三相異步電動機在維修電工中的難點研究

曹駿

[摘? ? ? ? ? ?要]? 三相異步電動機在人們的日常生活與生產(chǎn)中得到非常廣泛的應(yīng)用，也發(fā)揮了重要的作用。三相異步電動機如果在使用過程中出現(xiàn)故障，將會直接影響它的正常使用，嚴重的話會對人們的人身安全造成威脅。因此主要對三相異步電動機在維修中存在的故障難點進行探究，以期能夠?qū)θ喈惒诫妱訖C的維修提供幫助。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 三相異步電動機;故障維修;難點研究

[中圖分類號]? TM343.2? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）06-0086-02

在眾多電動機中，三相異步電動機由于其價格低廉、有著良好的機械性能、結(jié)構(gòu)簡單且可靠性高等諸多優(yōu)點受到人們的廣泛使用。但是三相異步電動機在工作過程中，很可能會受到人為操作、溫度、使用環(huán)境等因素的影響而出現(xiàn)故障，有一些故障問題維修其他比較難，維修的成本的也比較高。因此要求使用者定期對其進行維護與檢修，進而實現(xiàn)其工作效率的提升，降低由于故障所產(chǎn)生的損失及危害。

一、三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)與工作原理

（一）三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)

三相異步電動機的結(jié)構(gòu)比較簡單，主要由定子部分與轉(zhuǎn)子部分兩部分組成。從字面意思理解，定子部分指的是固定不動的部分，主要包括機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部件;而轉(zhuǎn)子部分則是指可以旋轉(zhuǎn)的部分，主要包括轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸、風葉等部件。根據(jù)三相異步電動機不同的轉(zhuǎn)子繞組結(jié)構(gòu)，又可以將其劃分為鼠籠式轉(zhuǎn)子和繞線式轉(zhuǎn)子兩類。鼠籠型轉(zhuǎn)子繞組類似與一個圓柱形的籠子，在轉(zhuǎn)子鐵芯凹槽中放置著很多銅條或鋁條，使用端環(huán)將兩端進行短接。而繞線式轉(zhuǎn)子繞組則與定子繞組相似，在轉(zhuǎn)子鐵芯槽內(nèi)放著對稱的三相繞組，該三相繞組一般做星型聯(lián)結(jié)，轉(zhuǎn)子繞組的三相末端連接在一起，三個首端分別連接到轉(zhuǎn)軸上的三個彼此絕緣的銅制集電環(huán)上，環(huán)與環(huán)、環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間相互絕緣，通過電刷與外電路的聯(lián)結(jié)開始工作。

（二）三相異步電動機的基本工作原理

1.三相異步電動機磁路的產(chǎn)生

由于三相異步電動機的底座使用鑄鐵做成的，在機座內(nèi)安裝著相互絕緣的硅鋼片，并且疊制成桶型鐵芯，鐵芯內(nèi)腔有分布均勻的槽，槽內(nèi)放置定子三相繞組。三相異步電動機的轉(zhuǎn)子鐵心也是用硅鋼片制成，硅鋼片表面也有均勻分布的槽，其目的就是將轉(zhuǎn)子繞組放置進來，將其制成圓柱體安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心之間存在一定空隙，如此的分布使三相異步電動機的磁路自然就形成了。

2.三相異步電動機旋轉(zhuǎn)磁場的形成

為了理解方便，我們假想把三相異步電動機的三相對稱定子繞組放置理想的空間，要求做成相同的三個繞組，彼此擺放之間間隔120度，并且三個相同的三相繞組做成星型聯(lián)結(jié)。當給對稱三相定子繞組通入對稱的三相交流電流時，定子電流在一瞬間就會產(chǎn)生磁場，并且按照相同的轉(zhuǎn)速以順時針的方向進行旋轉(zhuǎn)，這與停止的轉(zhuǎn)子之間存在相對運動的關(guān)系，與磁場靜止是相對應(yīng)的，此時轉(zhuǎn)子沿著逆時針方向旋轉(zhuǎn)切割磁感應(yīng)線而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，其方向是用右手測定確定。由于轉(zhuǎn)子繞組電路是通過短路環(huán)自行封閉，所以在感應(yīng)電壓作用下，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)體處于磁場之中，將會受到電磁力的作用，此時電磁力對轉(zhuǎn)軸形成了電磁轉(zhuǎn)矩，于是轉(zhuǎn)子在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下轉(zhuǎn)動起來。它轉(zhuǎn)動的方向與磁場旋轉(zhuǎn)的方向是一致的，這也是三相異步電動機旋轉(zhuǎn)工作的原理。另外雖然說三相異步電動機的轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，但電機的轉(zhuǎn)速卻總是要比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速低，這是三相異步電動機的獨特之處。同時，只有這樣，三相異步電動機才能轉(zhuǎn)動，這就是為什么它被稱為三相異步電動機的主要原因。

二、三相異步電動機的應(yīng)用

三相異步電動機其實就是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的一種設(shè)備。并且它是利用電磁感應(yīng)原理工作，因此也叫三相感應(yīng)電動機。三相異步電動機與其他三相電動機相比較，其優(yōu)點表現(xiàn)在：首先是工作效率高、噪音低、振動小、結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格便宜、運行可靠、維護方便;其次是三相異步電動機過載能力要比其他三相電動機過載能力強（電動機過載能力大小是衡量電動機性能優(yōu)差的主要依據(jù)）。根據(jù)資料和曲線圖分析得知，一般電動機過載能力為1.8～2.5，而小型三相異步電動機過載能力為2.2～2.4。因此由于便捷性與多功能性導(dǎo)致三相異步電動機要比其他類型的三相電動機更容易受到人們的喜愛與運用。當然不可忽視的是，三相異步電動機本身也存在一定的不足之處，主要表現(xiàn)為功率因數(shù)較低、調(diào)速性能較差。因此三相異步電動機在應(yīng)用過程中也受到很多約束，隨著我國當前科學(xué)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，勢必將會提升三相異步電動機的技術(shù)水平，使其應(yīng)用的更加廣泛與全面。

三、三相異步電動機的常規(guī)檢查內(nèi)容

（一）三相異步電動機的機械與電氣檢查

針對三相異步電動機的機械檢查主要包括對各個組件的集中清理、對轉(zhuǎn)子的工作情況進行檢查、轉(zhuǎn)軸是否存在彎曲的現(xiàn)象、軸承是否損壞以及電機的外殼是否出現(xiàn)裂縫等表面的缺陷。針對出現(xiàn)的具體問題進行處理與維修;針對三相異步電動機的電氣檢查主要的工作內(nèi)容包括觀察三相電阻的不平衡度是否超過了2%、檢查繞組絕緣電阻是否保持在正常范圍內(nèi)，如果阻值低于正常標準，就需要使用者對繞組的接地情況或者是絕緣組是否受潮等情況進行排查與確認。

（二）三相異步電動機的故障原因

首先，由于三相異步電動機的使用者經(jīng)常忽視了對其管理與保護，從而導(dǎo)致三相異步電動機的使用壽命被縮短或者經(jīng)常出現(xiàn)損壞的情況。因此對三相異步電動機的使用者而言，需要掌握足夠?qū)I(yè)化的業(yè)務(wù)技能知識，同時還需要具備較強的工作責任心，在使用三相異步電動機之前要提前觀察環(huán)境情況，否則很容易出現(xiàn)由于惡劣的環(huán)境，比如說潮濕、炎熱、寒冷或者是震動等因素而致使電動機的觸頭受到損壞、接線柱氧化或接觸不良，嚴重的話還會導(dǎo)致三相異步電動機出現(xiàn)燒毀的惡劣問題。因此為了避免出現(xiàn)上述惡劣情況，在使用三相異步電動機進行工作時必須做到滿足環(huán)境的具體要求，必要情況下可以對周圍的環(huán)境強制記性改善，對電器元器件定期予以更換，使三相異步電動機的使用價值與性能得到最有效的發(fā)揮;其次，在對三相異步電動機進行安裝時，由于安裝人員的技能水平不足，管理松散，或者是工作人員的工作態(tài)度不認真等諸多因素導(dǎo)致三相異步電動機存在很多缺陷，從而導(dǎo)致導(dǎo)線斷裂或絕緣受損等情況的發(fā)生，出現(xiàn)漏電、短路，甚至是破損等問題。這也就要求安裝人員在安裝過程中嚴格按照規(guī)定進行施工，做到認真組織、嚴格把關(guān);安裝完畢之后還需要進行驗收合格之后才能正式投入使用;在使用過程中還要安排專業(yè)人員定期進行維護與檢修，做好保養(yǎng)工作，避免上述問題的產(chǎn)生;最后，三相異步電動機本身的質(zhì)量存在缺陷，比如說線圈繞組焊接工藝不達標，引線和線圈接觸不良;電氣元件質(zhì)量不合格，耐壓性能達不到標準，造成觸點損壞、粘死等異?，F(xiàn)象。因此三相異步電動機在購置時應(yīng)選擇正規(guī)廠家、正規(guī)品牌、質(zhì)量有保證的電動機;選擇合格、合適的元器件，安裝前應(yīng)該進行認真檢查、仔細核對、對號入座，從而有效提高三相異步電動機工作效率和使用價值。

四、三相異步電動機的故障難點及其處理方案

（一）電機轉(zhuǎn)動異常

如果電動機出現(xiàn)起轉(zhuǎn)困難，在標準的負載下，電動機的轉(zhuǎn)速無法與額定轉(zhuǎn)速同步，首先要考慮是否是因為電源電壓過低導(dǎo)致的，正常電壓情況下如果電動機依然無法轉(zhuǎn)動，則需要考慮以下兩種情況：（1）如果沒有異常的響聲，也沒有聞到燒焦的味道，則需要對電動機的回路開關(guān)、電熔絲以及接線盒處是否出現(xiàn)斷點的情況進行檢查，并且采取修復(fù)措施;（2）如果發(fā)現(xiàn)電熔絲出現(xiàn)了斷裂，那么很有可能是一相電源缺失、定子繞組接線出現(xiàn)短路、接地等錯誤。需要使用者一一進行排查與修復(fù)。同時除了需要保證電動機工作時候電壓穩(wěn)定與組裝正確之外，還需要使用者定期加油、檢查定子、轉(zhuǎn)子和鐵芯的使用情況，及時將風道中的異物進行清理等。

（二）電動機運行過程中響聲異常

導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因可能是因為轉(zhuǎn)子與定子之間的絕緣紙與凹槽發(fā)現(xiàn)了接觸摩擦、定轉(zhuǎn)子鐵芯出現(xiàn)了松動、定轉(zhuǎn)子與鐵芯之間產(chǎn)生摩擦、風道出現(xiàn)異物堵塞、軸承出現(xiàn)磨損以及機油中存在雜質(zhì)等因素導(dǎo)致的。需要使用者對這些因素一一進行排查，及時更換組件以及保證機油的清澈度。

（三）電動機運行過程中振動較大

導(dǎo)致這一問題產(chǎn)生的主要原因可能是因為軸承經(jīng)過長時間的工作而出現(xiàn)了磨損，中間的縫隙過大，無法緊密接觸;轉(zhuǎn)子以及風扇工作中的不平衡;繞組定子與轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了故障;鐵芯與軸承之間出現(xiàn)了松動與變形或者是電動機外殼機械強度不足等因素。為了解決這一問題，需要使用者對轉(zhuǎn)子的平衡度加以矯正;檢查軸承、螺絲、鐵芯等零件的接觸情況以及強度情況，對電動機進行重新校正組裝，對風扇的轉(zhuǎn)動加以維修，實現(xiàn)其平衡性，對已經(jīng)出現(xiàn)變形的零件及時進行更換。

（四）其他故障

如果電動機的電源電壓過高，會導(dǎo)致鐵芯的溫度快速升高，電動機也會因為過熱而出現(xiàn)燒焦或者冒煙的問題。另外，電動機如果過載或者是啟動頻率過高，也會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子開焊斷裂以及轉(zhuǎn)子線圈被錯接的問題。為了防止各種因素導(dǎo)致電動機出現(xiàn)故障，使用者首先需要對電源電壓進行測量，要將其保持在一定的穩(wěn)定程度上。及時對轉(zhuǎn)子斷點以及開焊的部分進行修復(fù)。檢查轉(zhuǎn)子線圈的接線情況，并將其進行正確的對接;要更換電量更大的粗供電導(dǎo)線;定期對鐵芯與轉(zhuǎn)子的工作情況進行排查與檢修;切記不可高頻率對電動機進行啟動;定期對電動機進行清理，注意控制工作環(huán)境中的溫度與濕度，采用降溫措施。

五、結(jié)語

三相異步電動機對我國的現(xiàn)代化機械工業(yè)生產(chǎn)具有重要的作用，要保證生產(chǎn)作業(yè)的正常開展就要對電動機進行有效維修和保養(yǎng)。三相異步電動機的故障發(fā)生原因有很多，因此需要相關(guān)的檢修人員提高自身的專業(yè)知識，進行專業(yè)規(guī)范的維修保養(yǎng)作業(yè)。有關(guān)單位要加強對操作人員的技能培訓(xùn)，并以崗位責任制等形式全面提高檢修人員的責任感和職業(yè)技能水平，對設(shè)備的維修和養(yǎng)護要形成制度化，并建立相關(guān)的作業(yè)標準和規(guī)范，從多方面保證三相異步電動機的正常運轉(zhuǎn)，從而保證我國現(xiàn)代化工農(nóng)業(yè)機械作業(yè)的平穩(wěn)運行，推動我國經(jīng)濟實現(xiàn)長期穩(wěn)定的發(fā)展。

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◎編輯 張 慧