笼型三相异步电动机绕组错线故障解析

2018-06-08，，

防爆电机 2018年3期

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(德州恒力电机有限责任公司，山东德州 253005)

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笼型三相异步电动机的定子绕组是电动机的电路核心部分，绕组嵌错或接错后，会产生不完整的旋转磁场，造成电机无法起动、空载电流过大、不平衡度过大、温升太快、剧烈振动、烧断保险丝等现象。严重时，若不及时处理，会烧坏绕组。不同系列和接法的电机，其故障表现形式不同。为对各种故障现象能有所了解，下面对各种故障形式做一下分析。

1 单速笼型三相异步电动机的定子绕组错线故障

1.1 单速笼型三相异步电动机的定子绕组内部错线故障

定子绕组内部错线主要有下列情况：(1)某极相组中一只或几只线圈嵌反或头尾接错，则空载电流有较大的不平衡；(2)某一或几个极(相)组接反，电机启动困难，并且转速低，其中一相电流明显大于另外两相；(3)某相绕组头尾接反，电机无法启动或启动后转速低，电流严重不平衡；(4)多路并联绕组支路路数接错，空载电流成偶数倍增大或缩小；(5)Y、△接法错误，空载电流成3倍比增大或缩小。绕组错线大约80%是接线错误造成，可通过对定子绕组检查，重新接线来改正。

1.2 单速笼型三相异步电动机的定子绕组外部首尾颠倒错线故障

单速三相异步电动机一般有六根引出线分别为：U1，U2；V1，V2；W1，W2。通常规定U1，V1，W1为绕组的头，U2，V2，W2为绕组的尾，任意一相首尾颠倒后，电机启动运转时，转向反转，运行声音异常，三相电流中的两相平衡，但很大，是正常运转时电流的15倍左右，另一相电流非常大，三相电流的不平衡度达到100%。绕组引出线的首尾相混时，六根引出线的相同端头可用干电池或万用表进行测量判别。万用表检查法是用万用表的毫安档进行测试，接线如图1所示。

图1 万用表法检测绕组首尾接线示意图

此时转动电机转子，如果万用表指针不动，表明头尾连接正确；若万用表指针摆动，表明三相绕组内头尾连接有误，应对调一相头尾重试，直到万用表指针不动为止。直流电流法是在三相绕组的任一相绕组上接入2～4V直流电源(如电池)，其他一相接入直流毫安表，接线如图2所示。

图2 直流电流法检测绕组首尾接线示意图

当接通电源瞬间，如毫安表指针摆向大于零的一侧，则电池正极所接线头与毫安表负端所接线头同为头或尾；如指针反向摆动，则电池正极所接线头与万用表正端所接线头同为头或尾，用电池接到另一相的两端试验，确定出该相的头尾端。

1.3 单速笼型三相异步电动机的定子绕组引出线接错故障对于Y接出六棵线的单速电机，接线标示见图3(a)，如果实际接线时接成图3(b)、图3(c)、图3(d)的形式，造成三相电流严重不平衡，电机无法正常起动。如果实际接线时接成图3(e)、图3(f)、图3(g)的形式，电机没有转动力矩，电机不转。这时必须把实际接线改为图3(a)形式，电机才会运转。

图3 Y接三相电机不同接线方法示意图

对于△接出六棵线的单速电机，实际接线如图4(a)、4(b)所示，如果实际接线时接成图4(c)类似的形式，电机不转，说明没有转动力矩，如果实际接线时接成图4(d)、图4(e)、图5(f)类似的形式，造成三相电流严重不平衡，电机无法正常起动。如果实际接线时接成图4(g)、图4(h)、图4(i)的形式，电机将单相运转。

图4 Δ接三相电机不同接线方法示意图

2 笼型低压多速三相异步电动机的定子绕组错线故障

单绕组双速或双绕组多速电机，在工农业生产中应用广泛。单绕组双速电机接线时注意电机为恒转矩调速还是恒功率调速。恒转矩调速按2Y/Y接线，恒功率调速按2Y/△接线，出六根线，六根线互混时，可通过测量六根线之间的直流电阻区分，电阻相等的三根线为一速，低速Y接误接成△时，空载电流增大3倍，额定功率是原接法的3倍，造成“大马拉小车”现象，当电机高低速在相同转矩运行时，会浪费一部分电能；低速△接误接成Y时，空载电流减小约3倍，额定功率约是原接法的1/3倍，电机低速运转时带载能力减小，同样功率运行时，低速严重过载。

单绕组双速电机的接线标示高速为2U、2V、2W，低速为1U、1V、1W，如图5所示。

图5 单绕组双速电机接线示意图

电机高速运行时，低速三根线相连接。如果高速运转时低速未连，电机将无法启动，不能形成完整的电磁回路，电流严重超出电机本身的额定电流；如果低速运转时误将高速相连接，同样电机电流会严重超出电机本身的额定电流，电机无法使用。

当双绕组多速电机采用多路并联支路时，应注意绕组各支路中线圈连接的相距，使非工作绕组中各支路合成电势为零或同相位，避免在非工作绕组中产生环流。电机绕组产生环流后，主要表现为电机在某一转速下无法起动，工作绕组空载电流大，电机温升明显高于标准规定值。为消除环流，当并联路数a=2时，采用相距360°的极相组互串为并联支路。当并联路数a=3时，采用相距540°的极相组互串为并联支路。当并联路数a=n时，采用相距n×180°的极相组互串为并联支路。

3 笼型单相异步电动机的错线故障

单相交流异步电动机电容启动运转型电路接线示意图如图6所示。

图6 电容启动运转型单相交流异步电动机接线示意图

绕组错线故障因素主要包括：主绕组与副绕相互接错、主绕组匝间短路，离心式启动开关触点断不开，电动机启动运转后副绕组长期运行。单相异步电动机的主绕组与副绕相互接错时，其电流是原电流的1/3倍，造成电机过载，电机容易在短时间内烧坏。通常起动绕组比运行绕组直流电阻大很多，用万用表可测出。一般运行绕组直流电阻为几欧姆，而起动绕组的直流电阻为十几欧姆到几十欧姆。(1)接通单相电源，电动机不转，并且无“嗡嗡”响声，采用电阻测量法检查连接电动机的引线是否断路，采用电压测量法测量电源电压是否正常。一般故障在主绕组回路，应检查主绕组是否断路。(2)接通单相电源后，电动机空载或在外力帮助下能启动，并且可按外力帮助的方向旋转则提示电动机副绕组断路或离心启动开关损坏或电容器损坏。(3)当电动机接通电源后，低压断路器立即跳闸。该故障提示电动机绕组短路或绕组接地，应采用电阻测量法检查电动机绕组是否短路。采用500V兆欧表摇测电动机绕组对外壳的绝缘电阻，测得结果大于2MΩ表明正常，低于2MΩ则提示电动机绝缘降低，若阻值接近于零则提示电动机绕组对地短路。其摇测步骤及方法与摇测三相电动机相同。(4)电动机能够启动，但转速降低。该故障常见原因为主绕组匝间短路或绕组接错及电容器容量不足，电动机启动后离心开关常闭触点断不开等。