三相异步电动机转速偏低故障分析.doc

1、1三相异步电动机转速偏低故障分析河南工业职业技术学院机电工程系吕俊霞摘要：简单分析了电动机不能启动机转速偏低故障的查找及排除方法。包括负载方面的原因，电动机本身原因及电源原因等。关键字：三相异步电动机，启动 ，故障 ,查找三相异步电动机是电机的主要类型之一，它广泛地应用于工农业生产中，在电力拖动的设备中占有重要的地位。电动机不能启动的主要原因有三个方面：一是负载方面的故障，二是电动机本身的故障，三是启动方法或电气接线错误。在正常情况下，电动机应维持额定转速运行，若转速偏低，使得转差增加，转子中感应电流增加，将使电动机明显过热。其次，转速偏低将直接影响到被拖动的工作机械的正常使用，工作效率低，产

2、品质量下降，甚至不能使用。主要故障原因如下。1.负载过重对常用的笼型异步电动机，启动转矩通常只有额定转矩的 倍，如果负载所需的1.52:启动转矩超过了电动机的启动转矩，那就不能启动了。造成负载过重的原因，可能是电动机容量选择过小。在选择合理的情况下，应从以下几方面去查找。1.1 被拖动的机械有卡阻故障例如，水泵的轴弯曲、叶轮与泵壳摩擦、填料压的过紧、叶轮中堵有杂物或者水中泥沙过多等。风机的轴弯曲、风轮与外壳摩擦、叶片被杂物堵塞等，都可能使电动机严重过载而不能启动。1.2 传动装置安装不合理电动机与工作机械常常用联轴器、传动带、齿轮的传动装置。如果传动装置安装不合理，就会产生一个很大的附加阻力矩

3、，使电动机不能启动。对不同的传动方式，安装技术要求是不同的，对联轴器传动，要求电动机转子轴与工作机械轴的中心尽量在一条直线上；对带传动，应使两轴尽量平行；对齿轮传动，应使齿轮啮合良好。负载过重，电动机拖不动，必然要降低转速。2. 电动机一相断线电动机一相断线包括两种情况，一是外部断线（或断一相电源） ，二是电动机内部绕组一相断线。如果电动机在运行过程中一相断线，电动机仍能运转，但转速将明显降低。这是因为电动机一相断线后，变成了单相运行，单相电流产生的磁场，可以认为是两个旋转方向相反、大小相等的旋转磁场。当电动机已在旋转，由于惯性力加强了正方向的旋转磁场，从而时电动机仍能按原来的旋转方向继续运行

4、。但因为是单相运行，所以电动机的功率已大大下降。理论计算表明，若要维持电动机工作电流不变，电动机的输出功率下降值应为：（1）对于星形连接电动机内部、外部一相断线，或三角形连接电动机外部一相断线，电动机输出功率为额定功率的 58%。（2）对于三角形连接电动机内部一相断线，电动机输出功率为额定功率的 67%。2功率下降，电动机的转速必然下降。3.电动机机械故障电动机本身如有卡阻等机械故障，也可能使电动机无法启动。例如电动机轴承磨损、烧毁，润滑脂冻结、灰尘杂物堵塞等，都会使摩擦阻力增加，转动不灵活，尤其是使用启动，启动转矩只有全压启动的 ，遇到这种机械卡阻就更不容易启动了。Y13更严重的是，转子与定

5、子相摩擦时接通电源后，电动机发出强烈的“嗡嗡”声响，转子根本不能启动，如不立即断开电源，电动机就会烧毁。造成这种故障的原因如下。（1）轴承内套与电动机转轴长期磨损不保养，使间隙加大。（2）定子绕组的某一部分发生短路或断路，使气隙中的磁场严重不对称，转子受力也不对称，转子被拉向一侧，这样，气隙磁场更不对称，加剧了转子被拉向一侧的力量。久而久之，使转子与定子相碰。4. 电源电压低电源电压降低后，电动机的电磁转矩按电压平方值的比例下降，转速也降低。电动机的电磁转矩与电压的平方成正比。因此电压过低将使电动机输出机械转矩大大降低。当这一转矩小于工作机械的启动转矩时，电动机将不能启动。因此，应提高电源电压

6、。5.电源频率偏低电源频率降低，将直接影响到电动机的转速。6.定子绕组匝间短路定子绕组相间短路，将使电动机不能工作。但多数情况是绕组中有一部分线匝短路（称为匝间短路） ，短路线不能工作。虽然电动机能启动，但输出功率下降了，电动机的转速将因匝间短路的严重程度不同而相应降低。6.1 引起匝间短路的原因绝缘受潮：对于那些长期备用的电动机，以及那些长期工作在地下坑道、水泵房等潮湿场所的电动机，容易受潮，使层间绝缘性能降低，造成匝间短路。绝缘老化：电动机使用时间较久或者长期过载，在热及电场作用下，使绝缘逐渐老化，如分层、枯焦、龟裂、酥脆等都属于老化现象，这种劣化的绝缘材料在很低的过电压下就容易被击穿。电

7、动机长期运行时聚集灰尘过多，加上潮气的侵入，引起表面爬电而造成匝间短路。6.2 判断匝间短路的方法可以从测量三相空载电流的平衡程度及直流电阻的大小来判断。电流偏大、直流电阻偏低的相，就应考虑属于匝间短路。确定了匝间短路故障后，还应找出匝间短路部位。寻找故障点的方法很多，下面是其中的几种。（1）空载法：将电动机在额定电压下空转约 后，首先打开端盖，用手摸绕组1min端部，温度比其他部位高的则为短路线匝。（2）短路侦查器法：短路侦查器法是利用变压器原理检查电动机匝间短路的方法，其主要设备是一个开口变压器。将开口变压器置于定子铁芯绕组的槽口上，开口铁芯和定子铁芯构成闭合磁路，定子绕组则变成了这一特殊

8、变压器的二次绕组。若电动机绕组正常，相当于二次绕组开路，则短路侦察器中的电流表指示值很小；若绕组发生匝间短路，相当3于变压器绕组短路，电流表指示值很大，从而确定已短接的线匝。（3）电压降法： 在故障相的两端通以低压电（注意电流不要超过绕组电流的额定值），然后用一电压表测量各绕组的电压，指示值为 或很小的线匝则为短路线匝。为了测试0的方便，可将电压表的两端线接一钢针（普通的缝衣针即可） ，分别刺穿绝缘与导体相碰。7.定子绕组单相接地在三相四线制供电系统中，零线是接地的，有些 形连接电动机的中性点也是接地的。Y因此，绕组的接地，相当于一部分线匝短接了，这与前述匝间短路情况的一样的，同样造成转速的降

9、低。特别是接地处的电弧，在线路没有可靠保护时，可能迅速发展为匝间短路。造成绕组接地的原因与匝间短路基本一致。此外，由于电动机内部残留的铁粉末没有清扫干净，在这些铁粉磁场的作用下，产生一种向绕组内部的钻孔作用，使绝缘击穿。如果铁粉末颗粒过大，还会在其中产生涡流发热，致使电动机全部损坏。所以一定要将电动机内部清扫干净。寻找绕组接地的方法，首先用绝缘电阻表测试出接地故障的相别，然后寻找出接地点。查找方法有冒烟法及电压降法。接地点找到后，如果明显可见，可垫以适当绝缘物以消除接地点；如接地造成不能工作的线匝不多，可采取一定措施处理一下，电动机可继续使用。8.定子绕组内部断线异步电动机的每相绕组一般由多个

10、绕组并联而成，如果其中的并联绕组断线，使这一绕组不能工作，则转速也降低。绕组断线的原因是：由于焊接质量不高，经多次弯折而断线。多数情况是由于短路、接地等故障产生的高热、大电流（电动力增加）而造成的。寻找断线点，首先是测量每相的直流电阻，判断出断线相别，然后进行测量。其方法是：将并联绕组的一端分开，万用表一表接于绕组一端，另一表笔接一钢针，依次插入绕组线心，电阻值从一定值到“ ”的交界点，就是断线点。断线点如果明显可见，焊好后继续运转；如果断线在槽内，急用时可用跳线法，将一部分线圈废弃。9.笼型转子断条笼型转子比较坚固，故障很少，但有时也出现断条现象。断条以后，转子导体内感应的总电流小了，并且不

11、对称，使得电磁转矩下降，转速降低。同时，定子电流波动，电动机出现振动等现象。断条故障一般发生在笼条与短路端环连接处，其原因有：电动机频繁启动或重载启动、冲击性负载的影响、制造质量不高、笼条与端环焊接不牢等。10. 定子绕组一相接反定子三相绕组首尾连接正确时，随着各相电流大小、方向依次变化，它们产生的磁场是以同步转速旋转的。如果一相绕组的头尾接反了就会使磁场不能规则地旋转，大大削弱旋转磁场拖动转子的力，使转速下降。与此同时，转子在不规则力的作用下，将产生剧烈振动，并在转子中产生很大的附加电流，使电动机过热。首尾接反的故障现象明显，通常发生在新投入使用或经过修理后第一次使用时，比较容易判别。寻找首

12、尾接反相可利用检查极性的原理进行。首先将三相绕组的六个头分开，找出三个绕组，然后处理。查找方法有交流电压法、直流电压法及剩磁法等。11.电源容量不足4电动机启动时会产生很大的启动电流。此电流，一方面使供电线路的电压损失加大，另一方面使电源设备输出电压下降。常用的电源，一是来自电网，经配电变压器供电；二是自备柴油发电机供电。对变压器来说，大电流将使得内部压降加大，输出电压下降，导致断路器跳闸，熔丝熔断，电动机不能启动。对发电机来说，大电流使去磁作用增加，在励磁电流供不上的情况下，发电机输出电压也将大大降低，导致电动机不能启动。为了保证电动机的正常启动，一般来说，允许直接启动的单台发电机的容量不能

13、超过变压器容量的 ，不能超过发电机容量的 ，否则应采用减压启动。20%3:10%5:12启动方式的选择或接线不正确减压启动的基本出发点是降低启动电流，但使得启动转矩降低。如果启动电压过低（如 启动） ，但使得启动转矩降低了 ；自耦减压启动器抽头位置选择不合适，启Y13动电压过低；启动器内部接线错误或者触头接触不良，都有可能使电动机不能启动。13. 电动机控制线路有故障用接触器、磁力启动器、断路器等开关直接启动的电动机，一般都是通过自动控制线路控制开关的电磁铁使开关动作的。如果控制线路有故障，开关合不上，则电动机也不能正常启动。综上所述，我们讨论了三相异步电动机不能启动机转速偏低故障的查找及排除方法。在实际使用过程中，应根据故障的具体情况，采取相应的措施，排除故障，使得电动机维持额定转速运行，使系统正常工作。参考文献：1.陈家斌 主编 电机故障查找与处理河南科学技术出版社 2006 年 1 月2 陈家斌 主编 常用电气设备故障排除实例河南科学技术出版社 2 004 年 12 月3 潘如政 主编 电机与变压器检修化学工业出版社 2005 年 7 月4 .赵家礼 等著 电机修理入门 机械工业出版社 2003 年 1 月作者简介：吕俊霞，女， （1963.12） ，河南新乡人，工学硕士，河南工业职业技术学院机电工程系讲师，从事电工电子教学工作。