实例分析中小型电动机的常见故障

第３３卷第８期　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．８　企业技术开发　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ　０Ｆ　ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ　２０１４年３月　ＭａｒＩ２０１４　实例分析中小型电动机的常见故障　刘众喜　（五矿置业有限公司，北京１０００１０）　摘　要：电动机是把电能转换成机械能的一种设备，按用电性质可分为交流电动机和直流电动机。文章通过几个实例对电　动机的常见故障进行分析、诊断，为读者诊断和处理设备故障提供借鉴。　关键词：电动机；实例分析；故障诊断　中图分类号：ＴＭ３４３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—８９３７（２０１４）８－００８２—０２　电动机在现代社会应用及其广泛，它的故障会导致机　械设备的停转，造成生产效率降低或停产，甚至影响人身　及设备的安全。　１三相异步电动机的故障实例及分析　１．１实例分析　实例一、某大厦消火栓泵无法正常起动。情况如下：此　消火栓泵由一台４５　ｋＷ三相交流异步电动机拖动，Ｙ一△起　动，采用空气阻尼式延时继电器１０　ｓ进行自动切换控制，故　障现象为切换成△接法时刻空气开关跳闸。经调查发现故　障起因为值班员多次试验起动此泵，由于水系统有单流　阀，致使消火栓系统内水压连续增高，设计上限为０．８　ＭＰａ，而发现跳闸故障时已经达到１．１　ＭＰａ。　分析：一般情况下，Ｙ一△起动经常使用在轻载或空载　起动的场合，目的是为了减小起动电流，不至于对电源有　过大的冲击，属于降压起动。原理如下：　设电网电压为Ｕｅ，定子接成星形和三角形时的相电压　为Ｕ　、Ｕ　。线起动电流分别为Ｉ　、Ｉ　，相起动电流分别为Ｉ相Ｙ、　Ｉ相　，绕组每一相阻抗均为ｚ，当Ｙ形起动时　Ｉｙ＝Ｉ相Ｙ＝＝ｕＹ／Ｚ＝ｕｅ，、／了ｚ　（１）　△形起动时　Ｉ￣Ａ＝ＵＪＺ＝Ｕｅ，Ｚ　（２）　Ｉ△＝、／了Ｉ相△＝、／了ｕｅ，Ｚ　（３）　式（１）与式（３）相比得　Ｉｙ／Ｉ△＝１／３　￣ｐｌｙ＝ｌ／３Ｉ△　（４）　由此可见，当定子绕组接成Ｙ形时，起动电流减小为　△形时的１，３。现在分析上述故障跳闸原因：正常情况下，　空气开关的瞬时脱扣值可按Ｙ形接法额定电流的１０倍整　定，（起动电流为额定电流的４～７倍，不至于跳闸）。如果正　常起动，１０　ｓ后已经接近额定转速，电流已经下降到接近额　定电流，此时切换为△形接法，显然不会造成跳闸。但是由　于消火栓系统已经存在非常高的水压，电机处于重载起　动，按经验值设定的１０　ｓ起动时间后电流依然比额定电流　大几倍，而此时切换成三角形接法，相当于起动电流又增　大了２倍左右，就会超过瞬时脱扣整定值致使跳闸。将系统　水压泄压至设计范围内重新起动，故障消除。（如果管道系　统单流阀卡阻不能打开也有可能出现上述故障现象，所以　有经验的工人会先用手锤敲击几下单流阀再起动。）以上　作者简介：刘众喜（１９７ｏ－），男，大学本科，工程师，主要从事电气工　程工作。　故障既有操作不当原因又有设计不合理因素，首先应当将　压力信号引入控制回路，即当压力达到设计上限时应不能　起动此泵，防止水系统崩溃，其次如需日常检查，应先打开　消火栓泄压后再进行操作。　电动机不能正常起动还可能有以下几个原因：　①电源电压低、电源线太细，起动压降太大、三角形接　线错接成星形接线，又是重载起动；　②机械卡阻，电机被拖动机械卡住、若在严冬无保温，　环境较差场所的电动机，应检查润滑脂；　③起动设备故障等。　实例二、处理迅达ＤＹＮ一２型交流双速电梯缺相故障。　现象为电梯无法正常运行，在检修状态下，无论按上行按　钮还是下行按钮，电梯均上行，而且运行噪音较正常时大。　经分析可能为缺相运行，因为电动机缺相后无法形成正常　的圆形旋转磁场，针对不同接法的电动机可能形成脉振磁　势也可能形成椭圆形磁场，原理如下：　①当电动机定子绕组Ｙ形接法时，无论是电源缺相还　是某一相绕组开路，均相当于将剩下二相绕组串联后在两　端加线电压，因此此时产生的是脉振磁势，无起动转矩；②　当电动机定子绕组△形接法时，虽然电源缺相或某一相绕　组开路形成磁场原理不同，但最终结果都是形成椭圆形旋　转磁场，有一定的起动转矩。　而实际中上述电梯电动机定子绕组采用Ｙ形接法，缺　相时无起动转矩，电梯在检修时处于空载状态，配重侧较　重会牵引轿厢上行，而且电机会发出较大噪声，符合缺相　运行特征。后经检查故障原因为运行主接触器Ｂ相触头疲　劳断裂，造成缺相，更换接触器后故障消除，恢复正常。　电动机缺相运行危害极大，轻则电机无法起动、生产　停滞，重则烧毁设备甚至造成人员伤亡事故，应该尽力避　免，必要时应考虑缺相保护电路。　实例三、处理某电梯电动机接连二次发生绕组烧毁事　故。现象：此电梯电动机采用滑动轴承，由于年久失修，使　得一侧轴承损坏，转子下沉，运行时发生扫膛现象，由于伤　到定子绕组造成匝间短路致使电动机烧毁，电动机经修理　厂重新更换绕组及轴承后再次安装使用，可是电梯经过几　天的运行，电动机再次烧毁，而且烧毁绕组部位与第一次　位置相同，经检查新更换轴承完好，机械装配无问题，不存　在再次扫膛问题。为了找出烧毁原因，将电机再次解体，抽　出转子后，除去定子内表面防锈漆后发现了故障原因，由　于之前的扫膛事故，转子与定子高速摩擦使得受损部位定　子硅钢片间绝缘破坏，加之铁沫未清除干净局部基本形成　第３３卷第８期　刘众喜：实例分析中小型电动机的常见故障　８３　了一整块钢，电机修理厂未经处理，更换绕组并刷防锈漆　后即视为合格出厂，于是在运行中，此部位在定子强大的　容启动和运转、单相罩极式等几种类型，绕组分起动绕组　和运行绕组，有些单相电动机起动后将起动绕组切除，而　磁场下形成很大的涡流且发热严重，使新绕组绝缘损坏，　有些则必须共同运行，这是在设计时经计算决定的。　造成电动机第二次烧毁。虽然二次烧毁部位一样，但第一　实例六、处理某品牌油烟机故障。故障现象为起动吃　次属于机械原因，第二次属于电磁原因。　力，高、低二档运转速度均非常缓慢，噪音大。经分析，此油　三相异步电动机的气隙很小，中小型电动机气隙基本　烟机电机属于单相电容起动和运转电机，造成上述故障很　在０．２～１．５　ｍｍ左右，轴承故障极易造成扫膛现象，致使小　可能是电容问题，经检测为电容已严重老化，容量不够，按　故障酿成大事故，所以日常保养尤为重要，一旦发现轴承　原型号更换电容后恢复正常。　故障应立即更换，决不能让电机带病运行。　实例四、处理某锅炉房循环泵运行时振动大。此循环　实例七、某木工刨床故障。现象为接通电源噪音大，几　分钟电机温升超高，起动电容发烫而后爆裂，运行电容良　泵为卧式泵体，由一台４０　ｋｗ卧式三相异步电动机拖动，联　轴器采用刚性联接。现象：能正常起动，电源电压正常，但　运行时电动机振动很大，断开电源使电动机惯性停车时振　动依然存在。原因分析：由于断电后惯性运行依然有振动，　则首先判断为机械故障，可能是由于电动机与循环泵的轴　中心找得不准，也可能是循环泵的振动引起电动机的振　动。于是脱开联轴器使电动机空转进行检查，这时发现电　动机空载运行振动还是很大，并且断电后惯性运行振动马　上消除，这又说明电动机可能存在电磁故障，综合考虑上　述现象得知可能既有机械原因又有电磁原因。维修思路需　要从机械和电磁二方面考虑，首先，检测电动机定子绕组，　发现并联支路确有断线现象，使得运行时振动大；其次，维　修后就位时为避免上述机械因素，并考虑到循环泵热胀冷　缩的影响，安装时重新调整同心度，并且将联轴器刚性联　接改为弹性联接，再次运行后振动消除运行平稳。　电动机运行时发生振动的电磁方面原因还有可能是：　①电源电压不对称；②绕组短路；③鼠笼转子导条有　较多的断裂或开焊等。　实例五、电动机外壳带电。现象：某工地卷扬机电机运　行时外壳带电，用万用表测量电压为１０６　Ｖ。经检测发现故　障点为接线盒内某相接头绝缘损坏碰铁，处理后重新套上　绝缘套管，故障消除。经分析，造成外壳带１０６　Ｖ危险电压　原因为，此卷扬机供电采用了三相四线制变压器中性点直　接接地，设备保护接地，中性点接地电阻值和保护接地电　阻值均按不大于４　Ｑ设计，如均按４　Ｑ计算，则如果发生相　线碰壳事故，外壳将带相电压一半的电压，即１１０Ｖ左右，　这样高的电压对人体还是有很大危险的，应加装漏电保护　器，操作时带绝缘手套，或改为ＴＮ—Ｓ供电方式。　电动机的检修保养应定期检查绝缘性能，一般中小型　低压电动机的绝缘电阻值不低于０．５　Ｍｎ，发现阻值不合　格应及时处理，防止间接触电事故。　１．２小结　三相异步电动机的故障类型很多，有时同样的故障现　象却是由于不同原因引起的，需要综合分析。　２其它类型电动机故障实例简析　２．１单相异步电动机　单相异步电机根据启动方法或运转方式的不同主要　分为单相电阻起动、单相电容启动、单相电容运转、单相电　好。经分析，此刨床属于单相电容启动和运转电机，电容有　二个，分为起动电容和运行电容，按原设计起动时起动电　容和运行电容并联，起动后起动电容由离心开关切除，造　成电容爆裂的原因可能是由于离心开关损坏，经拆机观察　离心开关触点粘结。更换离心开关及起动电容后，故障排　除。　单相异步电动机其他常见故障：电机引线断路；主绕　组或副绕组开路；离心开关触点合不上；电容器开路；轴承　卡阻；转子与定子碰擦等。　２．２交、直流两用电动机　我们常见的使用单相交流电的电钻、云石机、吸尘器　等电动工具，实际是一种可由交流供电，也可由直流供电　的串励式直流电动机，之所以可以使用交流电，是因为主　磁通和电枢电流同时改变方向，按照左手定则，转子转向　不变。某些可以改变转向的电动工具，是利用转换开关将　励磁绕组改变极性接法实现。　实例八、某型号电钻运转噪音大，温升高，换向器火花　大形成环火。经解体检查发现两个故障因素：第一、随电机　共同旋转的散热风扇叶片脱落，这是造成电机温升高的主　要原因，第二、碳刷磨损严重，换向器表面沉积大量碳粉，　这是造成换向器环火的原因。将风扇安装好，换向片间碳　粉清除干净并更换碳刷后，重新装配好试验运行良好。需　要注意的问题：这种电动机起动转矩非常大，过载能力强，　空载转速很高，在修复后，不能拆下减速机构进行试运行，　以防止飞车而损坏电枢绕组。　３结语　电动机的故障多种多样，有时可能是多种原因并存，　以上分析的只是部分常见故障，并不全面，只有综合考虑　才能快速判断故障点并解决问题。　参考文献：　［１】李华平，周国文．电动机常见故障检修『Ｍ］．北京：机械工业出版　社，２００３．　【２］吴丽华，李国立．电动机的原理与日常维护工作（电动机维修　实训）［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００３．　ｆ３１王秀丽．电机与拖动基础【Ｍ］　Ｅ京：化学工业出版社，２０１０．