三相异步电动机的故障诊断及维修

电机、电器使用与维修第三章三相异步电动机的故障诊断及维修第一节机械故障的诊断及维修电动机的故障分三大类：机械故障、发热故障、电气故障一、机械故障的现象及判断1、一般机械故障转动有明显阻滞现象，而轴承确实已洗净；或者轴承内、外圈之间的间隙过大。更换新轴承。机械噪声的主要来源：1、滚珠轴承发出的噪声2、转子转动时与空气摩擦产生的噪声3、转子与定子相擦引起的噪声2、振动故障二、电动机的拆装（一）、电动机的拆卸1、皮带轮或联轴器的拆卸2、拆卸端盖3、拆卸轴承（二）电动机的装配1、装配前的准备与检查：7点要求2、电机的装配三、轴的故障及维修转轴常见的故障有：轴与转子铁心配合松动、轴伸弯曲、轴颈磨损，轴裂纹，轴断裂，键槽磨损（一）轴与转子铁心配合松动的修理（二）轴弯曲的修理两种方法：一种是冷态直轴法，另一种是热态直轴法（三）轴颈磨损的修理轴颈是转轴最重要而又最容易磨损的部位。轴颈最常见的故障是轴颈与滚动轴承配合表面的磨损（四）轴断裂（裂纹）的修理（五）键槽磨损的修理四、轴承的检查和修理中小型电机多数常用滚动轴承。目前大中型电机也常常用滚动轴承。滚动轴承的间隙有径向间隙和轴向间隙两种，检修时通常只测量径向间隙。检查轴承间隙常用压铅丝法和塞尺测量法五、定转子铁心故障及维修2）铁心扇张：定子铁心两端的硅钢片翘起3）铁心表面擦伤：1）铁心松动：常见故障4）铁心齿、槽局部烧坏：冲片短路发热是直接原因线圈匝间短路或对地绝缘击穿产生电弧是间接原因5）铁心齿部弯曲和错片：七、发热故障2）过载时间过长：3）通风不足：1）负载不正常：常见故障4）进风温度太高：5）定子铁心部分硅钢片之间绝缘漆不好或有毛刺：6）电动机受潮或浸漆后没有烘干：7）绕线型转子绕组焊接点脱焊：8）电动机定子绕组短路或接地故障：八、振动噪声产生的原因及消减方法（一）电动机噪声及控制1、噪声控制标准2、电动机产生噪声的原因电动机的噪声主要有：电磁噪声、轴承噪声、机械噪声（二）电动机振动及控制1、电动机振动容许值表3-32、电动机振动源与减振措施（1）转子不平衡（主要原因）（2）轴承磨损、径向间隙过大、轴承外圈与端盖配合松动（3）安装不良（4）轴颈椭圆和转轴弯曲1）接地故障（主要原因7点、检查判断5点）绕组故障第二节绕组电气故障的诊断及维修2）断路故障（主要原因4点、检查判断5点）3）短路故障（主要原因6点、检查判断4点）4）绕组线圈接错线故障（主要原因2点、检查判断2点）一、绕组电气故障诊断二、绕组维修（一）绕组绝缘不良的维修（二）定子绕组接地故障维修（三）定子绕组短路故障维修（四）定子绕组断路故障维修第三节绕组重绕计算一、导线的代用1、采用线径相等或相差不大的几根导线代用（1）用两根直径相同的导线dˊ代替原来的一根导线d。dˊ=0.71d（2）用三根直径相同的导线dˊ代替原来的一根导线d。dˊ=0.58d例：一台Y160M—8，4KW三相异步电动机，已知导线直径为1.25mm，每槽49匝，单层链形绕组，无此导线，用两根导线代用。解：改用导线线径dˊ=0.71d=0.71×1.25=0.887mm取dˊ=0.90mm即用2根0.90mm导线代替原来的一根1.25mm，其它参数不变。2、改变电动机并联支路数d2=d1例:有一台Y132M4.5KW、380V、4极，Δ接法的三相异步电动机，定子绕组已经烧坏。已知原绕组导线线径为φ1.06mm，a=2，每个线圈匝数为35匝。现有标称线径为φ1.50mm线，试用改变电动机并联支路数来实现导线的代用（设槽满率有裕度）。解：用标称线径为φ1.50mm来实现导线的代用，则改用导线并联支路数a2=a1×=2×=0.998取a=1改用后每槽导体数z2=z1×=35×=17.5取z2=18匝a1a21.5021.062a1a221d12d223、改变绕组接线方法（1）Y联结绕组改成△联结绕组导线直径dd=0.76dy线圈匝数wd=1.732wy（2）△联结绕组改成Y联结绕组导线直径dy=1.32dd线圈匝数wy=0.58wd例2：有一台Y180L—6，15KW三相异步电动机，线圈导线是单根直径为1.5mm，每槽34匝，双层叠绕组，并联路数a=2，△联结，现在为了找代用导线，想把△联结改成Y联结。解：代用导线线径dy=1.32dd=1.32×1.5=1.98mm考虑代用导线1.98mm太粗，工艺困难，所以改用两根代替，即：dˊ=0.71d=0.71×1.98=1.40mm每槽线圈匝数Wy=0.58wd=0.58×34=19.7匝取20匝1、改接改压方法U%=×100%例1：一台660伏Y接法三相异步电动机，如果改在电源电压为380伏上使用，应如何改变原来的接线方式?解：U%=×100%=×100%=58%查表3-4，决定将一路Y接法改为一路Δ接法u2u1u2u1380660二、改压计算2、改压重绕方法（1）改压后的每相串联导体数N2=N1×（2）新绕组的每槽导体数z2=z1×（3）新绕组的导线截面积S2=S1×（4）新绕组的导线直径d2=d1u2u1u2u1a2a1a2a1u1u2n1n2u1n1u2n2例：有一台4KW的4极420V三相异步电动机，每槽线圈匝数为34匝，线规为φ1.25一路Y形接法单层绕组，若改为380V一路Y形接法单层绕组，求新绕组的每槽匝数和线规。解：改压后的每槽线圈匝数z2=z1=34×=31改压后的新绕组的导线直径d2=d1=1.25=1.31取φ1.30，其它数据不变u2u1380420u1n1u2n2420380三、改极计算(计算思路)（1）验证是否符合条件。z1-z2≠0z1-z2≠±2pz1-z2≠1±2pz1-z2≠±2±4p（2）计算出原极数下的每相串联导体数每相串联导体数=（3）查表3—6，得出改极后每相串联导体数（4）计算出改极后的每槽导体数每槽导体数=总匝数相数×并联支路数总导体数定子槽数（5）查表3—6得导线直径。（6）查表3—6，估算功率（7）多极数改为少极数，则补充验算定子轭部磁密例、有一台封闭式鼠笼三相异步电动机，功率为4.5KW，电压380V，Y接法，电源频率为50HZ，定子槽数为36槽，转子槽数为26槽，极数为2p=4，试改为2p=2，并保持原来电压、频率、接法和并联路数，重配一适当绕组，拆除原电机（4极）的绕组时记录数据如下：每槽导体数为28，线规为2根并绕φ1.20mm，单层绕组，节距y=1—9，并联支路数a=1，定子铁心长度L0=92mm，定子铁心轭高hc=23.7mm。（1）验证是否符合条件。z1-z2≠0z1-z2≠±2pz1-z2≠1±2pz1-z2≠±2±4p（2）计算出原极数下的每相串联导体数每相串联导体数=（3）查表3—6，得出改极后每相串联导体数（4）计算出改极后的每槽导体数每槽导体数=（5）查表3—6得导线直径。（6）查表3—6，估算功率（7）多极数改为少极数，则补充验算定子轭部磁密总匝数相数×并联支路数总导体数定子槽数解：（1）z1-z2=36-26=10（2）4极时每相串联导体数N4===336（3）查表3—6，得改为2极时每相串联导体数N2=0.85N4=0.85×336=285.5取N2=288（4）改为2极后的每槽导体数z2===24zZ13×aZ128×363×1maN23×1×28836（5）查表3—6得，两根并绕导线直径d2=1.08d4=1.08×1.2=1.3(mm)（6）查表3—6得，估算功率p2=1.2p4=1.2×4.5=5.4≈5.5(Kw)（7）Bc1=0.45×102Bc1=0.45×102=1.58(T)符合要求KEUKdpKcNL0hc0.91×2200.956×288×9.2×0.95×2.37四、补充计算有一台三相异步电动机，额定转速为1440r/min，电源频率为50Hz。求该电动机的磁极数和同步转速。【解】n1=60f/pp=1n1=60f/p=3000r/minp=2n1=60f/p=1500r/minp=3n1=60f/p=1000r/minp=4n1=60f/p=750r/min因为n=1440r/min故取n1=1500r/min所以p=3四、补充计算有一台6极三相异步电动机的额定电压为380V，额定电流为67A，△联接，额定转速为970r/min，电源频率为50Hz，额定功率因数为0.85，额定效率为80%，起动转矩为180N.m。求该电动机的额定功率和采用Y一△换接起动时的起动转矩。【解】电动机额定功率P2=√3U线I线cosφ=√3×380×67×0.85=37.48KW取P2=38KWY一△换接起动时的起动转矩T起T起=180/3=60N.m第四节修复后的试验一、试验设备及通用试验项目修复后的电动机必要的试验项目有：电机绝缘电阻的测量、绕组直流电阻的测量、空载试验、堵转试验和耐压试验。二、试验方法和试验电路1、电机绝缘电阻的测量在电动机的修理规程中，规定通用电动机绕组的热态（750C）绝缘电阻不小于0.5MΩ,额定电压为1000V以上者，定子绕组一般不小于1MΩ，转子绕组一般不小于每千伏0.5MΩ2、绕组直流电阻的测定在实际冷状态下测定绕组直流电阻，是电动机修复后必须进行的试验，测量方法通常有两种，即电桥法和电压表、电流表。3、耐压试验耐压试验是检查绕组绝缘的最可靠方法，它包括绕组对机壳的耐压试验和三相绕组之间的耐压试验。4、空载试验空载试验的目的，是为了测定额定频率和额定电压下的空载电流、空载损耗。当三相电源对称时，额定电压下任何一相的三相空载电流，与其平均值的误差应不超过平均值的10%。5、堵转试验目的在于测定电动机的堵转电流、堵转转矩和堵转损耗。检查绕组连接情况和转子铸铝质量。