三相交流電動機缺相運行產生的原因及保護.doc

淺談三相交流電動機常見運行故障產生的原因及解決方法 姓名：張建設 時間: 2013年5月摘要：針對三相異步電動機在工作中發(fā)生的故障，分析產生的原因，提出解決辦法，并在實際應用中驗證，取得了很好的效果，總結成本次的論文。關鍵詞：電機 缺相 原因 保護一、前言參加工作以來，一直從事電氣設備安裝、調試及現(xiàn)場設備的維修，在工作過程中，我常接觸的機電設備就是三相異步電動機，它是設備運行的原動力，異步電動機能否正常運行，與我們的工程質量息息相關，在此，就針對異步電動機常出現(xiàn)的問題進行分析，以便在以后工作中能及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，進而提高我們的工作質量，同時也提高自己的工作技能。二、電動機運行故障產生的原因及解決方法異步電動機主要由兩大部分組成，一是靜止部分，叫定子。另一是旋轉部分稱為轉子。定子部分由機座，定子鐵芯和定子繞組組成。轉子部分的轉子是電動機的轉動部分，它在定子繞組旋轉磁場的作用下獲得一定的轉矩而旋轉，從而帶動機械負載工作，它由轉子鐵心轉子繞組和轉子軸組成。按轉子結構的不同分為鼠籠式轉子繞組和繞線式轉子繞組兩種。鼠籠式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠、重量輕、價格便宜，得到了廣泛的應用，其主要缺點是調速困難。繞線式三相異步電動機的轉子和定子一樣也設置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調節(jié)變阻器電阻可以改善電動機的起動性能和調節(jié)電動機的轉速。電動機工作原理為：當電動機的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產生一個旋轉磁場，該旋轉磁場切割轉子繞組，從而在轉子繞組中產生感應電流（轉子繞組是閉合通路），載流的轉子導體在定子旋轉磁場作用下將產生電磁力，從而在電機轉軸上形成電磁轉矩，驅動電動機旋轉，并且電機旋轉方向與旋轉磁場方向相同。新安裝的或停用三個月以上的電機，啟動前應做以下檢查：1.檢查電動機和啟動設備的絕緣電阻。用500伏兆歐表（搖表）測定，其絕緣電 阻不得小于0.5兆歐，若小于此值，應進行烘干處理。 2.根據電動機銘牌上的電壓，檢查電源電壓是否相符。3.根據電動機銘牌上的接法（星形或三角形），檢查接線是否正確。4.檢查電動機外殼的接地或接零保護是否可靠和符合要求。5.檢查電動機各螺絲是否擰緊，軸承是否缺油（長期不用的電機），轉軸是否靈活。6檢查傳動裝置是否符合要求。皮帶松緊是否適度，連接是否緊固。聯(lián)軸器的螺絲和銷子是否緊固。7.檢查起動設備是否完好，接線是否正確，規(guī)格是否符合電動機的要求。8.檢查熔絲是否完好，規(guī)格是否符合要求。9.如果是繞線式電機，應檢查電刷是否還能使用，與滑環(huán)接觸是否良好。10.第一次起動應不帶負載空轉試運行，待無問題后，再帶上負載試起動，試運行。若試運轉中發(fā)現(xiàn)有異常聲音或不轉，應立即停機檢查。若空載試起動反轉，應將電源線的任意兩相或電動機出線的任意兩根對調接入再試運轉。電動機過負荷，會使電動機啟動困難達不到額定轉速，同時電動機電流增大，當超過電動機允許額定電流時，會超過允許溫升損壞電動機的絕緣，嚴重時燒壞電動機，所以不允許電機長時間過負荷。對于40千瓦以上的電動機應在操作地點裝設電流表，電壓表，可以監(jiān)視電動機的正常運行以防止故障時燒毀電機。 三相異步電動機電源斷一相時，電動機將無法啟動。轉子左右轉動，有強烈的嗡嗡聲。若電動機在運行中電源缺一相時，雖然電動機仍能繼續(xù)轉動，但出力將大大降低。在運行中電源缺相，電源由三相變成了單相，定子磁場由三相旋轉磁場變成了單相脈動磁場，這一單相脈動磁場可分為兩個互為反向的旋轉磁場。其中正向旋轉磁場將產生一個正向轉矩使電動機轉子繼續(xù)旋轉，但這一轉矩比原來的電磁轉矩降低了很多，反向旋轉磁場產生了反向制動轉矩，它抵消了一部分正向轉矩，使本來就降低了的電磁轉矩又降低了許多。故使電動機的出力大為降低，如果負載不降低，電動機的定子電流勢必增加，引起過熱，所以必須停止運行。否則，可能燒毀電動機。另外，反向旋轉磁場還會產生附加損耗而使電機發(fā)熱，所以電動機不允許長時間缺相運行，當電動機在運行中發(fā)生電源斷相時，應由保護裝置使電動機退出運行。 繞組是電動機的組成部分,老化,受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害,電機過載、欠電壓、過電壓,缺相運行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤。（一）、繞組接地 當繞組接地時，機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱,致使電動機無法正常運行。 引起繞組接地的原因有：繞組受潮后絕緣電阻下降；電動機長期過載運行；金屬異物侵入繞組內部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機座；定、轉子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰等。如果繞組受潮引起接地的應先進行烘干,一般使用燈泡烘干法，把電機的轉子拆除，將定子垂直放置，把100瓦以上的燈泡懸吊在定子鐵芯膛內，燈泡不能過分靠近繞組，以免烤壞線圈絕緣，在電機上面蓋上耐熱物保溫，烘干溫度保持在100度左右，烘干24小時左右測量絕緣電阻，當連續(xù)6小時能保持合格的阻值時烘干便可以結束。烘干電動機時要注意以下幾點：（1）干燥前應清掃干凈，特別是定子腔內。（2）隨時調節(jié)控制溫度，溫度不允許超過繞組絕緣等級所允許的最高耐熱溫度。（3）在加熱過程中，為了避免繞組絕緣脹裂，加熱溫度應逐漸升高，溫升速度一般不應超過每小時30攝氏度。(4）非常潮濕或者被水浸濕的電動機，不能用電流加熱干燥法。因為溫度迅速上升時會使絕緣脹裂，應用外部加熱法加熱到50至60度時，保持34小時，待大部分潮氣排除后再加熱。若是繞組端部絕緣損壞時,在接地處重新進行絕緣處理,涂漆,再烘干。 當繞組接地點在槽內時,應重繞繞組或更換部分繞組元件。最后應用不同的兆歐表進行測量,滿足技術要求即可。（二）、繞組短路如果電動機長期過載,會使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機內部和油污過多等都會導致繞組短路。繞組短路會使定子的磁場分布不均,三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇,嚴重時電動機不能啟動,而在短路線圈中產生很大的短路電流,導致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。短路點在端部的情況，可用絕緣材料將短路點隔開,也可重包絕緣線,再上漆重烘干。短路點如果在線槽內。將其軟化后,找出短路點修復,重新放入線槽后,再上漆烘干。 對短路線匝少于1/12的每相繞組,串聯(lián)匝數(shù)時切斷全部短路線,將導通部分連接,形成閉合回路,供應急使用。 繞組短路點匝數(shù)超過1/12時,要全部拆除重繞。（三）、繞組斷路繞組斷路時電動機不能啟動,三相電流不平衡,有異常噪聲或振動大,溫升超過允許值或冒煙。大多是在檢修和維護保養(yǎng)時碰斷或制造質量問題。另外繞組各元件、極(相)組和繞組與引接線等接線頭焊接不良,長期運行過熱脫焊；受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷；匝間或相間短路及接地造成繞組嚴重燒焦或熔斷等。如果斷路在端部時,連接好后焊牢,包上絕緣材料,套上絕緣管,綁扎好,再烘干。如果繞組是由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換新繞組。對于斷路點在槽內的,屬少量斷點的做應急處理,采用分組淘汰法找出斷點,并在繞組斷處將其連接好并且絕緣合格后使用。對于籠形轉子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復。（四）、繞組接錯如果繞組接錯會造成不完整的旋轉磁場,致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀,嚴重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況:某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯；極(相)組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯；“”、“Y”接法錯誤。出現(xiàn)的故障現(xiàn)象是電動機不能啟動、空載電流過大或不平衡過大,溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲、燒斷保險絲等現(xiàn)象。當一個線圈或線圈組接反,則空載電流有較大的不平衡,應進廠返修，引出線錯誤的應正確判斷首尾后重新連接；降壓啟動接錯的應對照接線圖或原理圖,認真校對重新接線；新電機下線或重接新繞組后接線錯誤的,應送廠返修；定子繞組一相接反時,接反的一相電流特別大,可根據這個特點查找故障并進行維修；把“Y”型接成“”型或匝數(shù)不夠,則空載電流大,應改正。根據電動機接線方式的不同，在不同負載下發(fā)生缺相運行的電流也不同，因此，采取的保護方式也不同。三、總結 只要我們在施工時認真安裝，在正常運行及維護檢修過程中，嚴格按標準執(zhí)行，一定可以避免由于電動機故障運行所造成的不必要的經濟損失。