三相異步電動機電磁故障分析與處理

唐元繼

摘 要:本文闡述了引起三相交流異步電動機故障的原因,分析了故障的查找方法及處理措施。

關(guān)鍵詞:電動機故障分析解決方法

中圖分類號:TM343 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0089-01

1 前言

三相異步電動機在油田生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛,是大多數(shù)抽油機、注水泵、機床等的拖動設(shè)備,由于它具有結(jié)構(gòu)結(jié)單、啟動方便、價格低、工作可靠耐用等優(yōu)點,受到石油行業(yè)的廣泛應(yīng)用。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計,在電力拖動的機械中,有85%左右是由三相異步電動機出現(xiàn)問題而影響正常生產(chǎn)的。為此,盡早及時發(fā)現(xiàn)和消除電動機的事故隱患,保證電動機安全可靠運行,是油田保生產(chǎn)、促穩(wěn)定的一項重要措施。

2 三相異步電動機電磁故障分析與處理

三相異步電動機電磁故障是熔斷器以下到電動機本身所發(fā)生的和電有關(guān)的故障總稱:常分為控制設(shè)備故障、配電線路故障和電動機故障三大部分。

2.1 控制設(shè)備故障

發(fā)生在熔斷器上的故障,可能是熔絲不符合規(guī)定、三相熔絲有粗細或材質(zhì)不同、螺絲未擰緊,導(dǎo)致接觸不良或或一相斷電。接觸器常見故障是觸頭燒毛或熔蝕,導(dǎo)致某相開路或無法斷開;因電壓太高或太低,或某原因使鐵心在閉合后的間隙太大而燒壞電磁線圈。

進出線未擰緊是損壞繼電器絕緣體的主要原因,也可能因質(zhì)量太差而使雙金屬片的動作電流和整定之偏差太大。過流繼電器和過流延時繼電器的主要故障是動作失靈和質(zhì)量低劣。

在啟動設(shè)備上除引線螺栓未擰緊、觸頭燒毛、額定容量和電動機不相匹配外,還有起動時間(即由Y轉(zhuǎn)向△或由低壓轉(zhuǎn)向額定電壓的時問)過短,未待電動機起動電流下降到電動機額定值左右就進行轉(zhuǎn)換,這是最容易損壞接觸器的觸頭。在用延時繼電器自動操作轉(zhuǎn)換時,更應(yīng)注意這個問題。頻敏變阻器或可變電阻器的損壞大多是在重載起動時間過長,啟動后又短接造成的。

如果電動機的控制回路內(nèi)裝有電流表時,它的滿刻度應(yīng)是電動機額定電流的2—3倍以上,以保證滿載到半載間能看清電流指示值為準(zhǔn)。

2.2 線路(包括從配電變壓器到電動機的整個線路)故障

配電線路最主要有以下問題:

1)導(dǎo)線截面太細,導(dǎo)致安全載流能力和電動機滿載電流相差太大。

2)當(dāng)電源遠離電動機或配電線路太長時,應(yīng)考慮電動機在起動時的線路電壓降,它會影響接觸器的可靠動作(如接觸器抖動)或電動機能否迅速啟動。

因此,必須根據(jù)不同的情況適當(dāng)選擇引接線,必要時加粗一檔選用。

3)電動機引出線部分故障。

(1)缺少螺母l時容易發(fā)生由于接觸不良引發(fā)的過熱燒毀故障。這是由于引線部分的基板是由絕緣材料構(gòu)成的,缺少螺母l導(dǎo)致螺母2的擰緊壓力全部壓在基板上,由于絕緣材料強度不足,導(dǎo)致發(fā)生松動,甚至把螺桿從基板中拉出。

(2)缺少彈簧墊l螺母l容易由于電機振動而松動,導(dǎo)致繞組引線接觸不良燒毀。

(3)缺少平墊會導(dǎo)致繞組引線和電纜引線接觸面積減少,接觸電阻增大,造成引線部分發(fā)熱量增加。甚至過熱燒毀。

2.3 電動機故障

在電動機上會出現(xiàn)起動、運行兩類故障,有一部分是因選型不當(dāng)、起動方式不妥和繼電器保護不當(dāng)造成的,只有少數(shù)故障才是電動機制造質(zhì)量問題。

2.3.1 起動時的故障

若是電動機的起動時間較長才燒斷熔絲,那就的懷疑籠型電動機的起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)能不能滿足需要。這種情況特別是在Y-△起動或自耦減壓起動時更易產(chǎn)生。除了在起動時提高自耦減壓器的抽頭電壓(由60％換到80％)外,只有減輕起動的機械負載,或調(diào)換高起動轉(zhuǎn)矩電動機。如果是運行一段時間后發(fā)生這種現(xiàn)象,在排除電源控制屏上的故障后,可以檢查鑄鋁轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條和端環(huán)有沒有明顯的斷縫或裂開。這種斷裂現(xiàn)象也可在日常運行時,從三相電流表上指針的晃動來判斷,當(dāng)然要預(yù)先排除電流晃動不是負載波動和三角皮帶太松等問題所引起。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機上要注意頻敏變阻器是否和容量不匹配或損壞,可變電阻器的阻值太小或有沒有開路(可在起動時測量三相轉(zhuǎn)子電壓和電流來判斷)。轉(zhuǎn)子繞組問的脫焊也能引起起動困難,甚至不能起動。

2.3.2 運行時的故障

如果不存在單相運行長期的過載運行、使用環(huán)境過于惡劣等情況,電動機的壽命應(yīng)該是很長的。電動機三相電流過分不平衡時,應(yīng)該先檢查三相電壓。當(dāng)電網(wǎng)上帶有較大的單相負載(如電焊機、單相電爐、照明集中在某一相上時等)時,應(yīng)在停用單相負載時再行復(fù)測。通常1％的電壓不均勻會引起4％-5％的電流不平衡。如果要分析不平衡是由電網(wǎng)還是電動機本身引起的,可在空載情況下,將接到電動機上的三根電源線輪流換接。如果過大或過小的電流始終發(fā)生在同一根電源線上,那表示不平衡是由電源引起的;如果在換接后,最大或最小電流變換到另一相電源,且始終發(fā)生在電動機的某一相引接線上,那表示電動機有問題。若電動機+各相線圈的匝數(shù)有差異、導(dǎo)線直徑有粗細、多根導(dǎo)線并繞時有幾根未焊接好、組與組接線錯誤(包括同相線圈接線錯誤,A相接B相線圈上等)、線圈反嵌、頭尾換錯等,都會引發(fā)這個弊病。可用電橋測電阻或抽出轉(zhuǎn)子后用低電壓測取定子繞組的個相電流的方法檢查出來。

2.3.3 解決方法

由于單相運行而損壞的電動機,在拆開檢查時就可發(fā)現(xiàn)Y接線電動機有兩相繞組的外包絕緣全部變色。如果是同相繞組的匝問短路或相鄰線圈間的組間短路都只能引起局部線圈損傷。若是像剪發(fā)生故障,那就會“放炮”,把繞組電擊熔斷和形成凹坑,且有明顯銅珠濺在繞組或機座內(nèi)。假使相問短路發(fā)生在槽內(nèi)(如上下線圈的狹條絕緣未封墊好),不僅會使線圈熔斷,而且連槽楔和鐵心都會受到損壞,最嚴重時,可將硅鋼片表面熔成一體。電動機功率越大,電壓越高,這種可能性也越大。在修理時,若不將熔成一體的硅鋼片表面清理干凈(可以銼、鑿、甚至于鉆孔除去這一部分鐵心),在修復(fù)電動機后未曾交貨前就會發(fā)生線圈燒毀。總之,繞組的損壞可用測電阻、看色澤、測電流等方法來判定。

3 結(jié)語

本文著重分析了三相異步電動機的故障原因,查找及解決方法,把發(fā)生各種故障時產(chǎn)生的現(xiàn)象列出,方便故障判斷,并把在三相異步電動機安裝修理過程中容易犯的錯誤提出,防止了由于認為原因造成的設(shè)備損壞。

參考文獻

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