淺談三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組常見故障原因與排除

王彥勇

（山東肥礦技師學(xué)院，山東 肥城 271601）

三相異步電動(dòng)機(jī)的故障呈多樣性，產(chǎn)生的原因也較為復(fù)雜。機(jī)械方面的和電氣方面的故障都有，機(jī)械方面主要有掃膛、振動(dòng)、軸承過熱、損壞等故障；電氣方面主要有定子繞組缺相運(yùn)行（定子繞組斷路）、繞組短路、接地、定子繞組首尾反接、三相電流不平衡、繞組過熱和轉(zhuǎn)子斷條斷路等。其中定子繞組的常見故障主要有：繞組斷路、繞組接地（碰殼或漏電）、繞組短路及繞組首尾接反等。本文僅就定子繞組的故障進(jìn)行分析，并給出故障排除方法。

1 定子繞組的斷路故障

斷路故障多發(fā)生在電動(dòng)機(jī)繞組的端部，各繞組元件的接線頭或電動(dòng)機(jī)引出線端等附近處。故障的原因是：繞組受外力的作用而斷裂；接線頭焊接不良而松脫、繞組短路或電流過大、過熱而燒壞。

1.1 檢查方法

檢查斷路可用搖表或萬用表、校驗(yàn)燈等。星形接法的電動(dòng)機(jī)應(yīng)按圖1的方法測(cè)試。對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，必須把三相繞組的接線拆開后，按圖2的方法每相分別測(cè)試。

圖1 用兆歐表檢查Y形接法繞組斷路

圖2 用兆歐表檢查△形接法繞組斷路

中等容量電動(dòng)機(jī)繞組大多是采用多根導(dǎo)線并繞或多支路并聯(lián)，其中如果斷掉若干根或斷開一路時(shí)，通常采用下列兩種方法檢查：

①三相電流平衡法。對(duì)于星形接法的電動(dòng)機(jī)，將三相繞組并聯(lián)后，通入低電壓大電流，如三相電流值相差5%時(shí)，電流小的一相為斷路，如圖3（a）所示。對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，先把三角形接頭拆開一個(gè)，然后通入低電壓大電流，用電流表逐相測(cè)量每相繞組的電流，其中電流小的一相為斷路，如圖3（b）。

圖3 用電流平衡法檢查并聯(lián)繞組斷路

②電阻法。用電橋測(cè)量三相繞組的電阻，若三相電阻值相差大于5%時(shí)，電阻較大的一相為斷路相。

1.2 故障排除

繞組斷路處在鐵芯線槽外部時(shí)，分清導(dǎo)線端頭將斷開的導(dǎo)線聯(lián)結(jié)焊牢，并包好絕緣；如果是引出線斷開，就更換引出線。如果斷路處在鐵芯線槽內(nèi)，若是個(gè)別槽內(nèi)的線圈，可用穿繞修補(bǔ)法更換個(gè)別線圈。

線圈穿繞修補(bǔ)法：把繞組加熱到80℃左右，使線圈外部絕緣軟化，取出斷路線圈的槽楔，將這個(gè)線圈兩端剪斷，將壞線圈的上、下層從槽底一根根抽出。原來的槽絕緣不要清除，另外用一層聚脂薄膜青殼復(fù)合紙做成圓桶，塞進(jìn)槽內(nèi)，用原來規(guī)格的導(dǎo)線，長度比原線圈的長度稍長些，在槽內(nèi)來回穿繞到原來的匝數(shù)。若最后幾匝穿繞有困難時(shí)，可以用比導(dǎo)線稍粗的竹簽做成引線棒進(jìn)行穿繞。若遇到電動(dòng)機(jī)急需使用，一時(shí)來不及修理，可用跳接法作應(yīng)急處理，即把斷路線圈的兩個(gè)線頭用導(dǎo)線連接起來。采用這種應(yīng)急措施，要適當(dāng)減輕負(fù)載，用畢，應(yīng)按上述方法修理。如果是由于匝間短路、接地等故障造成的繞組斷路，則需要更換繞組。

2 定子繞組接地（碰殼或漏電）

電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行，致使絕緣老化；或?qū)Ь€松動(dòng)，硅鋼片未壓緊，有尖刺等原因，在震動(dòng)情況下擦傷絕緣；或因轉(zhuǎn)子與定子相擦使鐵芯過熱，燒傷槽楔和槽絕緣；或金屬異物掉進(jìn)繞組內(nèi)部損傷絕緣；或在重繞定子繞組時(shí)損傷絕緣，使鐵芯與導(dǎo)線相碰等。繞組接地后，會(huì)造成繞組過電流發(fā)熱，從而會(huì)造成匝間短路及電動(dòng)機(jī)外殼帶電，容易造成人身觸電事故，這類故障必須及時(shí)修理。

2.1 檢查方法

（1）用500V兆歐表測(cè)量相對(duì)地絕緣電阻，兆歐表讀數(shù)為零時(shí)，表示繞組接地。若指針搖擺不定，說明絕緣已被擊穿。

（2）拆開電動(dòng)機(jī)端蓋，把接地相線圈的連接線拆開，然后逐一測(cè)定哪一個(gè)線圈通地。

2.2 故障排除

如果測(cè)定是繞組受潮，將電動(dòng)機(jī)兩端蓋拆下，放在烘箱內(nèi)烘焙，烘到其絕緣電阻達(dá)到要求，加澆一層絕緣漆，以防止回潮。如果測(cè)定的是繞組接地或碰相，要分情況進(jìn)行修理。對(duì)新嵌線的電機(jī)，其接地點(diǎn)往往發(fā)生在槽口處，這是因嵌線不慎引起的，可用絕緣紙或竹片墊入線圈與鐵芯的槽口間。如果發(fā)生在端部，可用絕緣帶包扎，再涂上自干絕緣漆，如果發(fā)生在槽內(nèi)，須更換繞組或用穿繞修補(bǔ)法更換線圈。

3 定子繞組短路故障

繞組短路故障主要是由于電動(dòng)機(jī)電流過大、電壓過高、機(jī)械損傷、重新嵌繞時(shí)碰傷絕緣，絕緣老化脆裂、受潮等原因引起的。繞組短路情況有繞組匝間短路、極相組短路和相間短路。

3.1 檢查方法

（1）外部檢查。使電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行20min，然后拆卸兩邊端蓋，用手摸線圈的端部，如果某一部分線圈比鄰近線圈的溫度高，這部分線圈很可能短路；也可以觀察線圈有無焦脆現(xiàn)象，如果有，該線圈可能短路。

（2）用兆歐表或萬用表檢查相間短路。拆開三相繞組的線頭，分別檢查二相繞組間的絕緣電阻，若絕緣電阻很低，說明二相間短路。

（3）用電流平衡法檢查并聯(lián)繞組的短路。用圖3（a）的方法分別測(cè)量三相繞組的電流，電流大的一相為短路相。

3.2 故障排除

（1）如能明顯看出短路點(diǎn)，可用竹楔插入兩線圈間，把這兩線圈短路部分分開，墊上絕緣。

（2）如果短路點(diǎn)發(fā)生在槽內(nèi)，先將該繞組加熱軟化以后，翻出受損繞組，換上新的槽絕緣，將導(dǎo)損壞部位用薄的絕緣帶包好，重新嵌入槽內(nèi)，再進(jìn)行絕緣處理。

（3）如果個(gè)別線圈短路，可用穿繞修補(bǔ)法調(diào)換個(gè)別線圈。如果短路較嚴(yán)重，或重新絕緣的導(dǎo)線無法嵌入槽內(nèi)，或無法進(jìn)行穿繞修補(bǔ)，就必須拆下重繞。

（4）有時(shí)遇到電動(dòng)機(jī)急需使用，一時(shí)來不及修理，可用跳接方法坐應(yīng)急處理，把短路的線圈跳不用，將短路線圈一端割斷，用絕緣材料把兩個(gè)線頭包好，再把另一端的原來兩個(gè)線頭用導(dǎo)線連接起來。采用這種方法，應(yīng)適當(dāng)減輕負(fù)載，使用完畢后，應(yīng)立即進(jìn)行修理。

4 繞組首尾接反故障

繞組接反后，會(huì)引起電動(dòng)機(jī)震動(dòng)、發(fā)出噪聲、三相電流嚴(yán)重不平衡、電動(dòng)機(jī)過熱、轉(zhuǎn)速降低，甚至電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或熔斷器熔斷。繞組接反有兩種情況：一種是外部接線錯(cuò)誤；另一種是繞組的某極相組中一只或幾只線圈接反，或極相組接錯(cuò)。

檢查方法：檢修時(shí)，拆開電動(dòng)機(jī)，取出轉(zhuǎn)子，把一相繞組接到3～6V的直流電源上（對(duì)于星形接法的繞組，須將直流電源兩端分別接到中性點(diǎn)或某相繞組的出線頭，對(duì)于三角接法的繞組，則必須拆開三相繞組的連接點(diǎn)），用指南針沿著定子內(nèi)圓周移動(dòng)，如繞組沒有接反，則指南針順次經(jīng)過每一極相組時(shí)，就南北交替變化；如果指南針經(jīng)過鄰近的極相組時(shí)，指南針的指向相同，表示該極相組接錯(cuò)；如果指南針經(jīng)過同一極相組不同位置時(shí)，南北指向交替變化，則該極相組中有個(gè)別線圈接反。這時(shí)可以把繞組故障部位的連接線或過橋線加以糾正。如果指南針的指向不清楚，要適當(dāng)提高直流電源的電壓，或調(diào)換磁性較強(qiáng)的指南針再進(jìn)行檢查。依照此法，分別測(cè)試三相繞組。

［1］馬宏忠.電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)[M].2008,3.

［2］維修電工生產(chǎn)實(shí)習(xí)[M].中國勞動(dòng)出版社.