电机常见问题浅析及对策
简 介: 结合生产运行与检修实践对生产过程中电机常见的一些问题及解决方案检修工艺标准工艺卡作初步探讨。
关键字:电机绕组 绝缘破坏 问题附表 电机检修工艺卡
一、引言
某集团共有生产用电机10000余台,遍及集团公司生产装置的各个角落,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,电机烧毁的事故常有发生,而且呈上升趋势,严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机烧毁原因及相应对策做一简要分析和介绍,希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。
二、电机绕组局部烧毁的原因及对策
1.由于电机本身密封不良,加之环境跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策:①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;②检修时注意搞好电机的每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上涂抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒,如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。
2.由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成:①轴承装配不当,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象,装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净,运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。
相应对策:①卸装轴承时,一般要对轴承加热至80℃~100℃,如采用轴承加热器,变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁净。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。⑥禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。⑧对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。
3.由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。
相应对策:电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4.由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策:①尽量避免电动机过载运行。②保证电动机洁净并通风散热良好。③避免电动机频繁启动,必要时需对电机转子做动平衡试验。
5.电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到磨擦,从而加速了绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
三、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏(或过热),一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析,仅作简要说明。
如图1所示为三相异步电动机绕组为△接法的情况:
图2 Y接法电动机缺相运行示意图
当电机不论何种原因缺相后(如图1b所示),电动机虽然尚能继续运行,但转速下降,滑差变大,其中B、C两相变为串联关系后与A相并联,在负荷不变的情况下,A相电流过大,长时间运行,该相绕组必然过热而烧毁。
如图2所示为三相异步电动机绕组为Y接法的情况:电源缺相后(如图2b),电动机尚可继续运行,但同样转速明显下降,转差变大,磁场切割导体的速率加大,这时B相绕组被开路,A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大,长时间运行,将导致两相绕组同时烧坏。
图1 △ 接法电动机缺相运行示意图
这里需要特别指出,如果停止的电动机缺一相电源合闸时,一般只会发生嗡嗡声而不能启动,这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场,但当缺一相电源后,定子铁心中产生的是单相脉动磁场,它不能使电动机产生启动转矩。因此,电源缺相时电动机不能启动。但在运行中,电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场,所以,正在运行中的电动机缺相后仍能运转,只是磁场发生畸变,有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧坏。
相应对策:无论电动机是在静态还是动态,缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同时,由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时,缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时,必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。
四、常见问题汇总,详见附表。
五、为规范电机检修及保证检修质量,制定如下电机工艺卡
低压交流异步电动机检修工艺卡
设备名称 检修单位
KKS编码 工作负责人
设备型号 工作成员
检修时间 年 月 日 时 分 ---- 年 月 日 时 分
作业工具
序号 名称 型号规格 数量 单位 备注
1 □手拉葫芦 2 个
2 □钢丝绳 2 根
3 □U型卡环 4 个
4 □抽、装转子专用工具 1 套
5 □拔对轮及风扇叶专用工具 各1 套
6 □轴承拉马 1 套
7 □内六角扳手 1 套
8
□大锤 8磅 1 把
9 □手锤 1.5磅 1 把
10 □油盘 2 个
11 □铜棒 Ф60,紫铜 1 根
12 □电工组合工具 24件 1 套
13 □敲击扳手 1 把
14
□梅花扳手 8-12 1 套
15 □活扳手 18
16 □烤把 1 把
17 □撬棍 大、小 各2 把
18 □吹吸风机 220V、1000W 1 台
19 □电线轴 220 V带漏电保护器 1 个
20 □毛刷 2寸 2 把
21 □轴承加热器 DKQ-V,220V 1 个
22 □手电筒 1 把
23 □道木 2 根
24 □千斤顶 32T 1 个
25 □胀钳 1 套
26 □改锥 1 把
27 □内、外径千分尺 0.01mm,0-25mm~225-250mm 1 套
28 □摇表 3121,1000V 1 块
29 □测温仪 JIC6802 1 块
30
□测振仪 EMT220ANC 1 块
31 □听针 800mm,铜 1 根
消耗材料
序号 名称 型号 数量 单位 备注
1 □润滑脂 与电机所用润滑脂相同 4 Kg
2 □清洗剂 爱斯25 25 kg
3 □塑料布 宽1m 10 m
4 □绝缘塑料带 黄、绿、红 各1 卷
5 □高压自粘带 1 盘
6 □氧气、乙炔 各1 瓶
检修所需备品备件
序号
名称 型号 数量 单位 备注
1 □负荷侧轴承 1 盘
2 □非负荷侧轴承 1 盘
安全措施防范
序号 危险点 防范措施 签证点
1 □人身伤害 停电、验电挂警示牌,必要时设围栏。无电压后方可工作。不要误入带电间隔、与带电设备保持安全距离
2 □工器具伤人 正确使用工器具和防护用具
3 □设备损坏 不误碰无关设备
4 □无票作业 应办理工作票之后方可开展工作
5 □电子干扰 关闭手机等通讯工具
检修项目及工艺要求
序号 检修程序 工艺标准及注意事项 签证点
检修工序 □接线盒拆卸 首先确认隔离,做好准备工作,核对电机编号并抄录铭牌,将待拆动的部件做好相应的标记
□接线盒检查 检查是否有密封不严现象,应无污物,按顺序检查密封圈老化破损情况(必要时更换)
□引线检查 检查引线绝缘及铜鼻子和导线焊接情况,导线应无折断,绝缘良好。检查引线无过热、变色、变形、磨损和覆盖漆剥落现象。
□拆除地脚、对轮,起吊 起重作业由专业指挥。
□捋对轮 对轮加热时,温度不超过200℃。
□拆风扇罩,取下风扇 先将风扇罩拆除,之后用专用工具将风扇顶出。
□拆开负荷侧及非负荷侧端盖 将电机两侧轴伸吊住,防止端盖受力,用顶丝将端盖顶出。
□轴承检修 轴承内、外滑道、滚珠或滚柱无脱皮、无麻点、无锈斑、无过热、无划痕、无老化磨损。 W1
□电动机组装 按照与拆卸相反的顺序进行。 W2
回装检测 □电动机试验 绝缘电阻和直流电阻测试按照规程执行。
□电动机就位 就位后恢复接地线及电源线。
□空载试运电动机 押回工作票,试运时测量振动、温度及声音情况应符合规程要求,检测电机转向正确。 H1
检 修 记 录 卡
专业:__ 日期: 年_ _ 月_ _ 日
系统 设备名称
检修前工况:
检修情况:
发现的问题分析:
更换配件记录(规格型号):
试转情况:
运行电流 A相 B相 C相
电机振动 负荷侧 ― ⊥ ⊙
非负荷侧 ― ⊥ ⊙
电机轴承温度 负荷侧 电机本体温度 电动机轴承声音 负荷侧
非负荷侧 非负荷侧
工作负责人签字:
工作审核人签字:
设备部负责人签字:
备注:
四、结论
某集团公司从1987年试生产至2002年3月15年间,累计烧毁电机达1300余台次,平均每年达80余台次,仅修理费用支出达200余万元。其中77%属于维护不良(如电机进水、轴承缺油、通风不畅等)、检修不当(如轴承拆装不当、缺陷消除不彻底、附件不全等)、机加工精度不符合要求(如对转轴堆焊后加工精度不够、端盖嵌套过盈量大等)、运行环境恶劣(如现场跑冒滴漏严重、水冲电机等)等原因所致。希望以上分析能够对从事电工工作的人员有所帮助和借鉴。
附表:三相异步电动机常见故障及处理方法
序号 故障现象 故障原因 处理方法
1 通电后电动机不能转动,但无异响,也无异味和冒烟。 1. 电源未通(至少两相未通);
2. 熔丝熔断(至少两相熔断);
3. 控制设备接线错误;
4. 电机已经损坏。 1. 检查电源回路开关,熔丝、接线盒处是否有断点,修复;
2. 检查熔丝型号、熔断原因,更换熔丝;
3. 检查电机,修复。
2 通电后电动机不转,然后熔丝烧断。 1. 缺一相电源,或定子线圈一相反接;
2. 定子绕组相间短路;
3. 定子绕组接地;
4. 定子绕组接线错误;
5. 熔丝截面过小;
6. 电源线短路或接地。 1. 检查刀闸是否有一相未合好,或电源回路有一相断线;消除反接故障;
2. 查处短路点,予以修复;
3. 消除接地;
4. 查出误接,予以更正;
5. 更换熔丝;
6. 消除接地点。
3 通电后电动机不转,有嗡嗡声。 1. 定子、转子绕组有断路(一相断线)或电源一相失电;
2. 绕组引出线始末端接错或绕组内部接反;
3. 电源回路接点松动,接触电阻大;
4. 电动机负载过大或转子卡住;
5. 电源电压过低;
6. 小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬,轴承卡住。 1. 查明断点,予以修复;
2. 检查绕组极性;判断绕组首末端是否正确;
3. 紧固松动的接线螺栓,用万用表判断各接头是否假接,予以修复;
4. 减载或查出并消除机械故障;
5. 检查是否把规定的△接法误接为Y接法;是否由于电源导线过细使压降过大,予以纠正;
6. 重新装配使之灵活;更换合格油脂,修复轴承。
4 电动机起动困难,带额定负载时,电动机转速低于额定转速叫多。 1. 电源电压过低;
2. △接法误接为Y接法;
3. 笼形转子开焊或断裂;
4. 定子、转子局部线圈错接、接反;
5. 电机过载。 1. 测量电源电压,设法改善;
2. 纠正接法;
3. 检查开焊和断点并修复;
4. 查出误接处,予以改正;
5. 减载。
5
电动机空载电流不平衡,三相相差大。 1. 绕组首尾端接错;
2. 电源电压不平衡;
3. 绕组有匝间短路、线圈反接等故障。 1、检查并纠正;
2、测量电源电压,设法消除不平衡;
3、消除绕组故障。
6 电动机空载电流平衡,但数值大。 1. 电源电压过高;
2. Y接电动机误接为△接;
3. 气隙过大或不均匀。 1. 检查电源,设法恢复额定电压;
2. 改接为Y接;
3. 更换新转子或调整气隙。
7 电动机运行时响声不正常,有异响。 1. 转子与定子绝缘低或槽楔相擦;
2. 轴承磨损或油内有砂粒等异物;
3. 定子、转子铁心松动;
4. 轴承缺油;
5. 风道填塞或风扇擦风罩;
6. 定子、转子铁心相擦;
7. 电源电压过高或不平衡;
8. 定子绕组错接或短路。 1. 修剪绝缘,削低槽楔;
2. 更换轴承或清洗轴承;
3. 检查定子、转子铁心;
4. 加油;
5. 清理风道,重新安装风罩;
6. 消除擦痕,必要时车小转子;
7. 检查并调整电源电压;
8. 消除定子绕组故障。
8 运行中电动机振动叫大。 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。 1. 检查轴承,必要时更换;
2. 调整气隙,使之均匀;
3. 校正转子动平衡;
4. 校直转轴;
5. 校正重叠铁心;
6. 重新校正,使之符合规定;
7. 检修风扇,校正平衡,纠正其几何形状;
8. 进行加固;
9. 紧固地脚螺栓;
10.修复转子绕组;
11.修复定子绕组。
9 轴承过热。 1. 润滑脂过多或过少;
2. 油质不好含有杂质;
3. 轴承与轴颈或端盖配合不当;
4. 轴承盖内孔偏心,与轴相擦;
5. 电动机与负载间联轴器未校正,或皮带过紧;
6. 轴承间隙过大或过小;
7. 电动机轴弯曲。 1. 按规定加润滑油脂(容积的三分之一至三分之二);
2. 更换为清洁的润滑油脂;
3. 过松可用粘结剂修复;
4. 修理轴承盖,消除擦点;
5. 重新装配;
6. 重新校正,调整皮带张力;
7. 更换新轴承;
8. 矫正电机轴或更换转子。
10
10 电动机过热甚至冒烟。 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(相间、匝间短路;定子绕组内部连接错误)。 1. 降低电源电压(如调整供电变压器分接头),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,
电动机单相运行的原因及预防
在现代工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。
一、电动机单相运行产生的原因及预防措施
1、熔断器熔断 ⑴故障熔断:主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。
预防措施:选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路,并要定期加以检查,加强日常维护保养工作,及时排除各种隐患。
⑵非故障性熔断:主要是熔体容量选择不当,容量偏小,在启动电动机时,受启动电流的冲击,熔断器发生熔断。
熔断器非故障性熔断是可以避免的,不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下,熔体的容量尽量选择小一些的,这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故,它绝不能作为电动机的过负荷保护。
2、正确选择熔体的容量
一般熔体额定电流选择的公式为:
额定电流=K×电动机的额定电流
⑴耐热容量较大的熔断器(有填料式的)K值可选择1.5~2.5。
⑵耐热容量较小的熔断器K值可选择4~6。
对于电动机所带的负荷不同,K值也相应不同,如电动机直接带动风机,那么K值可选择大一些,如电动机的负荷不大,K值可选择小一些,具体情况视电机所带的负荷来决定。
此外,熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好,否则会引起接触处发热,使熔体受外热而造成非故障性熔断。
在安装电动机的过程中,应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。
⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头,如没有铜铝接头,可在铜接头出挂锡进行连接。
⑵对于容量较大的插入式熔断器,在接线处可加垫薄铜片(0.2mm),这样的效果会更好一些。
⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。
⑷接线时避免损伤熔丝,紧固要适中,接线处要加垫弹簧垫圈。
3、主回路方面易出现的故障
⑴接触器的动静触头接触不良。
其主要原因是:接触器选择不当,触头的灭弧能力小,使动静触头粘在一起,三相触头动作不同步,造成缺相运行。
预防措施:选择比较适合的接触器。
⑵使用环境恶劣如潮湿、振动、有腐蚀性气体和散热条件差等,造成触头损坏或接线氧化,接触不良而造成缺相运行。
预防措施:选择满足环境要求的电气元件,防护措施要得当,强制改善周围环境,定期更换元器件。
⑶不定期检查,接触器触头磨损严重,表面凸凹不平,使接触压力不足而造成缺相运行。
预防措施:根据实际情况,确定合理的检查维护周期,进行严细认真的维护工作。
⑷热继电器选择不当,使热继电器的双金属片烧断,造成缺相运行。
预防措施:选择合适的热继电器,尽量避免过负荷现象。
⑸安装不当,造成导线断线或导线受外力损伤而
断相。
预防措施:在导线和电缆的施工过程中,要严格执行“规范”严细认真,文明施工。
⑹电器元件质量不合格,容量达不到标称的容量,造成触点损坏、粘死等不正常的现象。
预防措施:选择适合的元器件,安装前应进行认真的检查。
⑺电动机本身质量不好,线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。
预防措施:选择质量较好的电动机。
二、单相运行的分析和维护
根据电动机接线方式的不同,在不同负载下,发生单相运行的电流也不同,因此,采取的保护方式也不同。
例如:Y型接线的电动机发生单相运行时,其电机相电流等于线电流,其大小与电动机所带的负 载有关。
当△型接线的电动机内部断线时,电动机变成∨型接线,相电流和线电流均与电动机负载成比例增长,在额定电流负载下,两相相电流应增大1.5倍,一相线电流增加到1.5倍,其它两相线电流增加√3/2倍。
当△型接线的电动机外部断线时,此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间,线电流等于绕组并联之路电流之和,与电动机负荷成比例增长,在额定负载情况下,线电流增大3/2倍,串接的两绕组电流不变,另外一相电流将增大1/2倍。
在轻载情况下,线电流从轻电流增加到额定电流,接两相绕组电流保持轻载电流不变,第三相电流约增加1.2倍左右。
所以角型接线的电动机在单相运行时,其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化,而且还根据负载不同发生变化。
综上所述,造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的:
1、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。
2、保险非正常性熔断。
3、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动,接触不良,选择不当等造成电源断一相。
4、电动机定子绕组一相断路。
5、新电机本身故障。
6、启动设备本身故障。
只要我们在施工时认真安装,在正常运行
电动机故障诊断技术的应用分析论文
无论是在学习还是在工作中,大家一定都接触过论文吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我收集整理的电动机故障诊断技术的应用分析论文,欢迎阅读与收藏。
摘要:
当前,大型机械设备中安装电动机是非常普遍的,是辅助机械设备生产功能的一种手段,然而电动机在长期不间断工作,在电能转化为机械能的过程中造成温度持续上升、电动机性能降低、工作效率低下、电动机出现故障的情况,因此故障诊断技术的快速发展是延长电动机使用寿命的关键。本文立足于现实角度,针对现阶段电动机容易出现故障的类型,维修管理中应用的故障诊断技术的如何应用进行分析。希望通过本次研究,来探讨故障诊断技术在电动机维修管理上的应用情况,从而对相关专业知识有更深层次的理解。
关键词:
故障诊断技术,电动机,维修管理,技术
引言:
电动机的出现可以追溯到上个世纪初,随着二次工业革命的快速发展,电动机发挥了巨大的作用。随着我国科学技术、生产技术的突飞猛进,电动机在制造业、工业、农业中发挥了巨大的作用。然而长时间通过工程机械高频率使用电动机,很容易造成电动机故障。因此,故障诊断技术也顺势而生,当前电动机的故障主要包括四种类型,然而该如何进行故障诊断,从而对症下药,是当前专家学者与技术人员共同重视的问题,也是需要持续研究的课题。
1、电动机出现的故障类型分析
1.1转子故障
转子故障主要是因为电动机在长期运行的过程中,由于转子长期处于机械制动的高频率里,所以很容易存在转子故障。电动机转子也包括两个板块:定位轴承、非定位轴承。定位轴承主要是承担转子在高速运转过程中承担负荷力度。在电动机运行的过程中为了避免其他外部作用力造成的损害电动机的情况,还需要安装非定位轴承。
因此,定位轴承与非定位轴承都可能因为电动机遭受了各种作用力造成损害或者损毁的情况,最终导致电动机出现转子故障,这种故障出现是电动机的常见故障之一,也是电动机无法持续运转的关键因素,最终形成断条。
1.2定子故障
定子故障的产生很大程度是因为电动机的外部绝缘体受到了损害导致的;还有一种可能是由于电动机在使用的过程中出现了匝间短路故障。一旦出现了匝间短路则匝间绝缘需要承担暂态过电压。出现这种情况很大程度上是由于电动机长期处于较差环境中,并且持进行高速作业,造成的短路故障、绝缘变形、绝缘损坏的情况下出现的定子故障。
定子故障的产生也是非常常见的,维修人员可以通过故障检修技术来探讨电动机的使用状况、预计电动机的未来使用寿命。定子故障的产生也说明电动机的各个零部件、线路的性能出现了问题。
1.3气隙偏心故障
气隙偏心故障的产生是由于电动机在组装过程中产生零部件、线路出现偏差。出现这种故障一般情况下是由于组装问题、组装人员专业素质导致的。
出现气隙偏心故障的另一原因就是电动机长期作业,在不断震动和高频度使用的过程中造成了零部件松动、轴承故障,或者是因为定子铁芯内径的椭圆度不符合电动机的长期作业指标,从而导致的气隙偏心故障。一旦出现这种故障,很容易产生连锁效应,导致电动机无法正常运作,最终导致定子、转子之间出现了间隙。当电动机无法正常运转时,自然对工程机械的使用造成了困难。
1.4轴承故障
轴承故障的产生原因与气隙偏心故障有相似之处,也是由于零部件长期作业的过程中出现了松动、间隙之后产生的问题。由于轴承承担着电动机运转的多方力量,所以在实际运作的过程中很容易出现温度升高的情况。当温度不断升高,则轴承的径杆因热量影响,产生胀力,从而使轴承松动。电动机的轴承受到转子重力的影响,也必然会导致轴承径杆的表面因为长时间的旋转导致了磨损的情况。再加上轴承圈和轴表面在长期的旋转中呈现机械摩擦,最终导致电动机内部出现热量,最终对轴承造成破坏,导致电动机无法正常、持续的运转。
2、电动机故障诊断技术的应用分析
2.1神经网络诊断
神经网络诊断的方法是目前使用较多的一种诊断方法。神经网络诊断是模仿人类大脑神经元结构,将电动机内部作为大脑结构,从而建立起非线性动力学网络系统,最终由各个单元进行集成式扫描处理,高度并联。
通过互联网数学模拟的能力,进行电动机的故障诊断工作。神经网络诊断方法与传统的计算机诊断方法有所不同。只需要通过软件编制相应的程序,以软件编制任务为基础,高度实行诊断指令,感知与处理电动机内部各个零部件的参数、具体数据,并对比故障之前的.电动机各项零部件的参数,从而扫描出高故障的零部件样本。
通过这种方法,能够更强的感知到电动机内部故障,判断是定子故障还是转子故障,并判断什么区域的零部件出现了松动、磨损的情况。因此,可以看出神经网络诊断主要是将电动机内部各项参数提前掌握,最终实现运算、对比、扫描工作来确诊。
2.2专家系统诊断
专家系统故障诊断与神经网络诊断有相似之处,前者是依靠互联网数字技术,而专家系统诊断则是依靠了人工智能技术。该技术是综合了电动机故障检修相关专家的意见,并结合智能技术检测电动机各项参数,最终进行综合判断。
在使用专家系统诊断时,工程师需要根据自身知识素养来建立诊断模型,通过模型对比,逐一排查的方式,对电动机故障确诊。这种方法是目前较为新颖的检测技术,在建立模型、与专家系统诊断结合的过程中,能够对应解决故障,针对性延长电动机使用寿命,而且综合判断的准确率很高,在快速检测中实现全面排查工作,还能够对电动机有更加系统的诊断报告,帮助相关人员了解与判断电动机状态、未来预计使用寿命。
2.3信号处理诊断
信号处理诊断技术是针对电动机发生故障后发出信号、指令来判断故障情况。除了一些先进的电动机机器设备外,一些企业会在电动机的绝缘设备上安装诊断用信号处理装置,通过安装这种装置,能够完全对应信息处理要求。而维修人员、工程师则根据信号处理诊断技术,对电动机发出的信号时域、时频来进行分析(分析内容是信号的时域、频域、频率分量的变化、信号非平稳时的时变函数判断),从而对相关设备发出的故障进行计算、参数对比,信号处理方式。
2.4混合诊断方法
混合诊断方法也是常见的故障诊断技术,是结合以往的应急型故障诊断方法(该方法需要综合素质较高的工程师、检修工人来进行,结合仪器检测来综合判断电动机故障原因,但由于是肉眼检测和主观判断检测,所以准确率不高)的基础上,结合电动机维修管理工作,实施定期维护、管理工作,来进一步获取电动机内部定子、转子、各项零部件的数据参数,从而避免一旦出现故障会出现明显的数据误差,不利于判断重点损坏区域。当前,这种故障诊断技术随着互联网技术、数字技术的推进,也逐渐走向智能化,方便检修人员实时进行参数对比,方便预判电动机的状态,制定故障维修方案。
3、结束语
本文主要分析的是故障诊断技术在电动机维修管理中的应用,针对目前电动机故障类型进行系统分析与探讨,并针对故障诊断技术的分别具体应用进行详细的探讨,希望通过本文的分析,能够对相关专业知识有更深层次的了解。电动机是工程机械运行的重要组成部分,因此了解故障诊断技术的基础上,能够对相关专业研究有一定的引导作用。
参考文献
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出处:
三相异步电动机的原理与结构
摘要:
作电动机运行的三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运三相异步电动机而感生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。
关键词 三相异步电动机;基本结构;工作原理;选用
一、三相异步电动机的基本结构
1、定子(静止部分)
(1)定子铁心
作用:电机磁路的一部分,并在其上放置定子绕组。
构造:定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组。
定子铁心槽型有以下几种:半闭口型槽,半开口型槽,开口型槽。
(2)定子绕组
作用:是电动机的电路部分,通入三相交流电,产生旋转磁场。
构造:由三个在空间互隔120°电角度、队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。
(3)机座
作用: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。
2、转子(旋转部分)
(1)三相异步电动机的转子铁心:
作用:作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
(2)三相异步电动机的转子绕组
作用: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。
构造:分为鼠笼式转子和绕线式转子。
3、三相异步电动机的其它附件
端盖:支撑作用。
轴承:连接转动部分与不动部分。
轴承端盖:保护轴承。
风扇:冷却电动机
二、三相异步电动机的工作原理
定子绕组接上三相电源后,电动机便产生旋转磁场,所谓旋转磁场就是指电动机内定子和转子之间气隙的圆周上按正弦规律分布的,能够围绕着电动机在空间不断旋转的磁场。转子与旋转磁场之间存在相对运动。转子导条被旋转磁场的磁力线切割而产生感应电动势,它在转子绕组中感应出电流,两者相互作用产生电磁转矩,使转子转动起来。从而将电能转化为转轴的机械能。
当电动机的三相定子绕组(各相差120度电角度),通入三相对称交流电后,将产生一个旋转磁场,该旋转磁场切割转子绕组,从而在转子绕组中产生感应电流(转子绕组是闭合通路),载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力,从而在电机转轴上形成电磁转矩,驱动电动机旋转,并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
三、三相异步电动机的选用
三相异步电动机应用广泛,是一种主要的动力源。在此,要特别强调合理选择电动机的额定功率,如额定功率选择过大,不仅造成设备投资费用增加,而且电动机长期处于低效率低功率因数点运行,是很不合理很不经济的。
1、三相异步电动机的选用要点
(1)根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标,合理选择电动机的类型。
(2)根据机械负载所要求的过载能力、启动转矩、工作制及工况条件,合理选择电动机的功率,使功率匹配合理,并具有适当的备用功率,力求运行安全、可靠而经济。
(3)根据使用场所的环境,选择电动机的防护等级和结构形式。
(4)根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求,选择电动机的转速。
(5)根据使用的环境温度,维护检查方便、安全可靠等要求,选择电动机的绝缘等级和安装方式。
(6)根据电网电压、频率、选择电动机的额定电压以及额定频率。
2、三相异步电动机的选用步骤:
选电动机类型→选电动机容量→校核启动转矩最大转矩→等效发热校核→经济性综合指标校核→电动机机械特性与负载特性对比→电动机电压等级与频率→决定
核→电动机机械特性与负载特性对比→电动机电压等级与频率→决定
3、三相异步电动机的维护保养
启动前的准备和检查
(1)检查电动机和启动设备接地是否可靠和完整,接线是否正确与良好。
(2)检查电动机铭牌所示额定电压,额定频率是否与电源电压、频率相符合。
(3)新安装或者长期停用的电动机(停用三个月以上),启动前应检查绕组相对相、相对地的绝缘电阻值。(用1000伏兆欧表测量)。绝缘电阻应该大于0.5兆欧。如果低于这个值,应该将绕组烘干。
(4)对绕线型转子应该检查其集电环上的电刷以及提刷装置是否能正常工作,电刷的压力是否能符合要求。电刷压力为1.5N/cm-2.5 N/cm。
(5)检查电动机的转子转动时候灵活可靠,滑动轴承内的油时候达到规定的油位。
(6)检查电动机所用的熔断器的额定电流是否符合要求。
(7)检查电动机的各个紧固螺栓以及安装螺栓是否牢固并符合要求。
4、运行中的故障处理
(1)启动时的故障
当合上断路器或自动开关后,电动机不转,只听到嗡嗡的声响,或者不能转到全速,这种故障原因可能是:
定子回路一相断线,如低压电动机熔断器一相熔断,或高压电动机短路器以及隔离开关的一相接触不良,不能形成三相旋转磁场。
转子回路断线或接触不良,使转子绕组内无电流或电流减小,因而电动机不转或者转动很慢。
在传动机械中,有机械上的卡阻现象,严重时电动机就不转,且异常声响。
电压过低使电动机转矩减小,启动困难或不能启动。
电动机定子,转子铁心相摩擦,增加了负载,使转动困难。
运行人员发现上述故障时,对高压电动机来讲,应立即拉开电动机的断路器以及隔离开关,检查其定子、转子回路。
(2)定子绕组单相接地故障。
电动机绕组由于受到各种因素的侵蚀,使其绝缘水平降低。此外,由于电动机长期过负荷运行,会使绕组的绝缘体因长期过热而变的焦脆或脱落。这都会造成电动机定子绕组的单相接地。
(3)三相电动机单相运行的故障三相电动机在运行中,如果一相熔断器烧坏或接触不良,隔离开关,熔断器,电缆头以及导线一相接触松动以及定子绕组一相断线,均会造成电动机的单相运行。
运行人员根据电动机所产生的异常现象,确认电动机为单相运行时,则应切断电源,使其停止运行。并用兆欧表测量定子回路电阻值,若电阻值很大或无穷大时,则说明该相断线。然后检查定子回路中的熔断器,断路器,隔离开关,电缆头以及接线盒内接线接触是否良好。
四、三相异步电动机的铭牌
每台电动机的机壳上都有一块铭牌,上面标明该电动机的规格、性能及使用条件,它是我们正确使用电动机的依据。这里对铭牌上主要的技术参数介绍如下。
1、型号为了适应不同用途和工作环境需要,三相异步电动机制成不同系列和型号,不同型号的电动机的机座长度、中心高度、转速等技术参数不相同,使用或选购时应注意型号或根据需要查阅相应产品目录和技术手册。
2、功率电动机在铭牌规定的运行条件下,正常工作时的输出功率(kw)。
3、电压电动机定子绕组的额定线电压(v)。
4、电流电动机在额定工作状况下运行时流入定子绕组的线电流(a)。
5、转速电动机在额定工作状况下运行时转子每分钟的转数(r/min)。
6、接法电动机的接线盒有六个接线端子,需要改变转子当前的转向时,只要把电动机的三根电源线中的任意两根对调一下,就能改变电动机的转向。
结论:
实践证明,在工农业生产中,根据实际需要,科学地选用三相异步电动机可以提高生产效率,收到很好的经济效益。在运行中对电动机进行科学的维护保养,使电动机长期处于非常好的技术状态,延长使用寿命,提高工农业生产的的效率。是非常有必要的。
参考文献:
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