浅谈电动机常见问题 及三相异步电动机常见故障及处理方法

电厂设备运行与维护2022-07-31 15:10:39


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一、引言     由于大部分电机使用年限较长,且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中,电机烧毁的事故常有发生,而且呈上升趋势,严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一简要分析和介绍,希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。


  二、电机绕组局部烧毁的原因及对策

  1.由于电机本身密封不良,加之环境跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。

  相应对策:尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;检修时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。

   2.由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路或对地放炮。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:轴承装配不当,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在。轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净,运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行吃别劲后温升高直至烧毁。由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。

  相应对策:卸装轴承时,一般要对轴承加热至80~100,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。

  3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。

  相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。

4.由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。

  相应对策:尽量避免电动机过载运行。保证电动机洁净并通风散热良好。避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。

5.电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

  相应对策:尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。


  三、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因及对策

  如果出现电动机一相或两相绕组烧坏(或过热),一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析,仅作简要说明。

  如图1所示为三相异步电动机绕组为接法的情况:


2  Y接法电动机缺相运行示意图

  当电机不论何种原因缺相后(如图1b所示),电动机虽然尚能继续运行,但转速下降,滑差变大,其中BC两相变为串联关系后与A相并联,在负荷不变的情况下,A相电流过大,长时间运行,该相绕组必然过热而烧毁。

  如图2所示为三相异步电动机绕组为Y接法的情况:电源缺相后(如图2b),电动机尚可继续运行,但同样转速明显下降,转差变大,磁场切割导体的速率加大,这时B相绕组被开路,AC两相绕组变为串联关系且通过电流过大,长时间运行,将导致两相绕组同时烧坏。

图1   接法电动机缺相运行示意图

  这里需要特别指出,如果停止的电动机缺一相电源合闸时,一般只会发生嗡嗡声而不能启动,这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场,但当缺一相电源后,定子铁心中产生的是单相脉动磁场,它不能使电动机产生启动转矩。因此,电源缺相时电动机不能启动。但在运行中,电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场,所以,正在运行中的电动机缺相后仍能运转,只是磁场发生畸变,有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧坏。

  相应对策:无论电动机是在静态还是动态,缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时,由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时,缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时,必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。


2

非负荷侧轴承


1


安全措施防范

序号

危险点

防范措施

签证点

1

人身伤害

停电、验电挂警示牌,必要时设围栏。无电压后方可工作。不要误入带电间隔、与带电设备保持安全距离


2

工器具伤人

正确使用工器具和防护用具


3

设备损坏

不误碰无关设备


4

无票作业

应办理工作票之后方可开展工作


5

电子干扰

关闭手机等通讯工具






检修项目及工艺要求

序号

检修程序

工艺标准及注意事项

签证点

 检修工序

接线盒拆卸

首先确认隔离,做好准备工作,核对电机编号并抄录铭牌,将待拆动的部件做好相应的标记


接线盒检查

检查是否有密封不严现象,应无污物,按顺序检查密封圈老化破损情况(必要时更换)


引线检查

检查引线绝缘及铜鼻子和导线焊接情况,导线应无折断,绝缘良好。检查引线无过热、变色、变形、磨损和覆盖漆剥落现象。


拆除地脚、对轮,起吊

起重作业由专业指挥。


捋对轮

对轮加热时,温度不超过200


拆风扇罩,取下风扇

先将风扇罩拆除,之后用专用工具将风扇顶出。


拆开负荷侧及非负荷侧端盖

将电机两侧轴伸吊住,防止端盖受力,用顶丝将端盖顶出。


轴承检修

轴承内、外滑道、滚珠或滚柱无脱皮、无麻点、无锈斑、无过热、无划痕、无老化磨损。

W1

电动机组装

按照与拆卸相反的顺序进行。

W2

回装检测

电动机试验

绝缘电阻和直流电阻测试按照规程执行。


电动机就位

就位后恢复接地线及电源线。


空载试运电动机

押回工作票,试运时测量振动、温度及声音情况应符合规程要求,检测电机转向正确。

H1

  附表:三相异步电动机常见故障及处理方法

序号

故障现象

故障原因

处理方法

1

通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。

1   电源未通(至少两相未通);

2   熔丝熔断(至少两相熔断);

3   控制设备接线错误;

4   电机已经损坏。

1   检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,修复;

2   检查熔丝型号、熔断原因,更换熔丝;

3   检查电机,修复。

2

通电后电动机不转,然后熔丝烧断。

1   缺一相电源,或定子线圈一相反接;

2   定子绕组相间短路;

3   定子绕组接地;

4   定子绕组接线错误;

5   熔丝截面过小;

6   电源线短路或接地。

1   检查刀闸是否有一相未合好,或电源回路有一相断线;消除反接故障;

2   查处短路点,予以修复;

3   消除接地;

4   查出误接,予以更正;

5   更换熔丝;

6   消除接地点。

3

通电后电动机不转,有嗡嗡声。

1   定子、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电;

2   绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;

3   电源回路接点松动,接触电阻大;

4   电动机负载过大或转子卡住;

5   电源电压过低;

6   小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬,轴承卡住。

1   查明断点,予以修复;

2   检查绕组极性;判断绕组首末端是否正确;

3   紧固松动的接线螺栓,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;

4   减载或查出并消除机械故障;

5   检查是否把规定的接法误接为Y接法;是否由于电源导线过细使压降过大,予以纠正;

6   重新装配使之灵活;更换合格油脂,修复轴承。

4

电动机起动困难,带额定负载时,电动机转速低于额定转速叫多。

1   电源电压过低;

2   接法误接为Y接法;

3   笼形转子开焊或断裂;

4   定子、转子局部线圈错接、接反;

5   电机过载。

1   测量电源电压,设法改善;

2   纠正接法;

3   检查开焊和断点并修复;

4   查出误接处,予以改正;

5   减载。

5

电动机空载电流不平衡,三相相差大。

1   绕组首尾端接错;

2   电源电压不平衡;

3   绕组有匝间短路、线圈反接等故障。

1、检查并纠正;

2、测量电源电压,设法消除不平衡;

3、消除绕组故障。

6

电动机空载电流平衡,但数值大。

1   电源电压过高;

2   Y接电动机误接为接;

3   气隙过大或不均匀。

1   检查电源,设法恢复额定电压;

2   改接为Y接;

3   更换新转子或调整气隙。

7

电动机运行时响声不正常,有异响。

1   转子与定子绝缘低或槽楔相擦;

2   轴承磨损或油内有砂粒等异物;

3   定子、转子铁心松动;

4   轴承缺油;

5   风道填塞或风扇擦风罩;

6   定子、转子铁心相擦;

7   电源电压过高或不平衡;

8   定子绕组错接或短路。

1   修剪绝缘,削低槽楔;

2   更换轴承或清洗轴承;

3   检查定子、转子铁心;

4   加油;

5   清理风道,重新安装风罩;

6   消除擦痕,必要时车小转子;

7   检查并调整电源电压;

8   消除定子绕组故障。

8

运行中电动机振动叫大。

1   由于磨损,轴承间隙过大;

2   气隙不均匀;

3   转子不平衡;

4   转轴弯曲;

5   铁心变形或松动;

6   联轴器(皮带轮)中心未校正;

7   风扇不平衡;

8   机壳或基础强度不够;

9   电动机地脚螺丝松动;

10.笼形转子开焊、断路、绕组转子断路;

11.定子绕组故障。

1   检查轴承,必要时更换;

2   调整气隙,使之均匀;

3   校正转子动平衡;

4   校直转轴;

5   校正重叠铁心;

6   重新校正,使之符合规定;

7   检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状;

8   进行加固;

9   紧固地脚螺栓;

10.修复转子绕组;

11.修复定子绕组。

9

轴承过热。

1   润滑脂过多或过少;

2   油质不好含有杂质;

3   轴承与轴颈或端盖配合不当;

4   轴承盖内孔偏心,与轴相擦;

5   电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧;

6   轴承间隙过大或过小;

7   电动机轴弯曲。

1   按规定加润滑油脂(容积的三分之一至三分之二);

2   更换为清洁的润滑油脂;

3   过松可用粘结剂修复;

4   修理轴承盖,消除擦点;

5   重新装配;

6   重新校正,调整皮带张力;

7   更换新轴承;

8   矫正电机轴或更换转子。

10

10

电动机过热甚至冒烟。

1   电源电压过高,使铁心发热大大增加;

2   电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热;

3   定子、转子铁心相擦,电动机过载或频繁起动;

4   笼形转子断条;

5   电动机缺相,两相运行;

6   环境温度高,电动机表面污垢多,或通风道堵塞;

7   电动机风扇故障,通风不良;

8   定子绕组故障(相间、匝间短路;定子绕组内部连接错误)。

1   降低电源电压(如调整供电变压器分接头),若是电机Y接法错误引起,则应改正接法。

2   提高电源电压或换相供电导线;

3   消除擦点(调整气隙或锉、车转子),减载,按规定次数控制起动;

4   检查并消除转子绕组故障;

5   恢复三相运行;

6   清洗电动机,改善环境温度,采用降温措施;

7   检查并修复风扇,必要时更换;

8   检查定子绕组,