1、電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡的原因及表現(xiàn)1三相電壓不平衡 如果三相電壓不平衡，電動(dòng)機(jī)內(nèi)就有逆序電流和逆序磁場(chǎng)存在，產(chǎn)生較大的逆序轉(zhuǎn)矩，造成電動(dòng)機(jī)三相電流分配不平衡，使某相繞組電流增大。當(dāng)三相電壓不平衡度達(dá)5時(shí)，可使電動(dòng)機(jī)相電流超過(guò)正常值的20以上。三相電壓不平衡主要表現(xiàn)在： (1）變壓器三相繞組中某相發(fā)生異常，輸送不對(duì)稱(chēng)電源電壓。 (2）輸電線(xiàn)路長(zhǎng)，導(dǎo)線(xiàn)截面大小不均，阻抗壓降不同，造成各相電壓不平衡。 （3）動(dòng)力、照明混合共用，其中單相負(fù)載多，如：家用電器、電爐、焊機(jī)等過(guò)于集中于某一相或某二相，造成各相用電負(fù)荷分布不均，使供電電壓、電流不平衡。2負(fù)載過(guò)重 電動(dòng)機(jī)處于過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)，尤其是起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)定

2、、轉(zhuǎn)子電流增大發(fā)熱。時(shí)間略長(zhǎng)，極易出現(xiàn)繞組電流不平衡現(xiàn)象。負(fù)載過(guò)重主要表現(xiàn)在： （1）皮帶、齒輪等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)過(guò)緊或過(guò)松。 （2）聯(lián)軸機(jī)件歪斜，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有異物卡住。 （3）潤(rùn)滑油干澀，軸承卡殼，機(jī)械銹死（其中包括電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械故障）。 （4）電壓過(guò)高或過(guò)低，使損耗增加。 （5）負(fù)載搭配不當(dāng)，電動(dòng)機(jī)額定功率小于實(shí)際負(fù)載。3定子、轉(zhuǎn)子經(jīng)組故障 定子繞組出現(xiàn)匝間短路、局部接地、斷路等，都會(huì)引起走子繞組中某一相或其二根電流過(guò)大，使三相電流嚴(yán)重不平衡。走子、轉(zhuǎn)子繞組故障表現(xiàn)在： （1）定于內(nèi)膛有灰塵、雜物、硬性創(chuàng)傷，造成匝間短路。（2）定子繞組某相斷路。（3）定子繞組受潮，有漏電流現(xiàn)象。 （4）軸承、轉(zhuǎn)子受

3、損變形，轉(zhuǎn)子與走子繞組相擦。 （5）鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組斷條焊裂，產(chǎn)生不穩(wěn)定電流。4操作、維護(hù)不當(dāng) 操作人員不能定期做好電氣設(shè)備的檢查保養(yǎng)工作，是人為造成電動(dòng)機(jī)漏電、缺相運(yùn)行，產(chǎn)生不平衡電流的主要因素。 操作維護(hù)不當(dāng)主要表現(xiàn)在： （1）操作安裝人員將相、零線(xiàn)接反。 （2）進(jìn)線(xiàn)與接線(xiàn)盒相碰，有漏電流。 （3）各連接開(kāi)關(guān)、觸點(diǎn)松脫、氧化等原因造成缺相現(xiàn)象。 （4）頻繁起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，造成熔絲斷相。（5）長(zhǎng)期使用，缺少保養(yǎng)，使電動(dòng)機(jī)衰老，局部絕緣退化。三相電機(jī)電流不平衡可能會(huì)發(fā)生電機(jī)的絕緣擊穿。是否擊穿看電機(jī)繞組中的電流大小，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)候啟動(dòng)沖擊電流很大，此時(shí)發(fā)生擊穿的可能性較大，但是不絕對(duì)，這

4、跟電流的大小、絕緣等級(jí)等有關(guān)。三相電流不平衡肯定會(huì)產(chǎn)生電機(jī)轉(zhuǎn)矩的不穩(wěn)定。 產(chǎn)生電機(jī)三相電流不平衡的原因，個(gè)人認(rèn)為主要是由于電機(jī)三相繞組不平衡造成，這當(dāng)中跟電機(jī)的制造工藝有直接的關(guān)系。其中三相電流不平衡(極端情況是電機(jī)缺相)是主要故障之一。三相電流不平衡可能造成起動(dòng)困難 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出噪音，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)和吼叫電流增大， 如果不及時(shí)停機(jī)，還可能引起電機(jī)繞組燒毀。1 實(shí)例分析一臺(tái)型號(hào)為JR1158額定功率為60 kW的三相異步電動(dòng)機(jī)， 空載試驗(yàn)電壓剛升到以幾十伏時(shí)三相電流即不平衡其中有一相電流小一半左右， 同時(shí)電機(jī)發(fā)出嗡嗡聲。此電機(jī)為Y接從理論分析， 三相所加電壓相同，如果電流小一半左右

5、那么阻抗大一倍左右，由此分析，此臺(tái)電機(jī)有可能是支路斷線(xiàn)。為進(jìn)一一步確定故障原因，將電機(jī)定轉(zhuǎn)子分離， 分別測(cè)試。定子電壓給到70 V時(shí)，觀察定子三相電流不平衡，用手觸摸繞組端部，發(fā)現(xiàn)有繞組異常涼，后經(jīng)檢查證實(shí)確有支路斷線(xiàn)。為了通過(guò)現(xiàn)象，迅速判斷故障原因，決定對(duì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡的各種原因進(jìn)行總結(jié)分析。如何利用現(xiàn)有設(shè)備盡快查出故障原因，提高檢修速度并保證檢修質(zhì)量成了亟待解決的問(wèn)題。2 造成故障的原因造成三相異步電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡原因有以下兩方面。11 線(xiàn)路原因(1)試驗(yàn)線(xiàn)路熔斷絲接觸不良或熔斷；(2)電源電壓三相不平衡；(3)三根試驗(yàn)用線(xiàn)與電機(jī)接線(xiàn)端子沒(méi)有連接好。12 電機(jī)自身原因

6、(1)內(nèi)部接線(xiàn)錯(cuò)誤，包括某極相組中一只或幾只線(xiàn)圈嵌反或頭尾接錯(cuò)、極相組接反、多路并聯(lián)繞組支路接錯(cuò)等；(2)繞組出現(xiàn)短路或斷路故障；(3)電源線(xiàn)極性(起端和終端)標(biāo)錯(cuò)；(4)焊接不良；(5)繞組重繞后三相繞組匝數(shù)不相等。2 三相電流不平衡故障原因查找由于線(xiàn)路方面的原因和電機(jī)自身原因均可造成電機(jī)三相電流不平衡 本文只詳細(xì)討論由電機(jī)自身原因造成的三相電流不平衡故障查找。(1)三相繞組通人三相交流電，將試驗(yàn)用小轉(zhuǎn)子沿著繞組表面移動(dòng)，觀察小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)情況。接線(xiàn)正確時(shí)小轉(zhuǎn)子將均勻同方向旋轉(zhuǎn)。如果小轉(zhuǎn)子出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，說(shuō)明繞組內(nèi)部接線(xiàn)可能出現(xiàn)故障 再觀察小轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)處是否有接線(xiàn)錯(cuò)誤。這是根據(jù)當(dāng)三相對(duì)

7、稱(chēng)繞組通人三相對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，會(huì)產(chǎn)生幅值和轉(zhuǎn)速都恒定的圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部接線(xiàn)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)畸變或不能形成完整的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。(2)三相電流不平衡，不平衡度超過(guò)20時(shí) 電流大的一相有可能存在短路故障?？蓪⒗@組通電一段時(shí)問(wèn)后，觸摸繞組端部有無(wú)局部過(guò)熱。如果繞組局部過(guò)熱，則此處可能有短路點(diǎn)； 并觀察端部絕緣有無(wú)焦脆變色現(xiàn)象，若有說(shuō)明可能有短路故障 值得一提的是轉(zhuǎn)子繞組如使用帶有并頭套的扁銅線(xiàn)， 出現(xiàn)三相電流不平衡現(xiàn)象，可檢查并頭套間是否有焊錫等物使兩個(gè)或幾個(gè)并頭套短接。繞組通電一段時(shí)間后，觸摸繞組端部如有局部過(guò)涼說(shuō)明此局部過(guò)涼處處于斷路狀態(tài)?？捎萌f(wàn)用表作進(jìn)一步測(cè)斌 將三相繞組接成

8、Y接，測(cè)試各相電阻，當(dāng)電阻無(wú)窮大或較大時(shí)，說(shuō)明此相繞組有斷路故障點(diǎn)。另外當(dāng)三相電流不平衡相差較大時(shí)電流小的那一相可能有支路斷路(3)一般電動(dòng)機(jī)繞組有六個(gè)引出線(xiàn)， 每個(gè)引出線(xiàn)都有特定標(biāo)記符號(hào) 可用萬(wàn)用表檢測(cè)其極性標(biāo)記正確與否。圖1如圖l所示，將其中任意一相兩端與萬(wàn)用表相接，另兩相一端如圖相接，另一端與干電池點(diǎn)接觸。接觸瞬間記下萬(wàn)用表指針有無(wú)擺動(dòng)。此時(shí)萬(wàn)用表使用電流檔分別按圖18和b各作一次測(cè)試。如果兩次指針都沒(méi)有擺動(dòng)，說(shuō)明接線(xiàn)極性正確；若兩次指針都有擺動(dòng)，說(shuō)明兩次都沒(méi)接萬(wàn)用表的那一相首尾顛倒，即極性標(biāo)記錯(cuò)誤； 如果有一次指針無(wú)擺動(dòng)，有一次指針有擺動(dòng)，說(shuō)明無(wú)擺動(dòng)那一次接萬(wàn)用表那一相首尾顛倒了。 (

9、4)再次仔細(xì)觀察焊接點(diǎn)：焊接處銅線(xiàn)是否清理干凈、有無(wú)漆皮，焊錫是否浸透到焊接處，并用手活動(dòng)焊接的繞組接線(xiàn)，觀察是否有松動(dòng)。焊接處有漆皮、虛焊均可導(dǎo)致三相電流不平衡，可通過(guò)測(cè)試?yán)@組直流電阻來(lái)進(jìn)一步確定故障點(diǎn)。如果測(cè)試結(jié)果為某一相繞組直流電阻比其他兩相大，須進(jìn)一步測(cè)定此相繞組直流電阻，采用分段檢查法。如圖2所示，此為一相繞組示意圖。如測(cè)得Rc比正常值大，將繞組中間段焊點(diǎn)B處清理干凈焊好。再測(cè)試RAB、R=，如果RBR ，說(shuō)明焊接不良處在AB段， 再如上步驟分段測(cè)AB段繞組直流電阻，直至找到故障點(diǎn)。 (5)測(cè)試?yán)@組直流電阻時(shí)，在排除焊接不良所致原因后， 如測(cè)得某相繞組直流電阻大，則此相繞組極相組中線(xiàn)圈可能有匝數(shù)多的。如某相繞組直流電阻小，則此相繞組極相組可能有匝數(shù)少的，采用分段檢測(cè)法查出具體繞組。3 結(jié) 語(yǔ)引起三相異步電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡原因有線(xiàn)路和電機(jī)自身兩方面。試驗(yàn)電機(jī)前首先檢查試驗(yàn)線(xiàn)路熔斷絲狀態(tài)。試驗(yàn)時(shí)如果出現(xiàn)三相電流不平衡故障，首先檢查線(xiàn)路， 然后檢查電機(jī)自身。結(jié)合各種現(xiàn)象作出具體故障原因判斷。在實(shí)際工作中利用上文所論述的查找故障原因的方法對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的三相電流不平衡進(jìn)行分析，取得了預(yù)期效果，節(jié)約了大量查找時(shí)間，提高了工作效率。把復(fù)雜的事情變簡(jiǎn)單點(diǎn)：先檢查是否是因?yàn)殡娫措妷翰黄胶庖鸬??？筛淖冸?/p>