基于三相异步电动机故障系统的分析与处理措施

【摘 要】随着工业生产的快速发展，三相异步电动机广泛应用于各个生产行业中。通过结合现场生产实际运行过程中存在故障分析，三相异步电动机定子绕组烧损故障约占80%以上，机械或其他原因约占20%。电动机定子烧损的故障原因多为缺相运行或过载运行、绕组接地及绕组相间或匝间短路。本文主要从电气角度分析电机绕组烧损现象，提出相应的故障处理措施，对于当前冶金行业来说具有重要的现实意义。

【关键词】电动机；绕组；过载；技术方案

1 三相异步电动机工作原理

三相异步电机是感应电机，定子通入电流以后，部分磁通穿过短路环，并在其中产生感应电流。当对称三相绕组街道对称三相电源以后，即在定子，转子之间的气隙内建立了同步转速n旋转的旋转磁场。由于转子上的导条被这种旋转磁场切割，根据电磁感应定律，转子导条内会感应产生感应电动势。因为转子上导条已构成闭合回路，所以转子导条中就有电流通过。根据安培定律，导条在旋转磁场中，并载有由感应作用所产生的电流，这样导条必然会受到电磁力。所有导条受到的电磁力会形成一个逆时针方向的电磁力矩。于是转子就跟着旋转磁场逆时针方向旋转，其转速为n。如转子于机械连接，则转子上受到的电磁转矩将克服负载转矩而做功，从而实现了电机能量的转换。

2 三相异步电动机工作过程

（1）当三相异步电机接入三相交流电源（各相差120度电角度）时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场，该磁场以同步转速n0沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转。

（2）该旋转磁场与转子导体有相对切割运动，根据电磁感应原理，转子导体（转子绕组是闭合通路）产生感应电动势并产生感应电流（感应电动势的方向用右手定则判定）。

（3）根据电磁力定律，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。载流的转子导体在定子产生的磁场中受到电磁力作用（力的方向用左手定则判定），电磁力对电机转子轴形成电磁转矩，驱动电机转子沿着旋转磁场方向旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。由于没有短路环部分的磁通比有短路环部分的磁通领先，电机转动方向与旋转磁场方向相同。

3 三相异步电动机常见故障及处理措施

三相异步电动机定子绕组是电动机的重要组成部分，由于电动机缺相运行、过载运行、绕组接地都会造成烧损故障。现就电动机定子烧损故障的原因结果进行系统分析，提出了系统解决及处理维修技术方案，对从事电气工作的具有一定的借鉴作用。

3.1 缺相运行

3.1.1 故障现象及分析

电机不能起动，即使空载能起起动，转速慢慢上升，有嗡嗡声；电机冒烟发热，并伴有烧焦味。造成缺相运行的原因主要是线路和电机引线联接不妥，如瓷插式保险丝，挂保险丝的螺钉没有拧紧，或拧得过紧而将保险丝几乎压断了，有浮接现象，或是把保险丝绕在铜插头上没有接触好，或是电机出线端处理得不好未焊牢等等，这些都引起电阻大。卸开电机端盖，看到电机绕组端部的1/3或2/3的极相绕组烧黑或变为深棕色，而其余的两相绕组完好无损或稍微烤焦。则说明是缺相运行造成的。

3.1.2故障原因分析及处理技术方案

（1）电动机供电回路熔丝回路接触不良或受机械损伤，致使某相熔丝熔断。

（2）电动机供电回路三相熔丝规格不同，容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小，更换为规格相同的熔丝。

（3）电动机供电回路中的开关（隔离开关、胶盖开关等）及接触器的触头接触不良（烧伤或松脱）。修复并调整动、静触头，使之接触良好。

（4）电动机绕组连线间虚焊，导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。

3.2 过载或过热运行

3.2.1 故障现象及分析

电动机电流超过额定值运行属于过载运行，电动机温升超过额定温升。由于电动机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损。

3.2.2 故障原因分析及处理技术方案

（1）负载过重时，要考虑适当减载或更换容量合适的电动机，尽量避免电动机过载运行。

（2）电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀，绝缘电阻下降。应根据具体情况，进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机，保证电动机洁净并通风散热良好。

（3）避免电动机频繁启动，必要时需对电动机转子做动平衡试验，电源电压过高或过低，需加装三相电源稳压补偿柜。

（4）轴承缺油、干磨或转子机械不同心，导致电动机转子扫膛，使电动机电流超过额定值。首先应认真检查轴承磨损情况，若不合格需更换新轴承；其次，清洗轴承并注入适量脂。然后检查电动机端盖，若端盖中心孔因磨损致使转子不同心，应对端盖进行处理或更换。

3.3绕组短路

3.3.1故障现象及分析

绕组短路分为匝间短路和相间短路。因匝间短路而烧坏的电机绕组，现象较为明显，在线圈的端部，可以清楚地看到有几匝或一圈或一极相组烧焦，这部分电磁线往往被烧成裸铜线，而短路部分以外的本相或其他二相线圈都比较完好或稍微烧焦。相间短路往往是端部相间绝缘薄膜、漆布或双层线圈的层间垫条没有垫好，在电机受热或受潮的情况下，这些薄弱处绝缘下降，最后击穿形成相间短路。

3.3.2故障原因分析及处理技术方案

（1）电机制造时的下线质量问题。端部碰伤，或原设计并联路数多，选用导线时线径太细，端部机械强度太差，或线径太粗，不易弯曲整形，都易使绝缘层损伤而造成匝间短路。处理方案如下：可以局部修理，换一圈或一组线圈即可。如果双层绕组而且绝缘已烤硬老化，或槽满率较高的情况，则不宜局部翻线，还是全部换线圈，质量较有保证。

（2）对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机，应将烧伤的导线挑开，清理后焊好，并包好绝缘压平，下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时，应按原数据重绕。

（3）检修时注意搞好电动机的每个部位的密封，例如在各连接部位涂少量密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电动机暴露在易侵入液体和污物的地方应安装防护罩；对于长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机，应更换为封闭型电动机。

（4）绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适应，连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。

4 结束语

通过对三相异步电动机烧损故障现象分析，能及时发现并快速排除电气设备故障，对设备加以防护能够预防事故的发生，确保生产顺利进行。因此必须按照规定定期检查和维护电气设备，准确判断和处理电气设备的运行故障，减少设备事故损失，保证现场生产正常顺利进行，创造更多的社会财富。

参考文献：

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[3]闫春雷，张军，孙盛. 三相低压异步电动机绕组烧损原因及防范措施[J]，内蒙古科技与经济，2009（S2）.