三相异步电动机电机启动常见故障
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。
一、引言
建滔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。
当电机不论何种原因缺相后，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。
为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后，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。
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、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
例1 某化工厂用185kw 电动机增大起动转矩解决起动困难的做法
问题分析
三相异步电动机为了降压起动，通常采用丫联结起动，△ 联结运行。该机驱动的化工机械惯性大，起动时要求有较大转矩，运行中要求转矩较小，运行时电流为额定值的1/3~ 1/6 。换小容量电动机又满足不了起动要求。结果采取改变起动和运行时绕组联结方式，既克服了起动困难，又节约了电能。
改接方法
原机是丫联结起动，△ 联结运行，经常因起动困难，影响生产。根据该厂电网容量大，电动机运行时负载电流小情况，将该185kw 电动机改为△ 联结起动，丫联结运行。在原控制回路中加了一个时间继电器，起动后通过时间继电器，将电动机由△ 联结起动转为丫联结运行。改接后电动机不仅起动顺利，功率因数由原来的0 . 51 提高到0 . 84 ，无功功率由原来的48.5kvar 降为27.8kvar ，节电效果明显。对类似情况的电动机，均可参照本例做法改接。
例2 一台Y200L 一4 型30kw 电动机空载通电后电动机既不转动又无声响
分析检查
根据通电后无声响又不转动的现象，可能是电源无电或未接通电源。用万用表交流电压500V 挡检测电动机出线端子，未量出电压，查证电源无电，是车间分闸一相熔断器熔体烧断。
修理方法
更换熔断器后，再合闸电动机很快起动且转人正常运转。
例3 一台三相异步电动机通电后不起动，仅发出嗡嗡声
分析检查与修理
三相电动机通电后只有嗡嗡声但不转动现象，说明电源有电，但断相，不是一相熔体断，就是电动机绕组有一相断路，应立即切断电源检查。检测结果是接触器一相接触不良。
修理方法
通过调整和整定接触器，在不通电情况下拉合闸试验时，三相动触头开合一致、接触严密；通电后检查触头接触良好，电动机很快起动，又无嗡嗡声。
例4 一台JZR-80kw 电动机通电不转动，只发出较小的嗡嗡声
分析检查
切断电源后先分别检查熔断器、接触器、和电源，没有断相。再检查电动机定子绕组外部无断相和开路，测三相绕组直流电阻平衡。对转子进行检查时，发现V相一组电刷卡在刷握内，和集电环不接触。
修理方法
卸下全部电刷，检查三相6个刷握内有锈蚀的氧化物，尤其V 相两只刷握最严重。用砂布一一打磨刷握内壁，更换了全部电刷，且电刷与集电环接触面磨成弧面，电刷装入刷握后，人工上下移动无卡住现象，调整好弹簧压力。试车后电动机起动顺利，运行平稳，电刷与集电环间无火花。
例5 车床上2 台5.5kw 电动机轻载串联、重载并联运行，突然出现起动慢
分析检查
经检查试车发现在串联运行时，第2 台电动机线电压仅为230V ，说明电动机内部有故障。用双臂电桥分别测两机定子绕组的直流电阻时，发现第2 台电动机定子绕组电阻不平衡，且与第1 台数值不同（同一厂家出品同型号2 台电动机）, 第2 台V 相直流电阻是U 、W 相电阻值的一半。经解体检查，查出V 相a 根并绕的导线有一根断开。
修理方法
将V 相绕组引线端断开的一根导线两端头焊接牢，和另一根并绕线头同时与V 相引出线联好，包上绝缘。处理后通电检查，两机起动时间长的现象消失。
例6 一台三相笼型电动机停运后再通电不能起动
分析检查
这种现象除电源断相、一相熔断器熔断、接触器一相开路外，就是电动机有一相开路，使三相电动机无法起动。经解体检查，发现定子一相绕组烧毁。此烧毁原因是在上次运行中处于单相运行所致。
修理方法
虽电动机一相绕组烧坏，由于处于单相运行结果，使其他两相绕组绝缘因过热而老化变脆。将全台绕组拆除，按原线径、匝数及联结方式重绕新线圈换上，则故障排除。
例7两台电动机运行不久又难起动
分析检查
先检测两台电动机定子绕组直流电阻均平衡。分析出现起动时间长可能是某一台转子有断条故障。用断路侦察仪检测第1 台电动机转子，发觉转子上有2 个槽中铸铝笼条断裂，断裂处离一端约50mm。
修理方法
采取在断条处用手电钻钻Φ4小孔各一个，孔深12mm，再用M5丝锥攻出M5螺纹，用M5×10mm沉头螺钉旋人，使两断开的笼条通过螺钉连为一体，排除了断条故障后，通电试车两机起动顺利。
例8 一台三相笼型电动机带负载不能起动
分析检查
该4 极75kw 电动机检修后不能带负载起动，经检查外部联结与铭牌标出联结不一样，铭牌上标为△ 形联结，电动机实际联结成丫形。这是检修时接线错误引起的起动困难。
修理方法
因该机引出6 根引线，丫形联结时，三根末端引线在外部封成星点。只要先剥去星点外绝缘层，用电烙铁烫开星点，把三相首末引线相序找对后，再按△ 形联结接好线，焊牢和包上绝缘，就把接错线的毛病纠正。
例9一台电动机虽能起动但声音不正常熔断器熔体很快熔断。
分析检查
根据检修经验，此现象不是熔断器熔体截面小，就是电动机接线有错。经检查熔体额定电流与电动机容量相匹配；再检查电动机外部联结，发现电动机铭牌为丫联结，实际接线为△ 联结。这种错误接线当熔体选择较大而不易熔断时，电动机因定子电流增加好几倍，很快就会使绕组过热而烧毁。
修理方法
同上例一样，均属接线错误。将△ 联结6 个引出线头打开，找好三相首末线头，将末端引线U2、V2及W2联成星点焊牢、包好绝缘，首端引线Ul 、Vl 及W1，接三相电源即可。
三相电动机不能运行启动的故障排除方法
蒋苏桂
《湖南农机》2011年第一期
摘要：在现代化生产程度很高的今天，企业的生产，产品的加工制造以及人们的日常生活都离不开电动机的使用，在电动机的使用过程当中有很多注意事项以及要求，否则将会发生机器的损坏。对电动机常见的故障，主要分为电气和机械两种，每一种故障都给电动机的安全运行带来极大威胁。因此，对电动机的故障分析维护与检修更显得至关重要。
关键词：三相异步电动机，运行启动，故障排除
电动机具有结构简单，运行可靠，使用方便，价格低廉等特点。为保证时机的正常工作对运行的电动机要按电动机完好质量标准的要求进行检查，运行中的电动机与被拖动设备的轴心要对正，运行中无明显的振动，一定要保持通风良好、风翅等要完整无缺。要时刻观察和测量电动机电网电压和正常工作电流，电压变化不应超过额定电压的±5%，电动机的额定负荷电流不能经常超过额定电流，以防时机过热，同时检查电机起动保护装置的动作是否灵活可靠。检查电动机各部分温升是否正常，还要经常检查轴承温度，滑动轴承不得超过度，滚动轴承不得超过70°，滚动轴承运转中的声音要清晰、无杂音。对于电动机的运转环境要做到防砸、防淋、防潮。对于环境不良，经常挪动、频繁起动、过载运行等要加强日常维护和保养，及时发现和消除隐患。本文仅针对三相异步电动机不能启动运行这一故障进行分析处理。
1电动机的故障原因及检修过程
三相异步电动机不能启动运行的故障原因可能是以下几种之一：①三相供电线路出现断路现象；②三相异步电动机定子绕组中有一相或两相断路；③电动机控制线路开关或启动装置的触点接触不良；④三相异步电动机轴承过度磨损，转轴弯曲，定子铁心松动；针对以上几种三相异步电动机不能启动运行的故障状态，我们可以采取以下具体的分析办法和解决方法。
2观察法
首先要观察电动机外壳是否被损坏，电动机在搬运过程中，可能出现跌损或者腐蚀等情况，使得电动机外壳压扁在转轴上，这样会使电动机的转子无法运转起来。当出现这种情况的时候，其解决方法是：在电动机开启前，要及时的更换新的机壳，更换机壳的同时也要保证转子与外壳不要卡住，这样才能使电动机正常运行。
其次是观察电动机控制线路的启动开关，主要是看刀闸开关是否合上。如果是开关没有合上导致电动机不能启动，我们就把开关合上，这样电动机才能启动运行。
如果可以确定不是以上两种故障问题，那么就需要把电动机的接线盒拆开，因为电动机经过长期的运行后，突然停止运行，这就可能是因为电动机的接线盒已被烧坏。把接线盒拆开后，看到三相输出端接头与定子绕组的三相输入接头有两相已经熔接在一起，而且闻到有异味，使电动机失去了三相电源的，从而导致电动机无法运转。
其解决方法如下：更换被烧坏的导线，重新接好三相输出端与定子绕组输入端的接头。而且要把绝缘胶布包好各项导线接头处，使他们拥有良好的绝缘效果，这样把电源开关合上，电动机才能正常运行。
最后可以采用的观察法是，将电动机拆开，观察里面的转轴，把转子从定子铁芯中取出来，然后把转子里面的转轴从转子铁芯取出来，看下转轴是否过度磨损或者弯曲了，如果过度磨损或者弯曲而导致电动机不能启动运行，我们就要更换电动机的转轴，使电动机能正常运行。
3万用表测量法
测量电动机三相线路是否接通，即使用万用表测量刀闸开关合闸时是否是通路。把万用表的转化开关调到电压端，然后用万用表的表针一端搭在三相其中任意两相的导线上，看万用表的指针指向，如果指针指向为380V电压，说明刀闸开关里面的保险丝是好的，电动机能正常运行;如果万用表的指针指向为100V以下或者0v，这说明刀闸里面的保险丝至少有两相被烧断，所以使电动机的电源无法接通，从而使电动机无法运行。
解决方法是：拆开刀闸盒子，把以被烧断的熔丝取出来，然后把崭新的熔丝接入里面，用尖嘴钳分别把导线与三相线路接头端接好，并且使相与相之间的导线不要碰头，达到各相之间绝缘，再把刀闸盖子合上去，这时合上刀闸，这样电动机才能正常启动运行。
用万用表测量定子绕组的线圈是否断线。具体操作如下：
电动机拆开后，把每槽的线圈接头拆开，去掉绝缘层;然后把万用表的转化开关调到电阻端，把表笔一端搭在线圈U相的头，表笔的另一端搭在U相的尾端;然后观察万用表的指向，如果摆向电阻的最大值，说明这一组的导线已断；再把表笔的一端搭在V相的头，另一端搭在V相的尾端，观看万用表指针指向最大值，说明V相导线也是断线的。再用表笔的一端搭在W相的头，表笔的另一端搭在W的尾端，如果指向0，说明W这相是接通的;万用表指针指向最大值，则说明W相没有接通。说明W相导线断了，如果这U、V、W三相线圈都没有接通，则定子绕组就无法通电，从而三相定子绕组无法产生旋转磁场，电动机如果没有旋转磁场就不可能使转子转起来，转子不转电动机就不能运行。
4解决方法
把重新绕制U、V的两相线圈，然后放入铁芯的槽内，放入之前要把绝缘纸先放入槽内，然后再把绕制好的线圈放入槽内，放入要注意线圈不要碰到定子铁芯;再把U、V、W三相线圈的头尾接好，接好后在通入三相电流使电动机运转起来。
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