電動(dòng)機(jī)電氣故障及檢修

1、異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)電氣故障檢修電氣故障檢修三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組是產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的部分。受到腐蝕性氣體的侵人，機(jī)械力和電磁力的沖擊，以及絕緣的老化、磨損、過熱、受潮等原因，都會(huì)影響異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。另外，異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中長(zhǎng)期過載、過壓、欠壓、斷相等，也會(huì)引起定子繞組故障。定子繞組的故障是多種多樣的，其產(chǎn)生的原因也各不相同。常見的故障有以下幾種，應(yīng)針對(duì)不同故障采取不同的檢修方法。 常見電氣故障：常見電氣故障：短路故障 1.相間短路 2.匝間短路 3.對(duì)地短路（接地）斷路故障 1.繞組斷路 2.電源斷路（跑單相運(yùn)行 ）過載 （一）定子繞組接地故障的檢修（一）定子繞組接地故障的檢修 三相異步電

2、動(dòng)機(jī)的絕緣電阻較低，雖經(jīng)加熱烘干處理，絕緣電阻仍很低，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)定子繞組已與定子鐵心短接，即繞組接地，繞組接地后會(huì)使電動(dòng)機(jī)的機(jī)殼帶電，繞組過熱，從而導(dǎo)致短路，造成電動(dòng)機(jī)不能正常工作。1 1定子繞組接地的原因定子繞組接地的原因v(1) 繞組受潮。長(zhǎng)期備用的電動(dòng)機(jī)，經(jīng)常由于受潮而使絕緣電阻值降低，甚至失去絕緣作用。v(2) 絕緣老化。電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載運(yùn)行，導(dǎo)致繞組及引線的絕緣熱老化，降低或喪失絕緣強(qiáng)度而引起電擊穿，導(dǎo)致繞組接地。絕緣老化現(xiàn)象為絕緣發(fā)黑、枯焦、酥脆、皸裂、剝落。 v(3) 繞組制造工藝不良，以致繞組絕緣性能下降。 v(4) 繞組線圈重繞后，在嵌放繞組時(shí)操作不當(dāng)而損傷絕緣，線圈在槽內(nèi)松動(dòng)

3、，端部綁扎不牢，冷卻介質(zhì)中塵粒過多，使電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中線圈發(fā)生振動(dòng)、摩擦及局部位移而損壞主絕緣，或槽絕緣移位，造成導(dǎo)線與鐵心相碰。 v(5) 鐵心硅鋼片凸出，或有尖刺等損壞了繞組絕緣。或定子鐵心與轉(zhuǎn)子相擦，使鐵心過熱，燒毀槽楔或槽絕緣。v(6) 繞組端部過長(zhǎng)，與端蓋相碰。v(7) 引線絕緣損壞，與機(jī)殼相碰。v(8) 電動(dòng)機(jī)受雷擊或電力系統(tǒng)過電壓而使繞組絕緣擊穿損壞等。v(9) 槽內(nèi)或線圈上附有鐵磁物質(zhì)，在交變磁通作用下產(chǎn)生振動(dòng)，將絕緣磨穿。若鐵磁物質(zhì)較大，則易產(chǎn)生渦流，引起絕緣的局部熱損壞。 2 2定子繞組接地故障的檢查方法定子繞組接地故障的檢查方法v(1) 觀察法 繞組接地故障經(jīng)常發(fā)生在繞組端

4、部或鐵心槽口部分，而且絕緣常有破裂和燒焦發(fā)黑的痕跡。因而當(dāng)電動(dòng)機(jī)拆開后，可先在這些地方尋找接地處。如果引出線和這些地方?jīng)]有接地的跡象，則接地點(diǎn)可能在槽里。 v(2) 兆歐表檢查法 用兆歐表檢查時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電動(dòng)機(jī)的額定電壓來選擇兆歐表的等級(jí)。 500V 以下的低壓電動(dòng)機(jī)，選用 500V 的兆歐表； 3kV 的電動(dòng)機(jī)采用1000V 的兆歐表； 6kV 以上的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用 2500V 的兆歐表。測(cè)量時(shí)，兆歐表的一端接電動(dòng)機(jī)繞組，另一端接電動(dòng)機(jī)機(jī)殼。按 120r / min 的速度搖動(dòng)搖柄，若指針指向零，表示繞組接地；若指針搖擺不定，說明絕緣已被擊穿；如果絕緣電阻在 0.5M 以上，則說明電動(dòng)機(jī)絕緣

5、正常。v(3) 萬用表檢查法 檢測(cè)時(shí)，先將三相繞組之間的連接線拆開，使各相繞組互不接通。然后將萬用表的量程旋到 R10k 擋位上，將一只表筆碰觸在機(jī)殼上，另一只表筆分別碰觸三相繞組的接線端。若測(cè)得的電阻較大，則表明沒有接地故障；若測(cè)得的電阻很小或?yàn)榱?，則表明該相繞組有接地故障。v(4) 校驗(yàn)燈檢查法 將繞組的各相接頭拆開，用一只 40-100w 的燈泡串接于 220V 相線與繞組之間，如圖 3 - 39所示。一端接機(jī)殼，另一端依次接三相繞組的接頭。若校驗(yàn)燈亮，表示繞組接地；若校驗(yàn)燈微亮，說明繞組絕緣性能變差或漏電。v(5) 冒煙法 在電動(dòng)機(jī)的定子鐵心與線圈之間加一低電壓，并用調(diào)壓器來調(diào)節(jié)電壓，

6、逐漸升高電壓后接地點(diǎn)會(huì)很快發(fā)熱，使絕緣燒焦并冒煙，此時(shí)應(yīng)立即切斷電源，在接地處做好標(biāo)記。采用此法時(shí)應(yīng)掌握通人電流的大小。一般小型電動(dòng)機(jī)不超過額定電流的 2 倍，時(shí)間不超過 0.5min ；對(duì)于容量較大的電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)通入額定電流的 20 - 50 % ，或者逐漸增大電流至接地處冒煙為止。 v(6) 電流定向法 將有故障一相繞組的兩個(gè)頭接起來，例如將 U 相首末端并聯(lián)加直流電壓。電源可用 6-12V 蓄電池，串聯(lián)電流表和可調(diào)電阻，如圖所示。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使電路中電流為 0 . 2-0 . 4 倍額定電流，線圈內(nèi)的電流方向如圖中所示。則故障槽內(nèi)的電流流向接地點(diǎn)。此時(shí)若用小磁針在被測(cè)繞組的槽口移動(dòng)，觀

7、察小磁針的方向變化，可確定故障的槽號(hào)，再?gòu)恼业降牟厶?hào)上、下移動(dòng)小磁針，觀察磁針的變化，則可找到故障的位置。v(7) 分段淘汰法 如果接地點(diǎn)位置不易發(fā)現(xiàn)時(shí)，可采用此法進(jìn)行檢查。首先應(yīng)確定有接地故障的相繞組，然后在極相組的連接線中間位置剪斷或拆開，使該相繞組分成兩半，然后用萬用表、兆歐表或效驗(yàn)燈等進(jìn)行檢查。電阻為零或校驗(yàn)燈亮的一半有接地故障存在。接著再把接地故障這部分的繞組分成兩部分，以此類推分段淘汰，逐步縮小檢查范圍，最后就可找到接地的線圈。3 3定子繞組接地故障的檢修定子繞組接地故障的檢修v(1) 接地點(diǎn)在槽口當(dāng)接地點(diǎn)在端部槽口附近且又沒有嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，則可按下述步驟進(jìn)行修理。va 在接地的繞組

8、中，通人低壓電流加熱，在絕緣軟化后打出槽楔。vb 用劃線板把槽口的接地點(diǎn)撬開，使導(dǎo)線與鐵心之間產(chǎn)生間隙，再將與電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)相同的絕緣材料剪成適當(dāng)?shù)某叽?，插人接地點(diǎn)的導(dǎo)線與鐵心之間，再用小木錘將其輕輕打人。 vc 在接地位置墊放絕緣以后，再將絕緣紙對(duì)折起來，最后打人槽楔。 v(2) 槽內(nèi)線圈上層邊接地可按下述步驟檢修。 va 在接地的線圈中通人低壓電流加熱，待絕緣軟化后，再打出槽楔。vb 用劃線板將槽機(jī)絕緣分開，在接地的一側(cè)，按線圈排列的順序，從槽內(nèi)翻出一半線圈。vc 使用與電動(dòng)機(jī)絕緣等級(jí)相同的絕緣材料，墊放在槽內(nèi)接地的位置。vd 按線圈排列順序，把翻出槽外的線圈再嵌人槽內(nèi)。ve 滴人絕緣漆，

9、并通人低壓電流加熱、烘干。 vf 將槽絕緣對(duì)折起來，放上對(duì)折的絕緣紙，再打人槽楔。 v(3) 槽內(nèi)線圈下層邊接地可按下述步驟檢修。va 在線圈內(nèi)通人低壓電流加熱。待絕緣軟化后，即撬動(dòng)接地點(diǎn)，使導(dǎo)線與鐵心之間產(chǎn)生間隙，然后清理接地點(diǎn)，并墊進(jìn)絕緣。vb 用校驗(yàn)燈或兆歐表等檢查故障是否消除。如果接地故障已消除，則按線圈排列順序?qū)⑾聦舆叺木€圈整理好，再墊放層間絕緣，然后嵌進(jìn)上層線圈。vc 滴人絕緣漆，并通人低壓電流加熱、烘干。vd 將槽絕緣對(duì)折起來，放上對(duì)折的絕緣紙，再打人槽楔v(4) 繞組端部接地可按下述步驟檢修。va 先把損壞的絕緣刮掉并清理干凈。vb 將電動(dòng)機(jī)定子放人烘房進(jìn)行加熱，使其絕緣軟化。

10、vc 用硬木做成的打板對(duì)繞組端部進(jìn)行整形處理。整形時(shí)，用力要適當(dāng)，以免損壞繞組的絕緣。vd 對(duì)于損壞的繞組絕緣，應(yīng)重新包扎同等級(jí)的絕緣材料，并涂刷絕緣漆，然后進(jìn)行烘干處理。 （二）定子繞組短路故障的檢修（二）定子繞組短路故障的檢修 v定子繞組短路是異步電動(dòng)機(jī)中經(jīng)常發(fā)生的故障。繞組短路可分為匝間短路和相間短路，其中相間短路包括相鄰線圈短路、極相組之間短路和兩相繞組之間的短路。匝間短路是指線圈中串聯(lián)的兩個(gè)線匝因絕緣層破裂而短路。相間短路是由于相鄰線圈之間絕緣層損壞而短路，一個(gè)極相組的兩根引線被短接，以及三相繞組的兩相之間因絕緣損壞而造成的短路。v繞組短路嚴(yán)重時(shí)，負(fù)載情況下電動(dòng)機(jī)根本不能啟動(dòng)。短路匝

11、數(shù)少，電動(dòng)機(jī)雖能啟動(dòng)，但電流較大且三相不平衡，導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩不平衡，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)，發(fā)出“嗡嗡”響聲，短路匝中流過很大電流，使繞組迅速發(fā)熱、冒煙并發(fā)出焦臭味甚至燒壞。 1 1定子繞組短路的原因定子繞組短路的原因 v(1) 修理時(shí)嵌線操作不熟練，造成絕緣損傷，或在焊接引線時(shí)烙鐵溫度過高、焊接時(shí)間過長(zhǎng)而燙壞線圈的絕緣。v(2) 繞組因年久失修而使絕緣老化，或繞組受潮，未經(jīng)烘干便直接運(yùn)行，導(dǎo)致絕緣擊穿。 v(3) 電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載，繞組中電流過大，使絕緣老化變脆，絕緣性能降低而失去絕緣作用。 v(4) 定子繞組線圈之間的連接線或引線絕緣不良。v(5) 繞組重繞時(shí)，繞組端部或雙層繞組槽內(nèi)的相間絕緣沒有墊

12、好或擊穿損壞。v(6) 由于軸承磨損嚴(yán)重，使定子和轉(zhuǎn)子鐵心相擦產(chǎn)生高熱，而使定子繞組絕緣燒壞。 v(7) 雷擊、連續(xù)啟動(dòng)次數(shù)過多或過電壓擊穿絕緣。 2 2定子繞組短路故障的檢查定子繞組短路故障的檢查 v(1) 觀察法 觀察定子繞組有無燒焦絕緣或有無濃厚的焦味，可判斷繞組有無短路故障。也可讓電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘后，切斷電源停車之后，立即將電動(dòng)機(jī)端蓋打開，取出轉(zhuǎn)子，用手觸摸繞組的端部，感覺溫度較高的部位即是短路線匝的位置。 v(2) 萬用表（兆歐表）法 將三相繞組的頭尾全部拆開，用用萬表或兆歐表測(cè)量?jī)上嗬@組間的絕緣電阻，其阻值為零或很低，即表明兩相繞組有短路。 v(3) 直流電阻法 當(dāng)繞組短路情況比較

13、嚴(yán)重時(shí)，可用電橋測(cè)量各相繞組的直流電阻，電阻較小的繞組即為短路繞組（一般阻值偏差不超過 5 可視為正常）。 v若電動(dòng)機(jī)繞組為三角形接法，應(yīng)拆開一個(gè)連接點(diǎn)再進(jìn)行測(cè)量 v(4) 電壓法 將一相繞組的各極相組連接線的絕緣套管剝開，在該相繞組的出線端通入 50 100V 低壓交流電或 1236V 直流電，然后測(cè)量各極相組的電壓降，讀數(shù)較小的即為短路繞組，如圖所示。為進(jìn)一步確定是哪一只線圈短路，可將低壓電源改接在極相組的兩端，再在電壓表上連接兩根套有絕緣的插針，分別刺人每只線圈的兩端，其中測(cè)得的電壓最低的線圈就是短路線圈。v(5) 電流平衡法 測(cè)量電路如圖所示，電源變壓器可用 36V 變壓器或交流電焊機(jī)

14、。每相繞組串接一只電流表，通電后記下電流表的讀數(shù)，電流過大的一相即存在短路。v(6) 短路偵察器法 短路偵察器是一個(gè)開口變壓器，它與定子鐵心接觸的部分做成與定子鐵心相同的弧形，寬度也做成與定子齒距相同，如圖所示。其檢查方法如下。 v取出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，將短路偵察器的開口部分放在定子鐵心中所要檢查的線圈邊的槽口上，給短路偵查器通入交流電，這時(shí)短路偵查器的鐵心與被測(cè)定子鐵心構(gòu)成磁回路，而組成一個(gè)變壓器，短路偵察器的線圈相當(dāng)于變壓器的一次線圈，定子鐵心槽內(nèi)的線圈相當(dāng)于變壓器的二次線圈。如果短路偵察器是處在短路繞組，則形成類似一個(gè)短路的變壓器，這時(shí)串接在短路偵察器線圈中的電流表將顯示出較大的電流值。用這

15、種方法沿著被測(cè)電動(dòng)機(jī)的定子鐵心內(nèi)圓逐槽檢查，找出電流最大的那個(gè)線圈就是短路的線圈。v如果沒有電流表，也可用約 0 . 6mm 厚的鋼鋸條片放在被測(cè)線圈的另一個(gè)槽口，若有短路，則這片鋼鋸條就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，說明這個(gè)線圈就是故障線圈。對(duì)于多路并聯(lián)的繞組，必須將各個(gè)并聯(lián)支路打開，才能采用短路偵察器進(jìn)行測(cè)量。 3 3定子繞組短路故障的檢修定子繞組短路故障的檢修v(1) 端部修理法端部修理法 如果短路點(diǎn)在線圈端部，是因接線錯(cuò)誤而導(dǎo)致的短路，可拆開接頭，重新連接。當(dāng)連接線絕緣管破裂時(shí)，可將繞組適當(dāng)加熱，撬開引線處，重新套好絕緣套管或用絕緣材料墊好。當(dāng)端部短路時(shí)，可在兩繞組端部交疊處插人絕緣物，將絕緣損壞的導(dǎo)線

16、包上絕緣布。 v(2) 拆修重嵌法拆修重嵌法 在故障線圈所在槽的槽楔上，刷涂適當(dāng)溶劑（丙酮 40 % ，甲苯 35 % ，酒精 25 % ) ，約半小時(shí)后，抽出槽楔并逐匝取出導(dǎo)線，用聚氯膠帶將絕緣損壞處包扎好，重新嵌回槽中。如果故障在底層導(dǎo)線中，則必須將妨礙修理操作的鄰近上層線圈邊的導(dǎo)線取出槽外，待有故障的線匝修理完畢后，再依次嵌回槽中。v(3) 局部調(diào)換線圈法局部調(diào)換線圈法 如果同心繞組的上層線圈損壞，可將繞組適當(dāng)加熱軟化，完整地取出損壞的線圈，仿制相同規(guī)格的新線圈，嵌到原來的線槽中。對(duì)于同心式繞組的底層線圈和雙層疊繞組線圈短路故障，可采用“穿繞法”修理。穿繞法較為省工省料，還可以避免損壞其

17、他好線圈。 v(4) 截除故障點(diǎn)法 對(duì)于匝間短路的一些線圈，在繞組適當(dāng)加熱后，取下短路線圈的槽楔，并截?cái)喽搪肪€圈的兩邊端部，小心地將導(dǎo)線抽出槽外，接好余下線圈的斷頭，而后再進(jìn)行絕緣處理。 v(5) 去除線圈法或跳接法 在急需電動(dòng)機(jī)使用，而一時(shí)又來不及修復(fù)時(shí)，可進(jìn)行跳接處理，即把短路的線圈廢棄，跳過不用，用絕緣材料將斷頭包好。但這種方法會(huì)造成電動(dòng)機(jī)三相電磁不平衡，惡化了電動(dòng)機(jī)性能，應(yīng)慎用，事后應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)救。 （三）定子繞組斷路故障的檢修（三）定子繞組斷路故障的檢修v當(dāng)電動(dòng)機(jī)定子繞組中有一相發(fā)生斷路，電動(dòng)機(jī)星形接法時(shí)，通電后發(fā)出較強(qiáng)的“嗡嗡”聲，啟動(dòng)困難，甚至不能啟動(dòng)，斷路相電流為零。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶一定

18、負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若突然發(fā)生一相斷路，電動(dòng)機(jī)可能還會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，但其他兩相電流將增大許多，并發(fā)出較強(qiáng)的“嗡嗡”聲。對(duì)三角形接法的電動(dòng)機(jī)，雖能自行啟動(dòng)，但三相電流極不平衡，其中一相電流比另外兩相約大 70 % ，且轉(zhuǎn)速低于額定值。采用多根并繞或多支路并聯(lián)繞組的電動(dòng)機(jī)，其中一根導(dǎo)線斷線或一條支路斷路并不造成一相斷路，這時(shí)用電橋可測(cè)得斷股或斷支路相的電阻值比另外兩相大。 1 1定子繞組斷路的原因定子繞組斷路的原因 v(1) 繞組端部伸在鐵心外面，導(dǎo)線易被碰斷，或由于接線頭焊接不良，長(zhǎng)期運(yùn)行后脫焊，以致造成繞組斷路。v(2) 導(dǎo)線質(zhì)量低劣，導(dǎo)線截面有局部縮小處，原設(shè)計(jì)或修理時(shí)導(dǎo)線截面積選擇偏小，以及嵌線時(shí)刮削

19、或彎折致傷導(dǎo)線，運(yùn)行中通過電流時(shí)局部發(fā)熱產(chǎn)生高溫而燒斷。v(3) 接頭脫焊或虛焊，多根并繞或多支路并聯(lián)繞組斷股未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行后發(fā)展為一相斷路，或受機(jī)械力影響斷裂及機(jī)械碰撞使線圈斷路。v(4) 繞組內(nèi)部短路或接地故障，沒有發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期過熱而燒斷導(dǎo)線。 2.2.定子繞組斷路故障的檢查方法定子繞組斷路故障的檢查方法 v(1) 觀察法 仔細(xì)觀察繞組端部是否有碰斷現(xiàn)象，找出碰斷處。v由于跑單相運(yùn)行而燒毀的電機(jī)，其繞組特征很明顯，拆開電機(jī)端蓋，看到電機(jī)繞組端部的1/3或2/3的極相組燒黑或變?yōu)樯钭厣?，而其中的一相或兩相繞組完好或微變色，則說明是跑單相運(yùn)行造成的。以二級(jí)電機(jī)為例，其跑單相運(yùn)行燒壞繞

20、組如下圖所示。 v(2) (2) 萬用表法萬用表法 將電動(dòng)機(jī)出線盒內(nèi)的連接片取下，用將電動(dòng)機(jī)出線盒內(nèi)的連接片取下，用萬用表或兆歐表測(cè)各相繞組的電阻，當(dāng)電阻大到幾乎等于萬用表或兆歐表測(cè)各相繞組的電阻，當(dāng)電阻大到幾乎等于繞組的絕緣電阻時(shí)，表明該相繞組存在斷路故障，測(cè)量方繞組的絕緣電阻時(shí)，表明該相繞組存在斷路故障，測(cè)量方法如圖所示。法如圖所示。v( (3) 3) 檢驗(yàn)燈法檢驗(yàn)燈法 小燈泡與電池串聯(lián)，兩根引線分別與小燈泡與電池串聯(lián)，兩根引線分別與一相繞組的頭尾相連，若有并聯(lián)支路，拆開并聯(lián)支路端頭一相繞組的頭尾相連，若有并聯(lián)支路，拆開并聯(lián)支路端頭的連接線；有并繞的，則拆開端頭，使之互不接通。如果的連接線

21、；有并繞的，則拆開端頭，使之互不接通。如果燈不亮，則表明繞組有斷路故障。測(cè)量方法如圖所示。燈不亮，則表明繞組有斷路故障。測(cè)量方法如圖所示。 v(4) 三相電流平衡法 對(duì)于 10kw 以上的電動(dòng)機(jī)，由于其繞組都采用多股導(dǎo)線并繞或多支路并聯(lián)，往往不是一相繞組全部斷路，而是一相繞組中的一根或幾根導(dǎo)線或一條支路斷開，所以檢查起來較麻煩，這種情況下可采用三相電流平衡法來檢測(cè)。v將異步電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行，用電流表測(cè)量三相電流。如果星形連接的定子繞組中有一相部分?jǐn)嗦?，則斷路相的電流較小，如圖 ( a ）所示。如果三角形連接的定子繞組中有一相部分?jǐn)嗦?，則三相線電流中有兩相的線電流較小，如圖 ( b ）所示。v(5) (5) 電阻法電阻法 用直流電橋測(cè)量三相繞組的直流電阻，如用直流電橋測(cè)量三相繞組的直流電阻，如三相直流電阻阻值相差大于三相直流電阻阻值相差大于 2 2 時(shí)，電阻較大的一相即為斷時(shí)，電阻較大的一相即為斷路相。由于繞組的接線方式不同，因此檢查時(shí)可分別檢查。路相。由于繞組的接線方式不同，因此檢查時(shí)可分別檢查。v對(duì)于每相繞組均有兩個(gè)引出線引出機(jī)座的電動(dòng)機(jī)，可先用萬對(duì)于每相繞組均有兩個(gè)引出線引出機(jī)