造成三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因及預(yù)防措施

摘 要：本文通過(guò)對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)可能單相運(yùn)行的危害和造成的原因進(jìn)行了分析，提出了避免電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的措施，為各企業(yè)電動(dòng)機(jī)的安裝和維護(hù)提供了依據(jù)，因本人水平有限，有不對(duì)之處，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī) 安全 運(yùn)行 預(yù)防 措施

中圖分類號(hào)：TM343 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（a）-0113-02

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，各種類型，各種電壓型式和各種電壓等級(jí)的電動(dòng)機(jī)層出不窮，本文僅以目前生產(chǎn)活動(dòng)中最常用的三相異步電動(dòng)機(jī)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明造成其單相運(yùn)行的原因及預(yù)防措施。

1 三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行所造成的危害

三相異步電動(dòng)機(jī)有Y型和△型兩種接線方式。當(dāng)Y型接線的電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相運(yùn)行時(shí)，斷線的一相電流為零。其他兩相相電流變?yōu)榫€電流。同時(shí)會(huì)造成零點(diǎn)漂移，其相電壓也會(huì)增加。

當(dāng)△型接線的電動(dòng)機(jī)內(nèi)部斷線時(shí)，電動(dòng)機(jī)在三相電源的作用下，變?yōu)閂型接線。兩相相電流增大1.5倍。當(dāng)△型接線的電動(dòng)機(jī)外部斷線時(shí)，相當(dāng)于兩相繞組串聯(lián)后與第三組繞組并聯(lián)接于兩線電壓之間。串聯(lián)的兩繞組電流不變。另外的第三組電流將增加1.5倍。

綜上所述，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生單相運(yùn)行后，其繞組電流迅速增加，繞組和金屬外殼迅速發(fā)熱，燒毀繞組絕緣，進(jìn)而燒毀電動(dòng)機(jī)繞組，影響正常生產(chǎn)活動(dòng)的進(jìn)行并且如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境不好，周圍堆積有易燃物品，非常容易引發(fā)火災(zāi)，造成更為嚴(yán)重的后果。

2 目前電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的主要控制方式

因電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流為運(yùn)行電流的5～7倍，如直接起動(dòng)會(huì)造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流過(guò)大，起動(dòng)特性不好，所以起動(dòng)運(yùn)行方式常采用以下幾種。

2.1 直接起動(dòng)運(yùn)行方式

一般7千瓦以下的小功率電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響不大。所以經(jīng)常采用三相空氣開關(guān)或漏電保護(hù)器或通過(guò)磁力起動(dòng)器，直接起動(dòng)和運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。

2.2 Y/△起動(dòng)運(yùn)行方式

此方式適用于△型接線運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，利用交流接觸器的接線組合，起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)采用Y型接法降低起動(dòng)電流，提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)后自動(dòng)采用△型接法進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 起動(dòng)運(yùn)行方式

起動(dòng)時(shí)利用自耦變壓器的部分繞組與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓，從而降低電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流。起動(dòng)后自動(dòng)切除自耦變壓器，進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)。

2.4 制起動(dòng)運(yùn)行方式

此方式是目前新興的一種節(jié)能環(huán)保安全高效的起動(dòng)運(yùn)行方式，起動(dòng)時(shí)輸出電壓隨著啟動(dòng)頻率的不斷增加而增加，在滿足負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求下，控制起動(dòng)電流的平穩(wěn)上升，起動(dòng)后根據(jù)負(fù)載的變化要求，自動(dòng)調(diào)整調(diào)頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)能夠安全平穩(wěn)的運(yùn)行。因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩低于電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，否則不能正常運(yùn)行，所以電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行以后不需要滿負(fù)荷運(yùn)行，此時(shí)調(diào)頻器會(huì)自動(dòng)降低運(yùn)行電壓，從而能夠節(jié)約大量的電能。另外，在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，調(diào)頻器會(huì)自動(dòng)切斷輸出電壓，防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大，大大的提高了設(shè)備的安全性能。

3 造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的原因及預(yù)防措施

（1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，有嗡嗡聲響，同時(shí)外殼有溫升時(shí)或運(yùn)行中轉(zhuǎn)速明顯下降，溫升增加時(shí)，應(yīng)立即切斷供電電源，仔細(xì)查找故障原因。判斷是否因缺相所造成的上述狀況。

（2）用500 V搖表?yè)u測(cè)電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻和繞組電阻。一般情況下，絕緣電阻應(yīng)>0.4 MΩ，每相繞組電阻為零。當(dāng)確定電動(dòng)機(jī)正常的情況下，應(yīng)仔細(xì)檢查電動(dòng)機(jī)的接線端子，供電線路和供電線路中各種電器元器件是否完好。

（3）當(dāng)主電路電源線過(guò)細(xì)或者遇到外力傷害時(shí)，電動(dòng)機(jī)三相電源因一相燒斷或外力碰斷，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)主電源電線的安全載流量為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍，電源線的安全載流量與電源線的敷設(shè)方式密切相關(guān)。特別是與熱力管道并行或相交時(shí)，必須大于50 cm間隔。電源線在70 ℃溫升下可長(zhǎng)期運(yùn)行的安全載流量一般可由電工手冊(cè)中查得。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，銅質(zhì)電線每平方毫米安全載流量為6 A，鋁質(zhì)電線每平方毫米為4 A。另外，銅鋁電線接頭時(shí)應(yīng)采用銅鋁過(guò)渡接頭，以免銅鋁材料之間發(fā)生氧化，影響接頭電阻。

（4）空氣開關(guān)或漏電保護(hù)器配置不當(dāng)可能造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。如果空氣開關(guān)配置過(guò)小，則可能由于供電電流過(guò)大燒壞空氣開關(guān)內(nèi)部接點(diǎn)，造成某一相接點(diǎn)接觸電阻過(guò)大，形成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行?？諝忾_關(guān)的額定電流應(yīng)是電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5～2.5倍。另外，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)監(jiān)控空氣開關(guān)的運(yùn)行溫度，溫度過(guò)高說(shuō)明空氣開關(guān)配置過(guò)小，或空氣開關(guān)本身質(zhì)量有問(wèn)題，應(yīng)予以更換合適的空氣開關(guān)。

（5）交流接觸器造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行的情況有以下幾種。

①接觸器配置過(guò)小，動(dòng)靜觸頭額定容量低，觸頭長(zhǎng)期過(guò)熱運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生形變，或因熱繼電器雙金屬片燒斷而造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。

②滅弧裝置不良，滅弧能力小，長(zhǎng)期運(yùn)行后觸點(diǎn)灼傷，使動(dòng)靜觸頭粘在一起。三相觸頭動(dòng)作不同步，從而造成缺相運(yùn)行。

③使用環(huán)境惡劣，如潮濕，振動(dòng)，有腐蝕性氣體或散熱條件差等造成觸頭或接點(diǎn)氧化，接觸不良而造成缺相運(yùn)行。

預(yù)防措施有以下幾種。

①選擇合適的交流接觸器，交流接觸器的額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍。

②定期取下滅弧罩，觀察動(dòng)靜觸頭有無(wú)灼燒，如有灼燒傷，及時(shí)刮磨修復(fù)或更換觸頭。

③設(shè)法改善接觸器的運(yùn)行環(huán)境，使交流接觸器能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

（6）自耦變壓器選擇不當(dāng)可能造成自耦變壓器長(zhǎng)期過(guò)熱運(yùn)行，燒斷繞組或接點(diǎn)造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。所以要選擇合適的自耦變壓器并經(jīng)常監(jiān)控自耦變壓器的運(yùn)行溫度和接點(diǎn)顏色有無(wú)變化，確定接點(diǎn)是否接觸良好。

（7）調(diào)頻器的進(jìn)出線的接線端子接觸不良可能造成電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。接線端子的安全載流量要大于電線的安全載流量。并且端子和電線要有可靠的連接。必要時(shí)要進(jìn)行掛錫焊接，同時(shí)要保證端子之間緊固的連接。

（8）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量不好，比如電動(dòng)機(jī)內(nèi)部定子線圈之間連線開焊或定子線圈引出線開焊可能造成電動(dòng)機(jī)的單相運(yùn)行。此時(shí)可以打開電動(dòng)機(jī)的出線端的端蓋。找出開焊點(diǎn)，重新焊接牢固，并做好絕緣處理，合上端蓋后進(jìn)行開機(jī)實(shí)驗(yàn)，看能否正常運(yùn)行。

（9）在有條件的情況下?？梢栽陔妱?dòng)機(jī)的主線路上加裝缺相互感器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)，互感器檢出缺相信號(hào)。給電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，切斷電動(dòng)機(jī)三相供電電源，使電動(dòng)機(jī)停機(jī)避免燒毀電動(dòng)機(jī)。

（10）控制柜中各元器件之間的連接線燒斷可能會(huì)造成電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行。連接線燒斷的原因有以下幾點(diǎn)。

①連接線過(guò)細(xì)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷電流增大時(shí)，可能會(huì)燒斷連接線。

②連接線兩端接頭接觸不良，造成連接線接頭過(guò)熱，而燒斷連接線。

③有小動(dòng)物破壞，比如老鼠爬到兩線之間，造成線間短路，燒斷連接線。

解決措施是：每次啟動(dòng)運(yùn)行前應(yīng)打開控制柜仔細(xì)檢查各連接線的顏色有無(wú)變化，絕緣外皮有無(wú)燒灼痕跡。按電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電流合理配備電源線，接頭按工藝要求連接。

（11）需要說(shuō)明的一種情況是在以前的電動(dòng)機(jī)控制線路中，有用熔電器作為相間短路或單相接地保護(hù)的情況，在此情況下，熔電器有兩種熔斷的可能，其一是遇相間短路熔斷器熔斷，其二是單相對(duì)地?fù)舸┰斐扇蹟嗥魅蹟?。熔斷器的額定電流在有填料的情況下可以是電動(dòng)機(jī)額定電流的2.5倍，在無(wú)填料的情況下，應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～5倍。熔斷器的主要材料為鉛錫合金，易熔的熔斷器的額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～5倍，非易熔的熔斷器額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的2～3倍。因?yàn)槿蹟嗥鞯撵`敏度偏低，反應(yīng)不夠及時(shí)，安全性不強(qiáng)等原因，所以現(xiàn)在的控制設(shè)備逐步淘汰了熔斷器的保護(hù)措施而采用目前較為先進(jìn)的空氣開關(guān)作為相間短路和單相接地保護(hù)的器件。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，我們?cè)谌喈惒诫妱?dòng)機(jī)的施工前，嚴(yán)格評(píng)估和篩選電動(dòng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)配套的電線開關(guān)，接觸器，自耦變壓器，調(diào)頻控制器等各種設(shè)備的性能質(zhì)量和規(guī)格。施工中，嚴(yán)格按照各種施工工藝的規(guī)范要求，保證安裝質(zhì)量。運(yùn)行中定期對(duì)各種設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的維護(hù)保養(yǎng)，定期進(jìn)行檢查檢修，一定能夠避免由于電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行所造成的不必要的損失和危害。