浅谈起重机用绕线转子三相异步电动机的故障诊断与修理

1、浅谈起重机用绕线转子三相异步电动机的故障诊断与修理摘要：针对起重设备用电动机的特点，浅谈起重机用绕线转子三相异步电动机容易出现的常见故障，以及集电环和刷握装置出现的故障诊断与修理。关键词：三相异步电动机、故障、修理、Abstract: The electric motor applies frequently on the hoist crane, the alternating-motor each series product the technical performance. This paper was talked about the common malfunction of t

2、he alternating-motor .Besides, the breakdown diagnosis and the repair of the ring header and brushes grasps were discussed.Key word: the alternating-motor malfunction fix一、起重机用电动机的特点在现代工业中，电机的使用无疑是必不可少的。大量的应用电动机作为原动机去拖动各种生产机械已成为最普通的现象，如机械工业、冶金工业、化学工业中，机床、电铲、轧钢机、吊车、抽水机、鼓风机等等都要用大大小小的电动机来拖动。与一般工业用电动机相比

3、，起重机用电动机在几何尺寸、材料利用程度、工作制度、电气性能、机械特性、发热状态、结构形式及使用条件等各方面都有很大的不同，其主要特点如下：1. 起重机用电动机是按断续周期性工作类型制造的，不同的负载持续率（JC）下电动机功率不同。2. 起重机用电动机在工作中一般都有很大的过载和经常性的起动、制动及逆转，并且通常都在温度高、粉尘多、有振动和冲击的条件下运行，因此，电动机的零部件要有较高的机械强度和可靠性。3. 具有较高的起动转矩和最大转矩（即过载能力），故能适应频繁的带负载起动、制动和逆转的要求。4. 起重机用交流电动机的极数一般为6极、8极、10极，近年来国内外起重机都开始向高速化发展。5.

4、 起重机用电动机允许的最高工作转速与额定转速之比，对直流电动机是3.54.9，对交流电动机是2.5。因此，额定转速较低的起重机用电动机的重要零部件，如集电环、转子（电枢）绕组的端部、槽楔和轴承部件等，要求有高的机械强度和使用寿命。6. 具有两种以上的绝缘等级，分别使用在不同的环境温度下。二、 绕线转子三相异步电动机的故障诊断与修理。1. 常见故障及排除方法1.1 电动机空载电流大可能原因为：电源电压高、轴承内的润滑脂干涸、电动机有卡滞处、定转子间的气隙过大、重换定子绕组匝数不够或接线错误。有针对性的选择下列方法排除：测量电源电压找出原因、清洗轴承后加润滑脂、检查传动机构加以改正、更换电动机、按

5、要求的匝数和正确的接线改正。1.2 电动机三相电流不平衡可能原因为：三相电源电压不平衡、定子绕组有部分线圈短路同时线圈局部过热、重换定子绕组后部分线圈接线有错、重换定子绕组后部分线圈匝数有错。有针对性的选择下列方法排除：测量电源电压找出原因、用双臂电桥测量定子绕组线圈电阻找出短路点、按正确的接线改正、用双臂电桥测量定子绕组线圈电阻加以改正。1.3 电动机声音不正常可能原因为：轴承损坏或缺油、缺相运行（单相运转）、转子或风扇平衡不好、电动机接线有误、转子回路有一相开路、定子铁心压得过松、槽楔膨胀、电动机轴与减速器不同轴。有针对性的选择下列方法排除：更换轴承或加油、检查电源或定子绕组断相原因并修复

6、、拆下重做平衡、重新检查接线与下线并纠正错误、检查开路点并作处理、重新加紧后用电焊点焊数处、修理或更换、调整电动机与减速器相对位置使其同轴。1.4 电动机振动 可能原因为：轴承间隙大、定转子气隙不均匀、转子变形、电动机基座不平或地脚螺栓松动、修理后的电动机轴承的轴颈与轴的中心线不同轴、转子不平衡。有针对性的选择下列方法排除：更换轴承、检修端盖轴承孔、拆开电动机将转子放在车床上用千分表检查修理、检查基座拧紧螺栓、修理电动机轴、拆下重做动平衡使达到技术要求。1.5 电刷冒火，集电环过热或烧坏可能原因为：电刷的牌号或尺寸不符合要求、电刷的压力不足或过大、电刷与集电环表面不平不圆或不清洁、电刷之间电流

7、不平衡、电刷与刷握配合松紧不适宜、电动机过载。有针对性的选择下列方法排除：按规定更换电刷、调整个电刷的压力或更换弹簧、重新研磨电刷、清扫修理集电环、 检查刷架、馈线及电刷情况考虑更换同规格同材质电刷、重新调整配合间隙、减轻负载。1.6 电动机整机过热可能原因为：电源电压过高或过低、电动机实际负载持续率数值超过了额定的数值、电动机所带动的机构有卡滞现象、三相电源中或定子绕组有一相断线、定子接线错误、定子绕组有匝间短路或有接地处、定子铁心部分硅钢片间绝缘不良或有毛刺、电动机受潮或浸漆后烘干不彻底、绕线转子绕组的焊接点脱焊且转速和转矩也显著降低、电动机通风不良、电动机超载、电动机周围环境温度过高。有

8、针对性的选择下列方法排除：调整电压使其符合要求、应按电动机额定负载持续率工作、检修所带动的机构、检测检查三项电压和电动机绕组、核对并更正接线、用电桥测量绕组直流电阻或用绝缘电阻表测量绕组对地绝缘电阻、局部或全部更换线圈、拆开电动机修理铁心、彻底烘干、仔细检查各焊接点将脱焊处补上、检查风扇旋转是否正常、通风机是否堵塞、是否在额定负载下运行、应更换成适合该环境温度绝缘等级的电动机。1.7 转子铁心或定子铁心局部过热可能原因为：转子铁心内或定子铁心内发生了局部短路。排除方法：拆开电动机，清除毛刺或其他引起短路的原因，然后在修理过的地方再涂以绝缘漆。1.8 电动机在额定负载下转速不足，或转子温度高可能

9、原因为：电路中有接触不牢的地方。排除方法：对绕组与集电环、绕组端头、中性点接头进行检查修复。1.9 电动机转速慢、额定功率下降可能原因为：制动器未完全打开、电压偏低、定子或转子绕组的相间接法有误、导电器接触不良、转子电阻没能按规定要求切除。有针对性的选择下列方法排除：调整制动器、测量电源电压、检查并更正接线、检查移动供电装置、检查加速电阻接触器是否动作。1.10 电动机绝缘降低可能原因为：电动机受潮、绕组灰尘多、绝缘材料老化。有针对性的选择下列方法排除：烘干处理、清扫灰尘、更换绝缘材料或绕组。1.11 电动机外壳带电可能原因为：接线盒内的线头或线槽绝缘不良、机壳接地不良。有针对性的选择下列方法

10、排除：进行绝缘处理、加装接地线。1.12 电动机带负载后不能起动或加负载时就停转可能原因为：电源电压过低、绕组接线有误、定转子绕组有断线处、定子绕组匝间短路、起动电阻数据不符合要求。有针对性的选择下列方法排除：测量电源电压、改正接线、测量定转子绕组电阻，并修复断线处、用电桥测量定子绕组电阻值，如有短路，需更换绕组、按设计要求改正起动电阻。1.13 转子与定子发生摩擦（电动机扫膛）可能原因为：轴承损坏、定子或转子铁心发生变形、绕组松脱、轴承与定子或转子与定子不同心。有针对性的选择下列方法排除：更换轴承、拆开电动机、整修铁心、修理绕组、检查端盖轴承孔是否过大并作处理。2. 集电环故障诊断与修理2.

11、1 集电环温度过高原因2.1.1 电刷与集电环接触为点接触或线接触；2.1.2 电刷与集电环安装时错位；2.1.3 电刷压力过大或过小：压力过大，导致机械磨损增大；压力过小，则电器损耗过大；2.1.4 集电环表面有油污或杂物；2.1.5 电动机使用在振动较大的工况下，电刷因振动导致与集电环接触不良，并因此打火，使损耗增大，这样集电环温度也会升高；2.1.6 电刷牌号不对，电流密度过大。2.2 集电环松动与修理2.2.1 压塑料式集电环的松动分析压塑料式集电环与轴产生配合上的松动是因为轴与集电环配合公差过盈不够。尤其在正、反转和起、制动工况下，塑料经运行一段时间后收缩和开裂，将与轴产生一定的间隙

12、，在经几次拆卸便会产生松动现象。松动严重的情况下必须卸下，更换同规格的集电环；或者在原集电环的内测涂上一层XH2快固胶，连同新的一同换上。2.2.2 套筒式集电环的松动分析套筒式集电环的松动主要产生在铜环与套筒之间。这是因为套筒配合过盈不够，如果不采用铜环热套工艺，松动现象将更为严重。铜环经150ºC热套配合后，就不易松散，同时也避免了因层间绝缘漆老化和绝缘收缩等原因造成松动现象。出现松动的铜环要及时处理，首先从轴上拆下整个集电环，然后取下松动的铜环，清理原铜环处的套筒外表面，然后根据套筒的外径公差，重新配铜环，铜环与套筒配合公差应为H8/n4，并将铜环加热（小于150ºC

13、），热套在套筒上。2.3 集电环表面损坏及修理方法 集电环经长期工作，将因各种原因导致其工作面上出现斑点、条痕、凹痕、沟槽、印迹、磨伤等。出现这些故障若不及时处理，轻则损坏集电环，重则损坏电动机，因此，必须及时进行修理。2.3.1 一般修理集电环表面有轻微损伤，如斑点、刷痕、轻度磨损等。先用细平锉或油石在转动下研磨，注意锉刀压力不要过大且要均匀，以免磨削过多或出现新的不平衡。待伤痕消除后，用00号砂纸在高速转动下抛光，使集电环表面达Ra1.6Ra0.8，表面粗糙度便可恢复使用。2.3.2 精修当集电环表面不圆、表面有沟槽、烧伤及凹凸比较严重，沟深度达1mm且伤面占总面积20%30%或集电环偏摆

14、量在0.05mm（1000r/min及以上）和超过0.08mm（1000r/min及以下）时，应将转子放到车床上进行精修，车削时，车刀要锋利，进刀量为0.2mm左右，表面线速度约2m/s，车削后的偏心度不超过0.030.05mm，轴颈径向跳动不大于0.1%，然后用00号砂纸进行抛光，使环表面达Ra1.6Ra0.8。各集电环外径之差不应大于外径的1%。2.4 集电环绝缘损坏及修理方法当起重用电动机在比较恶劣的条件使用时，外界煤粉、铁粉及其他导电粉尘和油污浸入集电环，会造成集电环铜环与铜环之间击穿和对地击穿。尤其是引线连接处由于接触不良或开焊，造成局部过热，都会使引接线连同绝缘一同烧断。2.4.1

15、 集电环压塑料表面烧伤修理方法可先将烧伤部分用尖铲剔除干净，然后再进行擦洗，擦洗时将整个集电环压塑料部分都清理一遍，去掉导电粉尘，再用绝缘电阻表检查是否还有短路点，合格后可用6101号环氧树脂胶和650号固化剂混合后（各一半），涂在剔除部分，并要抹平，然后经8h干燥，浸1551漆一次后即可使用。2.4.2 引线或接线片烧伤及处理引线或接线片绝缘经常有烧伤现象，修复时须将原烧坏绝缘层清理干净，然后对其进行包绕，先包0.05mm厚的聚酰亚胺薄膜三层（半叠绕），再用0.1mm厚的无碱带半叠绕一层，涂上快干漆，干燥后即可使用。3. 刷握装置故障诊断与修理3.1 电刷过热可能原因为：电刷压力太大或太小、

16、电刷与集电环是线接触或点接触、电刷与集电环错位、各电刷压力不匀造成负载分配不匀。有针对性的选择下列方法排除：调整压力或更换弹簧、用砂纸绑在集电环外圆进行人工磨弧使接触面达到80%、调整刷握装置使各电刷与集电环对正、调整间刷压力更换大小不等的电刷。3.2 电刷在刷盒内卡住不动可能原因为：刷盒内粗糙度太差、电刷尺寸大、电刷灰及其他粉尘填满刷盒、电刷辫太短。有针对性的选择下列方法排除：将刷盒内壁重新加工使Ra达到6.3、将电刷尺寸大的部分磨小、用压缩气体将灰粉清除、更换合格电刷。3.3 电刷压力小 可能原因为：弹簧质量不好、弹簧过热退火、电刷是否卡住不动有针对性的选择下列方法排除：更换合格弹簧、按本文3.2所述方法处理电刷卡住不动。3.4 电刷跳动运行产生火花可能原因为：刷杆与端盖固定螺栓脱落、刷握与刷杆紧固螺母脱落、电刷压力太小、集电环材质不合格。有针对性的选择下列方法排除：重新拧紧螺栓、重新拧紧螺母、按本文3.3所述方法处理电刷压力小、更换集电环。3.5 压力弹簧夹断裂可能原因为：铆钉未铆牢、使用疲劳断裂、