电动机的维修与保护.docx

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电动机的维修与保护

黑龙江农业经济职业学院

毕业论文

电动机的维修与保护

姓名：

赵鑫

指导教师：

专业：

机电一体化技术

班级：

机电113

电动机的维修与保护

摘要：

本文介绍了电动机的一些原理及组成，并说明了电动机的常见故障的维修的方法，和电动机日常保护的方法，重点说明了工厂用的大中型的异步电动机。

关键词：

异步电动机，结构，故障，维修，保护。

前言

随着科技的日益发展，人们的需求也日益增高，电动机的应用也越来越广泛，种类也越来越多。

人们的生活和出行都离不开电动机，例如：

风扇、剃须刀、吹风机、手机、汽车等等，都是离不开电动机的。

随着电动机的应用广泛，电动机的种类也越来越多，维修起来也就越来越麻烦，但却又万变不离其宗。

下面我来介绍一下工厂用的三相异步电动机的基本知识和简易维修方法。

1.电动机的介绍

三相交流异步电动机是一种将电能转化为机械能的电力拖动装置。

它主要由定子、转子和它们之间的气隙构成。

对定子绕组通往三相交流电源后，产生旋转磁场并切割转子，获得转矩。

三相交流异步电动机具有结构简单、运行可靠、价格便宜、过载能力强及使用、安装、维护方便等优点,被广泛应用于各个领域。

1.1电动机的结构组成

三相异步电动机主要是由定子和转子两大部分组成，定子与转子之间是气隙如图1所示：

图1电动机的结构图

注：

1散热筋2吊环3转轴4定子铁心5定子绕组6风扇7罩壳

8转子铁心9鼠笼绕组10轴承11机座12接线盒13端盖14轴承盖

1.1.1电动机的定子组成

异步电动机的定子由机座、定子铁心和定子绕组组成。

1、机座：

主要用于固定与支撑定子铁心，因此必须具备足够的机械强度和刚度。

另外，它也是电动机磁路的一部分。

2、定子铁心：

它是异步电动机磁路的一部分，铁心内圆上冲右均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组，为较低损耗，定子铁心用0.5mm的硅钢片叠装而成，硅钢片的两面涂有绝缘漆。

3、定子绕组：

他是三相对称绕组，当通入三相交流电时，能产生旋转磁场，并与转子绕组相互作用，实现能量的转换与传递。

1.1.2电动机的转子组成

异步电动机的转子是电动机的转动部分，由转子铁心、转子绕组和转轴组成。

1转子铁心：

转子铁心的作用是与定子铁心的作用相同，也是电机磁路的一部分，在转子铁心外圆均匀的冲有许多槽，用来嵌放转子绕组。

2转子绕组：

三相异步电动机的转子绕组的结构可分为两种，绕线型和笼型。

1.2.气隙

异步电动机的气隙过大或过小对的运行都由不良影响，过大会降低异步电动机的功率因数。

过小装配困难还有可能与定子发生机械摩擦。

1.3三相异步电动机的工作原理

当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。

由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势。

由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用。

电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

2.常见故障与排除方法

异步电动机的故障可分为机械故障和电气故障两种。

机械故障如轴承、铁心、风叶、机座转轴等，一般比较容易观察和发现。

电器故障主要是定子绕组、转子绕组电刷等导电部分的故障。

2.1异步电动机的常见故障与排除方法

异步电动机的常见故障与排除方法如表1

表1异步电动机的常见故障与排除方法

故障现象

故障的可能原因

处理方法

电源接通后

电机不启动

定子绕组接线错误

检查接线，纠正错误

定子绕组断路、短路或接地，绕线转子电动机转子绕组断路

找出故障点，排除故障

负载过重或传动机构被卡住

检查传动装置及负载

绕线转子电动机回路断线

找出短路点并修复

电源电压过低

检查原因并排除

电动机温升

过高或冒烟

负载过重或启动过于频繁

减轻负载减少启动次数

断相运行

检查原因并排除

定子绕主接线错误

检查定子绕组接线

定子绕组接地或匝间。

相间短路

查处接地或短路部位

笼型电动机转子断条

铸铝转子必须更换，铜条转子可修理或更换

绕线转子电动机转子绕组断相运行

找出故障点，排除故障

定子、转子相擦

检查轴承、转子是否变形，进行修复过更换

通风不良

检查通风道是否通畅

电源电压过高或过低

检查原因并排除

转子不平衡

矫正平衡

皮带轮不稳或轴弯曲

检查并校正

电动机振动

电动机与负载轴线不对

检查、调整机组的轴线

电动机安装不良

检查安装情况及底脚螺栓

负载突然过重

减轻负载

运行时有声

定子、转子相擦

检查轴承、转子是否变形，进行修复过更换

轴承损坏或润滑不良

更换或清洗轴承

电动机两相运行

找出故障点，排除故障

风叶碰机壳

检查原因并排除

续

电动机带负

载是转速过低

电源电压过低

检查电源

负载过大

核对负载

笼型电动机转子断条

铸铝转子必须更换，铜条转子可修理或更换

绕线转子电动机转子绕组一相接触不良或断开

检查电刷压力，电刷与滑环接触情况及转子绕组

电动机外壳

带电

接地不良或接地电阻过大

按规定接好地线，消除不良接地

绕组受潮

进行烘干处理

绝缘有损坏，有赃物或引出线碰壳

修理并进行浸漆处理，消除赃物，重新接出引线

2.2三相异步电动机定子绕组故障的检修

2.2.1短路运行

观察法

（1）仔细观察，若有烧焦绝缘的地方，可能即为短路处。

（2）使电动机先空载运行20分钟（发现异常情况应立即停机），然后拆除端盖，用手摸线圈的末端，若某一部分线圈比邻近线圈温度高，则此线圈可能短路。

1、电桥法

   用电桥分别测量各相绕组电阻，如果三相电阻相差5%以上，则电阻小的一相一般为短路相。

2、电流检查法

  分别测量三祖绕组的电流，若三相电流相差5％以上，则电流大的—相一般为短路相。

2.2.2缺相运行

1、故障现象

　　电机不能起动，即使空载能起起动，转速慢慢上升，有嗡嗡声；电机冒烟发热，并伴有烧焦味。

2、检查结果

　　拆下电机端盖，可看到绕组端部有1/3或2/3的极相绕组或焦或变成深棕色。

3、故障原因及处理方法

（1）电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤，致使某相熔丝熔断。

（2）电动机供电回路三相熔丝规格不同，容量小的熔丝烧断。

应根据电动机功率大小，更换为规格相同的熔丝。

　　（3）电动机供电回路中的开关（隔离开关、胶盖开关等）及接触器的触头接触不良（烧伤或松脱）。

修复并调整动、静触头，使之接触良好。

　　（4）线路某相缺相。

查出断线处，并连接牢固。

2.2.3过载运行

1、故障现象

电动机电流超过额定值；电动机温升超过额定温升。

2、检查结果

电机三组绕组全部烧毁；轴承无润滑脂或砂架损坏；定、转子铁心相磨擦，俗称扫膛。

故障原因及处理方法

（1）负载过重时，要考虑适当减载或更换容量合适的电动机。

（2）电源电压过高或过低，需加装三相电源稳压补偿柜。

　　（3）电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀，绝缘电阻下降。

应根据具体情况，进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。

　　（4）轴承缺油、干磨或转子机械不同心，导致电动机转子扫膛，使电动机电流超过额定值。

首先应认真检查轴承磨损情况，若不合格需更换新轴承；其次，清洗轴承并注入适量润滑脂。

然后检查电动机端盖，若端盖中心孔因磨损致使转子不同心，应对端盖进行处理或更换。

　　（5）机构传动部分发生故障，致使电动机过载而烧坏电机绕组。

检查机械部分存在的故障，采取措施处理解决，使之转动灵活。

2.2.4绕组接地

1、故障现象

　　电机空载无法起动；电动机供电回路熔丝熔断或开关跳闸。

2.、检查结果

　　定子槽口绕组和铁心有烧伤痕迹，并有铜熔点；槽内绕组与铁心击穿；绕组引出线外皮绝缘损坏。

3、故障原因及处理方法　

（1）电动机在修复时，塞入竹楔不注意，使槽口绕组绝缘破坏；竹楔年久老化，绝缘不良。

应按电机下线工艺挑选优质竹楔，并做好绝缘处理。

下线时注意不要使竹楔划伤导线。

（2）对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机，应更换为封闭型电动机。

　　（3）开启式电动机因金属或金属切屑进入电动机内使绕组绝缘破坏。

对此，应在电机周围加设防护网或防护板。

　 （4）转子平衡块松动或脱落，刮破电动机绕组绝缘。

应将平衡块重新调整好方位并固定住，并处理好绕组破损处。

　　（5）对于无避雷器或避雷器失效的，应加设避雷器或重新校验避雷器。

2.2.5绕组相间短路

1、故障现象

　　电机无法起动；电机供电回路熔丝熔断或开关跳闸；电机绕组冒烟，有烧焦味。

2、检查结果

　　相间短路部位的多股导线烧断，其周围有铜熔点。

3、故障原因及处理方法

（1）对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机，应将烧伤的导线挑开，清理后焊好，并包好绝缘压平，下入槽后刷上绝缘漆并烘干。

若无法修复时，应按原数据重绕。

（2）绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适应，连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。

2.2.6绕组匝间短路

1、故障现象

电机在运转中冒烟，局部温升过高，并有烧焦味。

2、检查结果

电动机三相电流不平衡；几匝或一个线圈变成裸线。

3、故障原因及处理方法

烧坏几匝或一个线圈时，若槽满率不高，可进行穿绕修理。

3.三相交流异步电动机-保护电路

3.1短路保护

短路是由于绝缘损坏、接线错误等原因导致电流从非正常路径流过的现象。

瞬时短路电流可能达到电机额定电流的几十倍甚至上百倍，如果不能及时切断电源，则有可能造成电机不可修复的损坏，还有可能导致触电、火灾等危险。

短路保护应该满足以下要求：

一是必须在很短的时间内切断电源；二是当电机正常启动、制动时，保护装置不应误动作。

常用的短路保护装置有熔断器和断路器。

3.2过流保护

过电流是指电动机的工作电流超过其额定值，如果时间久了，就会使电机过热损坏电机，因此需要采取保护措施。

过电流时，电流仍由正常路径流通，其值比短路电流值要小。

过电流一般是由于负载过大或是启动不正确。

为了避免影响电动机正常工作，过电流保护动作值应该比正常启动电流略大一些。

过电流保护也要求保护装置能瞬时动作。

过电流保护一般采用过电流继电器。

3.3过载保护

电动机过载是指其工作电流超过额定值使绕组过热。

引起过载的原因很多，如负载的突然增加、电源电压降低、电动机轴承磨损等。

过载与过流类似，但也有差别。

主要的不同在于动作效应的不同。

过电流是由电磁效应来引发保护装置动作，针对电流的瞬时大小；而过载保护则是由电流的热效应，即电流对时间的累积结果来引发保护装置动作。

一般情况下同一电路中，过载保护动作电流值要比过电流小，而这两者又均比上面提到的短路保护动作电流值小。

值得注意的是，短路保护、过电流保护和过载保护是不能互相代替的。

过载保护应采用热继电器或电动机保护器作为保护元件。

3.4失压保护

如果电动机在正常工作时突然掉电，那么在电源电压恢复时，就可能自行启动，造成人身事故或机械设备损坏。

为防止电压恢复时电动机的自行启动或电器元件自行投入工作而设置的保护，称为失压保护。

采用接触器和按钮控制电动机的启动制动就具有失压保护功能。

如果正常工作中电网电压消失，接触器会自动释放而切断电动机电源。

3.5欠压保护

电动机或电器元件在有些应用场合，当电网电压降到额定电压的60%－80%时，就要求能自动切除电源而停止工作，这种保护称为欠电压保护。

电动机在电网电压降低时，其转速、转矩都将降低甚至堵转。

在负载一定的情况下，一方面电动机电流增大，而其增加副度还不足以使熔断器和热继电器动作，因此必须要采取欠压保护措施。

除了利用接触器本身的欠电压保护作用之外，还可以采用低压断路器或专门的电磁式电压继电器来进行欠电压保护，其方法是将电压继电器线圈跨接在电源上，其动合触头串接在接触器控制回路中。

当电网电压低于指定值时，电压继电器动作使接触器释放。

3.6过压保护

当由于某种原因使得电动机电源电压超过其额定值时，电动机的定子电流增大，使电动机发热增多，时间久了就会造成电动机损坏。

如果电压比额定值高很多，则电动机定子电流就会超出额定值许多而可能烧坏电机。

因此，需要进行过电压保护。

最常见的过电压保护装置是过电压继电器。

电源电压一旦过高，过电压继电器的常闭触头就立即动作，从而控制接触器及时断开电源。

过电压继电器的动作电压整定值一般可为电动机额定电压的1.05－1.2倍。

3.7断相保护

异步电动机在正常运行时，如果电源任一相突然断路，电动机就处于断相运行。

此时电动机实际上是在单相电源下运行，电动机定子电流会增大，转速要下降甚至会堵转，时间一长就会烧坏电机。

实践表明，断相运行是使电动机损坏的主要原因之一，因此应进行断相保护。

引起电动机断相运行的原因很多，如熔断器一相熔体烧断，电动机绕组一相断路、一相接触不良或松脱，电源一相线路断开等，其中尤以熔断器一相烧断的情况最为常见。

断相运行时，线路电流和电动机绕组连接因断相形式不同而不同；电动机负载越大，故障电流也越大。

断相运行时，通常可以根据电流或电压发生的变化特征检测出断相信号来构成断相保护装置。

断相保护有很多方法，如下：

（1）用带断相保护的热继电器

（2）采用电压继电器

（3）采用欠电流继电器

（4）断丝电压保护

（5）采用专门为断相运行而设计的断相保护继电器

3.8相序保护

一般情况下，电动机工作的接线顺序是有规定的，如果由于某种原因，导致相序发生错乱，电动机将无法正常工作甚至损坏。

相序保护就是为了防止这类事故发生。

　相序保护可采用相序继电器，当电路中相序与指定相序不符时，相序继电器将触发动作，切断控制电路的电源从而达到切断电动机电源、保护电动机的目的。

　工作原理如图2所示，由电阻R1～R3、电容C1和氖泡NB组成三相交流电相序检测电路。

由于C1的移相作用，当电源按图中A、B、C相序接入时，氖泡发光，而逆相序如A、C、B接入时，氖泡则不亮。

当按下启动按钮QA时，交流电经C2降压、VD1和VD2整流、DW稳压及C3滤波后得到12V直流电压，加在由继电器K、光敏电阻CDS和开关管V组成的保护执行电路上。

如果此时相序为A、B、C顺序，则氖泡发光，与氖泡封装在一起的CDS受光照后呈现很低的阻抗，V便得到基极偏流而导通，K吸合，K1接通交流接触器C的控制回路，C吸合，电动机启动运转。

反之，如为逆相序，则氖泡不亮，K不吸合，K1断开，电动机便不能被启动。

由此而达到保护目的。

图2实用断相相序保护器的工作原理图

3.9温度保护

　在电动机电流没有超过额定值时，由于通风不良、环境温度过高、启动次数过于频繁等原因，电动机也会过热。

这种情况下用以上的过流保护或过载保护都不能解决问题，因此需要直接反映温度变化的热保护器。

　温度保护通常可采用温度继电器。

温度继电器主要有双金属片和热敏电阻式两种，它们都被直接埋置在发热部位。

　温度保护与过载保护都是利用温度来触发保护，但并不完全相同。

过载保护是因为电流长时间超出额定值使得继电器升温触发保护；而温度保护是由于散热不良，环境温度过高等因素使得电机过热从而触发保护。

温度保护被触发时，电动机中的电流值有可能是正常的，因此过载保护不一定会起作用。

温度保护与过载保护也是不能互相替代的。

结论

电动机的应用非常广泛，常发生电动机的损坏情况，其中由于维护不良，如进水、缺油，通风不畅等。

维修不当，如轴承装配不当，转子拆装不当。

运行环境影响，如：

酸、碱、盐等液体或气体的污染。

控制元件缺陷引起的缺相运行等都是电动机损坏的原因。

日常生活和工作中应该注意电动机的保养和维修。

参考文献

[1]起重及冶金用三相异步电动机修理防爆防腐电动机修理潜水电泵与泵用电动机修理（电动机修理手册单行本）[M].北京：

机械工业出版社，2008.

[2]电动机改装挖潜修理/电动机修理技术丛书[M].机械工业出版社.

[3]单相电动机修理/电动机修理技术丛书[M].机械工业出版社.

[4]三相高压交流电动机修理/电动机修理技术丛书[M].机械工业出版社.

致谢

在本次论文设计过程中，胡福志老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我的论文无论是结构还是内容变得更加公整、紧凑。

胡福志老师认真的工作态度，诚信宽厚的为人处世态度，都给我留下了难以磨灭的印象，也为我今后的工作树立了优秀的榜样。

。

在学习中,老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。

这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。

在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！

感谢黑龙江农业经济职业学院的所有领导和老师。

他们严谨的学风、渊博的知识、诲人不倦的品格一直感染和激励着我不断上进，使我大学四年的时光充实而有意义。

“海纳百川，取则行远”，在这所美丽的校园里，不断成长，在这里我所学到的，必将使我受益终生。

在本论文的写作中，我也参照了大量的著作和文章，许多学者的科研成果及写作思路给我很大启发，在此向这些学者们表示由衷的感谢。

感谢我的家人、同学、朋友对我的大力支持，他们的无私奉献、关爱和支持使我能够继续去追求自己的人生理想和目标。

感谢所有关心、帮助和支持我的人。

最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。

目录

摘要1

前言2

1.电动机的介绍3

1.1电动机的结构组成3

1.1.1电动机的定子组成3

1.1.2电动机的转子组成3

1.2.气隙3

1.3三相异步电动机的工作原理4

2.常见故障与排除方法4

2.1异步电动机的常见故障与排除方法4

2.2三相异步电动机定子绕组故障的检修5

2.2.1短路运行5

2.2.2缺相运行5

2.2.3过载运行5

2.2.4绕组接地6

2.2.5绕组相间短路6

2.2.6绕组匝间短路6

3.三相交流异步电动机-保护电路7

3.1短路保护7

3.2过流保护7

3.3过载保护7

3.4失压保护7

3.5欠压保护7

3.6过压保护8

3.7断相保护8

3.8相序保护8

3.9温度保护9

结论10

参考文献11

致谢12