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1、高、低压电机一般性故障处理编制人:张树林年月日：2007年6月8日课程目标 掌握高低压异步电动机的基本结构、参数规范，能正确判断处理电动机的一般性故障。 课程目录一、电动机的基础知识1、电动机的基本工作原理2、电动机的基本技术数据3、电机维护的基本内容二、电动机的故障分析与处理（一）电动机的机械故障分析与判断1、轴承故障的分析与判断2、电动机振动的分析与判断（二）电动机的绕组故障分析与判断1、绕组接地2、绕组短路3、绕组断路4、绕组接线错误 课件具体内容 一、电动机的基础知识1、电动机的基本工作原理 交流旋转电机主要分为同步电机和异步电机两类。虽然它们的励磁方式和运行特性有很大差别，但电机内部
2、发生的电磁现象和机电能量转换的原理基本上是相同的，存在许多共性的问题。 同步电动机的转速和旋转磁场的同步速度相同，和电源的频率保持严格的比例关系。这就是说，同步电机的转子与旋转磁场同步旋转，故称为同步电动机。 异步电动机的工作原理是建立在旋转磁场这一理论基础上的。也就是说，异步电动机其所以能够旋转，实现机电能量转换，在于其定子三相对称绕组通入三相对称电流后，产生旋转磁场。旋转磁场以同步转速切割转子绕组，在转子绕组中感应出电势和电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生磁转矩，使转子旋转。这样，电机将电网输入的电能转换为机械能输出。异步电动机负载运行时的转速总是低于同步转速的。因同步则不能切割磁力线产
3、生电磁转矩。课件具体内容2、电动机的基本技术数据 额定功率：铭牌上的功率是指在额定运行情况下,电动机轴上所输出的机械功率。 一般用KW或W表示。 额定电压：电动机在额定运行情况下的线电压。一般用V或KV表示。三相电动机要求所 接的电源电压值的变动一般不应超过额定电压的5%。电压过高，电动机容易烧毁；电压过低，电动机难以启动，即使启动后电动机也可能带不动负载，容易烧坏。 额定电流：电动机在额定电压,额定频率下以额定功率运行时,定子绕组线端的电流 值。一般用A表示。若超过额定电流过载运行，三相电动机就会过热乃至烧毁。 额定频率：电动机在额定运行情况下的交流电源的频率。一般用HZ表示。我国规定标准电
4、源频率为50Hz。 额定转速：电动机在电压、电流、频率,容量都是额定值下运行时,其每分钟的速。一般用转/分钟表示。一般是略小于对应的同步转速n1课件具体内容 绝缘等级：根据定子绕组所采用的绝缘材料和容许承受的不同温升而分的等级。它表明三相电动机允许的最高工作温度。一般分为A、E、B、F、H等。 工作方式：指电动机正常使用时容许连续运转的时间。根据发热条件，基本的有三种：连续S1、短时S2、断续S3。 防护型式：指防止人体接触电机内带电或转动部分和防止固体异物或水进入电机内部的防护等级。防护标志一般由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大
5、，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。 接法：接法：三相电动机定子绕组的连接方法有星形（Y）和三角形（）两种。定子绕组的连接只能按规定方法连接，不能任意改变接法，否则会损坏三相电动机。 课件具体内容3、电机维护的基本内容 对电机采取有效和合理的维护是保证电机安全可靠运行的重要途径 。各类电机应按其使用场合和重要程度，配置合适的润滑油和备品备件等。尤其安装相应的监视仪表对电机的电流、电压、温度、振动和噪声情况进行监视，并进行定期维护、定运行时间维护、控制性维护或防止性维护。要结合电机的运行情况采
6、取相应的维护方式。 电机正常运行中的一般维护内容包括： 监视各部位的温升不超过允许限值。 监视电流不超过额定值。 监视电源电压不超过规定范围。 注意电机的气味、振动和噪声。 经常检查轴承发热、漏油情况及时定期更换润滑油脂。 保持电机清洁，防止异物进入电机内部。 对有换向器的电机须保持换向器表面光洁无机械损伤和火花灼痕。 对有集电环的电机，应经常检查电刷与集电环的接触，电刷磨损及火花情况。 检查通风系统，保证风路畅通无阻，出风口温度在允许范围内。 课件具体内容二、电动机的故障分析与处理 三相交流异步电动机的故障可分为两大类：一类是电磁方面的故障，大多发生于绕组，如绝缘损坏、导体及回路接触不良、断
7、线、短路及接线错误等；另一类是机械面的故障，如轴承、端盖、铁芯等零件的松动、磨损、变形、断裂及润滑不良等。区分这两类故障，一般可以这样进行：当电动机通电运转时，故障现象存在，切断电源后，故障依然存在，说明是机械方面的故障；若切断电源后，故障现象随之消失，就说明是电磁方面的故障。 电动机发生故障的原因，可能是一个，也可能有多个，机械原因可能引起电磁故障，电磁原因也可能诱发机械故障。因此，电动机发生故障时，要了解全过程，仔细观察出现的故障现象，尽可能测量有关数据，然后进行综合分析，以便确定故障原因，找出故障部位。下面就电动机的机械故障和电动机的绕组故障进行分析：课件具体内容（一）电动机的机械故障分
8、析与判断1、轴承故障的分析与判断 在电机上使用的轴承有两种：一种是滑动轴承（称轴瓦），另一种是滚动轴承。 在电动机上经常采用的滚动轴承有滚珠和滚柱两种。这种轴承的成本虽然较高，但是维护手续简单、润滑费用较低，在中型以下的电机中应用较多。滚动轴承用润滑油膏进行润滑。润滑油膏又称润滑脂，是由氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化铝等碱化剂，与牛、羊动物油加热碱化后再加入矿物油而成。常温时呈半软质状态。 滚动轴承的润滑脂应根据轴承类型、尺寸和运行条件来选择，它易于保持在轴承内，又可防止水气、粉尘和其他有害杂质侵入。润滑脂的填充量应为轴承室的1/21/3为宜，转速低取上限，转速高取下限，一般不宜超过轴承室的70。
9、润滑脂过多、过少，都会因起轴承发热。 运行中的电机，当轴承温度超过85 时，经常伴有杂音出现，或有润滑脂流出，这种现象是滚动轴承发生故障造成的，其主要原因有： 课件具体内容 安装不正确。配合公差太紧或太松。装配良好的轴承应只受径向力（相对卧式电机而言）。若把内、外套圈的平面装歪，两平面之间便产生一个角度，这个微小的偏差足以造成滚子之间的刮削作用。当轴承的内套与轴装配的公盈过大时，会使轴承间隙过小，有时接近于零，转动不灵活，也会使轴承发热。滚动轴承外套与端盖的配合采用过渡配合（推入配合）。当轴承的内套与轴装配的公盈过小时，在运行中会发生轴与内套相对旋转，使轴严重磨损，不但会引起电机发热，甚至使电
10、机无法运行。 润滑脂添加的太多，使轴承旋转部分与润滑脂之间产生很大的摩擦而发热。另外，新换的轴承或修后新换的润滑脂，在启动后的初期，由于润滑不均匀可能造成轴承的暂时发热，运行一段时间后温度会自然降下来。 滚珠、滚柱、内外套圈、滚珠支架严重磨损和发生金属剥落，电机运行时发出很大的响声（金属撞击声或振动声）。 电机轴向没有窜量，轴承外盖与轴承外套之间的轴向间隙太小。大、中型电机一般 在非轴伸端采用滚珠轴承，轴伸端采用滚柱轴承。这样，转子受热膨胀时可以自由伸长。小型电机两端皆采用滚珠轴承，轴承外盖与轴承外套应有适当的间隙。如果没有间隙，可将前或后轴承盖车去一点，或者在轴承盖与端盖间加薄纸垫片。 电机
11、端盖没有上好，止口没有靠紧，使滚珠偏出轨道旋转而发热。 润滑脂不合适，含有微量杂质或供给量不足等，都会使电机发热或产生口哨声般的杂音。课件具体内容2、电动机振动的分析与判断 电机振动是不能绝对避免的，但是其振动数值（2倍振幅）不应超过允许值。振动的允许值与电机的转速有关。电机振动超过允许值的原因很多，主要原因有轴承过度磨损，机座振动过大，电机耦合失调，转子机械不平衡及电机磁性不对称等。 电机振动大的一个常见原因是电机轴系安装不好。电机与负载（或原动机）相联构成了轴的传动系统被称为电机轴系。电机轴系无论那种形式，客观上存在着轴系中产生的各种力和不平衡磁拉力。若电机安装（或装配）不当，将使传动系统
12、不能平稳长期运行，或使电机的定、转子的磁中心不重合产生轴向力，使电机有效输出减少，振动噪声增加。为此，安装时必须考虑轴的热膨胀和窜动，并在轴向轴的对接处留有一定的位移量。各轴的对接处还要保证符合允许的同轴度。课件具体内容（二）电动机的绕组故障分析与判断 电动机对发热反应最灵敏的地方是绕组绝缘，每种绝缘材料只能承受一定的温度，超过这个允许的温度绝缘就会被烧焦。因此，绝缘的加热温度以及加热的时间长短，对于绝缘强度以及电机的寿命都有很大的影响。电动机过载使损失增加、电动机发热、绕组温升增高，以致电动机绕组绝缘损坏。所以，电动机运行时必须注意使它 不要过载。 定子绕组是电机的主要组成部分，也是电机发生
13、故障的主要部位。定子绕组产生故障的原因是：电机经过长期运行，绕组绝缘老化；外界的影响（如受潮、暴晒、金属异物的损伤、有害气体的腐蚀等）；不正常的运行（如过载、单相运行等；选择使用的方法不对等。对绕组的绝缘电阻和直流电阻的测量是判断绕组故障的重要依据：课件具体内容电机绝缘电阻测定： 测定电机绕组的绝缘电阻可以判断绕组的绝缘质量，还可以判断绝缘是否存在受潮、粘污或其他绝缘缺陷等情况。这种测定方法既简便又没有破坏性。测量绕组。对于交流电机，应分别测量每个绕组对电机外壳及各相间电阻。但对于绕组只是始端或末端引出机壳时，则只要测量绕组对机壳的绝缘电阻即可。测量时，兆欧表的转速应接近额定值并保持大致均匀时
14、方可记录，同时还应记录绕组的温度。由于施加直流电压而使绕组同时对地充电，故测量后应将被测绕组对机壳放电。电机绕组直流电阻测量时注意事项： 测量绕组的直流电阻，用来校验绕组的实际电阻是否符合设计要求，检查绕组是否存在匝间短路，焊接不良或接线错误。此外还可以根据绕组的热态与冷态电阻之差确定绕组的平均温升。测量时应采用同一仪表测量同一绕组的热、冷态电阻，尽可能减小测量误差。绕组的直流电阻值取决于导线的长度、截面积、电阻率及绕组温度。用相同工艺生产同样形状的线圈，其导线长度和线径几乎相同。故对同一台电机而言，同样线圈的直流电阻应相同，允许偏差为2。课件具体内容1、绕组接地 指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏
15、而造成的接地。 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。 产生原因 电机长期不用，周围环境潮湿；电机受雨淋、日晒；电机长期过载运行；有害气体 腐蚀；金属异物掉入绕组内部，损坏绝缘；重绕定子绕组时，损伤绝缘，使导线与铁心相碰等。 检查方法 （1）观察法。通过目测绕组端部及线槽内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，读数很小，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
16、时，可认为其具有一定的电阻值。 课件具体内容（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%-50%或逐步增大电流，到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
17、，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。 处理方法 （1）绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到6070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）绕组接地点在槽内时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。 最后应用兆欧表进行测量，满足技术要求即可。 课件具体内容2、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。 故障现象 定子的磁场分
18、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。 产生原因 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内部和油污过多。 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，并有异味。 （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
19、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%以上，如超过，则电阻小的一相有短路故障。 课件具体内容 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，若读数极小或为零，说明该二相绕组相间有短路。 （7）电压降法。把三相绕组串联后通入低压安全交流电，测得读数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。 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，
20、再上漆重烘干。 （2）短路在线槽内。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。 课件具体内容3、绕组断路 由于焊接不良或使用腐蚀性焊剂，焊接后又未清除干净，就可能造成虚焊或松脱；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，在并绕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、匝间断路、并联支路处断路、多根导线并绕中一根断路、转子断笼。
21、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。 产生原因 （1）在检修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。 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、接头处有无脱焊。 （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；课件具体内容 “”型接法的断开连接后，分别测每组绕组，无穷大的则为断路点
22、。 （3）试灯法。方法同前，灯不亮的一相为断路。 （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%时，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
23、表的读数应减小。 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）对断路点在槽内的，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。 课件具体内容4、绕组接线错误 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，严重时若不及时处理会烧坏绕组。主要有下列几种情况：某极相中一只或几只线圈嵌反或头尾接错；极（相）组接反；某相绕组接反； 多路并联绕组支
24、路接错；“”、“Y”接法错误。 故障现象 电动机不能启动、空载电流过大或不平衡过大，温升太快或有剧烈振动并有很大的噪声、烧断保险丝等现象。 产生原因 误将“”型接成“Y”型；维修保养时三相绕组有一相首尾接反；减压启动是抽头位置选择不合适或内部接线错误；新电机在下线时，绕组连接错误；旧电机出头判断不对。 检修方法 （1）滚珠法。 如滚珠沿定子内圆周表面旋转滚动，说明正确，否则绕组有接错现象。 （2）指南针法。如果绕组没有接错，则在一相绕组中，指南针经过相邻的极（相）组时，所指的极性应相反，在三相绕组中相邻的不同相的极（相）组也相反；如极性方向不变时，说明有一极（相）组反接；若指向不定，则相组内有反接的线圈。 课件具体内容（3）万用表电压法。按接线图，如果两次测量电压表均无指示，或一次有读数、一次没有读数，说明绕组有接反处。 （4）常见的还有干电池法、毫安表剩磁法、电动机转向法等。 处理方法 （1）一个线圈或线圈组接反，则空载电流有较大的不平衡，应进厂返修。 （2）引出线错误的应正确判断首尾后重新连接。 （3）减压启动接错的应对照接线图或原理图，认真校对重新接线。 （4）新电机下线或重接新绕组后接线错误的，应送厂返修。 （5）定子绕组一相接反时，接反的一相电流特别大，可根据这个特点查找故障并进行维修。 （6）把“Y”型接成“”型或匝数不够，则空载电流大，应及时更正。
