礦用三相異步電機常見故障分析及維修

田培祥

（兗礦集團東華重工有限公司再制造分公司，山東 鄒城 273500）

目前，礦山采用的三相異步電動機是目前使用最廣泛的電能轉化機械能的設備，礦山采用的三相異步電動機處于復雜多變和潮濕的作業環境中，對設備的運行帶來一定的影響，加上井下惡劣的作業環境，導致三相異步電動機常會出現各種故障，當三相異步電動機發生故障時，更換配件更加成為維修設備的困難，因此礦山作業人員及時勘察事故發生原因并及時處理，在最短的時間內排除設備故障，確保電動機的正常運行，保障煤礦生產的順利進行。當前技術對三相異步電動機故障的分析主要是通過對電動機表面的故障進行分析，其次是通過對電動機結構、性能或工作原理等分析，最后是對電動機的壓力負載或電路分析等進行分析查找，通過處理查詢，確定三相異步電動機的事故發生原因并及時處理。

1 三相異步電機的工作原理

根據電動機結構及工作原理的不同可以講電動機分為直流電動機、異步電動機和同步電動機三種，目前礦山中采用較多的電動機為三相異步電動機，三相異步電動機是依靠同時接入3300v三相電壓供電的一種電動機，三相異步電動機由固定部分和轉動部分組成，也就是定子和轉子組成，由于三相異步電動機的定子與轉子以相同磁場不同轉速旋轉，存在一定的差距，因此稱為三相異步電動機，當電動機的三相定子通過三相對稱電流將產生旋轉磁場，當導體在磁場內切割磁力線時，在導體內產生電流感應，感應電流和磁場聯合作用向電機轉子施加動力。三相異步電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成，當三相異步電動機的定子三相對稱繞組并接入電源時，流入定子繞組的三相對稱電流會產生一個旋轉的磁場，當旋轉磁場處于逆時針方向旋轉時，轉子導體可以感應到電動力；在正常情況下，三相異步電動機的轉子轉速不能達到旋轉磁場的而低于同步轉速時，磁場之間則不會存在相對的運動，轉子導體電動力都將為零，載流的轉子導體在磁場中受到電磁力的作用，產生電磁力，實現電能向機械能轉換的過程，形成三相異步電動機的工作原理。

2 三相異步電機的常見電氣故障

（1）三相異步電動機溫度過高和噪聲異常原因分析。三相異步電動機的溫度升高過快一方面是定子電流增加和電壓過高導致三相異步電動機的磁密度過高，電機電壓過低增加了轉子和定子電流，導致電動機電流產生電熱引發電機發熱；當定子繞組或出現并聯繞組情況時容易導致支路斷路，引起三相電流不平衡，電流超過額定的安全額度，導致電機繞組局部溫度過高，加上三相異步電動機的通風條件較差和長時間的超負荷運作，導致作業環境溫度過高引起電機升溫過快。三相異步電動機在運行過程中如果電動機定子和轉子出現短路、繞組內部線頭接反等情況時會發生電動機噪音異常的故障，電動機設備的定子和轉子之間的距離誤差，引起與鉆子的摩擦也是引發噪聲的原因之一；在電源電壓不穩定、電源斷線或段容器熔斷等情況發生時都會引起三相異步電動機的噪聲異常情況。

（2）三相異步電動機外殼帶電的原因分析。三相異步電動機的外殼當出現破損時會發生漏電情況，外殼絕緣受到潮濕環境的影響或損壞時也會出現外殼帶電。

當繞組長期過載或絕緣老化、定子鐵心鋼片與繞組之間連接導致接地，都會造成電動機外殼帶電。三相異步電動機在使用過程中如果不均勻的定子間隙就要首先調整間隙，對轉子進行重新的平衡，當安裝蓋出現不良情況時要重新安裝定子，對定子重新進行排查檢驗，安裝電機沒有固定的標準和說明，導致機電配件出現不穩定的情況，因此要避免電機振動過大就需要嚴格按照電機安裝說明操作，規范電機使用步驟。

（3）定子繞組缺相運行的原因分析。三相異步電動機在運行過程中斷一根或一組繞組就容易導致缺相運行，電機處于嚴重過載狀態時定子電流將會達到額定電流，時間過長容易引發燒毀的故障，在目前所有電機故障中，因缺相燒毀的電機現象最為嚴重；當誤操作引起的電流或設備受沖擊發生震動，也是導致定子繞組缺相的原因之一，因此為避免出現定子繞組缺相的故障首選要求作業人員定期檢查三相交流電壓。

（4）三相異步電動機電流不平衡的原因分析。三相異步電動機在運行過程中容易引發電流不平衡的故障，當三相電源對稱時，異步電機在額定電壓下任何一相與平均值差距較大都會導致電動機發生較大的三相電流不平衡，三相電源電壓不平衡引起的電流不平衡，電機繞組短路，導致電機三相繞組匝數不平等，因此如果發生三相電源不平衡要對電源進行檢修，定期對電機繞組匝間短路進行檢查，確定繞組短路的發生原因；檢查定子繞組內部線圈是否存在接反問題，三項繞組匝數不平等可以采用萬用表測量采取壓降措施。

（5）繞組短路故障的分析。繞組中相鄰的導線絕緣體受損后導致兩個導致的碰撞引起繞組短路故障，分為匝間短路和相間短路兩種，匝間短路發生在同一繞組之間發生的短路，相間短路則在不同組之間發生的繞組短路。發生匝間短路的原因較多，常見原因主要是電機過載、電壓或單項運行等原因，大量的粉塵沉積在線匝縫隙中，在電磁力的相互摩擦作用下，導致絕緣線的破損，形成匝間短路；繞組連接絕緣體的損壞也會引起相間短路。因此消除故障可以采用短路偵察器，對設備線路進行檢查，特別是槽口處進行仔細篩查；在短路的端部用絕緣材料將短路點斷開，從新包裝絕緣線，對短路點進行修復，重新放入線槽中。

（6）繞組接地故障的分析。電阻絕緣受損后會導致繞組的導體和機殼之間的碰撞，也就是繞組接地，繞組接地故障會造成繞組電流過大受熱，嚴重時會燒毀繞組，發生的主要原因主要是繞組受潮絕緣能力下降，電動機的長期運行，因此要對繞組端部絕緣損壞部分進行重新絕緣處理，及時檢查槽內絕緣墊，及時更換部分繞組元件，保障設備線路的絕緣效果。

3 結語

煤礦三相異步電動機是礦山生產中不可缺少的電動設備，是保障礦山安全穩定運行的關鍵，為確保三相異步電動機的正常運行要及時對故障發生的原因進行分析總結，掌握發生故障的原因，及時采取有效措施處理故障。

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