电机常见电器故障分析及实际解决办法.docx
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电机常见电器故障分析及实际解决办法
电机故障分析及实际解决办法
1绪论
随着经济的发展,电机无论从种类,还是在性能上都有飞跃的发展。
电机在各大行业都有着极其重要的作用,无论是过去,还是未来电机还是会扮演重要的角色的,回游更多、更先进的电机服务于生产。
电机在实际生产中应用很广,除制造工艺及安装等多方面原因外,长期不间断运行中也有故障发生,因此如何快速、及时、准确地在线检测出电机的故障,是运行部门十分关心的一个重要问题。
对于这些故障的检测,在本世纪初就有人开始研究了,我国工厂中目前仍在采用的检测方法就是电机定期检查和维修,这种方法的缺点是可能造成人力的浪费和电机使用效率的降低。
根据有关资料统计,定期检查的必要性常常只有百分之十,而约百分之九十的电机的维修是没有必要的。
这就带来一个问题:
有些电机已经发生故障却没能及时检测出和维修,有些电机没有故障却也要停下来维修。
这就促使人们进行电机故障在线检测的研究,在线检测技术是七十年代随计算机的发展而发展起来的,它能实现设备在带负载运行,在不停机的情况下,通过使用先进的技术手段,对设备状态参数检测和分析,判断设备是否存在异常或故障,故障的部位和原因以及故障的劣化趋势,以确定合理检修时间和方案。
这门技术的出现,已在各产业部门和技术领域发展很快并取得了很大成就,促进了设备维修体制的一次变革,使设备维修体制由传统的事后维修和预防维修方式,逐步变为预知维修(或状态维修)。
经统计,生产上使用的三相异步电动机,在运行中的故障属绕组烧坏的电气故障约85%,机构及其他故障约15%,绕组烧坏的原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。
其次是定、转子摩擦、断条等机械方面的原因。
本文着重从电气角度分析电机绕组烧损的故障原因,并提出相应的处理方法。
2电机故障分析及实际解决办法
2.1电机故障判断
电机故障判断及维修
电机故障判断及维修:
电动机运行或故障时,可通过看、听、闻、摸四种方法来及时预防和排除故障,保证电动机的安全运行。
一、看
观察电动机运行过程中有无异常,其主要表现为以下几种情况。
1.定子绕组短路时,可能会看到电动机冒烟。
2.电动机严重过载或缺相运行时,转速会变慢且有较沉重的"嗡嗡"声。
3.电动机正常运行,但突然停止时,会看到接线松脱处冒火花;保险丝熔断或某部件被卡住等现象。
4.若电动机剧烈振动,则可能是传动装置被卡住或电动机固定不良、底脚螺栓松动等。
5.若电动机内接触点和连接处有变色、烧痕和烟迹等,则说明可能有局部过热、导体连接处接触不良或绕组烧毁等。
二、听
电动机正常运行时应发出均匀且较轻的"嗡嗡"声,无杂音和特别的声音。
若发出噪声太大,包括电磁噪声、轴承杂音、通风噪声、机械摩擦声等,均可能是故障先兆或故障现象。
1.对于电磁噪声,如果电动机发出忽高忽低且沉重的声音,则原因可能有以下几种。
(1)定子与转子间气隙不均匀,此时声音忽高忽低且高低音间隔时间不变,这是轴承磨损从而使定子与转子不同心所致。
(2)三相电流不平衡。
这是三相绕组存在误接地、短路或接触不良等原因,若声音很沉闷则说明电动机严重过载或缺相运行。
(3)铁芯松动。
电动机在运行中因振动而使铁芯固定螺栓松动造成铁芯硅钢片松动,发出噪声。
2.对于轴承杂音,应在电动机运行中经常监听。
监听方法是:
将螺丝刀一端顶住轴承安装部位,另一端贴近耳朵,便可听到轴承运转声。
若轴承运转正常,其声音为连续而细小的"沙沙"声,不会有忽高忽低的变化及金属摩擦声。
若出现以下几种声音则为不正常现象。
(1)轴承运转时有"吱吱"声,这是金属摩擦声,一般为轴承缺油所致,应拆开轴承加注适量润滑脂。
(2)若出现"唧哩"声,这是滚珠转动时发出的声音,一般为润滑脂干涸或缺油引起,可加注适量油脂。
(3)若出现"喀喀"声或"嘎吱"声,则为轴承内滚珠不规则运动而产生的声音,这是轴承内滚珠损坏或电动机长期不用,润滑脂干涸所致。
3.若传动机构和被传动机构发出连续而非忽高忽低的声音,可分以下几种情况处理。
(1)周期性"啪啪"声,为皮带接头不平滑引起。
(2)周期性"咚咚"声,为联轴器或皮带轮与轴间松动以及键或键槽磨损引起。
(3)不均匀的碰撞声,为风叶碰撞风扇罩引起。
三、闻
通过闻电动机的气味也能判断及预防故障。
若发现有特殊的油漆味,说明电动机内部温度过高;若发现有很重的糊味或焦臭味,则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。
四、摸
摸电动机一些部位的温度也可判断故障原因。
为确保安全,用手摸时应用手背去碰触电动机外壳、轴承周围部分,若发现温度异常,其原因可能有以下几种。
1.通风不良。
如风扇脱落、通风道堵塞等。
2.过载。
致使电流过大而使定子绕组过热。
3.定子绕组匝间短路或三相电流不平衡。
4.频繁启动或制动。
5.若轴承周围温度过高,则可能是轴承损坏或缺油所致
2.2三相异步电动机常见电气故障及实际解决办法
三相异步电动机应用广泛,但通过长期运行后,会发生各种故障,及时判断故障原因,进行相应处理,是防止故障扩大,保证设备正常运行的一项重要的工作。
电动机的故障大体分为两部分:
一部分是机械的原因。
例如轴承和风机的磨损或损坏:
另一部分是电磁故障,二者互有关连。
一、通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。
1.故障原因①电源未通(至少两相未通);②熔丝熔断(至少两相熔断);③过流继电器调得过小;④控制设备接线错误。
2.故障排除①检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,修复;②检查熔丝型号、熔断原因,换新熔丝;③调节继电器整定值与电动机配合;④改正接线。
二、通电后电动机不转,然后熔丝烧断
1.故障原因①缺一相电源,或定子线圈一相反接;②定子绕组相间短路;③定子绕组接地;④定子绕组接线错误;⑤熔丝截面过小;⑤电源线短路或接地。
2.故障排除①检查刀闸是否有一相未合好,或电源回路有一相断线;消除反接故障;②查出短路点,予以修复;③消除接地;④查出误接,予以更正;⑤更换熔丝;⑥消除接地点。
三、通电后电动机不转有嗡嗡声
l.故障原因①定、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电;②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;③电源回路接点松动,接触电阻大;④电动机负载过大或转子卡住;⑤电源电压过低;⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬;⑦轴承卡住。
2.故障排除①查明断点予以修复;②检查绕组极性;判断绕组末端是否正确;③紧固松动的接线螺丝,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;④减载或查出并消除机械故障,⑤检查是还把规定的△接法误接为Y;是否由于电源导线过细使压降过大,予以纠正,⑥重新装配使之灵活;更换合格油脂;⑦修复轴承。
四、电动机起动困难,额定负载时,电动机转速低于额定转速较多
1.故障原因①电源电压过低;②△接法电机误接为Y;③笼型转子开焊或断裂;④定转子局部线圈错接、接反;⑤修复电机绕组时增加匝数过多;⑥电机过载。
2.故障排除①测量电源电压,设法改善;②纠正接法;③检查开焊和断点并修复;④查出误接处,予以改正;⑤恢复正确匝数;⑥减载。
五、电动机空载电流不平衡,三相相差大
1.故障原因①重绕时,定子三相绕组匝数不相等;②绕组首尾端接错;③电源电压不平衡;④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。
2.故障排除①重新绕制定子绕组;②检查并纠正;③测量电源电压,设法消除不平衡;④消除绕组故障。
六、电动机空载,过负载时,电流表指针不稳,摆动
1.故障原因①笼型转子导条开焊或断条;②绕线型转子故障(一相断路)或电刷、集电环短路装置接触不良。
2.故障排除①查出断条予以修复或更换转子;②检查绕转子回路并加以修复。
七、电动机空载电流平衡,但数值大
1.故障原因①修复时,定子绕组匝数减少过多;②电源电压过高;③Y接电动机误接为Δ;④电机装配中,转子装反,使定子铁芯未对齐,有效长度减短;⑤气隙过大或不均匀;⑥大修拆除旧绕组时,使用热拆法不当,使铁芯烧损。
2.故障排除①重绕定子绕组,恢复正确匝数;②设法恢复额定电压;③改接为Y;④重新装配;⑤更换新转子或调整气隙;⑥检修铁芯或重新计算绕组,适当增加匝数。
八、电动机运行时响声不正常,有异响
1.故障原因①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦;②轴承磨损或油内有砂粒等异物;③定转子铁芯松动;④轴承缺油;⑤风道填塞或风扇擦风罩,⑥定转子铁芯相擦;⑦电源电压过高或不平衡;⑧定子绕组错接或短路。
2.故障排除①修剪绝缘纸,削低槽楔;②更换轴承或清洗轴承;③检修定、转子铁芯;④加油;⑤清理风道;重新安装风扇罩;⑥消除擦痕,必要时车小转子;⑦检查并调整电源电压;⑧消除定子绕组故障。
九、运行中电动机振动较大
1.故障原因①由于磨损轴承间隙过大;②气隙不均匀;③转子不平衡;④转轴弯曲;⑤铁芯变形或松动;⑥联轴器(皮带轮)中心未校正;⑦风扇不平衡;⑧机壳或基础强度不够;⑨电动机地脚螺丝松动;⑩笼型转子开焊断路;绕线转子断路;定子绕组故障。
2.故障排除①检修轴承,必要时更换;②调整气隙,使之均匀;③校正转子动平衡;④校直转轴;⑤校正重叠铁芯,⑥重新校正,使之符合规定;⑦检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状;⑧进行加固;⑨紧固地脚螺丝;⑩修复转子绕组;修复定子绕组。
十、轴承过热
1.故障原因①滑脂过多或过少;②油质不好含有杂质;③轴承与轴颈或端盖配合不当(过松或过紧);④轴承内孔偏心,与轴相擦;⑤电动机端盖或轴承盖未装平;⑥电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧;⑦轴承间隙过大或过小;⑧电动机轴弯曲。
2.故障排除①按规定加润滑脂(容积的1/3-2/3);②更换清洁的润滑滑脂;③过松可用粘结剂修复,过紧应车,磨轴颈或端盖内孔,使之适合;④修理轴承盖,消除擦点;⑤重新装配;⑥重新校正,调整皮带张力;⑦更换新轴承;⑧校正电机轴或更换转子。
十一、电动机过热甚至冒烟
1.故障原因①电源电压过高,使铁芯发热大大增加;②电源电压过低,电动机又带额定负载运行,电流过大使绕组发热;③修理拆除绕组时,采用热拆法不当,烧伤铁芯;④定转子铁芯相擦;⑤电动机过载或频繁起动;⑥笼型转子断条;⑦电动机缺相,两相运行;⑧重绕后定于绕组浸漆不充分;⑨环境温度高电动机表面污垢多,或通风道堵塞;⑩电动机风扇故障,通风不良;定子绕组故障(相间、匝间短路;定子绕组内部连接错误)。
2.故障排除①降低电源电压(如调整供电变压器分接头),若是电机Y、Δ接法错误引起,则应改正接法;②提高电源电压或换粗供电导线;③检修铁芯,排除故障;④消除擦点(调整气隙或挫、车转子);⑤减载;按规定次数控制起动;⑥检查并消除转子绕组故障;⑦恢复三相运行;⑧采用二次浸漆及真空浸漆工艺;⑨清洗电动机,改善环境温度,采用降温措施;⑩检查并修复风扇,必要时更换;检修定子绕组,消除故障。
2.3电动机的维护
2.3.1电动机起动前如何检查
1.新的或长期停用的电机,使用前应检查绕组间和绕组对地绝缘电阻。
通常对500V以下的电机用500V绝缘电阻表;对500-1000V的电机用1000V绝缘电阻表;对1000V以上的电机用2500V绝缘电阻表。
绝缘电阻每千伏工作电压不得小于1MΩ,并应在电机冷却状态下测量。
2.检查电机的外表有无裂纹,各紧固螺钉及零件是否齐全,电机的固定情况是否良好。
3.检查电机传动机构的工作是否可靠。
4.根据铭牌所示数据,如电压、功率、频率、联结、转速等与电源、负载比较是否相符。
5.检查电机的通风情况及轴承润滑情况是否正常。
6.扳动电机转轴,检查转子能否自由转动,转动时有无杂声。
7.检查电机的电刷装配情况及举刷机构是否灵活,举刷手柄的位置是否正确。
8.检查电机接地装置是否可靠。
2.3.2.电机在运行中的维护
电动机在运行中应注意以下监视工作:
(l)监视电源电压的变化电压变化范围不应超过或低于额定电压的10%,若低于该范围,应适当减轻负载运行。
同时,三相电压不平衡也不能过大。
任意两相电压的差数不应超过5%,否则都会使电动机发热过快。
电动机电源最好装一只电压表和转换开关直接监视。
(2)监视电动机的运行电流在正常情况下运行应不超过铭牌上的额定值。
同时还应注意三相电流是否平衡,任意两相间的电流差值不应大于额定电流的10%,否则说明电动机有故障。
特别要注意是否有缺相运行。
容量较大的电动机应装设电流表监视运行电流,容量较小的电动机也应随时用钳形电流表测量线电流。
(3)监视电动机的温度温升不应超过电动机钻牌上允许的限度。
电动机运行中的温升是监视电动机运行状况的直接而又可靠的办法。
在线路上装设电压表、电流表及过载保护装置,也是监视温升的主要办法。
(4)监视电动机在运转中的声音、振动和气味电动机正常运行时,声音均匀,运转平稳,无绝缘漆气味和焦臭味。
若发生异常声响,剧烈振动,绝缘漆焦臭味等,说明电动机过热或有其它故障。
〔5〕监视传动装置的工作情况要随时注意皮带轮或联轴器是否有松动,传送皮带有无打滑现象(打滑是皮带太松),皮带接头是否完好。
(6)监视轴承的工作情况”注意轴承的声响和发热情况:
当用温度计去测量时,滚动轴承发热温度不许超过95℃,滑动轴承发热温度不许超过80℃。
轴承声音不正常或过热,是轴承润滑不良磨损严重所致。
(7)监视熔丝工作情况应随时注意是否有一相熔丝熔断的情况,以免造成缺相运行使电动机过热。
总之,电动机在运行过程中,监视其电流、温度的变化,发现问题及时解决。
2.3.3异步电动机的其他各种保护
电动机例行维护检查有日常检查、每月或定期巡回检查以及每年检查。
在日常检查中,主要检查润滑系统、外观、温度、噪声、振动以及异常现象,还要检查通风冷却系统、滑动摩擦状况以及各部分紧固情况,认真作好检查记录。
每月或定期巡回检查中,主要检查开关、配线、接地装置等是否有松动现象,有无破损部位,如有要提出计划和修理措施;检查粉尘堆积情况,要及时清扫;检查引出线和配线是否有损伤和老化问题。
测试绝缘电阻并记录,检查电刷、集电环磨损情况,电刷在刷握内是否灵活等。
每年的检查内容除上述项目外,还要检查和更换润滑剂,必要时要解体电动机进行抽心检查,清扫或清洗油垢,检查绝缘电阻,进行干燥处理,检查零部件生锈和腐蚀情况等。
3结论
电机会出现一些故障,故障是避免不了的,为了能够使生产能够顺利的进行,就要求能够对出现故障的电机能够快速的作出处理以及改进。
只有掌握电机常见的电气故障及其维修方法,才能够使电机更加充分的利用。
无论是发电机还是电动机,都是服务于生产的,为了使其更好的服务于生产,掌握电机的性能,及时准确的对电机常见电气故障做出分析,并做好维护,才是这次毕业设计的目的。
4主要参考文献
[1]王毓东-M].浙江大学出版社,1991研究进度
[2]余涛,王晶,高峰.水电机组故障诊断的集成知识表示与推理.北京:
中国电机工程学报,2002
[3]莫正康.半导体变流技术.机械工业出版社,1990.7.
[4]赵家礼电机故障诊断修理手册北京:
机械工业出版社2000
[5]刘介才.电机学.机械工业出版社,1991.3.
[6]机械工业技师考评培训教材编审委员会编.电机修理工技师培训教材.北京:
机械工业出版社2004
5附录
用空气冷却的电机的温升限值
项号
电机的部件
A级绝缘
E级绝缘
B级绝缘
F级绝缘
H级绝缘
温度计法
电阻法
温度计法
电阻法
温度计法
电阻法
温度计法
电阻法
温度计法
电阻法
1
中小型电机的交流绕组
50
60
65
75
70
80
85
100
105
125
2
直流励磁的磁场绕组(第4相和第5相除外)
50
60
65
75
70
80
85
100
105
125
3
有换项器的电枢绕组
50
60
65
75
70
80
85
100
105
125
4
补偿绕组和多层低电阻磁场绕组
60
60
75
75
80
80
100
100
125
125
5
裸露的单层绕组
65
65
80
80
90
90
110
110
135
135
6
永久短路的绝缘绕组
60
—
75
—
80
—
100
—
125
—
7
永久短路的无绝缘绕组
其温度不应使邻近的绝缘有损坏的危险数值
8
不与绕组接触的铁芯及其他部件
9
与绕组接触的铁芯及其他部件
60
—
75
—
80
—
100
—
125
—
10
转向器或集电环
60
—
70
—
80
—
90
—
100
—
- 配套讲稿:
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