三相异步电动机的运行故障与维修技术研究

2021-11-27魏冬

中国科技纵横 2021年13期

魏冬

(玉门油田乍得有限责任公司，甘肃酒泉 735000)

1.三相异步电动机的基本结构及优势分析

三相异步电动机是由固定部分和转动部分，也就是定子和转子组成，是机械生产过程中必不可少的设备，可以有效将电能转换为机械能进行作业，三相异步电动机的结构简单效率较高，在生产过程中效率高噪音低，因为结构原因三相异步电动机体积较小且较为容易启动，在后期的养护检修方面都极为容易，是现阶段最重要的电气设备之一。

2.三相异步电动机的运行原理分析

想要了解三相异步电动机的运行故障及其原因，需要从三相异步电动机的结构和运行原理着手分析，三相异步电动机的定子部分也就是固定部分主要是由铁心、基座以及定子绕组三个部分组成的，且定子部分需要三相对称绕组来维持正常作业，而三相异步电动机的转子部分则是有转轴、铁心以及转子绕组三部分组成，三相异步电动机的定子和转子在进行运动作业过程中，需要保证一定的气隙，当三相异步电动机接通三相交流电后，三相异步电动机定子结构中，电子绕组在气隙内会出现同步转速的一个旋转磁场，而在转子铁心内部的导体两端通过导电环短接，在通电后磁场会议逆时针方向进行旋转，而转子的导体会在磁场运动过程中不断切割磁力线，进而出现电动势能，当转子的回路进行闭合作业时，转子导体就会有电流流通，这种情况下如果不考虑其他因素，则电流方向与电动势能方向一致，但是正常情况下三相异步电动机的转子转速不能与电流同步转速旋转磁场同步，进而在电磁力的作用下驱动转子进行运动进而进行电能与机械能转换，这就是整个三相异步电动机的运行原理。

3.三相异步电动机的运行故障特征及原因分析

三相异步电动机的故障主要可以分为内部故障和外部故障两种，一般情况下，三相异步电动机的内部故障主要是机身本身的故障例如定子绕组或者气隙偏心等，针对三相异步电动机内部故障和外部故障需要针对性进行分析[1]。

3.1 三相异步电动机的外部故障

3.1.1 三相异步电动机短路故障分析

三相异步电动机短路现象主要发生在绕组内部或者接线端子，一般短路原因主要是由于接线端松脱导致三相异步电动机壳体与单相间的偶然短路，一般三相异步电动机发生短路会迅速升温并逐渐损坏绝缘保护，如果发现不及时甚至会烧毁三相异步电动机，因此需要及时发现及时解决。

3.1.2 三相异步电动机过载故障分析

在三相异步电动机运行过程中定子绕组电流高于额定电流的运行状态就是过载状态，三相异步电动机过载一般是超负荷作业造成，但是机械负荷、机械故障、电能质量低、散热通风较差也可能间接导致三相异步电动机过载，针对这种现象三相异步电动机一般具有一定的过载能力，但是一旦长时间超过一定的负荷程度，会导致温度升高进而对绝缘材料造成破坏，降低三相异步电动机的使用寿命[2]。

3.1.3 三相异步电动机启动及堵转故障分析

三相异步电动机的启动及转堵时，一开始三相异步电动机的电动势能级低转速也相对较低，因此会造成电子绕组的电流提升，在三相异步电动机启动或者转堵时会出现过载超负荷的现象，如果时间过长会导致三相异步电动机损坏，一般情况下引起三相异步电动机启动转堵的原因是由于电压过低造成的，需要针对性进行分析。

3.1.4 三相异步电动机接地故障分析

三相异步电动机绕组绝缘能力降低或者是三相异步电动机作业环境湿度较大相对潮湿都会导致接地短路现象发生，如果三相异步电动机的外壳接地不是金属物质则很难检测出接地故障，针对接地故障需要及时处理避免故障范围扩大。

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3.1.5 三相异步电动机断相故障分析

三相异步电动机发生断相故障时则不会出现特殊电流变化，但是会破坏三相平衡，进而导致三相异步电动机产生不对称电流，与一台单相电机运行状态一致，长期处于这种状态会对电机造成破坏，首先各相电流会出现负序分量进而导致启动转矩下降并伴随温度上升的现象。

3.1.6 三相异步电动机电压不稳现象分析

当三相异步电动机运行过程中如果出现电压降低或者电压不稳的现象，则会导致三线电流出现负序分量，进而导致电机运行过程中温度上升，且负序分量会逐渐产生反向的电磁转矩进而对正向电磁转矩进行协调导致电磁转矩下降，长期电压不稳会导致短路的现象，如果不能及时发现及时处理很容易由于温度过高将三相异步电动机烧毁。

3.2 三相异步电动机的内部故障

3.2.1 三相异步电动机定子绕组故障分析

三相异步电动机定子绕组故障主要是由于作业环境、长期过载作业、电压不稳导致，最开始会出现匝间短路，随着发展可能会出现接地短路或者相间短路的现象。

3.2.2 气隙偏心故障分析

三相异步电动机气隙偏心分为动态和静态两种，动态偏心主要是由于转轴弯曲或者轴承磨损造成，属于后天造成的，而静态偏心主要是由于装配不科学导致的，一般气隙偏心前期会出现三相异步电动机出现电流波动并伴随着相对较大的噪音。

3.2.3 转子导条及端环断裂故障分析三相异步电动机转子导条及端环断裂故障主要是由于设计制造问题或者在使用过程中频繁的启停导致转子导条出现疲劳断裂，一般情况下，转子导条及端环断裂的前期很难发现，且后期与气隙偏心的状态基本相同，从表现上看很难准确区分[3]。

4.三相异步电动机的运行故障的维修技术分析

4.1 三相异步电动机接通电源后不能转动，没有其他异常状态

接通电源后不能转动一般由于电源两相出现未接通现象或者两相熔丝熔断导致，也有部分是由于设备接线或者过流继电器整定较小，一般针对这种现象维修方式相对较为简单，首先检查回路的熔丝以及开关是否存在断点，并检查设备型号和熔丝型号针对性进行熔丝更换，检查继电器的整定值科学调整并检查接线如果发现接线错误及时进行更正。

4.2 三相异步电动机接电后不转动，出现熔丝烧断的现象

一般情况下，出现这种现象主要是有六种原因，可能存在缺相或者定子线圈反接，也有可能是由于接地短路、相间短路、接地错误、熔丝熔断值过小以及电源线短路的现象，需要先对三相异步电动机进行检查进行故障排除，首先检查三相异步电动机回路是否存在断相，并对短路点和接地点进行区域排查，最后查看是否存在错接或者熔丝熔断的现象，如果有更换熔丝。

4.3 三相异步电动机接通电源后不能转动，有异响噪音较大

接通电源后不能转动存在异响可能由于定子绕组断路或者定子绕组内部反接造成，也有部分是由于设备内部原因，例如回路接点接触不严、转子导条及端环断裂、电压较低或者三相异步电动机装配过于紧密导致轴承卡住。针对这种现象需要先检查绕组的极性和接线，并加固回路分析是否存在假接或者接卸故障，测量回路电压分析电压是否过低或者不稳如果有及时进行纠正。