三相電動機(jī)定子繞組的四個故障處理及兩個連接方式說明

什么是三相電動機(jī)

三相電動機(jī)是指當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。

三相異步電動機(jī)定子繞組的兩種連接方法

三相異步電動機(jī)有三相繞組，它們互隔120°空間，分別嵌放在定子鐵芯中，即兩兩首首或兩兩尾尾互隔120°空間。每一相繞組有兩個出線端即一首一尾。定子繞組的連接方法主要有三角形聯(lián)結(jié)和星形聯(lián)結(jié)兩種。

（1）三角形聯(lián)結(jié)。就是三相繞組依次首尾相連構(gòu)成一個閉合回路，如圖（a）所示，在首尾連接點(diǎn)上引出3根線，分別接三相電源。

圖三相異步電動機(jī)定子繞組的兩種連接方法

（a）三角形聯(lián)結(jié)；（b）星形聯(lián)結(jié)

（2）星形聯(lián)結(jié)。就是把三相繞組的3個首端或3個尾端連接在一起，形成一個星點(diǎn)，另外的3個尾端或3個首端接電源，如圖（b）所示。

按規(guī)定，6條引出線的頭尾分別用U1、V1、W1、U2、V2、W2作為標(biāo)號（舊標(biāo)號頭尾分別為D1、D2、D3、D4、D5、D6）。其中：

U1、U2-第一相繞組的頭、尾端。

V1、V2-第二相繞組的頭、尾端。

W1、W2-第三相繞組的頭、尾端。

四個三相異步電動機(jī)繞組故障分析和處理

故障一：繞組接地

指繞組與貼心或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。

1、故障現(xiàn)象

機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱，致使電動機(jī)無法正常運(yùn)行。

2、產(chǎn)生原因

繞組受潮使絕緣電阻下降；電動機(jī)長期過載運(yùn)行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機(jī)座；定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓（如雷擊）使絕緣擊穿。

3.檢查方法

（1）觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點(diǎn)。

（2）萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查，讀書很小，則為接地。

（3）兆歐表法。根據(jù)不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻，若讀數(shù)為零，則表示該項(xiàng)繞組接地，但對電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定，一般說來指針在“0”處搖擺不定時，可認(rèn)為其具有一定的電阻值。

（4）試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸Ｈ魺舨涣?，但測試棒接地時也出現(xiàn)火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲，敲到某一處等一滅一亮?xí)r，說明電流時通時斷，則該處就是接地點(diǎn)。

（5）電流穿燒法。用一臺調(diào)壓變壓器，接上電源后，接地點(diǎn)很快發(fā)熱，絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍，時間不超過半分鐘；大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流，到接地點(diǎn)剛冒煙時立即斷電。

（6）分組淘汰法。對于接地點(diǎn)在鐵芯心里面且燒灼比較厲害，燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半，依此類推，最后找出接地點(diǎn)。

此外，還有高壓試驗(yàn)法、磁針探索法、工頻振動法等，此處不一一介紹。

4.處理方法

（1）繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干，當(dāng)冷卻到60——70℃左右時，澆上絕緣漆后再烘干。

（2）繞組端部絕緣損壞時，在接地處重新進(jìn)行絕緣處理，涂漆，再烘干。

（3）繞組接地點(diǎn)在槽內(nèi)時，應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。

最后應(yīng)用不同的兆歐表進(jìn)行測量，滿足技術(shù)要求即可。

故障二：繞組短路

由于電動機(jī)電流過大、電源電壓變動過大、單相運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至，分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。

1.故障現(xiàn)象

離子的磁場分布不均，三相電流不平衡而使電動機(jī)運(yùn)行時振動和噪聲加劇，嚴(yán)重時電動機(jī)不能啟動，而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流，導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。

2.產(chǎn)生原因

電動機(jī)長期過載，使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機(jī)內(nèi)部和油污過多。

3.檢查方法

（1）外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦，繞組過熱后留下深褐色，并有臭味。

（2）探溫檢查法?？蛰d運(yùn)行20分鐘（發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)馬上停止），用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。

（3）通電實(shí)驗(yàn)法。用電流表測量，若某相電流過大，說明該相有短路處。

（4）電橋檢查。測量個繞組直流電阻，一般相差不應(yīng)超過5%以上，如超過，則電阻小的一相有短路故障。

（5）短路偵察器法。被測繞組有短路，則鋼片就會產(chǎn)生振動。

（6）萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻，若讀書極小或?yàn)榱?，說明該二相繞組相間有短路。

（7）電壓降法。把三繞組串聯(lián)后通入低壓安全交流電，測得讀書小的一組有短路故障。

（8）電流法。電機(jī)空載運(yùn)行，先測量三相電流，在調(diào)換兩相測量并對比，若不隨電源調(diào)換而改變，較大電流的一相繞組有短路。

4.短路處理方法

（1）短路點(diǎn)在端部?？捎媒^緣材料將短路點(diǎn)隔開，也可重包絕緣線，再上漆重烘干。

（2）短路在線槽內(nèi)。將其軟化后，找出短路點(diǎn)修復(fù)，重新放入線槽后，再上漆烘干。

（3）對短路線匝少于1/12的每相繞組，串聯(lián)匝數(shù)時切斷全部短路線，將導(dǎo)通部分連接，形成閉合回路，供應(yīng)急使用。

（4）繞組短路點(diǎn)匝數(shù)超過1/12時，要全部拆除重繞。

故障三：繞組短路

由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑，焊接后又未清除干凈，就可能造成壺焊或松脫；受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時線圈短路、短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀，在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時，另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升，引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷籠。

1.故障現(xiàn)象

電動機(jī)不能啟動，三相電流不平衡，有異常噪聲或振動大，溫升超過允許值或冒煙。

2.產(chǎn)生原因

（1）在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時碰斷或制造質(zhì)量問題。

（2）繞組各元件、極（相）組和繞組與引接線等接線頭焊接不良，長期運(yùn)行過熱脫焊。

（3）受機(jī)械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。

（4）匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够?a target="_blank">熔斷等。

3.檢查方法

（1）觀察法。斷點(diǎn)大多數(shù)發(fā)生在繞組端部，看有無碰折、接頭出有無脫焊。

（2）萬用表法。利用電阻檔，對“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點(diǎn)上，另一根依次接在三相繞組的首端，無窮大的一相為斷點(diǎn)；“△”型接法的短開連接后，分別測每組繞組，無窮大的則為斷路點(diǎn)。

（3）試燈法。方法同前，等不亮的一相為斷路。

（4）兆歐表法。阻值趨向無窮大（即不為零值）的一相為斷路點(diǎn)。

（5）電流表法。電機(jī)在運(yùn)行時，用電流表測三相電流，若三相電流不平衡、又無短路現(xiàn)象，則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。

（6）電橋法。當(dāng)電機(jī)某一相電阻比其他兩相電阻大時，說明該相繞組有部分?jǐn)嗦饭收希?/p>

（7）電流平衡法。對于“Y”型接法的，可將三相繞組并聯(lián)后，通入低電壓大電流的交流電，如果三相繞組中的電流相差大于10%時，電流小的一端為斷路；對于“△”型接法的，先將定子繞組的一個接點(diǎn)拆開，再逐相通入低壓大電流，其中電流小的一相為斷路。

（8）斷籠偵察器檢查法。檢查時，如果轉(zhuǎn)子斷籠，則毫伏表的讀數(shù)應(yīng)減小。

4.斷路處理方法

（1）斷路在端部時，連接好后焊牢，包上絕緣材料，套上絕緣管，綁扎好，再烘干。

（2）繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組。

（3）對斷路點(diǎn)在槽內(nèi)的，屬少量斷點(diǎn)的做應(yīng)急處理，采用分組淘汰法找出斷點(diǎn)，并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。

（4）對籠形轉(zhuǎn)子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。

故障四：繞組接錯

繞組接錯造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場，致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀，嚴(yán)重時若不及時處理會燒壞繞組。主要有下列幾種情況：某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯；極（相）組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯；“△”、“Y”接法錯誤。

1、故障現(xiàn)象

電動機(jī)不能啟動、空載電流過大或不平衡過大，溫升太快或有劇烈振動并有很大的噪聲、燒斷保險絲等現(xiàn)象。

2、產(chǎn)生原因

誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動是抽頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯誤；新電機(jī)在下線時，繞組連接錯誤；舊電機(jī)出頭判斷不對。

3.檢修方法

（1）滾珠法。 如滾珠沿定子內(nèi)圓周表面旋轉(zhuǎn)滾動，說明正確，否則繞組有接錯現(xiàn)象。

（2）指南針法。如果繞組沒有接錯，則在一相繞組中，指南針經(jīng)過相鄰的極（相）組時，所指的極性應(yīng)相反，在三相繞組中相鄰的不同相的極（相）組也相反；如極性方向不變時，說明有一極（相）組反接；若指向不定，則相組內(nèi)有反接的線圈。

（3）萬用表電壓法。按接線圖，如果兩次測量電壓表均無指示，或一次有讀數(shù)、一次沒有讀數(shù)，說明繞組有接反處。

（4）常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動機(jī)轉(zhuǎn)向法等。

4.處理方法

（1）一個線圈或線圈組接反，則空載電流有較大的不平衡，應(yīng)進(jìn)廠返修。

（2）引出線錯誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。

（3）減壓啟動接錯的應(yīng)對照接線圖或原理圖，認(rèn)真校對重新接線。

（4）新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯誤的，應(yīng)送廠返修。

（5）定子繞組一相接反時，接反的一相電流特別大，可根據(jù)這個特點(diǎn)查找故障并進(jìn)行維修。

（6）把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠，則空載電流大，應(yīng)及時更正。

三相異步電動機(jī)定子繞組故障的檢修

1、繞組斷路故障的檢修

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，斷路故障多數(shù)發(fā)生在電動機(jī)繞組的端部、各繞組元件的接線頭或電動機(jī)引出線端等地方附近。由于繞組端部露在電動機(jī)鐵芯外面，導(dǎo)線易被碰斷或接線頭因焊接不良，在長期使用中會松脫等，因此首先要檢查繞組的端部，如發(fā)現(xiàn)斷線或接頭松脫時，應(yīng)重新連接焊牢，包上絕緣再涂上絕緣漆即可使用。另外，由于匝間短路、通地等故障而造成繞組燒斷，則大多需要更換繞組。

檢查小型電動機(jī)斷路時，可用兆歐表或萬用表、校驗(yàn)燈來校驗(yàn)。對于星形接法的電動機(jī)，檢查時需每相分別測試，如圖1所示。對于三角形接法的電動機(jī)，檢查時必須把三相繞組的接線頭拆開，再每相分別測試，如圖2所示

中等容量電動機(jī)繞組大多是采用多根導(dǎo)線并繞和多支路并聯(lián)， 其中如斷掉若干根或斷開一路時，檢查就比較復(fù)雜。通常采用以下兩種方法。

（1） 三相電流平衡法 對于星形接法的電動機(jī)三相繞組并聯(lián)后，通入低電壓大電流，如果三相電流相差大于5%，電流小的一相為斷路相。

（2） 電阻法 用電橋測量三相繞組的電阻，如三相電阻值相差大于5%時，電阻較大的一相即為斷路相。

2、繞組通地故障的檢修

電動機(jī)繞組通地俗稱“碰殼”。電動機(jī)繞組受潮、絕緣老化以及大修更換繞組時槽絕緣被損壞或絕緣未墊好，都會造成通地故障。

檢查方法：用萬用表的低阻擋、40W以下校驗(yàn)燈按圖3逐相檢查。

如果電阻較小或校驗(yàn)燈暗紅時表示該相繞組嚴(yán)重受潮應(yīng)進(jìn)行烘干處理。烘干后用兆歐表測定其絕緣電阻大于0.5兆歐時，即可使用。如果電阻為零或者校驗(yàn)燈發(fā)亮的相，即為通地相。然后檢查通地相繞組絕緣物，如有破裂及焦痕的地方即為通地點(diǎn)，如果很難看到焦痕點(diǎn)，可用兆歐表測量該相繞組。如有冒煙，即可發(fā)現(xiàn)通地點(diǎn)。

3、繞組短路故障的檢修

繞組短路一般都是由于過電壓、欠電壓、過負(fù)載或兩相運(yùn)行等原因造成。檢查故障首先應(yīng)了解電動機(jī)是否有過載、過電壓或兩相運(yùn)行等異常情況，短路處因電流過大而產(chǎn)生高熱，使絕緣焦脆，觀察電動機(jī)繞組是否有燒焦痕跡和焦味。

繞組短路的情況有繞組匝間短路、繞組與繞組間短路、極相組間短路和相間短路。常用的檢查方法有下面幾種：

（1）利用兆歐表或萬用表檢查相間絕緣 用兆歐表或萬用表檢查任何兩相繞組間絕緣電阻，如絕緣電阻很低，就說明該兩相短路。

（2）電流平衡法

（3）電阻法 用電橋測量三相繞組電阻，電阻較小的一相為短路相。

目前9000kg/h制絲線電動機(jī)的起動方式主要有三種：直接起動、軟起動器控制起動、變頻器控制起動。其中功率小的電機(jī)通常采用直接起動的方式，在生產(chǎn)中需要調(diào)速的使用變頻器控制起動、調(diào)速，對于大功率的風(fēng)機(jī)則使用軟起動器起動。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，對于在生產(chǎn)過程中突發(fā)的由電機(jī)引起的設(shè)備故障，為了不影響生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量通常采用最快捷的方法處理，也就是迅速判斷故障（軟故障或者硬故障）發(fā)生的情況，立即排除，可以更換的更換，不能更換的立即修復(fù)。（http://www.diangon.com/版權(quán)所有）軟故障也就是通常我們講的由程序引起的故障（很不少發(fā)生，系統(tǒng)運(yùn)行較長時間比較穩(wěn)定），另外就是硬故障，也就是由元器件引起的故障，這部分故障的發(fā)生率比較高，查找的時候從控制（輔助觸點(diǎn)）和主電路兩部分來，通常主電路按一定的順序：電源 --饋電器（包含空氣開關(guān)和接觸器兩部分）--隔離開關(guān) --電機(jī)。

下面是生產(chǎn)維修過程中碰到的兩個小案例。FB2皮帶運(yùn)輸機(jī)電機(jī)和MB36#生梗絲儲柜耙釘電機(jī)故障。

故障現(xiàn)象：空氣開關(guān)跳閘，電機(jī)發(fā)熱無法運(yùn)行《？xml:namespace prefix = v ns = “urn:schemas-microsoft-com:vml” /》

故障檢查排除：檢查電源沒問題，饋電器也是好的，但從饋電器出口端檢查電機(jī)三相電阻不平衡。打開電機(jī)接線盒，有一繞組的端部出口燒斷。重新連接處理，起動電機(jī)運(yùn)行良好。