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| 山東安瑞動(dòng)力機(jī)械有限公司 | |
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三相異步電機(jī)啟動(dòng)故障預(yù)防技巧
2023-05-17三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場(chǎng)間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)而感生電動(dòng)勢(shì)和電流，并與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,，實(shí)現(xiàn)能量變換,。與單相異步電動(dòng)機(jī)相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好,，并可節(jié)省各種材料,。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī)可分為籠式和繞線式兩種,?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠,、重量輕,、價(jià)格便宜,，得到了廣泛的應(yīng)用,，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán),、電刷與外部變阻器連接,。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
三相異步電動(dòng)機(jī)原理
當(dāng)向三相定子繞組中通過入對(duì)稱的三相交流電時(shí),，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速n1沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開始時(shí)是靜止的,，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定）,。由于導(dǎo)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下,，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流,。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定）,。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn),。
通過上述分析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度）,，通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組,，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力,，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同,。
三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析和處理方法
1.電機(jī)繞組局部燒毀的原因及對(duì)策
(1) 由于電機(jī)本身密封不良,，加之環(huán)境跑冒滴漏，使電機(jī)內(nèi)部進(jìn)水或進(jìn)入其它帶有腐蝕性液體或氣體,，電機(jī)繞組絕緣受到浸蝕,，Z嚴(yán)重部位或絕緣Z薄弱點(diǎn)發(fā)生一點(diǎn)對(duì)地、相間短路或匝間短路現(xiàn)象,，從而導(dǎo)致電機(jī)繞組局部燒壞,。
相應(yīng)對(duì)策：
①盡量消除工藝和機(jī)械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象；
②檢修時(shí)注意搞好電機(jī)的每個(gè)部位的密封,；
③對(duì)在此環(huán)境中運(yùn)行的電機(jī)要縮短小修和中修周期,，嚴(yán)重時(shí)要及時(shí)進(jìn)行維修。
(2) 由于軸承損壞,，軸彎曲等原因致使定,、轉(zhuǎn)子磨擦（俗稱掃膛）引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣,、匝間絕緣,，從面造成繞組匝間短路或?qū)Φ?ldquo;放炮”。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使定子鐵心倒槽,、錯(cuò)位,、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報(bào)廢等,。
軸承損壞一般由下列原因造成：
①軸承裝配不當(dāng),。
②軸承腔內(nèi)未清洗干凈或所加油脂不干凈。
③軸承重新更換加工,，電機(jī)端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不均勻?qū)е螺S承運(yùn)行時(shí)磨擦力增加,，溫度急劇上升直至燒毀。
④由于定、轉(zhuǎn)子鐵心軸向錯(cuò)位或重新對(duì)轉(zhuǎn)軸機(jī)加工后精度不夠,，致使軸承內(nèi),、外圈不在一個(gè)切面上而引起軸承運(yùn)行“吃別勁”后溫升高直至燒毀。
⑤由于電機(jī)本體運(yùn)行溫升過高,，且軸承補(bǔ)充加油脂不及時(shí)造成軸承缺油甚至燒毀,。
⑥由于不同型號(hào)油脂混用造成軸承損壞。
⑦軸承本身存在制造質(zhì)量問題,，例如滾道銹斑,、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、游隙超標(biāo),、保持架變形等,。
⑧備機(jī)長(zhǎng)期不運(yùn)行，油脂變質(zhì),，軸承生銹而又未進(jìn)行中修,。
相應(yīng)對(duì)策：
① 卸裝軸承時(shí)，一般要對(duì)軸承加熱至80℃～100℃,，如采用軸承加熱器,，變壓器油煮等，只有這樣,，才能保證軸承的裝配質(zhì)量,。
②安裝軸承前必須對(duì)其進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的清洗，軸承腔內(nèi)不能留有任何雜質(zhì),，填加油脂時(shí)必須保證潔凈,。
③盡量避免不必要的轉(zhuǎn)軸機(jī)加工及電機(jī)端蓋嵌套工作。
④組裝電機(jī)時(shí)一定要保證定,、轉(zhuǎn)子鐵心對(duì)中,，不得錯(cuò)位。
⑤電機(jī)外殼潔凈見本色,，通風(fēng)必須有保證,，冷卻裝置不能有積垢，風(fēng)葉要保持完好,。
⑥禁止多種潤(rùn)滑油脂混用,。
⑦安裝軸承前先要對(duì)軸承進(jìn)行全面仔細(xì)的完好性檢查。
⑧對(duì)于長(zhǎng)期不用的電機(jī),，使用前必須進(jìn)行必要的解體檢查，更新軸承油脂,。
(3) 由于繞組端部較長(zhǎng)或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦,，導(dǎo)致繞組局部燒壞。
相應(yīng)對(duì)策：
電機(jī)在更新繞組時(shí)，必須按原數(shù)據(jù)嵌線,。檢修電機(jī)時(shí)任何剛性物體不準(zhǔn)碰及繞組,，電機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯時(shí)必須將轉(zhuǎn)子抬起，杜絕定,、轉(zhuǎn)子鐵芯相互磨擦,。動(dòng)用明火時(shí)必須將繞組與明火隔離并保證有一定距離。電機(jī)回裝前要對(duì)繞組的完好性進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查確診,。
(4) 由于長(zhǎng)時(shí)間過載或過熱運(yùn)行,，繞組絕緣老化加速，絕緣Z薄弱點(diǎn)碳化引起匝間短路,、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀,。
相應(yīng)對(duì)策：
①盡量?免電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行。
②保證電動(dòng)機(jī)潔凈并通風(fēng)散熱良好,。
③避免電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng),，必要時(shí)需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡試驗(yàn)。
(5) 電機(jī)繞組絕緣受機(jī)械振動(dòng)（如啟動(dòng)時(shí)大電流沖擊,，所拖動(dòng)設(shè)備振動(dòng),，電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡等）作用，使繞組出現(xiàn)匝間松馳,、絕緣裂紋等不良現(xiàn)象,，破壞效應(yīng)不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到磨擦,，從而加速了絕緣老化,，Z終導(dǎo)致Z先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組。
相應(yīng)對(duì)策：
①盡可能避免頻繁啟動(dòng),，特別是高壓電機(jī),。
②保證被拖動(dòng)設(shè)備和電機(jī)的振動(dòng)值在規(guī)定范圍內(nèi)。
2.三相異步電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因
如果出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)一相或兩相繞組燒壞（或過熱）,，一般都是因?yàn)槿毕噙\(yùn)行所致,。在這里不作深刻的理論分析，僅作簡(jiǎn)要說明,。
當(dāng)電機(jī)不論何種原因缺相后,，電動(dòng)機(jī)雖然尚能繼續(xù)運(yùn)行，但轉(zhuǎn)速下降,，滑差變大,，其中B、C 兩相變?yōu)榇?lián)關(guān)系后與A 相并聯(lián),，在負(fù)荷不變的情況下,，A 相電流過大,，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，該相繞組必然過熱而燒毀,。
為三相異步電動(dòng)機(jī)繞組為Y接法的情況：電源缺相后,，電動(dòng)機(jī)尚可繼續(xù)運(yùn)行，但同樣轉(zhuǎn)速明顯下降,，轉(zhuǎn)差變大,，磁場(chǎng)切割導(dǎo)體的速率加大，這時(shí)B 相繞組被開路,，A,、C 兩相繞組變?yōu)榇?lián)關(guān)系且通過電流過大，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,，將導(dǎo)致兩相繞組同時(shí)燒壞,。
這里需要特別指出，如果停止的電動(dòng)機(jī)缺一相電源合閘時(shí),，一般只會(huì)發(fā)生嗡嗡聲而不能啟動(dòng),，這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)通入對(duì)稱的三相交流電會(huì)在定子鐵心中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，但當(dāng)缺一相電源后,，定子鐵心中產(chǎn)生的是單相脈動(dòng)磁場(chǎng),，它不能使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,，電源缺相時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng),。但在運(yùn)行中，電動(dòng)機(jī)氣隙中產(chǎn)生的是三相諧波成分較高的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),，所以,，正在運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)缺相后仍能運(yùn)轉(zhuǎn)，只是磁場(chǎng)發(fā)生畸變,，有害電流成分急劇增大,，Z終導(dǎo)致繞組燒壞。
小結(jié)
無(wú)論電動(dòng)機(jī)是在靜態(tài)還是動(dòng)態(tài),，缺相運(yùn)行帶來(lái)的直接危害就是電機(jī)一相或兩相繞組過熱甚至燒壞,。與此同時(shí)，由于動(dòng)力電纜的過流運(yùn)行加速了絕緣老化,。特別是在靜態(tài)時(shí),，缺相會(huì)在電機(jī)繞組中產(chǎn)生幾倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流。其繞組燒壞的速度比運(yùn)行中突然缺相更快更嚴(yán)重,。所以在我們對(duì)電機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)和檢修的同時(shí),，必須對(duì)電機(jī)相應(yīng)的MCC 功能單元進(jìn)行全面的檢修和試驗(yàn)。尤其是要認(rèn)真檢查負(fù)荷開關(guān),、動(dòng)力線路,、靜動(dòng)觸點(diǎn)的可靠性,。杜絕缺相運(yùn)行,。
（來(lái)源：云南先科職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校）