电动机故障检测技术

《电动机故障检测技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动机故障检测技术（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 电动机故障检测技术 电动机故障检测技术 培训资料 培训资料 上海华阳检测仪器有限公司技术应用部 1999 年 12 月 1 日 上海华阳检测仪器有限公司技术应用部 1999 年 12 月 1 日 电动机故障检测技术 1 1 电动机的基本概念 一、 电动机的种类： 1、 直流电机、交流电机、交直流电机、防爆电机、等。 2、 转子有鼠笼型和绕线型。 3、 有同步电机、异步电机、变频电机。 二、电动机的基本概念： 电动机的基本概念 一、 电动机的种类： 1、 直流电机、交流电机、交直流电机、防爆电机、等。 2、 转子有鼠笼型和绕线型。 3、 有同步电机、异步电机、变频电机。 二、电动机的基本概念：

2、 1、 冷却方式：风冷却、内冷却其中有水冷却与油冷却。 冷却方式：风冷却、内冷却其中有水冷却与油冷却。 2、 使用轴承有：滚动轴承、滑动轴承。 三、使用条件： 1、 一般电机使用在海拔不超过 1000 米。 2、 使用 380V 电压电机允许误差使用轴承有：滚动轴承、滑动轴承。 三、使用条件： 1、 一般电机使用在海拔不超过 1000 米。 2、 使用 380V 电压电机允许误差5%。用 50HZ频率电机允许误差 1%。 3、 电压与电频率偏差绝对值之和不大于 5%。 4、 电网要保证电机起动中电机电压不低于额定电压 85%。 四、原理： 5%。用 50HZ频率电机允许误差 1%。 3、 电压

3、与电频率偏差绝对值之和不大于 5%。 4、 电网要保证电机起动中电机电压不低于额定电压 85%。 四、原理： 1、 同步电机：磁场的旋转速度与转子的旋转速度相同称为同步电机。 同步电机：磁场的旋转速度与转子的旋转速度相同称为同步电机。 2、 异步电机：磁场的旋转速度大于转子的旋转速度称为异步电机。 异步电机：磁场的旋转速度大于转子的旋转速度称为异步电机。 电动机故障检测技术 2 2 电动机故障检测技术 电动机故障检测技术 一、 电动机绕组故障检测 电动机绕组的故障主要有以下四种：匝间、相间、短路、断路。三相阻抗不平衡、绝缘损坏。这些故障往往由于电动机长期运行或过载，特别是频繁地启动及反向，过电

4、流产生的热量使绕线绝缘层发生质变，始于电机内部绕组品质的变化，造成初期局部的匝间短路或对地短路，短路严重时导致电机烧损。 电机最常见的故障是匝间、相间、短路和对地短路。这两种故障虽然机理相同，但相互独立：有时匝间短路的电机，其相间及对地绝缘是好的；而有些对地绝缘性能下降，甚至绝缘值只有几千欧，但匝间和相间是完好的。 以往的测试方法，如电桥法，电感法，摇绝缘，电流谱分析法等，由于电机绕组的电阻值很小（有的仅为十几毫欧） ，初期微小匝间短路， 阻值的变化很小， 难以准确测出， 再受到温度、锈蚀、老化等因素的影响。阻值的变化与绕组品质的劣化程度并非成正比例。对绕组电感 L 的测试会受到转子互感作用的

5、影响，也很难判定故障发生在定子还是转子。 高压测试只能解决对地绝缘问题，对匝间短路无能为力。电流谱分析法是通过对电流进行谱分析， 它的局限性在于只能查出较为明显的故障（如短条等） 。在线运转测试，会受到多方面因素的干扰，对操作人员要求很高。这些方法也不能解决匝间短路问题。 一、 电动机绕组故障检测 电动机绕组的故障主要有以下四种：匝间、相间、短路、断路。三相阻抗不平衡、绝缘损坏。这些故障往往由于电动机长期运行或过载，特别是频繁地启动及反向，过电流产生的热量使绕线绝缘层发生质变，始于电机内部绕组品质的变化，造成初期局部的匝间短路或对地短路，短路严重时导致电机烧损。 电机最常见的故障是匝间、相间、

6、短路和对地短路。这两种故障虽然机理相同，但相互独立：有时匝间短路的电机，其相间及对地绝缘是好的；而有些对地绝缘性能下降，甚至绝缘值只有几千欧，但匝间和相间是完好的。 以往的测试方法，如电桥法，电感法，摇绝缘，电流谱分析法等，由于电机绕组的电阻值很小（有的仅为十几毫欧） ，初期微小匝间短路， 阻值的变化很小， 难以准确测出， 再受到温度、锈蚀、老化等因素的影响。阻值的变化与绕组品质的劣化程度并非成正比例。对绕组电感 L 的测试会受到转子互感作用的影响，也很难判定故障发生在定子还是转子。 高压测试只能解决对地绝缘问题，对匝间短路无能为力。电流谱分析法是通过对电流进行谱分析， 它的局限性在于只能查出

7、较为明显的故障（如短条等） 。在线运转测试，会受到多方面因素的干扰，对操作人员要求很高。这些方法也不能解决匝间短路问题。 电动机故障检测技术 3 3 目前交流变频技术的问世解决了这一问题： 它提供了一整套简易确实可靠的检测技术与方法， 在断电不解体电机的情况下能快速准确地判断定转子故障的程度， 诊断初期微小的匝间短路具有很高的实用价值。 电机一相绕阻在交变电流下： ZL=2fL。 这里采用高频，频率被提高几倍至十几倍，此时 ZL 增加了数倍或数十倍，而 ZR 不变，这样就增加了 ZL 对 ZR 的比率，更加突出了电感量 L 在阻抗中所占的比重， 使得任何 L 的微小变化都显著地表现出来。 二、

8、 电动机绕组故障的检测方法。 1、 定子三相平衡测试-电流对比法。 三相平衡是指三相电机各相阻抗值的平衡。 2、 定子倍频测试-匝间短路。 3、 转子测试-电模拟法。 4、 电角度的比较-电角度是指交变电流与电压的角度 既 ZL 与 ZR 的比例关系：=arctg(L/R) 这种 L 与 R 的对比关系，同样反映了电感的有效程度，每一相电角度的比较将反映匝间短路发展过程。 因此常用电角度值做为判断三相平衡及匝间短路的辅助手段。 交流变频法是目前比较先进的电机故障检测方法现场使用简单、方便、快速、无需施加高压，对绕组也无损害应在企业电机维护中作为主要方式大力推广。 目前交流变频技术的问世解决了这

9、一问题： 它提供了一整套简易确实可靠的检测技术与方法， 在断电不解体电机的情况下能快速准确地判断定转子故障的程度， 诊断初期微小的匝间短路具有很高的实用价值。 电机一相绕阻在交变电流下： ZL=2fL。 这里采用高频，频率被提高几倍至十几倍，此时 ZL 增加了数倍或数十倍，而 ZR 不变，这样就增加了 ZL 对 ZR 的比率，更加突出了电感量 L 在阻抗中所占的比重， 使得任何 L 的微小变化都显著地表现出来。 二、 电动机绕组故障的检测方法。 1、 定子三相平衡测试-电流对比法。 三相平衡是指三相电机各相阻抗值的平衡。 2、 定子倍频测试-匝间短路。 3、 转子测试-电模拟法。 4、 电角度

10、的比较-电角度是指交变电流与电压的角度 既 ZL 与 ZR 的比例关系：=arctg(L/R) 这种 L 与 R 的对比关系，同样反映了电感的有效程度，每一相电角度的比较将反映匝间短路发展过程。 因此常用电角度值做为判断三相平衡及匝间短路的辅助手段。 交流变频法是目前比较先进的电机故障检测方法现场使用简单、方便、快速、无需施加高压，对绕组也无损害应在企业电机维护中作为主要方式大力推广。 电动机故障检测技术 4 4 电动机故障特征与可能发生的原因 电动机故障特征与可能发生的原因 一、 电动机故障类型与排除方法： 一、 电动机故障类型与排除方法： 1、 电机外壳的温度过热65-过载，皮带过紧，散热

11、器失效，各绕阻相间与匝间对地绝缘性能降低，三相电源电流不平衡，单相运转。 （排除方法-减轻负载或更换电机功率，修复散热装置，修复绝缘性能，消除匝间短路现象。 电机外壳的温度过热65-过载，皮带过紧，散热器失效，各绕阻相间与匝间对地绝缘性能降低，三相电源电流不平衡，单相运转。 （排除方法-减轻负载或更换电机功率，修复散热装置，修复绝缘性能，消除匝间短路现象。 2、 电机轴承过热-过载，皮带过紧，联轴器不对中，缺润滑油，轴承磨损，轴承跑内外圈加油过量2/3。 （排除方法-减轻负载，调整皮带，正确安装联轴器，加入适当及量限的油脂，消除轴承跑内外圈） 。 电机轴承过热-过载，皮带过紧，联轴器不对中，缺

12、润滑油，轴承磨损，轴承跑内外圈加油过量2/3。 （排除方法-减轻负载，调整皮带，正确安装联轴器，加入适当及量限的油脂，消除轴承跑内外圈） 。 3、 电机的振动-轴承损坏，转轴弯曲，安装不良，联轴器不对中，固定螺栓松动（底座，轴承端盖）三相阻抗不平衡，转子断条，电磁共振，三相电流不平衡。 排除方法-更换新轴承，较正转子同心度，排除电机与电源共振频率。消除轴承跑内外圈，正确安装电机紧固螺栓，修复或更换转子。 电机的振动-轴承损坏，转轴弯曲，安装不良，联轴器不对中，固定螺栓松动（底座，轴承端盖）三相阻抗不平衡，转子断条，电磁共振，三相电流不平衡。 排除方法-更换新轴承，较正转子同心度，排除电机与电源

13、共振频率。消除轴承跑内外圈，正确安装电机紧固螺栓，修复或更换转子。 4、 电机换向器故障-换向器磨损,石英绝缘体凸出，电刷弹簧压紧力不够工作时易跳动会引起火花，压力过大增加换向器上的摩擦损失,使电刷发热，电刷支架与换向器角度不对，换向器表面有黑色的灼痕应立即用玻璃砂纸把换向器磨光。不可用金钢砂纸来磨，因导电的金电机换向器故障-换向器磨损,石英绝缘体凸出，电刷弹簧压紧力不够工作时易跳动会引起火花，压力过大增加换向器上的摩擦损失,使电刷发热，电刷支架与换向器角度不对，换向器表面有黑色的灼痕应立即用玻璃砂纸把换向器磨光。不可用金钢砂纸来磨，因导电的金电动机故障检测技术 5 5 钢砂屑聚集在换向片之间

14、，造成换向器短路，电机工作时产生很大的火花。 钢砂屑聚集在换向片之间，造成换向器短路，电机工作时产生很大的火花。 二、 异步电动机的机械特性 二、 异步电动机的机械特性 1、异步电动机具有硬的机械特性，即随着负载的变化而转速变化很小。 2、异步电动机具有较大的过载能力。 3、异步电动机的最大转矩和转子的电路的电阻 R2 无关，而到达 最大转矩时的转差率 Sk 则和转子电路的电阻 R2 成正比。 4、 电动机的电磁转矩与加在定子绕组上的电源电压的平方成正比，因此，电源电压的变动对异步电动机转矩的影响较大。 1、异步电动机具有硬的机械特性，即随着负载的变化而转速变化很小。 2、异步电动机具有较大的

15、过载能力。 3、异步电动机的最大转矩和转子的电路的电阻 R2 无关，而到达 最大转矩时的转差率 Sk 则和转子电路的电阻 R2 成正比。 4、 电动机的电磁转矩与加在定子绕组上的电源电压的平方成正比，因此，电源电压的变动对异步电动机转矩的影响较大。 三、 三、 异步异步电动机的起动 电动机的起动 1、 电动机开始起动，绕组出现很大的起动电流其值约为额定电流的 4-7 倍。 电动机开始起动，绕组出现很大的起动电流其值约为额定电流的 4-7 倍。 2、 电动机直接起动，一般功率在 10 千瓦以下，通常都可采用直接起动。电动机直接起动，一般功率在 10 千瓦以下，通常都可采用直接起动。 3、 电动机

16、降压起动，Y-起动，待电动机转速升高后，再通过开关把它改接成三角形，使它在额定电压下运行，用这种方法起动，其起动转矩只有直接起动的 1/3。Y-起动的优点起动设备费用小，在起动过程中没有电能损失。 电动机降压起动，Y-起动，待电动机转速升高后，再通过开关把它改接成三角形，使它在额定电压下运行，用这种方法起动，其起动转矩只有直接起动的 1/3。Y-起动的优点起动设备费用小，在起动过程中没有电能损失。 4、 用自耦变压器起动，把开关 K 放在起动位置使电动机的用自耦变压器起动，把开关 K 放在起动位置使电动机的电动机故障检测技术 6 6 定子绕组接到自耦变压器的幅方，此时加在定子绕组上的电压小于电网电压，从而减小了起动电流。等到电动机的转速升高后，再把开关 K 从起动位置迅速扳到运转位置。此时电动机便和电网相接，而自耦变压器则同电网断开。