三相異步電動(dòng)機(jī)是電力拖動(dòng)應(yīng)用最多的電氣設(shè)備,因此在工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活中起著不可或缺的作用。而造成三相異步電動(dòng)機(jī)損壞必須進(jìn)行檢修報(bào)廢的原因,又多因其過熱燒毀所致。由此影響各種生產(chǎn)任務(wù)的按期完成也是常見的,現(xiàn)就造成三相異步電動(dòng)機(jī)過熱原因和維修方法進(jìn)行淺析和探討,希望能幫助廣大電機(jī)用戶解決電機(jī)日常使用問題。
一、電動(dòng)機(jī)過熱的內(nèi)部原因
使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱的內(nèi)部原因,主要有三相定子繞組的短路、斷路;三相定子繞組接錯(cuò);軸承及定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦等。
1、三相定子繞組發(fā)生短路或斷路
1、1三相定子繞組匝間短路及對(duì)地(機(jī)殼)短路或漏電
長期運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī),由于其定子繞組受電流熱效應(yīng)的影響及受潮等因素,使其繞組的絕緣性能降低或損壞,容易發(fā)生繞組的匝間、或?qū)ζ滂F芯的短路與漏電現(xiàn)象。匝間短路會(huì)使繞組的直流電阻與交流阻抗減小,在電壓不變的情況下導(dǎo)致定子繞組中電流的增大,從而引起電動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)還會(huì)進(jìn)一步的降低繞組的絕緣性能,擴(kuò)大匝間短路范圍,使定子繞組電流再度增加,直至電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重過熱而燒壞。
三相定子繞組對(duì)地短路或漏電現(xiàn)象的出現(xiàn),使三相定子繞組在額定電流的基礎(chǔ)上又增加了一個(gè)對(duì)地電流,同樣會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的過熱或損壞,與此同時(shí)還宜造成工作人員的間接觸電危險(xiǎn)。
如果出現(xiàn)前述的匝間或?qū)Φ囟搪番F(xiàn)象,還會(huì)使三相定子繞組中的電流出現(xiàn)不平衡。
對(duì)于因繞組絕緣性能下降而造成的匝間或?qū)Φ囟搪贰⒙╇姮F(xiàn)象等,若出現(xiàn)在繞組內(nèi)部較輕微的,可以通過重新浸漆后烘干的方式來恢復(fù)電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣性能的方法;而在繞組端部的可以采用適當(dāng)?shù)慕^緣材料,用包纏或襯墊的方式恢復(fù)絕緣。
對(duì)于定子繞組匝間短路較多且嚴(yán)重的,采用上述方法又無法恢復(fù)其絕緣性能的,則必須采取更換繞組的措施修復(fù)電動(dòng)機(jī)。
1、2定子繞組斷路
在起動(dòng)或運(yùn)行中的三相異步電動(dòng)機(jī),如果因某種原因造成一相定子繞組斷路的現(xiàn)象,在很短的時(shí)間內(nèi)就可以使剩余的兩相定子繞組的電流迅速增加而過熱,將電動(dòng)機(jī)燒壞。尤其是帶額定負(fù)載起動(dòng)或運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)更是如此,這是因?yàn)樵陬~定負(fù)載情況下,由于電動(dòng)機(jī)缺少了一相電源形成的單相起動(dòng)或單相運(yùn)行(又稱缺相),使其兩相定子繞組中的電流迅速增大所致。
造成一相定子繞組(或電源)斷路的原因有:在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部主要是接線盒中電源線或繞組線端,因緊固不牢等造成松脫或脫落,或線圈連接處脫焊等。更多的是電動(dòng)機(jī)外部原因所造成,例如:主回路中的一相熔斷器熔體熔斷或接觸器主取決于頭一對(duì)接觸不良等。
對(duì)于定子繞組的可見部分或接線盒等部位出現(xiàn)的斷路及熔體熔斷,觸點(diǎn)接觸不良等,發(fā)現(xiàn)的可以立即接好、緊固牢,更換元件等進(jìn)行修復(fù)。而線圈內(nèi)部斷路通常采用更換線圈的大修辦法。如果發(fā)生兩相定子繞組斷路的情況,短時(shí)內(nèi)雖不能損壞電動(dòng)機(jī),但不能使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或運(yùn)行。
2、三相定子繞組連接錯(cuò)誤
2、1若將三相定子繞組為星形(Y)接法的電動(dòng)機(jī)誤接為三角形使用,則使三相定子繞組實(shí)際承受的電壓超過其額定電壓,結(jié)果使三相定子繞組中的電流也相應(yīng)增大,造成電動(dòng)機(jī)的過熱損壞。
2、2如將三相定子繞組中的一相繞組接反時(shí),會(huì)造成三相定子繞組的電壓和電流出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡,接反的一相繞組首先損壞。
對(duì)于兩種錯(cuò)接三相定子繞組的情況是不允許出現(xiàn)的。這種情況主要發(fā)生于檢修之后對(duì)三相定子繞組進(jìn)行重新連接的過程中。對(duì)此,一般都應(yīng)經(jīng)過認(rèn)真的檢查或試驗(yàn),防止上述情況的發(fā)生。
3、軸承故障引起的過熱
電動(dòng)機(jī)軸承內(nèi)的潤滑油太多或太少,不僅影響電動(dòng)機(jī)的潤滑作用,還會(huì)造成一定程度的電動(dòng)機(jī)發(fā)熱;如果長期連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)軸承中潤滑油干涸,會(huì)引起電動(dòng)機(jī)端部的較為嚴(yán)重的過熱現(xiàn)象;軸承的滾珠磨損或破裂不僅會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱,還伴隨著出現(xiàn)不正常的響聲。由軸承故障造成電動(dòng)機(jī)的過熱,一般都是首先從故障軸承的一端發(fā)熱開始,也較容易查找,通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的小修即可排除,例如通過清洗軸承重新?lián)Q潤滑油或更換新軸承的方法。
4、定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦
通常將定子與轉(zhuǎn)子鐵芯相摩擦的現(xiàn)象稱之為掃膛。由于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯相摩擦,使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱。其原因主要有:轉(zhuǎn)子軸因某種原因發(fā)生彎曲;軸承蓋松動(dòng)或上下、左右位移引起,與此同時(shí)也會(huì)因定子與轉(zhuǎn)子鐵芯之間的氣隙不均勻使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱。對(duì)此可以通過電動(dòng)機(jī)的小修加以解決,如轉(zhuǎn)軸彎曲應(yīng)通過校直的方法等。
5、造成電動(dòng)機(jī)過熱的其它內(nèi)部原因
除上述幾種使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱或過熱的原因之外,還有電動(dòng)機(jī)通風(fēng)散熱不良、鐵芯材料質(zhì)量等因素等都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)過熱現(xiàn)象。
二、電動(dòng)機(jī)外部因素引起的過熱
使電動(dòng)機(jī)發(fā)生過熱的外部因素很多,這里僅就常見的主要因素進(jìn)行分析。
1、電動(dòng)機(jī)的過載運(yùn)行
長期連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載超過其額定值時(shí),使其三相定子繞組的實(shí)際電流長期超過額定電流值,從而造成電動(dòng)機(jī)的過熱,甚至燒壞電動(dòng)機(jī);嚴(yán)重過載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低,或發(fā)生堵轉(zhuǎn)造成電動(dòng)機(jī)迅速燒壞。電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行的原因,一是選用的電動(dòng)機(jī)功率(或容量)過小,二是電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中發(fā)生機(jī)械傳動(dòng)部分的卡阻等情況,對(duì)此應(yīng)查清具體原因,采取適當(dāng)?shù)拇胧?,使電?dòng)機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行。
2、電源電壓過高或過低
如果電動(dòng)機(jī)三相實(shí)際電源電壓高于該電動(dòng)機(jī)的額定電壓值或超過其允許的波動(dòng)范圍,在電動(dòng)機(jī)其它參數(shù)不變的情況下,三相定子繞組中的電流勢(shì)必增大,造成電動(dòng)機(jī)的溫升過高。在實(shí)際生產(chǎn)中已出現(xiàn)過由于三相電源電壓過高經(jīng)常損壞電動(dòng)機(jī)的事例。
若電動(dòng)機(jī)的三相電源電壓過低,并低于其允許的范圍時(shí),會(huì)造成電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的下降,轉(zhuǎn)差率增大。在此情況下要維持電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行,必須以增大電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流來提高轉(zhuǎn)子的輸出轉(zhuǎn)矩。結(jié)果造成電動(dòng)機(jī)的過熱或損壞。
總之,無論是三相異步電動(dòng)機(jī)的電源電壓過高或過低,對(duì)電動(dòng)機(jī)長期安全可靠運(yùn)行都是不利的。而在實(shí)際運(yùn)行中,對(duì)電動(dòng)機(jī)的過熱原因的分析與檢查時(shí),在無其它明顯的現(xiàn)象或原因的情況下,首先要檢測(cè)電動(dòng)機(jī)三相電源電壓的高低或三相定子電流的大小。在確定電源電壓或電流均為正常后,再查找其它的致熱原因。而對(duì)于電動(dòng)機(jī)電源電壓過高或過低的情況,一般都是通過調(diào)整電力變壓器調(diào)壓開關(guān)的方法解決。
3、缺相起動(dòng)或缺相運(yùn)行
缺相(或稱為單相)起動(dòng)或運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī),都會(huì)出現(xiàn)不正常的嗡嗡聲,使電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng),或使運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速下降,直至停轉(zhuǎn)(又稱堵轉(zhuǎn))。與此同時(shí)造成電動(dòng)機(jī)迅速發(fā)熱或冒煙燒壞。造成這種故障的原因除前面所述的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障之外,更多的是由電動(dòng)機(jī)外原因所造成,如電源導(dǎo)線斷裂、過載保護(hù)的熱繼電器的熱元件一相脫焊等。
4、引起電動(dòng)機(jī)過熱的其它原因
造成三相異步電動(dòng)機(jī)過熱的原因除上述外還有:全壓起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的頻繁起動(dòng)或較多的正反轉(zhuǎn)操作、三相定子繞組的電壓或電流嚴(yán)重不平衡、轉(zhuǎn)子斷路(繞組)或斷條等都會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的過熱現(xiàn)象的發(fā)生。
正常運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī),用手觸摸外殼時(shí),一般稍有溫感。如果觸摸時(shí)感到外殼燙手或手掌不能長時(shí)間觸及時(shí),都屬于電動(dòng)機(jī)的過熱現(xiàn)象。這都是由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)部或外部的各種因素的影響或故障所致,而三相異步電動(dòng)機(jī)的損壞大多是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的過熱造成的,并導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的大修。針對(duì)電機(jī)發(fā)熱原因分析,有目的地進(jìn)行防范,對(duì)降低電機(jī)事故率、減少事故損失、提高經(jīng)濟(jì)效益有著重要的意義。