三相異步電動(dòng)機(jī)繞組故障分析和處理

王一民

【摘 要】繞組是電動(dòng)機(jī)的組成部分，老化，受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會(huì)造成對繞組的傷害，電機(jī)過載、欠電壓、過電壓，缺相運(yùn)行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯(cuò)誤?，F(xiàn)在分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法。

【關(guān)鍵詞】三相異步電動(dòng)機(jī)；繞組故障；處理方法

1.繞組接地

指繞組與鐵芯或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。

1.1故障現(xiàn)象

機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱，致使電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。

1.2產(chǎn)生原因

繞組受潮使絕緣電阻下降；電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣；重繞定子繞組時(shí)絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機(jī)座；定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓（如雷擊）使絕緣擊穿。

1.3檢查方法

（1）觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點(diǎn)。

（2）萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查，讀數(shù)很小，則為接地。

（3）兆歐表法。根據(jù)不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻，若讀數(shù)為零，則表示該項(xiàng)繞組接地，但對電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定，一般說來指針在“0”處搖擺不定時(shí)，可認(rèn)為其具有一定的電阻值。

（4）試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸Ｈ魺舨涣?，但測試棒接地時(shí)也出現(xiàn)火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲，敲到某一處等一滅一亮?xí)r，說明電流時(shí)通時(shí)斷，則該處就是接地點(diǎn)。

（5）電流穿燒法。用一臺調(diào)壓變壓器，接上電源后，接地點(diǎn)很快發(fā)熱，絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍，時(shí)間不超過半分鐘；大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流，到接地點(diǎn)剛冒煙時(shí)立即斷電。

（6）分組淘汰法。對于接地點(diǎn)在鐵芯心里面且燒灼比較厲害，燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半，依此類推，最后找出接地點(diǎn)。

此外，還有高壓試驗(yàn)法、磁針探索法、工頻振動(dòng)法等，此處不一一介紹。

1.4處理方法

（1）繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干，當(dāng)冷卻到60—70℃左右時(shí)，澆上絕緣漆后再烘干。

（2）繞組端部絕緣損壞時(shí)，在接地處重新進(jìn)行絕緣處理，涂漆，再烘干。

（3）繞組接地點(diǎn)在槽內(nèi)時(shí)，應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。

最后應(yīng)用不同的兆歐表進(jìn)行測量，滿足技術(shù)要求即可。

2.繞阻短路

由于電動(dòng)機(jī)電流過大、電源電壓變動(dòng)過大、單相運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至，分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。

2.1故障現(xiàn)象

轉(zhuǎn)子的磁場分布不均，三相電流不平衡而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲加劇，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流，導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。

2.2產(chǎn)生原因

電動(dòng)機(jī)長期過載，使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時(shí)造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時(shí)損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部和油污過多。

2.3檢查方法

（1）外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦，繞組過熱后留下深褐色，并有臭味。

（2）探溫檢查法?？蛰d運(yùn)行20分鐘（發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)馬上停止），用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。

（3）通電實(shí)驗(yàn)法。用電流表測量，若某相電流過大，說明該相有短路處。

（4）電橋檢查。測量每個(gè)繞組直流電阻，一般相差不應(yīng)超過5%以上，如超過，則電阻小的一相有短路故障。

（5）短路偵察器法。被測繞組有短路，則鋼片就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。

（6）萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻，若讀數(shù)極小或?yàn)榱?，說明該二相繞組相間有短路。

（7）電壓降法。把三繞組串聯(lián)后通入低壓安全交流電，測得讀數(shù)小的一組有短路故障。

（8）電流法。電機(jī)空載運(yùn)行，先測量三相電流，在調(diào)換兩相測量并對比，若不隨電源調(diào)換而改變，較大電流的一相繞組有短路。

2.4短路處理方法

（1）短路點(diǎn)在端部?？捎媒^緣材料將短路點(diǎn)隔開，也可重包絕緣線，再上漆重烘干。

（2）短路在線槽內(nèi)。將其軟化后，找出短路點(diǎn)修復(fù)，重新放入線槽后，再上漆烘干。

（3）對短路線匝少于1/12的每相繞組，串聯(lián)匝數(shù)時(shí)切斷全部短路線，將導(dǎo)通部分連接，形成閉合回路，供應(yīng)急使用。

（4）繞組短路點(diǎn)匝數(shù)超過1/12時(shí)，要全部拆除重繞。

3.繞組斷路

由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑，焊接后又未清除干凈，就可能造成壺焊或松脫；受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時(shí)線圈短路、短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀，在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時(shí)，另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升，引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷籠。

3.1故障現(xiàn)象

電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，三相電流不平衡，有異常噪聲或振動(dòng)大，溫升超過允許值或冒煙。

3.2產(chǎn)生原因

（1）在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)碰斷或制造質(zhì)量問題。

（2）繞組各元件、極（相）組和繞組與引接線等接線頭焊接不良，長期運(yùn)行過熱脫焊。

（3）受機(jī)械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。

（4）匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?/p>

3.3檢查方法

（1）觀察法。斷點(diǎn)大多數(shù)發(fā)生在繞組端部，看有無碰折、接頭處有無脫焊。

（2）萬用表法。利用電阻檔，對“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點(diǎn)上，另一根依次接在三相繞組的首端，無窮大的一相為斷點(diǎn)；“△”型接法的短開連接后，分別測每組繞組，無窮大的則為斷路點(diǎn)。

（3）試燈法。方法同前，燈不亮的一相為斷路。

（4）兆歐表法。阻值趨向無窮大（即不為零值）的一相為斷路點(diǎn)。

（5）電流表法。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，用電流表測三相電流，若三相電流不平衡、又無短路現(xiàn)象，則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。

（6）電橋法。當(dāng)電機(jī)某一相電阻比其他兩相電阻大時(shí)，說明該相繞組有部分?jǐn)嗦饭收希?/p>

（7）電流平衡法。對于“Y”型接法的，可將三相繞組并聯(lián)后，通入低電壓大電流的交流電，如果三相繞組中的電流相差大于10%時(shí)，電流小的一端為斷路；對于“△”型接法的，先將定子繞組的一個(gè)接點(diǎn)拆開，再逐相通入低壓大電流，其中電流小的一相為斷路。

（8）斷籠偵察器檢查法。檢查時(shí)，如果轉(zhuǎn)子斷籠，則毫伏表的讀數(shù)應(yīng)減小。

3.4斷路處理方法

（1）斷路在端部時(shí)，連接好后焊牢，包上絕緣材料，套上絕緣管，綁扎好，再烘干。

（2）繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組。

（3）對斷路點(diǎn)在槽內(nèi)的，屬少量斷點(diǎn)的做應(yīng)急處理，采用分組淘汰法找出斷點(diǎn)，并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。

（4）對籠形轉(zhuǎn)子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。

4.繞組接錯(cuò)

繞組接錯(cuò)造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場，致使啟動(dòng)困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀，嚴(yán)重時(shí)若不及時(shí)處理會(huì)燒壞繞組。主要有下列幾種情況：某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯(cuò)；極（相）組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯(cuò)；“△”、“Y”接法錯(cuò)誤。

4.1故障現(xiàn)象

電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、空載電流過大或不平衡過大，溫升太快或有劇烈振動(dòng)并有很大的噪聲、燒斷保險(xiǎn)絲等現(xiàn)象。

4.2產(chǎn)生原因

誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時(shí)三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動(dòng)是抽頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯(cuò)誤；新電機(jī)在下線時(shí)，繞組連接錯(cuò)誤；舊電機(jī)出頭判斷不對。

4.3檢修方法

（1）滾珠法。 如滾珠沿定子內(nèi)圓周表面旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)，說明正確，否則繞組有接錯(cuò)現(xiàn)象。

（2）指南針法。如果繞組沒有接錯(cuò)，則在一相繞組中，指南針經(jīng)過相鄰的極（相）組時(shí)，所指的極性應(yīng)相反，在三相繞組中相鄰的不同相的極（相）組也相反；如極性方向不變時(shí)，說明有一極（相）組反接；若指向不定，則相組內(nèi)有反接的線圈。

（3）萬用表電壓法。按接線圖，如果兩次測量電壓表均無指示，或一次有讀數(shù)、一次沒有讀數(shù)，說明繞組有接反處。

（4）常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向法等。

4.4處理方法

（1）一個(gè)線圈或線圈組接反，則空載電流有較大的不平衡，應(yīng)進(jìn)廠返修。

（2）引出線錯(cuò)誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。

（3）減壓啟動(dòng)接錯(cuò)的應(yīng)對照接線圖或原理圖，認(rèn)真校對重新接線。

（4）新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯(cuò)誤的，應(yīng)送廠返修。

（5）定子繞組一相接反時(shí)，接反的一相電流特別大，可根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)查找故障并進(jìn)行維修。

（6）把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠，則空載電流大，應(yīng)及時(shí)更正.

5.三相交流繞組繞損癥狀判別故障產(chǎn)生的原因

在電動(dòng)機(jī)修理工作中，只要細(xì)心觀察其損壞的癥狀，便可找出損壞的原因及部位，從而能準(zhǔn)確快速地予以修復(fù)。

（1）電機(jī)繞組端部的l/3或2/3的極相繞組燒黑或稍變?yōu)樯钭厣?，而其余的一相或兩相繞組完好無損或稍微烤焦，這是由于單相運(yùn)行造成的。而造成單相運(yùn)行的原因是線路和電機(jī)引線聯(lián)接不妥。

（2）在線圈的端部，有幾匝、一圈或一極相繞組燒焦，而短級部分以外的本相或其他二相線圈較好，或稍微烤焦，這是由匝間短路引起的燒損。造成匝間短路的主要原因是導(dǎo)線本身維修網(wǎng)絕緣受損或線圈組間聯(lián)線絕緣套管沒有處理好而短路，這都是電機(jī)質(zhì)量問題或端部碰傷，或設(shè)計(jì)并聯(lián)路數(shù)多，使組間電壓過高導(dǎo)致組間擊穿，選用導(dǎo)線時(shí)線徑太細(xì)，端部機(jī)械強(qiáng)度差；或線徑太粗，不易彎曲整形，使絕緣層損傷造成匝間短路。

（3）短路處熔斷很多導(dǎo)線，附近有很多的熔化銅屑，其他線圈組或另一端部沒有烤焦現(xiàn)象，這種燒損由相間短路而引起。相間短路通常是端部相間絕緣薄膜、漆布或雙層線圈的層間墊條沒有墊妥，在電機(jī)受熱或受潮的情況下，絕緣性能下降，導(dǎo)致?lián)舸┒纬上嚅g短路，或由組間聯(lián)線套管處理不妥，不了解塑料套管的耐熱性較差，而把它應(yīng)用在電機(jī)繞組上，因電機(jī)發(fā)熱、塑料熔化，連線間短路。

（4）槽底或槽口有明顯的燒傷現(xiàn)象。這是因接地引起的，由于制造質(zhì)量差，在鐵芯槽口線圈直線部分到端部轉(zhuǎn)角處有急轉(zhuǎn)彎，使槽絕緣受壓而擠破，或槽口絕緣未封妥，成竹楔與導(dǎo)線直接接觸，受潮后竹楔下降而接地。也可能是電機(jī)機(jī)械加工質(zhì)量差，定、轉(zhuǎn)子鐵芯同心度差，造成定、轉(zhuǎn)子鐵芯相擦而產(chǎn)生高溫，燒焦槽絕緣而接地，還有高溫或受潮，電機(jī)長期高溫運(yùn)行，使槽絕緣烤焦、老化發(fā)脆或嚴(yán)重受潮，擊穿槽絕緣而接地。

（5）三相繞組全部均勻焦黑，這是過載造成的。過載的原因有：端電壓太低，接線不符合要求，使用不當(dāng)，軸承損壞，軸套咬死，負(fù)荷重，選型不當(dāng)，起動(dòng)時(shí)間過長，制造質(zhì)量差等。

6.電動(dòng)機(jī)在哪些情況下必須立即切斷電源

（1）起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)不動(dòng)也無聲。

（2）起動(dòng)時(shí)有嗡嗡聲，轉(zhuǎn)速很慢，起動(dòng)困難。

（3）起動(dòng)時(shí)起動(dòng)器內(nèi)火花不斷或冒煙。

（4）在運(yùn)行中發(fā)生人身安全事故。

（5）電動(dòng)機(jī)溫升超過允許值。

（6）軸承溫度過高。

（7）振動(dòng)劇烈。

（8）缺相運(yùn)行。

（9）有焦糊味。

（10）冒煙或起火。

（11）有異常響聲。

（12）電動(dòng)機(jī)定子和轉(zhuǎn)子相擦碰。

（13）電動(dòng)機(jī)所帶作業(yè)機(jī)械發(fā)生故障。

（14）電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置失靈或損壞。