對三相異步電動機結構及其常見故障的分析

摘要：三相異步電動機應用廣泛，但通過長期運行后，會發生各種故障，及時判斷故障原因，進行相應處理，是防止故障擴大，保證設備正常運行的一項重要的工作，本文就相關問題進行闡述。

關鍵詞：電動機 三相異步

0 引言

電機的安全在企業生產中除控制重大人身及設備責任事故外，主要是控制障礙和異常的發生率，努力降低非計劃停運的次數，使機組安全、經濟、可靠的運行，發揮出較大的經濟效益。

1 三相異步電動機定子結構

1.1 定子鐵心 作用：電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組。構造：定子鐵心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有絕緣層的硅鋼片沖制、疊壓而成，在鐵心的內圓沖有均勻分布的槽，用以嵌放定子繞組。定子鐵心槽型有以下幾種：①半閉口型槽：電動機的效率和功率因數較高，但繞組嵌線和絕緣都較困難。一般用于小型低壓電機中。②半開口型槽：可嵌放成型繞組，一般用于大型、中型低壓電機。所謂成型繞組即繞組可事先經過絕緣處理后再放入槽內。③開口型槽：用以嵌放成型繞組，絕緣方法方便，主要用在高壓電機中。

1.2 定子繞組 作用：是電動機的電路部分，通入三相交流電，產生旋轉磁場。構造：由三個在空間互隔120°電角度、隊稱排列的結構完全相同繞組連接而成，這些繞組的各個線圈按一定規律分別嵌放在定子各槽內。定子繞組的主要絕緣項目有以下三種：（保證繞組的各導電部分與鐵心間的可靠絕緣以及繞組本身間的可靠絕緣）①對地絕緣：定子繞組整體與定子鐵心間的絕緣。②相間絕緣：各相定子繞組間的絕緣。③匝間絕緣：每相定子繞組各線匝間的絕緣。

1.3 機座 作用：固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用。構造：機座通常為鑄鐵件，大型

異步電動機機座一般用鋼板焊成，微型電動機的機座采用鑄鋁件。封閉式電機的機座外面有散熱筋以增加散熱面

積，防護式電機的機座兩端端蓋開有通風孔，使電動機內外的空氣可直接對流，以利于散熱。

2 三相異步電動機轉子結構

2.1 轉子鐵心 作用：作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組。構造：所用材料與定子一樣，由0.5毫米厚的硅鋼片沖制、疊壓而成，硅鋼片外圓沖有均勻分布的孔，用來安置轉子繞組。通常用定子鐵心沖落后的硅鋼片內圓來沖制轉子鐵心，定子和轉子鐵心沖片如圖所示。一般小型異步電動機的轉子鐵心直接壓裝在轉軸上，大、中型異步電動機（轉子直徑在300~400毫米以上）的轉子鐵心則借助與轉子支架壓在轉軸上。

2.2 轉子繞組 作用：切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉。構造：分為鼠籠式轉子和繞線式轉子①鼠籠式轉子：轉子繞組由插入轉子槽中的多根導條和兩個環行的端環組成。若去掉轉子鐵心，整個繞組的外形像一個鼠籠，故稱籠型繞組。小型籠型電動機采用鑄鋁轉子繞組，對于100KW以上的電動機采用銅條和銅端環焊接而成。②繞線式轉子：繞線轉子繞組與定子繞組相似，也是一個對稱的三相繞組，一般接成星形，三個出線頭接到轉軸的三個集流環上，再通過電刷與外電路聯接。③三相異步電動機其它附件結構包括端蓋；軸承；軸承端蓋；風扇。

3 三項異步電動機的工作原理

當向三項定子繞組中通過入對稱的三項交流電時，就產生了一個以同步轉速n1沿定子和轉子內圓空間作順時針方向旋轉的旋轉磁場。由于旋轉磁場以n1轉速旋轉，轉子導體開始時是靜止的，故轉子導體將切割定子旋轉磁場而產生感應電動勢（感應電動勢的方向用右手定則判定）。由于導子導體兩端被短路環短接，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產生與感應電動勢方向基本一致的感生電流。轉子的載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用

（力的方向用左手定則判定）。電磁力對轉子軸產生電磁轉矩，驅動轉子沿著旋轉磁場方向旋轉。

4 三相異步電動機常見故障分析

檢修三相異步電動機，在拆卸皮帶輪、聯軸節及電動機端蓋時，先用記號筆做好位置標記，以便于復原。更換軸承時，特別是大功率電動機(15-58kW)用軸承加熱器處理后易組裝。

4.1 通電后電動機不能轉動，但無異響，也無異味和冒煙 故障原因①電源未通（至少兩相未通）；②熔絲熔斷（至少兩相熔斷）；③過流繼電器調得過小；④控制設備接線錯誤。故障排除①檢查電源回路開關，熔絲、接線盒處是否有斷點，修復；②檢查熔絲型號、熔斷原因，換新熔絲；③調節繼電器整定值與電動機配合；④改正接線。

4.2 通電后電動機不轉，然后熔絲燒斷 故障原因①缺一相電源，或定干線圈一相反接；②定子繞組相間短路；③定子繞組接地；④定子繞組接線錯誤；⑤熔絲截面過小；⑤電源線短路或接地。故障排除①檢查刀閘是否有一相未合好，可電源回路有一相斷線；消除反接故障；②查出短路點，予以修復；③消除接地；④查出誤接，予以更正；⑤更換熔絲；③消除接地點。

4.3 通電后電動機不轉有嗡嗡聲 故障原因①定、轉子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；②繞組引出線始末端接錯或繞組內部接反；③電源回路接點松動，接觸電阻大；④電動機負載過大或轉子卡住；⑤電源電壓過低；⑥小型電動機裝配太緊或軸承內油脂過硬；⑦軸承卡住。故障排除①查明斷點予以修復；②檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；③緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復；④減載或查出并消除機械故障，⑤檢查是還把規定的面接法誤接為Y；是否由于電源導線過細使壓降過大，予以糾正，⑥重新裝配使之靈活；更換合格油脂；⑦修復軸承。

4.4 電動機起動困難，額定負載時，電動機轉速低于額定轉速較多 故障原因①電源電壓過低；②面接法電機誤接為Y；③籠型轉子開焊或斷裂；④定轉子局部線圈錯接、接反；③修復電機繞組時增加匝數過多；⑤電機過載。故障排除①測量電源電壓，設法改善；②糾正接法；③檢查開焊和斷點并修復；④查出誤接處，予以改正；⑤恢復正確匝數；⑥減載。

4.5 電動機空載電流不平衡，三相相差大 故障原因①重繞時，定子三相繞組匝數不相等；②繞組首尾端接錯；③電源電壓不平衡；④繞組存在匝間短路、線圈反接等故障。故障排除①重新繞制定子繞組；②檢查并糾正；③測量電源電壓，設法消除不平衡；④峭除繞組故障。

4.6 電動機空載，過負載時，電流表指針不穩，擺動 故障原因①籠型轉子導條開焊或斷條；②繞線型轉子故障（一相斷路）或電刷、集電環短路裝置接觸不良。故障排除①查出斷條予以修復或更換轉子；②檢查繞轉子回路并加以修復。

4.7 電動機過熱甚至冒煙 故障原因①電源電壓過高，使鐵芯發熱大大增加；②電源電壓過低，電動機又帶額定負載運行，電流過大使繞組發熱；③修理拆除繞組時，采用熱拆法不當，燒傷鐵芯；④定轉子鐵芯相擦；⑤電動機過載或頻繁起動；⑥籠型轉子斷條；⑦電動機缺相，兩相運行；⑧重繞后定于繞組浸漆不充分；⑨環境溫度高電動機表面污垢多，或通風道堵塞；⑩電動機風扇故障，通風不良；定子繞組故障（相間、匝間短路；定子繞組內部連接錯誤）。故障排除①降低電源電壓（如調整供電變壓器分接頭），若是電機Y、Δ接法錯誤引起，則應改正接法；②提高電源電壓或換粗供電導線；③檢修鐵芯，排除故障；④消除擦點（調整氣隙或挫、車轉子）；⑤減載；按規定次數控制起動；⑥檢查并消除轉子繞組故障；⑦恢復三相運行；⑧采用二次浸漆及真空浸漆工藝；⑨清洗電動機，改善環境溫度，采用降溫措施；⑩檢查并修復風扇，必要時更換；檢修定子繞組，消除故障。