电动机过载运行分析报告

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1、电动机过负荷的原因分析蒙海强北京农业工程大学（100083）电动机是将电能转换成机械能的设备，在能量转换过程中要损失部分能量， 使电动 机发热，温度升高。其结果，影响绝缘的寿命和电动机的其它性能。 例如, 发热使气隙 减少，引起附加损耗增加和转矩减小。按照电动机运行时的发热情况，可把负荷分为长时运行，短时运行和重复短 时运行 三种基本情况。长时运行是指电动机运行时间足够长，在运行时间电动机已达到稳定温升。短时运行是指在运行电动机发热尚未达到稳定温升，而在无负荷时间又足以 冷却到 周围环境温度。在异步电动机实际使用时，常常会出现过负荷的现象。长期过负荷或过负荷 太严重 就会使电动机损坏。电动机过

2、负荷的原因主要有：1 .电能质量差 非正弦电压，不对称电压，电压和频率偏离额定值过多等是 电动机 过负荷的普遍原因。在农业供电中。由于供电设备容量不足，或供电导线截面太小，使电压损失 过大， 造成负荷电压太低。当供电电压低于额定值时，电动机定子电流和转子电 流都增加，使 绕组中的铜损增加，致使电动机发热，从而导致绝缘材料过早老化。当电网电压增加时，电动机的激磁电流增加很多，走子的铜损，定子与转子 的铁损 也要加大，结果使电动机过热。不对称的电网电压，使电动机部的基波磁 场被削弱，电 磁转矩下降。但是负荷的阻力转矩不变，这样，电动机的定子电流 将增大导致铜损增 加。此外，高次谐波磁场引起定子转子

3、和铁芯中的铁损剧 增。电动机发热。不对称电压过大造成电动机各相电流分配不平衡. 使某一相绕组有可能过负 荷.电网交流电频率增加时，定子和转子电流都增加.最后导致绕组中的铜损上 升.电动 机过负荷。2 .断相运行断相运行时，定子绕组过热而烧毁电动机。在实际使用过程 中.造成断 相运行的原因是.熔断器熔断，供电导线断开，空气开关、刀闸、磁 力起动器触点损坏， 电动机出线与接线端子间联线松脱。3 .电动机机械故障轴承磨损、严重时使转子与定子相碰，形成附加阻力矩, 导致电 动机定于电流增加，电动机过热。4 繁重工作制电动机频繁起动、制动、正反转运行、低速运行时间过长等， 造成 电动机电流过负荷。5 .

4、工艺过程中损坏采矿与建筑材料工业，其工艺以生产和运输矿石或沙矿为对象， 其工艺过程中负荷往往变化很大。由此可见，电动机过负荷引起电流增加，损耗增大，绝缘过热。电动机的额定容量是由绕组绝缘受热条件决定的，而绝缘寿命则由温度决定。但是 绝缘寿命不是由年均温度决定，而是由最高温度决定，只要绕组中任何地方的绝缘破 坏，就导致电动机的损坏。根据我国标准，绝缘材料的耐热升级分别为丫、A E、B、F、H、C七个等级。它们 的极限温度和允许温升如表1所示 L扫呛叱理巧药上谍；上目APFH1 itio 1 JOSi110广1閉阪pr.德川LLJ为使绝缘材料在一定温度下工作.引起电动机发热的电流就不能长时间超过额

5、定值在电动机稳定运行区，负荷电流1：忙亠门式中I0一空载电流I e -额定电流M -额定转矩M -负荷转矩I 负荷电流若负荷电流小于额定电流，绕组绝缘不会过热。在电动机起动和堵转时，情况就不一样了。但在电动机起动时，起动电流是额定电流的5 7倍，它产生大量的热，由于起动时间短促，几乎不存在传导散热过程，因此大部分热量储存在绕组 中，使局部温度迅速上升，过大的热应力导致绕组损坏，又促使绝缘提前老化。堵转时 发热最严重。此时电动机要较长时间经受5 7倍额定电流的作用，电动机急剧发热，温 度迅速上升，若不及时切断电源，便会烧坏电动机。因此电动机允许堵转时间，一般为 20 40S。潜水泵或防爆电动机允

6、许堵转时间为510S。通用电动机是在周围环境温度低于40 C 时，为连续使用设计的。当环境温度高于 40C时，为使电动机不致过热而损坏，必须把额定容量降低对于E级绝缘电动机，环境温度较高时.电动机允许出力如图 1所示、对电动机来说，在 规定时间过负荷是允许的。每种电动机都有它的过负荷特性。电动机的允许过负荷特性 是指过负荷数量与允许过负荷时间的关系。在过负荷时允许温升At =35c，电流密度 j=4 . 5A/ mm情况下的异步电动机允许过负荷特性如图2所示。SB祗彳齐世I屯4.*勺SIQ47 3.A_-二士 A許为了保护过负荷电动机，应根据电动机过负荷特性配备合适的保护。电动机故障分析和处理

7、 2008-04-11 09:10绕组是电动机的组成部分，老化，受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲 击都会 造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引起绕组 故障。绕组故 障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障 现象、产生的原因及 检查方法。一、绕组接地指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。1、故障现象机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。2、产生原因绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物 侵入绕组 部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座； 定、转子磨擦引 起绝缘灼伤；弓 I

8、出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压(如雷击)使 绝缘击穿。3、检查方法(1) 观察法。通过目测绕组端部及线槽绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有就是接地点(2) 万用表检查法。用万用表低阻档检查，读书很小，则为接地。(3) 兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻， 若读数为 零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿， 需依据 经验判定，一般 说来指针在“ 0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。(4) 试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该 处为绕组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时 也出现 火花，说明

9、绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘 轻敲，敲到某 一处等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。(5) 电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物 冒烟处即为接地点。应特别注意小型电机不得超过额定电流的两倍， 时间不超过 半分钟；大电机为额定电流的20%-503或逐步增大电流，至 V 接地点刚冒烟时立即 断 电。(6) 分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁 芯熔在一 起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半， 依此类推，最后找出接 地点。此外，还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等，此处不 介绍。4. 处理方法(1

10、) 绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60 - 70C左右时，浇上绝 缘漆后 再烘干。(2) 绕组端部绝缘损坏时，在接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。(3) 绕组接地点在槽时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。最后应用不同的兆欧表进行测量，满足技术要求即可。二、绕组短路由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造成绝缘损坏所至，分绕组匝间短路、绕组间短路、绕组极间短路和绕组相间 短路。1. 故障现象 离子的磁场分布不均，三相电流不平衡而使电动机运行时振动和噪声加剧， 严重时电动机不能启动，而在短路线圈中产生很大的短路电流， 导致线圈迅速发 热而烧 毁。2. 产生

11、原因 电动机长期过载，使绝缘老化失去绝缘作用；嵌线时造成绝缘损坏；绕组受 潮使绝缘电阻下降造成绝缘击穿； 端部和层间绝缘材料没垫好或整形时损坏； 端 部连 接线绝缘损坏；过电压或遭雷击使绝缘击穿；转子与定子绕组端部相互摩擦 造成绝缘损 坏；金属异物落入电动机部和油污过多。3. 检查方法（1）外部观察法。观察接线盒、绕组端部有无烧焦，绕组过热后留下深褐色， 并有臭味。（2）探温检查法。空载运行 20分钟（发现异常时应马上停止），用手背摸绕组 各部分 是否超过正常温度。（3）通电实验法。用电流表测量，若某相电流过大，说明该相有短路处。（4）电桥检查。测量个绕组直流电阻，一般相差不应超过 5 鸠上，

12、如超过，则 电阻小 的一相有短路故障。（5）短路侦察器法。被测绕组有短路，则钢片就会产生振动。（6）万用表或兆欧表法。测任意两相绕组相间的绝缘电阻， 若读书极小或为零， 说 明该二相绕组相间有短路。（7）电压降法。把三绕组串联后通入低压安全交流电，测得读书小的一组有短 路故 障。（8）电流法。电机空载运行，先测量三相电流，在调换两相测量并对比，若不 随电源 调换而改变，较大电流的一相绕组有短路。4. 短路处理方法（1）短路点在端部。可用绝缘材料将短路点隔开，也可重包绝缘线，再上漆重 烘干。（2）短路在线槽。将其软化后，找出短路点修复，重新放入线槽后，再上漆烘 干。（3）对短路线匝少于 1/12

13、的每相绕组，串联匝数时切断全部短路线，将导通部 分连 接，形成闭合回路，供应急使用。（4）绕组短路点匝数超过 1/12时，要全部拆除重绕。三、绕组短路 由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂，焊接后又未清除干净，就可能造成壶焊或松脱； 受机 械应力或碰撞时线圈短路、短路与接地故障也可使导线烧毁，在并烧的几根 导线中有一 根或几根导线短路时，另几根导线由于电流的增加而温度上升， 引起 绕组发热而断路。 一般分为一相绕组端部断线、匝间短路、并联支路处断路、多 根导线并烧中一根断路、 转子断笼。1. 故障现象 电动机不能启动，三相电流不平衡，有异常噪声或振动大，温升超过允许值或冒烟。2. 产生原因（1）在检修

14、和维护保养时碰断或制造质量问题。（2）绕组各元件、极（相）组和绕组与引接线等接线头焊接不良，长期运行过 热脱焊。（3）受机械力和电磁场力使绕组损伤或拉断。（4）匝间或相间短路及接地造成绕组严重烧焦或熔断等。3. 检查方法（1）观察法。断点大多数发生在绕组端部，看有无碰折、接头出有无脱焊。（2）万用表法。利用电阻档，对“ Y型接法的将一根表棒接在“ Y形的中心点上， 另一根依次接在三相绕组的首端，无穷大的一相为断点；“”型接法的短开连接后， 分别测每组绕组，无穷大的则为断路点（3）试灯法。方法同前，等不亮的一相为断路。（4）兆欧表法。阻值趋向无穷大（即不为零值）的一相为断路点。（5）电流表法。电

15、机在运行时，用电流表测三相电流，若三相电流不平衡、又 无短路现象，则电流较小的一相绕组有部分短断路故障。（6）电桥法。当电机某一相电阻比其他两相电阻大时，说明该相绕组有部分断 路故障；（7）电流平衡法。对于“ Y型接法的，可将三相绕组并联后，通入低电压大电流的 交流电，如果三相绕组中的电流相差大于10%寸，电流小的一端为断路；对 于“”型接法的，先将定子绕组的一个接点拆开，再逐相通入低压大电流，其 中电流小的一相为断路。（8）断笼侦察器检查法。检查时，如果转子断笼，则毫伏表的读数应减小。4. 断路处理方法（1）断路在端部时，连接好后焊牢，包上绝缘材料，套上绝缘管，绑扎好，再 烘干。（2）绕组由于匝间、相间短路和接地等原因而造成绕组严重烧焦的一般应更换 新绕组。（3）对断路点在槽的，属少量断点的做应急处理，采用分组淘汰法找出断点， 并在绕组断部将其连接好并绝缘合格后使用。（4）对笼形转子断笼的可采用焊接法、冷接法或换条法修复。四、绕组接错 绕组接错造成不完整的旋转磁场， 致使启动困难、三相电流不平衡、噪声 大等症 状，严重