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1、1,三相异步电动机常见故障分析,电机班技术培训,2,三相异步电动机常见故障分析,三相异步电动机是电厂应用最广、使用最多的大功率电器设备，科学合理地对其进行维护和管理，使之经常性地处于正常可用的技术状态，有着至关重要的意义。而要及时发现故障、解决故障的前提，则是对故障根源的深入了解。作为事例，对三相异步电动机常见故障根源作一简单的分析。,3,三相异步电动机常见故障分析,1三相异步电动机断相运行 2定子绕组短路 3几种主要疑难故障原因分析,4,三相异步电动机断相运行,电气拖动系统中常用2个热继电器作过载保护与断相保护，以防止异步电动机断相运行。由于热继电器不能准确整定动作值，所以常常发生三相异步电
2、动机断相及运行的故障，使电动机过热或烧坏。这种故障产生的原因可从电动机故障和主电路不正常两方面分析。电动机电枢绕组发生一相断路、引出线断裂或接线螺钉松动时，都会引起异步电动机单线运行或V形三相运行。 从主电路来看，若熔断器烧断时电源缺少一项或主接触器触头接触不良，都将使电动机接通断相电源。 运转着的三相异步电动机有一相断电时，并不停车。由于一般来说，三相异步电动机断相运行时只能承担额定负载的(6070)，所以若热继电器失灵或整定不准，电动机将在断相过载运行，时间稍长将使电动机发热严重。断相运行故障表现为定子三相电流严重不平衡，运行声音异常，电动机显得没有“力气”；电动机停车后再接通电源时，不能
3、启动并发出嗡嗡声。 在维护保养时，应认真检查和调整热继电器的调定值，使其在断相运行时起到过载保护的作用；在巡视时应监视电动机的温升和运转的声音是否正常，以便及时发现断相运行故障；经常检查启动柜中主电路接触器的触头，当电器动作时，三相触头应能可靠接触。可用万用表检查断相运行故障。,5,三相异步电动机断相运行,(1)星形接法断一相电源,L3断路,L1,L2,L3,U,W,V,当电动机正在运行，由于某种原因，有一相断路（如W相绕组在L3处断开），则W相绕组中就无电流，U、V两相绕组成为串联关系，接在380V线电压上，这时两个绕组中流过同一电流，这就是缺陷运行。此时电动机仍可继续运转，但工作的两相绕组
4、中，每相两端电压只有190V（正常工作时相电压220V）.由于相电压降低，旋转磁通也相应降低。但是负载不变，电动机的输,6,三相异步电动机断相运行,出转矩也不变，因此定子电流将增大。此外，从功率角度来分析，电动机正常工作时，三相绕组平均分担额定功率，缺相运行时，断电相不再做功，另两相绕组分担的功率必然增大，绕组电流也必须增加。总之，一相绕组断电后，其余两相绕组的负担明显增加。此时绕组内电流值比电动机过载时电流大，但比短路电流小。,7,三相异步电动机断相运行,（2）三角形接法断一相电源,L1,L2,L3,L3断路,W,U,V,I2(小),I1(大),如上图所示：如果L3断开，则整个绕组便接在两条
5、相线之间，这也叫缺相运行。此时虽然三相绕组都在工作，但它们已不是对称绕组，而是W相绕组与V相绕组串联，然后与U相绕组并联。在这种情况下，绕组中的电流、功率不仅与正常工作时电流、功率不同。两支路电流也不均衡。理论和实践都证明，绕组为三角形接线时，一旦断一相电源，在电动机绕组内部就会形成巨大的环流，很短时间就会烧坏电机绕组，其危害比星形接法的电动机缺相运行更严重。,8,三相异步电动机断相运行,（3）三角形接线的绕组内部一相断路（见下图）,L1,L2,L3,W,U,V,I2(大),I1(大),V相断路,如上图所示，此时电动机的两相绕组形成V形连接。这种连接，起动转矩过小。原来静止的电动机难以起动；正
6、在运行中的电动机，其断路相电流为0，不再做功，其余两相绕组负载加重，电流增大，绕组温升增高。,9,定子绕组故障,异步电动机定子绕组故障有以下几种。 定子绕组相间短路 定子绕组匝间短路 定子绕组接地故障 电动机过热，超过允许温度,10,定子绕组相间短路,正常的三相异步电动机任意两相问的绝缘电阻应不低于0.5M。当相问绝缘电阻为零或接近零时，则表明相间绝缘损坏，发生了相间短路故障。 三相异步电动机发生相间短路的原因有： 电动机绕组严重过热、尤其在井下环境(运行时发热、停车时吸潮)严重受潮时，由于定子绕组相间绝缘薄弱而产生电击穿； 双层绕组的电动机，其一些槽中的上、下层边分属于两相绕组，可能会因层间
7、绝缘薄弱而产生电击穿； 相间短路故障表现为电动机运行声音不正常、定子电流不平衡、保护电器动作或熔断器烧断，甚至绕组烧坏。,11,定子绕组匝间短路,三相异步电动机定子绕组匝间短路，是指在某相绕组的线圈中线匝之间发生的短路。这种短路是由于线圈中导线表皮绝缘损坏，使相邻的导体互相接触而造成的。 匝间短路在刚开始时，可能只有两根导线因交叠处绝缘磨坏而接触。由于短路线匝内产生环流，使线圈迅速发热，进一步损坏邻近导线的绝缘，使短路的匝数不断增多、故障扩大。短路匝数足够多时，会使熔断器烧断，甚至绕组烧焦冒烟。 当三相绕组有一相发生匝间短路时，相当于该相绕组匝数减少，定子三相电流就不平衡。不平衡的三相电流使电
8、动机振动，同时发出不正常的声音。电动机平均转矩显著下降，拖动负载时就显得无力。 产生匝间短路的原因有： 在解体保养电动机时，由于操作不当，碰伤绕组端部绝缘，使导线互相接触； 电动机长时间超负荷运行，电动机过热而使线圈局部较为薄弱的绝缘损坏导致匝间短路； 定子下线时，个别导线在槽内交叠，长期运行后，由于电磁力的作用，会使交叉处的绝缘损坏而发展成匝间短路。用外观检查或短路侦察器可确定短路点。,12,定子绕组接地故障,定子绕组导体与铁心之间绝缘电阻为零或接近于零时，即认为电动机发生了定子绕组接地故障。 发生定子绕组接地故障的原因主要有：电动机绝缘老化，失去绝缘性能；定子槽口处绝缘破损，导体与铁心接触
9、；绕组端部绝缘损坏并碰端盖； 定子绕组引出电缆绝缘破损而碰壳等。定子绕组接地后，若电动机机座未很好接地，会使机座带电，威胁操作人员的安全；定子绕组多点接地时，会发生短路故障。所以当定子绕组发生一点接地后，必须认真检查及时排除。用兆欧表可以检查接地故障。,13,电动机过热，超过允许温度,异步电动机过热是较为常见的故障，其原因比较复杂，可从电源、电动机、控制设备和负载等方面分析。 电源电压过高时，磁通将增大，电动机磁路出现饱和。这时定子电流剧烈增加，使电动机温升提高。电源电压过低时，若负载转矩已定，磁通减少必然导致转子电流增大。这时定子电流同时增大，电动机温升提高。 电源电压三相不对称。三相异步电
10、动机需在三相对称电压下工作，其三相电压不对称度应小于额定电压的5。当三相电压数值相差较大时，将使异步电动机定子三相电流不平衡，在额定负载下，会使某相绕组电流超过额定值，使该相绕组过热，发生异步电动机定子绕组局部过热的故障。,14,电动机过热，超过允许温度,控制线路。若控制线路维护不良，触头接触不好，电动机断相运行也会使电动机电流增大。有些设备的拖动电动机有刹车装置，刹车装置动作配合不好，电动机堵转严重，将使电动机过热。另外，电动机每小时启动次数过多，或电动机超定额运行对定子发热都有影响。 负载原因。电动机长时间在过载下运行而保护装置又不可靠，不能及时动作，使电动机定子电流超过额定值；电动机与被
11、拖动的机械联接不好、齿轮箱有污物或联轴器偏心等使电动机空载损耗增大；电动机承受不应有的冲击负荷；由于负荷的故障使电动机堵转等。 电动机本身故障。电动机定子绕组有短路、接地或一相断线；修理后的电动机定子绕组接线错误；电动机转子断条、端环开焊；电动机散热有障碍，如风扇损坏、风路堵塞、表面污垢过多等：机械方面装配不良、转轴弯曲变形、轴承损坏、定转子相擦等。,15,几种主要疑难故障原因分析,电气设备可能有很多种故障现象产生，而任何一种电气故障又都有可能是一种或几种原因造成的，也就是说，多种原因可能导致相同故障现象的产生。在众多的故障原因中，有些是电气管理人员所熟知的，或是一般性常识，下面重点介绍几种主
12、要电气设备疑难故障及原因分析，以供检修人员参考。当然电气设备的范围较广，这里只对常规的电气设备和常见的故障作一概要性的总结，以大家参考。,16,几种主要疑难故障原因分析,A:热继电器疑难故障及原因分析 故障现象一：用电设备操作正常，但热继电器频繁动作，或电气设备烧毁而热继电器不动作。 原因分析：热继电器可调整部件的固定支钉松动，不在原整定点上；热继电器通过了巨大的短路电流后，双金属元件已产生永久变形；热继电器久未检验，灰尘堆积，或生锈，或动作机构卡住、磨损、胶木零件变形；热继电器可调整部件损坏。(常规原因：热继电器外接线螺钉未拧紧或整定电流值偏低一频繁动作；整定电流值过高一起不到保护作用)。
13、故障现象二：热继电器动作时快时慢。 原因分析：热继电器内部机构有部件松动；在检修中使双金属片弯折；外接线螺钉未拧紧。,17,几种主要疑难故障原因分析,B:自动开关疑难故障及原因分析 故障现象一：电动操作自动开关，触头不能闭合。 原因分析：电磁铁拉杆行程不够；电动机操作定位开关失灵；控制器中整流管或电容器损坏。 故障现象二：手动操作自动开关，触头不能闭合。 原因分析：失压脱扣器无电压或线圈烧坏；贮能弹簧变形或断裂，导致闭合力减小或不闭合；反作用弹簧力过大；机构不能复位脱扣。 故障现象三：自动开关温升太高。 原因分析：触头压力过低；两个导电件连接螺钉松动；触头表面过分烧损或接触不良。 故障现象四：
14、失压脱扣器有噪声。 原因分析：反作用弹簧力太大；铁芯工作面有油污；短路环断裂。 (常规原因举例：启动电动机是自动开关立即分断过电流脱扣器瞬时动作整定值太小)。,18,几种主要疑难故障原因分析,C:三相异步电动机疑难故障及原因分析 故障现象一：电动机启动后转速低且显得无力。 原因分析：负载过重；断相运行，勉强起动后过载；定子绕组应接“”形而错接成“Y”形；鼠笼转子导条或端环断裂或开焊。 故障现象二：电动机温升过高。 原因分析：负载过重，且保护装置失灵；定子绕组有短路或接地；重载下断相运行；电动机机械方面不灵活，空载损耗大；散热有障碍。 故障现象三：电动机运行时噪音大。 原因分析：断相运行；定子绕组引出线接错；定、转子相磨擦(即扫堂)；轴承损坏严重缺少润滑脂；风扇叶变形碰壳。,