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XX高校毕业论文班级 专业 题目 浅谈三相异步电动机常见故障分析 处理及电机的保护 学生姓名 指导教师 年 月 浅谈三相异步电动机常见故障分析处理及电机的保护摘要 自电动机问世以后，人们对于如何对电动机进行良好的维护、维修，如何让电动机更稳定的运行在正常状态进行着潜心研究，但在实际的生产生活中，电动机烧毁或者无法启动及运行于非正常状态的情况仍然经常出现，根据实际情况采取合理的维护、维修方案，选取成熟可靠的保护产品是确保电动机安全、正常运行必不可少的环节。本文论述了三相异步电动机的基本原理、结构，针对在现实生产生活中三相异步电动机经常出现的故障以及应采取的措施做简要介绍。同时，对三相异步电机保护做简要论述。关键词 三相异步电动机； 原理； 结构； 常见故障； 维护 Abstract From the electromotor was published in the world , people start to try they best to find the ways to make the electromotor works in a good station . Actually,the things that the electromotor was burned-out or the electromotor works in a abnormal function was often appearance . According to the practical situation to take reasonable scheme of maintenance and select the reliable production to protect the electromotor is impotent .This article expounds the structure and the basic principle of the three phase asynchronous motor and introduced the method to solve the common faults of the electromotor . And , this article introduces the daily protection of the three phase asynchronous motor . Keywords three phase asynchronous motor principle structure common faults maintenance . I目 录摘 要绪 论11三相异步电动机的构造21.1定子部分1.2转子部分2 三相异步电机的常见故障及处理方法2.1三相异步电动机绕组局部烧毁2.2三相异步电动机绕组接地故障2.3在对电动机通电后电动机不转，而且有嗡嗡声2.4电动机过热甚至冒烟2.5运行中电动机振动大3 三相异步电机的保护3.1三相异步电机的短路保护3.2三相异步电机的缺相保护3.3三相异步电机的过流保护3.4三相异步电机的过载保护4结束语参考文献 绪论人类的生存和社会的发展离不开能源，而电能作为众多能源中的一员和其他能源相比，其适合大量生产和集中管理、转换经济、传输和分配较为便利、生产和工作过程中产生污染小等优点使其在工农业生产、交通运输、科学技术等各个领域获得极其广泛的青睐。电机是产生、传输、分配及应用电能的主要设备，三相异步电动机作为电力设备在现今社会生产生活中也日益广泛的被应用。三相异步电动机与其他形式电动机相比，具有结构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠、运行效率高、工作特性稳定等优点。；作为电气管理人员，我们应该良好地掌握电机故障的分析与处理方法，及时发现故障前兆以预防故障的发生及防止故障的扩大，对电动机制定定期及不定期的检查、日常维护，使电动机工作于良好的状态。本文根据三相异步电机的基本参数、构造及电机受环境因数的影响对三相异步电动机经常出现的故障进行分析，从中找出避免故障发生或扩大的因素及相应预防措施。1 三相异步电动机的构造三相异步电机由于其优越的性能，在当今社会生产生活中被广泛应用，因而，其种类也有多样，但其基本结构是相同的，三相异步电机的结构都是由定子和转子两大部分构成。转子安装于定子腔内，在定、转子之间有一条缝隙，称气隙。1.1定子部分定子铁心 定子铁心是电动机磁路的一部分，一般由0.3-0.5mm的导磁性能较为优越的硅钢片叠放而成，这一构造能较好的减少铁损。在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组，故又称为冲片。中小型电动机的定子铁心都采用整圆冲片；大、中型电动机一般是将扇形冲片拼装成一圆形。在容量相对较大的电动机的定子部分设计时，一般将铁心分成很多段，在段间会留有冷却空气的通道，这样的设计能在一定程度上避免铁心在电动机运转时过热烧坏。定子绕组 定子绕组作为电动机电路部分，其嵌放于定子铁心的内圆槽内，通入三相交流电，产生旋转磁场。由三个在空间互隔120电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。定子绕组分为单层绕组和双层绕组两种形式，在小型异步电机制造中通常采用单层绕组，在大、中型异步电机的制造中通常采用双层绕组。机座 机座在整个构造中起固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。因此，机座制造时需具有一定的机械强度和刚度。大型异步电动机机座一般用钢板焊成，中、小型电动机一般采用铸铁机座。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。 1.2转子部分 转子组成 转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子的主要作用是产生感应电流，从而形成电磁转矩，以实现电机的能量转换。 转子铁心 转子铁心是电动机磁路部分，采用的材料与定子构造材料相同，都是采用0.3-0.5mm，具有良好导磁性能的硅钢片叠成。转子铁心固定于转轴或转子支架上。 转子绕组 转子绕组用于切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。根据转子绕组的结构形式，异步电机有鼠笼式转子和绕线转子两种。2 三相异步电机的常见故障及处理方法三相异步电动机在生产过程中发挥着极其重要的作用。但由于大部分电机使用年限较长， 且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中，电机故障常有发生，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。在使用中电动机会出现各种各样的问题，比如因负载超过电机的额定工作量、因散热条件问题及电机本身原因引起的温度过高、因机械原因或工作失误造成的缺相；由于负载的突然大幅度增加，缺相运行以及电网电压降低等造成的电动机长期过载运行，严重时会使电动机损坏；以及电机的失压、欠压、过载，单相运行；由于密封不良造成的绕组短路、烧毁等等故障都比较常见，现针对电机常见故障原因及相应故障处理方法做简要分析。2.1三相异步电动机绕组局部烧毁故障原因：(1)由于电动机本身的密封不良问题造成，加之电机运行时周围的环境因素影响造成电机内部进水、受潮导致电机绕组绝缘降低，造成相间短路或匝间短路，最终导致电机绕组局部烧毁。故障解决方法：(1) 避免选用制造工艺粗糙的电机，消除机械的跑、冒、滴、漏现象；(2) 在对电机进行必要的检修后，对电机做好防水、密封处理；(3) 对运行于较为恶劣环境中的电机要尽量减少小修周期；(4) 一般对于较为重要的电机制造商家都会在内部预装加热电阻，所以在做好日常维护、保养工作的同时，要注意对加热电阻的检查维护，在加热电阻出现故障时要做好及时的维修工作。2.2三相异步电动机绕组接地故障故障原因：(1) 电机本身密封不良或周围环境因素导致绕组绝缘失去绝缘效果；(2) 电机长期运行于过载状态，绝缘物老化、脱落；(3) 绕组接触电机端盖；(4) 绕组引出线绝缘不良，导致与电机机壳接触；(5) 定子与转子之间相互摩擦，导致绝缘损坏。故障解决方法：(1) 初步检测后能确定为绕组由于工作于潮湿环境或由于绕组受潮导致的绕组绝缘故障应先对三相异步电动机进行烘干处理，初步烘干结束后，待温度冷却至70左右时对绕组浇铸绝缘漆后再次进行烘干处理；(2) 对于绕组绝缘老化或脱落的情况或者绕组端部绝缘损坏时，应对绕组或接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。当上述工作做完后，应使用兆欧表对所维修电机进行绝缘测量，满足相关技术要求后方可确认维修完成。2.3在对电动机通电后电动机不转，而且有嗡嗡声故障原因：（1） 定子绕组或转子绕组中有一相出现断路故障；（2） 绕组引出线始末端接错；（3） 电机工作在过载状态或者转子被卡死；（4） 电源电压偏低；（5） 小型电动机装配太紧，导致电机轴承卡住。 故障解决方法：（1）当出现电机定子绕组或转子绕组中有一相出现断路故障时，应查找断路点，并对其进行修复；（2）判断绕组首末端是否正确，调整始末端接线；（3）查找电动机是否工作于过载状态，检测电机转子是否被卡死，如果确定其工作于过载状态，应适当减少所加负载；如若确定故障由电机转子被卡死造成，应查找卡死原因，清除异物。2.4电动机过热甚至冒烟故障原因：（1） 电源电压过高，使铁心发热大大增加； （2）电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热； （3）定子、转子铁心相擦，电动机过载或频繁起动； （4）笼形转子断条； （5）电动机缺相，两相运行； （6）环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞； （7）电动机风扇故障，通风不良； （8）定子绕组故障。故障解决方法： （1）降低电源电压，若是电机Y、接法错误引起，则应改正接法。 （2） 提高电源电压或换相供电导线； （3）消除擦点（调整气隙或锉、车转子），减载，按规定次数控制起动； （4）检查并消除转子绕组故障； （5）恢复三相运行； （6）清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施； （7）检查并修复风扇，必要时更换；（8） 检查定子绕组，消除故障。2.5运行中电动机振动大 故障原因： (1) 由于磨损，轴承间隙过大； (2) 气隙不均匀； (3) 转子不平衡； (4) 转轴弯曲； (5) 铁心变形或松动； (6) 联轴器（皮带轮）中心未校正； (7) 风扇不平衡； (8) 机壳或基础强度不够； (9)电动机地脚螺丝松动； (10)笼形转子开焊、断路、绕组转子断路； (11)定子绕组故障。三相异步电机在运行过程中可能由于各种各样的原因导致电机出现故障。能够及时、正确的判断电机故障类型，从而针对故障及时、有效地采取措施消除故障能够有效的避免故障对电机的损坏，同时也是电气管理人员的工作重心。对于电机的故障查找可依据下列方法进行：（1） 听 通过倾听电动机在运行时发出的声音的变化来判断电机工作是否正常。若电机运行时发出较细的“嗡嗡”声，并没有出现声音忽高忽低的变化则说明电机工作于正常状态。若电机运行时发出较粗的“嗡嗡”声或有时伴有其他非正常声音，则说明电机存在故障，需要立即采取措施，找到故障点，排除故障。（2） 闻 通过嗅闻电机运行时散发出来的气味判断电机是否工作于正常状态，电机在正常运行时不会产生异味，若在检查过程中闻到有异味自电机内部发出，应立即对电机进行检查。例如，在检查过程中发现有焦糊味自电机发出，则有可能是电机绝缘物质受热融化发出的，应立即采取相关措施排除故障，以免造成不必要的损失。（3） 摸 通过用手触摸电机不带电部分判断电机运行温度是否正常。当电机投入运行后，其温度必然会有所上升，使得其不带电外壳温度也跟着有所上升。若用手接触电机不带电部分时感觉非常烫，故障原因可能是由于电机负载过重或所加电压过高的原因造成，应根据相应情况采取相关措施消除故障。3 三相异步电机的保护自异步电动机问世以来，由于其在结构简单、维护方便、价格低廉、工作可靠性强等多个方面的优点，使得其在工农业生产中被越来越广泛的应用。由于在工作过程中可能由于各种因素造成电机的故障，影响正常的生产、生活，故而人们对于三相异步电机保护方面的研究也在不断进行。在异步电机的保护配置方面，应根据电动机的容量、电压等级、工作环境、所加负载类型等各个方面综合考虑。所以说，异步电动机的保护是涉及电气装置和机械设备可靠、正常运转的关键之一。以下就对于异步电机在短路、缺相、过流、过载等方面保护做简要阐述：3.1三相异步电机的短路保护对于异步电机而言，短路是其最常见也是最容易出现、最危险的故障。电动机发生短路故障时产生的短路电流将是电机额定电流的十几甚至几十倍，过大的短路电流将对电机产生致命的伤害，甚至有可能引起火灾，威胁人们的生命财产安全。因此，在电动机日常工作中，当电机出现短路故障时，要求保护装置能迅速、有效的切断电源，这就要求短路保护装置具有可靠地瞬时动作的特性。在生产生活中，人们一般采用熔断器和低压断路器作为电机保护装置。在电机发生短路故障时，熔断器能在很短时间内熔断，从而对电机起到保护作用。一般在为电机选用熔断器时，其所选熔断器的熔丝熔断电流一般应为对应电机额定电流的1.52.5倍。其熔断系数应该按照负载性质及电机的启动方式来选择，一般对于轻载启动或者是电机启动不频繁、启动时间较短的电机来将选用熔丝熔断系数1.5的熔断器即可；对于重载启动或者启动较为频繁、启动时间较长的电机来讲，应选用熔断系数2.5的熔断器。3.2三相异步电机的缺相保护当电动机在运行过程中电源任意一相故障断开；电机定子绕组一相断线；熔断器、接触器等接触不良或接头松动时电机即可能工作在缺相运行的故障状态，电动机运转于缺相状态下时，将出现低速运转或堵转现象。此时，电机的定子电流将会很大，如若故障不能及时排除，可能造成电机绝缘损坏或绕组烧毁故障，对电机造成致命伤害。在生产生活中，三相异步电机出现缺相故障的现象也较为常见，长期以来，人们对于电机运行于缺相状态时将对电机造成何种伤害以及一旦电机运行于缺相状态应该采取何种措施来解决故障存在着不同观点。第一种观点认为，电机运行于缺相状态下会导致电机绕组过热而损坏电机，认为使用温度传感器来监视电机绕组温升来检测电机是否存在缺相运行故障，从而采用热继电器、热敏电阻等方案，对电机实行过热保护或过流反时限特性保护，可以比较可靠地避免电机出现缺相运行故障；第二种观点认为，电动机在运行于缺相故障时，断相瞬间在断相绕组两端将产生比电机额定电压高出数倍的反电动势，击穿电机绕组，损坏电机，由有此观点，人们认为采用瞬时动作的方案方可有效避免缺相故障对电机造成的伤害。通过对上述两种观点的相对比较，笔者认为，电机在运行于断相故障的状态下，断相瞬间在断相绕组两端将产生比电机额定电压高出数倍的反电动势对电机造成的伤害远大于电机在运行于断相状态下导致的绕组过热对电机造成的损害。在电机运行于缺相故障时，采用灵敏度相对较高的电子式保护器将会比使用动作相对缓慢的机械式保护器更有效避免缺相故障对电机造成的巨大伤害。3.3三相异步电机的过流保护在电动机投入生产运行过程中时，电动机或电器元件工作在超过其额定电流的状态下，此时即为电机工作在过流故障状态。电机运行于过流状态下，其过电流相对于短路电流小得多，一般在其额定电流的6倍左右。人们一般会通过使用过流继电器与接触器配对电机实行过流保护，具体办法是将过流继电器线圈串接于被保护电路中，过电流继电器常闭触点串接在接触器线圈电路中，一旦电机运行过程中被保护电路实际电流达到整定值时，过流继电器即动作，接触器线圈断电，从而达到将电源断开的效果。3.4三相异步电机的过载保护电动机的过载运行是指电机工作于实际电流大于其额定电流的状态下，此时，电机的工作电流一般在电机额定电流的1.5倍以内。在实际的生产生活中，引起电机过载的原因很多，例如电网电压降低、电机所加负载的突然增加、电机运行于缺相状态下、电动机周围环境过高，电机散热较差、电动机工作于大的启动电流下缓慢运转、电机的长时间低速运转。电机短时间内运行于过载状态不会对电机造成伤害，但如若电机长时间工作在过载状态下，电机绕组温度就会超过其允许值，从而导致电机绕组过热，绝缘材料老化，电机使用寿命变短，严重的将导致电机烧毁。对于电机的过载保护装置，要求其具有反时限特性，且要避开电机的启动电流的冲击与短时间过载冲击，也要同时具有迅速动作的特性。针对上述情况，人们一般采用在电动机的控制回路中，加装有双金属片组成的热继电器，当电机运转电流超过其额定电流的6倍或以上时，延时5s继电器动作。同时，为避免在热继电器动作之前热继电器元件烧毁