模块3三相异步电动机的控制项目5三相异步电动机的典型故障处理（课件）-《电机与拖动》同步教学（高教版）

项目5三相异步电动机的典型故障处理 三相异步电动机的工作原理 基本结构: 定子、转子 三相异步电动机的工作原理 图2-1定子绕组电流 图2-2定子绕组电流波形 电流为 正时：首进尾出；负时：尾进首出 1、旋转磁场的产生 三相异步电动机的工作原理 4 图2-3定子绕组电流产生的旋转磁场 表示电流流进纸面 表示电流流出纸面 ωt=0度时 iU= 0，iV＜0、iW＞0， ωt=120度时 IU＞0，IV= 0、iW＜0 ωt=240度时 IU ＜ 0，iV ＜ 0、IW=0 三相异步电动机的常见故障 电动机在日常的运行过程中若使用或维护不当，常会发生一些故障，如电动机加电后不能起动，转速过快、过慢，电动机在运行过程中温升过高，有异常的响声和振动，电动机绕组冒烟、烧焦等。 三相异步电动机的故障一般可分为机械和电气两部分。机械故障包括轴承、风扇叶、机壳、联轴器、端盖、轴承盖、转轴等。电气故障包括各种类型的开关、按钮、熔断器、电刷、定子绕组、转子绕组及起动设备等。其中电气故障占总故障的2/3，机械占总故障的1/3。 ①、 通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟. ②、 通电后电动机不转，然后熔丝烧断 有异味和冒烟. ③、 通电后电动机不转有嗡嗡声. ④、 电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多. ⑤、 电动机空载电流不平衡，三相相差大. ⑥、 电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动.　 ⑦、 电动机空载电流平衡，但数值大. ⑧、 电动机运行时响声不正常，有异响.　 ⑨、 运行中电动机振动较大 ,轴承过热 ,电动机过热甚至冒烟.　 三相异步电动机的常见故障 三相异步电动机的常见故障 故障分类 三相异步电动机故障 电磁方面故障 机械方面故障 绝缘损坏 导体及回路接触不良 定子绕组的短路断路和接线错误 轴承 的松 动变 形 机座 松动 磨损 端盖和铁心的变形及断裂 三相异步电动机的常见故障 故障原因 电动机的老化、受潮、腐蚀性气体的侵人 机械力、电磁力的冲击 电动机在运行中长期过载、过电压、欠电压、两相运转等 定子绕组故障 三相异步电动机的常见故障 转子绕组故障 故障原因 转子材料或制造质量不佳 运行启动频繁，操作不当 急速的正反转造成剧烈冲击 三相异步电动机的常见故障 机械部分故障 故障分类 铁心故障的检修 轴承故障的检修 机座和端盖的故障修理 三相异步电动机的检修 拆卸方法 拆开端接头 拆卸轴承盖和端盖 抽出转子 拆卸风罩和风叶 拆卸皮带轮或轴器 拆卸步骤 注：三相异步电动机拆卸与装配工艺过程正好是相反 三相异步电动机的检修 检修前检测项目 检查及实验的项目 定子绕组的测定 绝缘电阻的测定 直接电阻的测定 检查 实验 三相异步电动机的检修 检修前的检测方法 实验的项目与方法 直接电阻的测定 绝缘电阻的测定 主要检其三相的直流电阻是否平衡，要求 误差不超过平均值4% 〈1〉测量对地绝缘电阻 〈2〉测量相间绝缘电阻 一般使用兆欧表 三相异步电动机的检修 运行中的监视与维护 看 闻 摸 听 电动机 的监视 电动机在运行时发出的声音是否正常 电动机停机后，可触摸机座，如很烫手，说明电动机过热 电动机振动情况，传动装置传动流畅。如果出现较密的舌状火花，应停车检修 电动机运行时发出的焦臭味，说明电动机温度过高，应停车检修 修试、维护、试验 三相异步电动机的检修 1、故障检修内容 ①.查电机各部件有无机械损伤，若有则作相应修复或更换。 ②.对拆开的电机进行清理，清除所有油泥、污垢。清理中，注意观查绕组绝缘状况。若油漆为暗褐或深棕色，说明绝缘已老化，对这种绝缘要特别注意不要碰撞使它脱落。若发现有脱落应进行局部绝缘修复和刷漆。 ③.拆下轴承，浸在柴油或汽油中彻底清洗后，再用干净汽油清洗一遍。检查清洗后的轴承是否转动灵活，有无异常响声，内外钢圈有无晃动。根据检查结果，确定对润滑油脂或轴承是否进行更换。 ④.检查定子绕组是否存在故障。使用兆欧表测绕组绝缘电阻，绝缘电阻的大小可判断出绕组受潮程度或短路情况。若有，要进行相应处理。 三相异步电动机的检修 2、常见机械故障检修 ①.轴承故障 ②.转轴故障 ③.机座故障 ④.端盖故障 ⑤.铁心故障 ⑥.风扇故障 三相异步电动机的检修 ㈠ 轴承的检修 ⑴ 损坏的现象及原因 ①轴承的外圈或滚珠破裂，是由于轴承被强力套入转 轴，造成轴承与轴配合不当而损坏轴承。 ②滚珠、钢圈、夹持器变成蓝色，是由于轴承少油滚珠干磨引起高温，或加油过多，高速转动时剧烈搅拌发热，或在装配时轴或轴承座配合不当及安装时轴不对中。 ③滚道有凹痕，由于安装方法不当或皮带拉的太紧所致。 ④轴承滚道内有金属颗粒，主要是金属材料疲劳或有异物侵入轴承，造成磨损。 ⑤轴承表面锈蚀，水汽、酸碱液侵入轴承内部。 三相异步电动机的检修 ⑵、检查的方法 Ⅰ: 听声音检查 用螺丝刀顶在电动机的外轴承盖上，仔细听电动机运转的声音，通过轴承滚动所发出的声音来判断轴承故障。 三相异步电动机的检修 Ⅱ: 手动检查 ①用手握住电动机的转轴，用力上下晃动，如下左图所示，若发现有松动现象，超过定子铁心和转子铁心的正常间隙，则说明轴承已损坏。 ②用手指捏住轴承得外圈，沿着轴向的方向晃动数次，若晃动过大，则说明轴承间隙过大。 ③将已拆卸并清洗过的轴承用手握紧，用力摇动，如下右图所示，若滚珠在内外圈之间有明显的撞击声，则说明轴承间隙过大。 三相异步电动机的检修 ④轴承有锈迹 可用00号砂纸擦除锈迹，再用汽油清洗干净。对已破损或钢圈有裂纹的轴承，就必须更换相同型号的新轴承。 ⑤轴承过紧 拆卸轴承，用砂纸打磨转轴，再正确装配轴承。 ⑥轴承过松 轴承过松情况有两种，一种是轴承内圈与转轴配合不紧，俗称跑内套；一种是轴承外圈与端盖内圆配合不紧，俗称跑外套。 三相异步电动机的检修 Ⅲ： 温度检查 对一台正在运行的电动机，用温度计测量轴承的温度，若滚动轴承的温度超过60℃、滑动轴承的温度超过45℃，则说明轴承发热严重，有故障。 Ⅳ：测量检查 用塞尺测量滑动轴承轴颈与衬套之间的间隙，若超过规定值，说明轴承已损坏。 三相异步电动机的检修 ⑶、轴承的型号 电机的轴承一般分为滚动轴承和滑动轴承两类。滚动轴承结构简单，装配、维修方便，主要用于中、小型电机；滑动轴承多用于大型电机。 小型电动机常用的滚动轴承型号及轴承代号及意义 滚动轴承代号采用汉语拼音字母和阿拉伯数字表示，一般是以一组数字表示轴承的结构、类型和内径尺寸。 三相异步电动机的检修 ⑷、轴承的清洗及加油 ① 轴承清洗过程 如下图所示，先刮去钢珠表面的废油；用棉布擦去残余的废油；然后把轴承浸在汽油里，用毛刷洗刷钢珠；再把轴承放在干净的汽油里漂洗干净；最后把轴承放在纸上使汽油挥发干。 三相异步电动机的检修 ② 轴承加油过程 对滚动轴承润滑脂的选择，主要考虑轴承的运转条件，如使用环境（潮湿或干燥），工作温度和电机转速等。加润滑油的容量不宜超过轴承室容积的2/3 。 轴承加润滑油时，应从轴承的一面把油挤压进去，然后用手指轻轻刮去多余的油，只要把油加到能平平封住钢珠即可。在轴承盖上加润滑油时，不要加得太满，约有60-70％即可。 三相异步电动机的检修 ㈡ 转轴的检修 电动机的转轴是传递转矩的部件，转轴的加工质量和安装质量，都会影响电动机的正常运行，造成严重损害，也影响生产，造成经济损失。 轴不对中的影响 增加能耗，减少电动机寿命； 增加机械应力，摩擦增大，损坏电动机 根源 安装对中不当 软地脚状态，地脚松动导致定子或基座扭曲 产生机械应力和振动。 三相异步电动机的检修 1. 对转轴的要求 （1）轴的中心线应为直线，没有弯曲。 （2）轴径与轴枢表面应平滑，没有凹坑、波纹、刮痕。 （3）键槽的工作表面应平滑、垂直、没有裂痕和毛角。 三相异步电动机的检修 2. 转轴检修的方法 （1）转轴弯曲 如下图所示，用千分表测量转轴，其弯曲度不得超过0.2mm，否则将轴放在压力机上矫正、矫直。 三相异步电动机的检修 （4）轴有裂纹或断裂 对有裂纹或断裂的轴，一般需要换新轴。 （2）键槽磨损 先在键槽磨损处进行堆焊，然后放在车床上重新铣削键槽。 （3）轴颈磨损 轴颈磨损较轻时，可用电镀在轴颈处镀一层铬，再磨削至原有尺寸。轴颈磨损较重时，如下图所示，可在轴颈磨损处进行堆焊，然后放在车床上车削磨光，达到原有尺寸。 三相异步电动机的检修 ㈢ 机座检修 机座一般用铸铁制成，若有裂纹或断裂时，可用铸铁焊条进行焊接，在焊接时应注意不要烫伤定子绕组。 若地脚完全断裂，可用角铁修补。如图所示。 三相异步电动机的检修 若端盖破裂严重，裂纹较多，不宜电焊时，可用5～7mm后的钢板修补，如图所示，按修补裂缝所需尺寸割取适当形状的钢板，用螺栓紧固在端盖上。 ㈣ 端盖检修 1.端盖破裂修理 若端盖破裂会影响电机定子和转子的同心度，可用铸铁焊条进行焊接。 三相异步电动机的检修 2.端盖轴承孔间隙过大修理 端盖轴承孔间隙超过0.05mm，将造成电机定子和转子铁心相接触，出现扫膛现象。处理方法是，装配时用一条宽度等于轴承宽度的薄铜片，垫在轴承外圆与端盖内圆之间，来消除间隙。 3.端盖止口松动修理 由于端盖拆装频繁或锤击、腐蚀等原因，造成止口表面受伤，影响与机壳的配合。可用锉刀把突出的伤痕锉平，若 止口松动，可在止口圆周上衬垫薄铜皮，否则更换新端盖。 (五） 铁心检修 1.铁心表面有擦伤 由于轴承磨损、轴弯曲和端盖松动等故障，会造成定转子铁心相接触，在运行过程中相互摩擦、发热，严重时将烧坏铁心和绕组。修理时先找到根源，予以排除，再用刮刀将擦伤处的毛刺刮掉，并在铁心表面涂一层薄薄的绝缘漆。 2.铁心表面烧伤 当绕组发生接地故障，会在槽口处烧坏铁心，形成凹凸不平的现象，妨碍嵌线，埋下故障隐患。修理时可用小圆锉把烧损铁心表面的溶积物和毛刺锉平。 3.铁心齿松动 在拆除绕组时，易把铁心在槽口处的齿片拔松，会造成齿片振动。修理时可用较宽的槽楔把齿卡紧。 三相异步电动机的检修 ㈥ 风扇检修 封闭式电动机都有风扇，起着强迫散热的作用。 1.风扇叶修理 风扇分为铸铝风扇和塑料风扇，一般风扇在拆装过程中容易损坏，若风扇叶断裂，则需更换相同规格的新风扇；若塑料风扇有裂纹，可用强力胶把裂纹处粘牢。若铸铝风扇的加紧头松动，可在加紧头与转轴间垫上薄铜皮处理。 2.风扇罩修理 风扇罩受外力作用凹陷时，可拆下风扇罩，在风扇罩里面用铁锤轻轻敲击凹陷处，使其恢复平整。 三相异步电动机的检修 3、常见电气故障检修 三相异步电动机定子绕组是产生旋转磁场的部分。受到腐蚀性气体的侵人，机械力和电磁力的冲击，以及绝缘的老化、磨损、过热、受潮等原因，都会影响异步电动机的正常运行。另外，异步电动机在运行中长期过载、过压、欠压、断相等，也会引起定子绕组故障。定子绕组的故障是多种多样的，其产生的原因也各不相同。常见的故障有以下几种，应针对不同故障采取不同的检修方法。 三相异步电动机的检修 1．定子绕组接地的原因 (1) 绕组受潮。长期备用的电动机，经常由于受潮而使绝缘电阻值降低，甚至失去绝缘作用。 (2) 绝缘老化。电动机长期过载运行，导致绕组及引线的绝缘热老化，降低或丧失绝缘强度而引起电击穿，导致绕组接地。绝缘老化现象为绝缘发黑、枯焦、酥脆、皲裂、剥落。 (3) 绕组制造工艺不良，以致绕组绝缘性能下降。 (4) 绕组线圈重绕后，在嵌放绕组时操作不当而损伤绝缘，线圈在槽内松动，端部绑扎不牢，冷却介质中尘粒过多，使电动机在运行中线圈发生振动、摩擦及局部位移而损坏主绝缘，或槽绝缘移位，造成导线与铁心相碰。 三相异步电动机的检修 2．定子绕组接地故障的检查方法 (1) 观察法 绕组接地故障经常发生在绕组端部或铁心槽口部分，而且绝缘常有破裂和烧焦发黑的痕迹。因而当电动机拆开后，可先在这些地方寻找接地处。如果引出线和这些地方没有接地的迹象，则接地点可能在槽里。 (2) 兆欧表检查法 用兆欧表检查时，应根据被测电动机的额定电压来选择兆欧表的等级。 500V 以下的低压电动机，选用 500V 的兆欧表； 3kV 的电动机采用1000V 的兆欧表； 6kV 以上的电动机应选用 2500V 的兆欧表。 三相异步电动机的检修 3．定子绕组接地故障的检修 (1) 接地点在槽口当接地点在端部槽口附近且又没有严重损伤时，则可按下述步骤进行修理。 a ．在接地的绕组中，通人低压电流加热，在绝缘软化后打出槽楔。 b ．用划线板把槽口的接地点撬开，使导线与铁心之间产生间隙，再将与电动机绝缘等级相同的绝缘材料剪成适当的尺寸，插人接地点的导线与铁心之间，再用小木锤将其轻轻打人。 c ．在接地位置垫放绝缘以后，再将绝缘纸对折起来，最后打人槽楔。 三相异步电动机的检修 3．定子绕组接地故障的检修 (2) 槽内线圈上层边接地可按下述步骤检修。 a ．在接地的线圈中通人低压电流加热，待绝缘软化后，再打出槽楔。 b ．用划线板将槽机绝缘分开，在接地的一侧，按线圈排列的顺序，从槽内翻出一半线圈。 c ．使用与电动机绝缘等级相同的绝缘材料，垫放在槽内接地的位置。 三相异步电动机的检修 转子故障现象 1.转子绕组故障 笼型转子断条、端环开裂 绕线型转子绕组击穿、开焊和匝间短路 2.转子机械的故障 转子偏心 静态偏心（定子偏心）动态偏心 转轴弯曲 轴颈椭圆 三相异步电动机的检修 一般性试验 修试、维护、试验 试 验 项 目 绝缘电阻 的测定 绕组直流 电阻 的测定 耐压实验 堵转实验 匝间绝缘 实验 工作特性 实验 空载实验 转子开路 电压测定 三相异步电动机的检修 耐压实验30千瓦以上的电动机加到2000v高出额定电压得3—4倍，时间5—10秒逐渐增加，以防烧毁。 耐压实验 谢 谢！ ωt i iA iB iC O 120° 240° 360° iC iB iA X B A Y C Z × × × × × × · · · · · · (a) ωt = 0° (b) ωt = 120° (c) ωt = 240° A A A X X X B B B Y Y Y C C C Z Z Z 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