電動機(jī)的維護(hù).張旭...doc

論文題目：三相異步電動機(jī)的故障分析年 級：08級電氣工程及自動化6班院 系：機(jī)電工程及自動化學(xué)生姓名：張旭指導(dǎo)教師：李珍目錄引言 4第1章 電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理 5第2章 電動機(jī)的事前保護(hù)、保養(yǎng)施12第3章 常見機(jī)械故障的分析理 13 3.1機(jī)械方面的掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障 13 3.2常見的機(jī)械卡阻現(xiàn)象 13 3.3電動機(jī)常見硬件故障 14第4 章 常見電氣故障的分析理 16 4.1 電源電壓不正常 164.2繞組接地 164.3 繞組短路 174.4繞組斷路 174.5缺相運(yùn)行 18致謝 19結(jié)論 20參考文獻(xiàn) 21與專業(yè)有關(guān)的英文資料22與專業(yè)有關(guān)的英文資料原文23摘 要三相交流電動機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中是最常見的電氣設(shè)備，其作用是把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。在電動機(jī)的維護(hù)與維修過程中，各種各樣的問題層出不窮。為了保證電動機(jī)的安全運(yùn)行和延長其使用壽命，需要電氣工作人員事先做好電動機(jī)的維護(hù)、保養(yǎng)工作，并在電動機(jī)發(fā)生故障后，能夠進(jìn)行及時正確的修理。本文針對電動機(jī)的一些常見問題做了詳細(xì)的闡述與分析，其中包括常見機(jī)械故障和電氣故障，并給出了一些解決方法與措施。關(guān)鍵詞：電動機(jī)、電氣故障、維修、分析AbstractThe three-phase AC motive，transforms the electrical energy into the mechanical energy，is the most common electrical equipment in the industry and agriculture production.By the motor maintenance and repair process, various questions emerge one after another incessantly. In order to ensure the safe operation of motor and extend its useful life， the electrical needs of staff prior to the motor maintenance, maintenance and electrical failures, the right to carry out timely repairs. This article has made the detailed elaboration and the analysis in view of electric motors some frequently asked questions, including the common mechanical breakdown and the electrical failure, and has given some solution and the measure.Keywords Three-phase AC motive Electrical failures AnalysisMaintenance Analysis 引 言 在電力系統(tǒng)及各種工業(yè)生產(chǎn)中異步電動機(jī)因其具有較高的性價比及良好的環(huán)境適應(yīng)性,被作為主要的動力設(shè)備而得到了廣泛的應(yīng)用。異步電動機(jī)的運(yùn)行狀況直接影響到工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。異步電動機(jī)的常見故障主要可以分為機(jī)械故障、電氣故障。產(chǎn)生故障的內(nèi)因是工藝問題,外因是工作條件惡劣、起動頻繁。可是在實(shí)際中,制造工藝受到制造廠的技術(shù)水平的限制;頻繁起動和工作條件又是現(xiàn)實(shí)情況。為了保證電動機(jī)的安全運(yùn)行，電氣工作人員必須熟悉電動機(jī)的構(gòu)造和有關(guān)電動機(jī)安全運(yùn)行的基本知識，了解電動機(jī)常見故障的外在表現(xiàn)，并迅速徹底的排除故障；能夠?qū)φ＿\(yùn)行的電動機(jī)進(jìn)行安全評估，做到盡可能及時發(fā)現(xiàn)和消除電動機(jī)的事故隱患。第1章 電動機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理1.1 三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)的種類很多，但各類三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是相同的，它們都由定子和轉(zhuǎn)子這兩大基本部分組成，在定子和轉(zhuǎn)子之間具有一定的氣隙。此外，還有端蓋、軸承、接線盒、吊環(huán)等其他附件，如圖1.1所示。圖1.1 封閉式三相籠型異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1軸承；2前端蓋；3轉(zhuǎn)軸；4接線盒；5吊環(huán)；6定子鐵心； 7轉(zhuǎn)子；8定子繞組；9機(jī)座；10后端蓋；11風(fēng)罩；12風(fēng)扇1.1.1 定子部分 定子是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。三相電動機(jī)的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。 外殼 三相電動機(jī)外殼包括機(jī)座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 機(jī)座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護(hù)和固定三相電動機(jī)的定子繞組。中、小型三相電動機(jī)的機(jī)座還有兩個端蓋支承著轉(zhuǎn)子，它是三相電動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的重要組成部分。通常，機(jī)座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。 端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉(zhuǎn)子固定在定子內(nèi)腔中心，使轉(zhuǎn)子能夠在定子中均勻地旋轉(zhuǎn)。 軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子不能軸向移動，另外起存放潤滑油和保護(hù)軸承的作用。 接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護(hù)和固定繞組的引出線端子。 吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機(jī)座的上端，用來起吊、搬抬三相電動機(jī)。 定子鐵心異步電動機(jī)定子鐵心是電動機(jī)磁路的一部分，由0.35mm0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖1.2所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內(nèi)圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。 （a）定子鐵心 （b）定子沖片 圖1.2 定子鐵心及沖片示意圖 定子繞組 定子繞組是三相電動機(jī)的電路部分，三相電動機(jī)有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。三相繞組由三個彼此獨(dú)立的繞組組成，且每個繞組又由若干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差120電角度。線圈由絕緣銅導(dǎo)線或絕緣鋁導(dǎo)線繞制。中、小型三相電動機(jī)多采用圓漆包線，大、中型三相電動機(jī)的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內(nèi)。定子三相繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端分別標(biāo)為U1, V1, W1 ，末端分別標(biāo)為U2, V2, W2 。這六個出線端在接線盒里的排列如圖1.3所示，可以接成星形或三角形。 （a）星形連接 （b）三角形連接 圖1.3 定子繞組的聯(lián)結(jié)1.1.2轉(zhuǎn)子部分 （1）轉(zhuǎn)子鐵心 是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉(zhuǎn)軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機(jī)磁路的一部分，一方面用來安放轉(zhuǎn)子繞組。 （2）轉(zhuǎn)子繞組 異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)與籠形異步電動機(jī)。 繞線形繞組 與定子繞組一樣也是一個三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接到轉(zhuǎn)軸上的三個與轉(zhuǎn)軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉(zhuǎn)子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機(jī)的運(yùn)行性能，如圖1.4所示。 1集電環(huán)； 2電刷； 3變阻器 ； 圖1.4 繞線形轉(zhuǎn)子與外加變阻器的連接 籠形繞組 在轉(zhuǎn)子鐵心的每一個槽中插入一根銅條，在銅條兩端各用一個銅環(huán)（稱為端環(huán)）把導(dǎo)條連接起來，稱為銅排轉(zhuǎn)子，如圖（a）所示。也可用鑄鋁的方法，把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條和端環(huán)風(fēng)扇葉片用鋁液一次澆鑄而成，稱為鑄鋁轉(zhuǎn)子，如圖（b）所示。100kW以下的異步電動機(jī)一般采用鑄鋁轉(zhuǎn)子?；\形轉(zhuǎn)子繞組如圖1.5所示。 （a）銅排轉(zhuǎn)子 （b）鑄鋁轉(zhuǎn)子 圖1.5 籠形轉(zhuǎn)子繞組1.1.3其它部分 其他部分包括端蓋、風(fēng)扇等。端蓋除了起防護(hù)作用外，在端蓋上還裝有軸承，用以支撐轉(zhuǎn)子軸。風(fēng)扇則用來通風(fēng)冷卻電動機(jī)。三相異步電動機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，一般僅為0.2mm1.5mm。氣隙太大，電動機(jī)運(yùn)行時的功率因數(shù)降低；氣隙太小，使裝配困難，運(yùn)行不可靠，高次諧波磁場增強(qiáng)，從而使附加損耗增加以及使啟動性能變差。1.2 三相異步電動機(jī)的工作原理1.2.1三相交流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子之所以會旋轉(zhuǎn)、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子氣隙內(nèi)有一個旋轉(zhuǎn)磁場。下面來討論旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生。 如圖所示，U1U2, V1V2, W1W2為三相定子繞組，在空間彼此相隔120，接成Y形。三相繞組的首端U1, V1, W1接在三相對稱電源上，有三相對稱電流通過三相繞組。設(shè)電源的相序?yàn)閁, V, W, 的初相角為零，如波形圖1.6所示。 圖1.6三相交流電流波形圖 為了分析方便，假設(shè)電流為正值時，在繞組中從始端流向末端，電流為負(fù)值時，在繞組中從末端流向首端。當(dāng) 的瞬間， 等于零， 為負(fù)值， 為正值，根據(jù)”右手螺旋定則”，三相電流所產(chǎn)生的磁場疊加的結(jié)果，便形成一個合成磁場，如圖（a）所示，可見此時的合成磁場是一對磁極（即二極），右邊是N極，左邊是S極。 空間120度 對稱分布的三相繞組通過三相對稱的交流電流時，產(chǎn)生的合成磁場為極對數(shù)p=1的空間旋轉(zhuǎn)磁場，每電源周期旋轉(zhuǎn)一周，即兩個極距； 某相繞組中電流達(dá)到最大值時，磁極軸線恰好旋轉(zhuǎn)到該相繞組軸線上。1.2.2 轉(zhuǎn)動原理 圖1.7為三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)動原理示意圖。 三相交流電通入定子繞組后，便形成了一個旋轉(zhuǎn)磁場，其轉(zhuǎn)速 。旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線被轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有電流流過。設(shè)旋轉(zhuǎn)磁場按順時針方向旋轉(zhuǎn)，且某時刻為上為北極N下為南極S，如圖3.7所示。根據(jù)右手定則，在上半部轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的電動勢和電流方向由里向外，用表示；在下半部則由外向里，用表示。 圖1.7 三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)動原理圖原理：定子旋轉(zhuǎn)磁場以速度n0切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體感生電動勢（發(fā)電機(jī)右手定則），在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中形成電流，使導(dǎo)體受電磁力作用形成電磁轉(zhuǎn)矩，推動轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n順n0方向旋轉(zhuǎn)（電動機(jī)左手定則），并從軸上輸出一定大小的機(jī)械功率。(n不能等于n0)特點(diǎn)：電動機(jī)內(nèi)必須有一個以n0旋轉(zhuǎn)的磁場。實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的前提；電動運(yùn)行時n恒不等于n0（異步）必要條件nn0； 建立轉(zhuǎn)矩的電流由感應(yīng)產(chǎn)生。感應(yīng)名稱的來源。 圖1.8異步電動機(jī)模型 流過電流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用，力F的方向可用左手定則確定，如圖1.8所示。電磁力作用于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上，對轉(zhuǎn)軸形成電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)速為n。 三相電動機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n始終不會加速到旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速n1。因?yàn)橹挥羞@樣，轉(zhuǎn)繞組與旋轉(zhuǎn)磁場之間才會有相對運(yùn)動而切割磁力線，轉(zhuǎn)子繞組導(dǎo)體中才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和電流，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子按照旋轉(zhuǎn)磁場的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由此可見 ，且 ，是異步電動機(jī)工作的必要條件，“異步”的名稱也由此而來。 第2 章 電動機(jī)的事前保護(hù)與保養(yǎng)措施 通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范 (0055-93)和 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范 （JGJ/T 16-92）規(guī)定，電動機(jī)主回路由隔離電器、短路保護(hù)裝置、控制元件、過載保護(hù)電器、附加保護(hù)功能等幾部分組成，如圖2.1所示。所以，平時對電動機(jī)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時，要檢查電動機(jī)的各種保護(hù)之間配合的是否和諧，檢查過載、過流等保護(hù)電器的選擇是否合適。圖2.1 電動機(jī)的幾種常見保護(hù)裝置 電動機(jī)的維護(hù)還應(yīng)注意機(jī)體的保養(yǎng)。例如：機(jī)殼和端蓋若有裂紋應(yīng)及時堆焊修復(fù)；因受潮等原因致使鐵芯表面銹蝕的應(yīng)用砂紙打磨干凈，然后涂上絕緣漆。有時鐵芯與機(jī)座間結(jié)合松動，會出現(xiàn)振動過劇的現(xiàn)象，這時應(yīng)擰緊原有的定位螺絲，如果定位螺絲失效，殼在機(jī)座上重新鉆孔并攻絲，旋緊定位螺絲。拆卸檢查時，要仔細(xì)觀察軸承的磨損情況與電刷的積炭情況，并予以更換或洗刷。 總之，良好的保養(yǎng)手段是提高電動機(jī)的工作效率的前提之一，也是延長電動機(jī)的使用壽命的有效方法。第3章 電動機(jī)機(jī)械故障的分析與處理3.1機(jī)械方面的掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障3.1.1定子與轉(zhuǎn)子之間摩擦 異步電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間氣隙很小，容易導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子之間相碰。一般由于軸承嚴(yán)重超差及端蓋內(nèi)孔磨損或端蓋止口與機(jī)座止口磨損變形，使機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸心引起掃膛。如發(fā)現(xiàn)對軸承應(yīng)及時更換，對端蓋進(jìn)行更換或刷鍍處理。3.1.2機(jī)身震動 振動應(yīng)先區(qū)分是電動機(jī)本身引起的，還是傳動裝置不良所造成的，或者是機(jī)械負(fù)載端傳遞過來的，而后針對具體情況進(jìn)行排除。屬于電動機(jī)本身引起的振動，多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子動平衡不好，以及軸承不良，轉(zhuǎn)軸彎曲，或端蓋、機(jī)座、轉(zhuǎn)子不同軸心，或者電動機(jī)安裝地基不平，安裝不到位，緊固件松動造成的。振動會產(chǎn)生噪聲，還會產(chǎn)生額外負(fù)荷。3.1.3轉(zhuǎn)軸震動 如果軸承工作不正常，可憑經(jīng)驗(yàn)用聽覺及溫度來判斷。用聽棒（銅棒）接觸軸承盒，若聽到?jīng)_擊聲，就表示可能有一只或幾只滾珠扎碎，如果聽到有咝咝聲，那就是表示軸承的潤滑油不足，因?yàn)殡妱訖C(jī)要每運(yùn)行3000-5000小時左右需換一次潤滑脂。3.2 常見的機(jī)械故障電動機(jī)的機(jī)械故障主要是機(jī)械卡阻。發(fā)生機(jī)械卡阻時,往往是電動機(jī)伴有異常聲音,或啟動非常緩慢。這時,若用手轉(zhuǎn)動電動機(jī)轉(zhuǎn)軸,轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動非常困難,但此時測量電動機(jī)的電源電壓是正常的;將電動機(jī)與被拖動機(jī)械脫離(去掉皮帶或折去聯(lián)軸器螺栓) 單獨(dú)啟動電動機(jī)使電動機(jī)空轉(zhuǎn),運(yùn)行也是正常的。根據(jù)上述特征便可斷定該故障是機(jī)械卡阻。此時應(yīng)尋找卡阻的原因,進(jìn)行排除。轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動，是負(fù)荷最重的部分，又是容易磨損的部件。 滾動軸承缺油時，會聽到“骨碌骨碌”的聲音；若聽到不連續(xù)的“梗?！钡穆?，可能是軸承鋼圈破裂。軸承內(nèi)混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時，會產(chǎn)生輕微的雜音。 拆卸后先察看軸承滾動體、內(nèi)外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等，然后用手捏住軸承內(nèi)圈，并使軸承擺平，另一只手用力推外剛?cè)?，如果軸承良好，外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動中無振動和明顯的卡滯現(xiàn)象，停轉(zhuǎn)后外鋼圈沒有倒退現(xiàn)象。否則說明軸承已不能再用了。左手卡住外圈，右手捏住內(nèi)鋼圈，用力向各個方向推動，如果推動時感到很松，就是磨損嚴(yán)重。 故障修理 軸承外表面上的銹斑可用00號砂紙擦除，然后放入汽油中清洗；或軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過度磨損時，應(yīng)更換新軸承。更換新軸承時，要選用與原來型號相同的軸承。 3.3電動機(jī)常見硬件故障 3.3.1定、轉(zhuǎn)子鐵芯故障檢修 定、轉(zhuǎn)子都是由相互絕緣的硅鋼片疊成，是電動機(jī)的磁路部分。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的損壞和變形主要由以下幾個方面原因造成。 軸承過度磨損或裝配不良，造成定、轉(zhuǎn)子相擦，使鐵芯表面損傷，進(jìn)而造成硅鋼片間短路，電動機(jī)鐵損增加，使電動機(jī)溫升過高。這時應(yīng)用細(xì)銼等工具去除毛刺，消除硅鋼片短接，清理干凈后涂上絕緣漆，并加熱烘干。 拆除舊繞組時用力過大，使盜槽歪斜和向外張開。此時應(yīng)用尖嘴鉗、木榔頭等工具予以修整，使齒糟復(fù)位，并在不好復(fù)位的有縫隙的硅鋼片間加入青殼紙、膠木板等硬質(zhì)絕緣材料。 因受潮等原因造成鐵芯表面銹蝕。此時需用砂紙打磨干凈，清理后涂上絕緣漆。 涂上絕緣漆烘干。 圍繞組接地產(chǎn)生高熱燒毀鐵芯糟或齒部?？捎描徸踊蚬蔚兜裙ぞ邔⑷鄯e物剔除干凈，涂上絕緣漆烘干。 鐵芯與機(jī)座間結(jié)合松動，可擰緊原有定位螺釘。若定位螺釘失效，可在機(jī)座上重鉆定位孔并攻絲，旋緊定位螺釘。3.3.2軸承故障檢修 轉(zhuǎn)軸通過軸承支撐轉(zhuǎn)動，是負(fù)荷最重的部分，又是容易磨損的部件。 故障檢查 運(yùn)行中檢查 ； 滾動軸承缺油時，會聽到“骨碌骨碌”的聲音；若聽到不連續(xù)的“梗?！钡穆暱赡苁禽S承鋼圈破裂。軸承內(nèi)混有沙土等雜物或軸承零件有輕度磨損時，會產(chǎn)生輕微的雜音。 拆卸后檢查 ；先察看軸承滾動體、內(nèi)外鋼圈是否有破損、銹蝕、疤痕等，然后用手捏住軸承內(nèi)圈，并使軸承擺平，另一只手用力推外剛?cè)?，如果軸承良好，外鋼圈應(yīng)轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動中無振動和明顯的卡滯現(xiàn)象，停轉(zhuǎn)后外鋼圈沒有倒退現(xiàn)象。否則說明軸承已不能再用了。左手卡住外圈，右手捏住內(nèi)鋼圈，用力向各個方向推動，如果推動時感到很松，就是磨損嚴(yán)重。 故障修理 軸承外表面上的銹斑可用00號砂紙擦除，然后放入汽油中清洗；或軸承有裂紋、內(nèi)外圈碎裂或軸承過度磨損時，應(yīng)更換新軸承。更換新軸承時，要選用與原來型號相同的軸承。3.3.3轉(zhuǎn)軸故障檢修軸彎曲 ； 若彎曲不大，可通過磨光軸頸、滑環(huán)的方法進(jìn)行修復(fù)；若彎曲超過0.2mm，可將轉(zhuǎn)軸放于壓力機(jī)下，在拍彎曲處加壓矯正，矯正后的軸表面用車床切削磨光；如果彎曲過大，則需另換新軸。軸頸磨損 ； 軸頸磨損不大時，可在軸頸上鍍一層鉻，再磨削至需要尺寸；磨損較多時，可在軸頸上進(jìn)行堆焊，再到車床上切削磨光；如果軸頸磨損過大時，也在軸頸上車削2-3mm，再車一套筒，趁熱套在軸頸上，然后車削到所需尺寸。 軸裂紋或斷裂 ； 軸的橫向裂紋深度不超過軸直徑的10-15、縱向裂紋不超過軸長的10時，可用堆焊法補(bǔ)救，然后再精車至所需尺寸。若軸的裂紋較嚴(yán)重，就需要更換新軸。3.3.4機(jī)殼和端蓋的檢修 機(jī)殼和端蓋若有裂紋應(yīng)進(jìn)行堆焊修復(fù)。 若遇到軸承鏜孔間隙過大，造成軸承端蓋配合過松，一般可用沖子將軸承孔壁均勻打出毛刺，然后再將軸承打入端蓋。對于功率較大的電動機(jī)，也可采用鑲補(bǔ)或電鍍的方法，最后加工出軸承所需要的尺寸 第4章 電動機(jī)電氣故障的分析與處理大多數(shù)電動機(jī)故障是內(nèi)部電氣故障,主要由于電源電壓不正常、繞組接地、繞組短路、繞組斷路和缺相運(yùn)行等原因造成,可通過分析其電流是否正常及發(fā)熱情況等反映出來。4.1 電源電壓不正常當(dāng)電源電壓偏高時,由于其勵磁電流增大,電動機(jī)會過分發(fā)熱;而且過高的電還會危及電動機(jī)的絕緣材料,使其有被擊穿的危險。當(dāng)電壓過低時,電動機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩就會大大降低;如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩沒有相應(yīng)減小,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過低,轉(zhuǎn)差率增大,使電流增大,就會造成電動機(jī)過分發(fā)熱,時間長則會影響電動機(jī)壽命。當(dāng)三相電壓不對稱時,即某一相電壓偏低或偏高,都會導(dǎo)致該相電流過大,使發(fā)熱情況惡化。同時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩也會減小,還會發(fā)出“嗡嗡”聲,時間長了也會損壞繞組?？傊?不論電壓偏高、過低或三相電壓不對稱,都會造成電流過大、電動機(jī)過熱而損壞電動機(jī)。所以國家標(biāo)準(zhǔn)( GB50170 - 92 和GB50150 - 91) 規(guī)定:電動機(jī)應(yīng)在其額定電壓(誤差為5 %) 的變化范圍內(nèi),且交流電的頻率為(50 0. 5) Hz 的范圍內(nèi)運(yùn)行,進(jìn)而保證其出力不變。當(dāng)電動機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時,三相電源各相間電壓之間的差值不應(yīng)大于額定值的5 %。電流的不平衡度不得超過額定電流的10 %。4.2繞組接地電動機(jī)繞組的絕緣受到損壞后,繞組的導(dǎo)體和鐵芯、機(jī)殼之間相碰,即為繞組接地。這時會造成該繞組的電流過大,引起局部過熱,嚴(yán)重時能燒壞繞組或造成相間短路,使電動機(jī)無法工作;還會使機(jī)殼帶電,易造成觸電事故。為防止此類事故發(fā)生,要求電動機(jī)外殼必須可靠接地,或者加裝電動機(jī)漏電保護(hù)裝置。繞組接地多因電動機(jī)受潮且尚未烘干就投入使用而導(dǎo)致;電動機(jī)在有腐蝕性氣體的環(huán)境中工作,或金屬物和有害粉末等進(jìn)入電動機(jī)繞組內(nèi)部也會造成繞組接地。規(guī)程規(guī)定:電動機(jī)停止使用三個月及三個月以上時,再次投入運(yùn)行前應(yīng)搖測絕緣電阻。電機(jī)額定電壓為500V 以上者,應(yīng)用1000V 或2500V 的搖表;500V 以下者,應(yīng)用500V 搖表測量其絕緣電阻低壓電動機(jī)。其相對相、相對地絕緣電阻均應(yīng)大于0. 5M;高壓電動機(jī)定子線圈應(yīng)大于1500/ V ,轉(zhuǎn)子線圈應(yīng)大于1000/ V;其絕緣電阻合格后,方可使用。如發(fā)現(xiàn)受潮后必須進(jìn)行烘干處理,以免發(fā)生事故。電動機(jī)出現(xiàn)繞組接地故障后,應(yīng)仔細(xì)觀察繞組損壞情況,除絕緣已經(jīng)老化、枯焦發(fā)脆處,都可以進(jìn)行局部修理。經(jīng)驗(yàn)表明,繞組接地經(jīng)常發(fā)生在繞組伸出槽外的交接處(即繞組端部) ,這時可在故障處用絕緣紙插入鐵芯與繞組之間,再用絕緣包扎好并涂上絕緣漆進(jìn)行烘干即可。如果接地點(diǎn)在鐵芯槽內(nèi)時,若繞組的上層邊絕緣損壞,可以打出槽楔、修補(bǔ)槽襯或抬出上層繞匝進(jìn)行處理;若故障點(diǎn)在槽底,或者多處絕緣損壞,因局部修理工作量較大,且在修理中易將繞組的絕緣損壞,最好的辦法是更換繞組。保護(hù)接地裝置如圖4.1所示。需要指出的是,為了避免損傷絕緣,在進(jìn)行局部修理之前,應(yīng)將電動機(jī)繞組進(jìn)行加熱(用恒溫加熱應(yīng)不超過85 ;通入電流加熱一般在7 %15 %額定電壓之間,電流不超過額定值,溫度不超過75 ) ,待絕緣軟化后,用竹片撬開槽襯和絕緣受損處,小心地進(jìn)行處理。處理完后應(yīng)吹凈再進(jìn)行浸漆、烘干等。圖4.1 電路中的保護(hù)接地裝置4.3 繞組短路繞組中相鄰兩條導(dǎo)線之間的絕緣損壞后兩導(dǎo)體相碰,就稱為繞組短路。發(fā)生在同一繞組中的繞組短路稱為匝間短路。匝間短路易在線圈的端部造成幾匝或一卷,或一極組燒焦,電磁線被燒成裸銅線;而短路以外的本相或其他兩相線圈都較完好或稍微烤焦。發(fā)生在兩相繞組之間的繞組短路則稱為相間短路。相間短路常爆斷,熔斷處有很多導(dǎo)線,附近有很多熔化的銅屑,而其他線圈組或另一端均無燒焦的痕跡。不論哪一種短路,都會引起某一相或兩相的電流增大,引起局部發(fā)熱,致使絕緣老化或燒焦,損壞電動機(jī)。出現(xiàn)繞組短路時,若短路點(diǎn)在槽外,修理并不困難。當(dāng)發(fā)生在槽內(nèi)時,若線圈燒損不嚴(yán)重,可將該槽線圈邊稍加熱軟化后翻出受損部分,換上新的槽絕緣,將線圈受損的部位用薄的絕緣帶包好并涂上絕緣漆進(jìn)行烘干,用萬用表、兆歐表檢查,證明已修補(bǔ)好后,再重新嵌入槽內(nèi),進(jìn)行絕緣處理后就可繼續(xù)使用;如果線圈受損傷的部位過多,或者包上新的絕緣帶后線圈無法嵌入槽內(nèi)時,就需更換繞組。4.4繞組斷路繞組斷路是指電動機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子繞組碰斷或燒斷造成故障。4.4.1 定子繞組斷路該類故障可以通過測量各相繞組的電阻或電流的方法檢查出來。這種斷路多發(fā)生在定子繞組的端部、各繞組元件的接頭處及引出線附近。這些部位都露在電動機(jī)機(jī)座殼外面,導(dǎo)線容易碰斷,接頭處也會因焊接不實(shí)經(jīng)長期使用后松脫。發(fā)現(xiàn)問題后重新接好、包好,并涂上絕緣漆后就可使用。另外,如果是因故障使繞組被燒斷則需要更換繞組。4.4.2 轉(zhuǎn)子繞組斷路該類故障可根據(jù)電動機(jī)轉(zhuǎn)動情況加以判斷,通常表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速變慢、轉(zhuǎn)動無力、定子三相電流增大和有嗡嗡聲等現(xiàn)象,有時還不能起動。這時可以在定子繞組中通入三相低壓電源(電壓約為額定值的10 %) ,然后轉(zhuǎn)動電機(jī)軸,觀察定子三相電流是否穩(wěn)定。如果三相電流有較大的波動,則說明轉(zhuǎn)子繞組有斷路的地方。出現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組斷路時,要先抽出轉(zhuǎn)子查出斷路的部位。一般使用斷條偵察器等專用設(shè)備來確定斷路部位。對于鼠籠式轉(zhuǎn)子,當(dāng)轉(zhuǎn)子繞組斷條已不能使用時,要將鑄鋁熔化后再重新灌鑄,或換成紫銅條;對于線繞式轉(zhuǎn)子的修理則與修理定子繞組一樣,只是修好后必須在繞組兩端用鋼絲打箍。4.5缺相運(yùn)行三相異步電動機(jī)在運(yùn)行過程中,斷一根火線或斷一相繞組就會形成缺相運(yùn)行。如果軸上負(fù)載沒有改變,則電動機(jī)處于嚴(yán)重過載狀態(tài),定子電流將達(dá)到額定值的2倍甚至更高,時間稍長電動機(jī)就會燒毀。繞組燒壞時,常發(fā)現(xiàn)其端部的1/ 3 或2/ 3 的極相組燒黑或變成深棕色,而其余兩相或一相繞組完好無損。在各廠礦企業(yè)中,因缺相運(yùn)行而燒毀的電動機(jī)所占比重相當(dāng)大。造成缺相運(yùn)行有以下幾個原因: (1) 電動機(jī)的某相熔斷器的熔體接觸不良,或因熔絲擰得過緊而幾乎壓斷,或者因熔體電流選擇過小,當(dāng)通過的電流稍大就會熔斷。尤其是在電動機(jī)起動電流的沖擊下,更容易發(fā)生熔體非故障性熔斷。(2) 電動機(jī)繞組的內(nèi)部接頭或引線松脫或局部過熱而導(dǎo)致繞組燒斷。(3) 饋電線路斷線。安裝不當(dāng)引起的斷線,特別是單芯導(dǎo)線放線時產(chǎn)生的小圈扭結(jié)、接頭受損等,都可能使導(dǎo)線在運(yùn)行過程中發(fā)生斷線。此外,線路接點(diǎn)接觸不良、銅鋁接頭處理不當(dāng)?shù)?均易引起饋電線路斷線。電動機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行時,只要能及時發(fā)現(xiàn),對電動機(jī)不會造成大的危害。為了預(yù)防電動機(jī)出現(xiàn)缺相運(yùn)行,除了正確選用和安裝電器設(shè)備外,還應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)規(guī)范,敷設(shè)饋電線路;同時應(yīng)加強(qiáng)定期檢查和維護(hù),如經(jīng)常觀察電動機(jī)三相電流是否對稱,熔斷器的熔體情況等等?？傊?為了能采用正確的方法進(jìn)行電動機(jī)的故障修理,就必須熟悉電動機(jī)常見故障的特點(diǎn)及原因,這樣才能少走彎路、節(jié)省時間,盡快排除故障,恢復(fù)電動機(jī)的正常運(yùn)行。當(dāng)然,為了減少電動機(jī)故障的發(fā)生,做好電動機(jī)的定期檢查和維護(hù)工作,也是保證電動機(jī)安全運(yùn)行、延長使用壽命的有效措施之一。斷相保護(hù)電路如圖4.2所示.圖4.2 斷相保護(hù)電路舉例致 謝 在這次的畢業(yè)論文當(dāng)中，李珍老師給予了大力的幫助和指導(dǎo)，為了我們的畢業(yè)論文，她放棄了自己的休息時間，她的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩，在此深表感謝！我學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。在這次的畢業(yè)論文當(dāng)中，我對電機(jī)的特點(diǎn)有了更深更徹底的認(rèn)識。同事增加了我的學(xué)習(xí)興趣和對課程設(shè)計的信心。在實(shí)踐當(dāng)中使理論得到進(jìn)一步深化，加深了我們對知識的理解。實(shí)現(xiàn)了用理論指導(dǎo)實(shí)踐、在實(shí)踐中深化理論。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我對電機(jī)的應(yīng)用進(jìn)一步熟悉，更重要的是這次課程設(shè)計拓寬了我的視野，使各方面的能力都得到了很大的提高。使我學(xué)會了獨(dú)立思考，獨(dú)立面對，獨(dú)立設(shè)計。同時，感謝所有任課老師在這三年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，如何讓做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才。結(jié)論綜上所述，為了能采用正確的方法進(jìn)行電動機(jī)的故障修理，就必須熟悉電動機(jī)常見故障的特點(diǎn)及原因，才能少走彎路，節(jié)省時間，盡快地將故障排除，恢復(fù)電動機(jī)故障，使電動機(jī)處于正常的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。做好電動機(jī)的定期檢查和維護(hù)工作，也是保證電動機(jī)安全運(yùn)行，延長壽命的有效措施之一。參考文獻(xiàn)1李發(fā)海,王巖.電機(jī)與拖動基礎(chǔ)(第3版)M.北京: 清華大學(xué)出版社,2005: 208.2秦曾煌.電工學(xué)上冊電工技術(shù)(第六版)M.北京: 高等教育出版社,2004: 200.3湯蘊(yùn)謬,張奕黃,范瑜.交流電機(jī)動態(tài)分析M.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004: 33. 與專業(yè)有關(guān)的英文資料 Phase lack operating protection is also a kind of overload protection, and general thermal relay cant reliably protect electromotor from phase lack operation (with power except the thermal relay protection device. So when the conditions permit, shall be alone setting phase lack operating protection device. Motor of methods and broken phase protection device a lot, but will execute the element to cut phase protection are: use broken believe portion directly promote electromagnetic relay action, the assolenoid style using thermal power protection, broken phase protection components action. Common protection methods are: broken belt adopts thermal relay in protection device for phase lack protection, owe current relay broken phase protection; Zero sequence voltage relay broken phase protection; Current transformer protection by speed saturated.Three-phase asynchronous motor two-phase operation, is a common cause of damage caused by motor, production of power phase lack and among the total damage damage about 60% 70% amount, this thesis mainly discusses phase lack problem. And people phase operation to break what harm caused to motor, should adopt what kind of protection way appropriate, is still not quite agreement. For a very long time common view; Broken phase operation will lead to motor winding overheating and damage; Think use electromotor winding temperature sensor monitoring temperature, is now the most direct and the most reliable broken phase protection million cases. Another argument motor phase operation will lead to cut cut in broken phase windings is instantly ends rated voltage produced several times higher than the back emf, could easily between windings breakdown and damage. The actual investigation, many maintenance electrician complain motor quality turn-to-turn prevents short-circuit motor damage. So, we are from the circuit principle analysis inductance coil after powrefailure produces back emf, conclusion is against potential high. TongHuaShi no-load running to customize laboratory phase operation experiment broken motor do occurred while several motor damage, the anatomy of turn-to-turn confirmed by the breakdown caused by short-circuits, and motor is scheduled for winding no fever. Because phase operation to break the damage to motor, therefore in the different understanding of motor implement protection produced cut in two different opinions: think broken phase to motor overheating damage caused by the viewpoint to motor overheating protection or implement over-current protection against time limit properties, thus resulting in thermal relay scheme, thermistors scheme, broken phase flow delay protcetive scheme and some other plan; Think broken phase to motor winding cause against potential breakdown of high point, to break photograph taken protection scheme, so the instantaneous movement was some electronic protector. We think the broken broken phase instantly e