電動機三相電流不平衡的原因及表現

01三相電壓不平衡

如果三相電壓不平衡，電動機內就有逆序電流和逆序磁場存在，產生較大的逆序轉矩，造成電動機三相電流分配不平衡，使某相繞組電流增大。當三相電壓不平衡度達5％時，可使電動機相電流超過正常值的20％以上。三相電壓不平衡主要表現在：

(1）變壓器三相繞組中某相發(fā)生異常，輸送不對稱電源電壓。

(2）輸電線路長，導線截面大小不均，阻抗壓降不同，造成各相電壓不平衡。

（3）動力、照明混合共用，其中單相負載多，如：家用電器、電爐、焊機等過于集中于某一相或某二相，造成各相用電負荷分布不均，使供電電壓、電流不平衡。

02負載過重

電動機處于過載運行狀態(tài)，尤其是起動時，電動機定、轉子電流增大發(fā)熱。時間略長，極易出現繞組電流不平衡現象。負載過重主要表現在：

（1）皮帶、齒輪等傳動機構過緊或過松。

（2）聯軸機件歪斜，傳動機構有異物卡住。

（3）潤滑油干澀，軸承卡殼，機械銹死（其中包括電動機本身機械故障）。

（4）電壓過高或過低，使損耗增加。

（5）負載搭配不當，電動機額定功率小于實際負載。

03定子、轉子經組故障

定子繞組出現匝間短路、局部接地、斷路等，都會引起走子繞組中某一相或其二根電流過大，使三相電流嚴重不平衡。走子、轉子繞組故障表現在：

（1）定于內膛有灰塵、雜物、硬性創(chuàng)傷，造成匝間短路。

（2）定子繞組某相斷路。

（3）定子繞組受潮，有漏電流現象。

（4）軸承、轉子受損變形，轉子與走子繞組相擦。

（5）鼠籠式轉子繞組斷條焊裂，產生不穩(wěn)定電流。

04操作、維護不當

操作人員不能定期做好電氣設備的檢查保養(yǎng)工作，是人為造成電動機漏電、缺相運行，產生不平衡電流的主要因素。

操作維護不當主要表現在：

（1）操作安裝人員將相、零線接反。

（2）進線與接線盒相碰，有漏電流。

（3）各連接開關、觸點松脫、氧化等原因造成缺相現象。 （4）頻繁起動，起動時間過長或過短，造成熔絲斷相。

（5）長期使用，缺少保養(yǎng)，使電動機衰老，局部絕緣退化。

三相電機電流不平衡可能會發(fā)生電機的絕緣擊穿。是否擊穿看電機繞組中的電流大小，電機啟動時候啟動沖擊電流很大，此時發(fā)生擊穿的可能性較大，但是不絕對，這跟電流的大小、絕緣等級等有關。三相電流不平衡肯定會產生電機轉矩的不穩(wěn)定。

產生電機三相電流不平衡的原因，個人認為主要是由于電機三相繞組不平衡造成，這當中跟電機的制造工藝有直接的關系。

其中三相電流不平衡(極端情況是電機缺相)是主要故障之一。三相電流不平衡可能造成起動困難． 電機運轉時發(fā)出噪音，嚴重時電機會發(fā)生劇烈振動和吼叫．電流增大， 如果不及時停機，還可能引起電機繞組燒毀。

以下實例：

1實例分析

一臺型號為JR115—8額定功率為60 kW的三相異步電動機， 空載試驗電壓剛升到以幾十伏時三相電流即不平衡．其中有一相電流小一半左右， 同時電機發(fā)出嗡嗡聲。此電機為Y接．從理論分析， 三相所加電壓相同，如果電流小一半左右．那么阻抗大一倍左右，由此分析，此臺電機有可能是支路斷線。為進一一步確定故障原因，將電機定轉子分離， 分別測試。定子電壓給到70 V時，觀察定子三相電流不平衡，用手觸摸繞組端部，發(fā)現有繞組異常涼，后經檢查證實確有支路斷線。為了通過現象，迅速判斷故障原因，決定對造成三相異步電動機三相電流不平衡的各種原因進行總結分析。如何利用現有設備盡快查出故障原因，提高檢修速度并保證檢修質量成了亟待解決的問題。2 造成故障的原因造成三相異步電動機三相電流不平衡原因有以下兩方面。

1．1 線路原因

(1)試驗線路熔斷絲接觸不良或熔斷；

(2)電源電壓三相不平衡；

(3)三根試驗用線與電機接線端子沒有連接好。

1．2 電機自身原因

(1)內部接線錯誤，包括某極相組中一只或幾只線圈 嵌反或頭尾接錯、極相組接反、多路并聯繞組支路接錯等；

(2)繞組出現短路或斷路故障；

(3)電源線極性(起端和終端)標錯；

(4)焊接不良；

(5)繞組重繞后三相繞組匝數不相等。

2三相電流不平衡故障原因查找

由于線路方面的原因和電機自身原因均可造成電機三相電流不平衡．本文只詳細討論由電機自身原因造成的三相電流不平衡故障查找。

(1)三相繞組通人三相交流電，將試驗用小轉子沿著繞組表面移動，觀察小轉子轉動情況。接線正確時小轉子將均勻同方向旋轉。如果小轉子出現停轉或反轉等現象，說明繞組內部接線可能出現故障 再觀察小轉子停轉或反轉處是否有接線錯誤。這是根據當三相對稱繞組通人三相對稱電流時，會產生幅值和轉速都恒定的圓形旋轉磁場而當三相異步電動機繞組內部接線出現錯誤時，會導致磁場畸變或不能形成完整的旋轉磁場。

(2)三相電流不平衡，不平衡度超過20％時． 電流大的一相有可能存在短路故障。可將繞組通電一段時問后，觸摸繞組端部有無局部過熱。如果繞組局部過熱，則此處可能有短路點； 并觀察端部絕緣有無焦脆變色現象，若有說明可能有短路故障 值得一提的是轉子繞組如使用帶有并頭套的扁銅線， 出現三相電流不平衡現象，可檢查并頭套間是否有焊錫等物使兩個或幾個并頭套短接。繞組通電一段時間后，觸摸繞組端部如有局部過涼說明此局部過涼處處于斷路狀態(tài)?？捎?a href="http://ttokpm.com/v/tag/796/" target="_blank">萬用表作進一步測斌 將三相繞組接成Y接，測試各相電阻，當電阻無窮大或較大時，說明此相繞組有斷路故障點。另外當三相電流不平衡相差較大時．電流小的那一相可能有支路斷路。

(3)一般電動機繞組有六個引出線，每個引出線都有 特定標記符號 可用萬用表檢測其極性標記正確與否。

圖1

如圖l所示，將其中任意一相兩端與萬用表相接，另兩相一端如圖相接，另一端與干電池點接觸。接觸瞬間記下萬用表指針有無擺動。此時萬用表使用電流檔分別 按圖18和b各作一次測試。如果兩次指針都沒有擺動，說明接線極性正確；若兩次指針都有擺動，說明兩次都沒接萬用表的那一相首尾顛倒，即極性標記錯誤； 如果有一次指針無擺動，有一次指針有擺動，說明無擺動那一次接萬用表那一相首尾顛倒了。 (4)再次仔細觀察焊接點：焊接處銅線是否清理干凈、有無漆皮，焊錫是否浸透到焊接處，并用手活動焊接的繞組接線，觀察是否有松動。焊接處有漆皮、虛焊均可導致三相電流不平衡，可通過測試繞組直流電阻來進一步確定故障點。如果測試結果為某一相繞組直流電阻比其他兩相大，須進一步測定此相繞組直流電阻，采用分段檢查法。如圖2所示，此為一相繞組示意圖。如測得R^c比正常值大，將繞組中間段焊點B處清理干凈焊好。再測試RAB、RⅨ=，如果R^B>R ，說明焊接不良處在AB段， 再如上步驟分段測AB段繞組直流電阻，直至找到故障點。

(5)測試繞組直流電阻時，在排除焊接不良所致原因后， 如測得某相繞組直流電阻大，則此相繞組極相組中線圈可能有匝數多的。如某相繞組直流電阻小，則此相繞組極相組可能有匝數少的，采用分段檢測法查出具體繞組。

結 語

引起三相異步電動機三相電流不平衡原因有線路和電機自身兩方面。試驗電機前首先檢查試驗線路熔斷絲狀態(tài)。試驗時如果出現三相電流不平衡故障，首先檢查線路， 然后檢查電機自身。結合各種現象作出具體故障原因判斷。在實際工作中利用上文所論述的查找故障原因的方法對試驗中出現的三相電流不平衡進行分析，取得了預期效果，節(jié)約了大量查找時間，提高了工作效率。