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1电机绕组局部烧毁的原因及对策
1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4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。
1.5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。
2三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。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。
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电动机的正常运行需要良好的外部环境条件作为客观条件,而且在使用过程中,人员对于电动机的定期检测和养护以及恰当的操作方式是保持电动机运行的主观条件。一旦电动机出现故障问题,维修人员的首要工作就是要找出故障原因,进而针对原因制定科学合理的维修方案,以及时有效地排除和解决故障问题。
1.1启动故障原因分析。电动机正常启动是保证后续机体正常运转的前提条件,而在电动机的常见故障当中,启动故障是发生几率比较高的问题之一,启动故障的原因可以从通电电流大小,系统负荷量等方面着手分析。常见的启动故障现象主要有以下几类:一是电动机在接通电源后无法正常启动,造成该种问题的原因可能是电源相数配置错误,设备内部线路有断开或短路现象,设备的负载量过大,触电接触不良等,维修人员应对上述原因进行注意核查和排除,以找出正确的故障原因。二是电动机可以启动但通常需要经过较长时间才能够启动完成,引发这种故障问题的原因可能是由于电压过低,接线方式错误或转子接触不良。三是电动机在启动后出现机体过热现象,这可能是由于电动机通风系统不良或环境因素引起的,也可能是机体启动次数过于频繁或部件之间反复摩擦造成的。维修人员在处理电动机启动故障问题时,最好事先向使用人员了解电动机的使用和日常养护维修情况,并结合电动机运行的外部因素和内部因素进行综合分析和判断,以便更好的进行故障维修。
1.2运行故障原因分析。电动机在运行时也会经常发生故障问题。首先,机体在运行过程中有时会出现异常的噪音和声响,引起这种问题的原因可能是机体内部线路有短路现象,通电电流不平衡或者部件之间摩擦过于严重造成的,维修时要对可能的原因进行排除,根据不同故障原因采取不同处理方法。其次,电动机在运行中会出现运行不稳的情况,其产生于原因主要包括电动机机置不平衡;皮带,轴承或转子等部件运转位置发生偏离。另外,发电机运转时还会发生机体带电现象,出现该种问题的原因主要是电动机本身绝缘性能不良或接地方式错误造成的,对于这类问题,维修人员要采取更换绝缘部件或改进接地技术方法来排除故障问题。
2关键的电器维修操作方法
2.1电器维修时对主要参数进行记录和整理。第一,要对电动机出现故障的原因进行参数的改正。在电动机的所在环境不适合进行更换时,只能在不变电动机的前提下对线圈匝数和线径进行适当增加,使其符合负载的要求。第二,根据电动机的运行方式,在对电动机进行维修时可以根据实际情况对绕组或者线径进行变动。
2.2电动机维修操作的方法和技巧。对匝数和线径进行增加,在增加之前要对可增加的具体匝数进行测量和计算,从而尽可能的增加。单相电动机一般采用的是启动绕组,主要为电容运转型接线的方式,在进行维修时,可以将电容的运行方式改变为电容起动电容运行型式。
3具体部件的故障原因分析和故障排除方法
3.1定、转子铁芯故障检修。①轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,使电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短接,清除干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。②拆除旧绕组时用力过大,使倒槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位。③因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,此时需用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。④因绕组接地产生高热烧毁铁芯或齿部。可用凿子或刮刀等工具将熔积物剔除干净,涂上绝缘溱烘干。⑤铁芯与机座间结合松动,可拧紧原有定位螺钉。
3.2轴承故障检修:转轴通过轴承支撑转动,是负载最重的部分,又是容易磨损的部件。①故障检查。运行中检查:滚动轴承缺油时,会听到骨碌骨碌的声音,若听到不连续的梗梗声,可能是轴承钢圈破裂。轴承内混有沙土等杂物或轴承零件有轻度磨损时,会产生轻微的杂音。②故障修理。轴承外表面上的锈斑可用砂纸擦除,然后放人汽油中清洗;轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损时,应更换与原来型号相同的新轴承。
3.3转轴故障检修。①轴弯曲:若弯曲不大,可通过磨光轴径、滑环的方法进行修复;若弯曲超过0.2mm,可将轴放于压力机下,在拍弯曲处加压矫正,矫正后的轴表面用车床切削磨光;如弯曲过大则需另换新轴。②轴颈磨损:轴颈磨损不大时,可在轴颈上镀一层铬,再磨削至需要尺寸;磨损较多时,可在轴颈上进行堆焊,再到车床上切削磨光;如果轴颈磨损过大时,也在轴颈上车削2~3mm,再车一套筒趁热套在轴颈上,然后车削到所需尺寸。③轴裂纹或断裂:轴的横向裂纹深度不超过轴直径的10-15,纵向裂纹不超过轴长的10时,可用堆焊法补救,然后再精车至所需尺寸。
4要重视维修后的性能检测和试运行工作电动机在维修完成后,需要进行多项试验,例如绝缘、电压、额定电流等等,这些试验也许会繁琐,耗费时间,但是确实必不可少的,试验是对电动机维修后的一个测试和检验,有利于发现一些细小的问题,以便及时处理,有益于日后的电动机正常使用。
电机电脑节电无触点软起动器是近年来在国内出现的新技术,具有节电效率高,软起动特性好等特点。对于我公司这样的大型企业,在动力设备中的应用,节能降耗的意义将十分重大。我公司具有中、小型异步电动机600余台,装机容量7000KW。电能消耗是一笔大的数目。例如:一厂区锅炉房使用软起动器后,2台75KW加压水泵,一个采暖期运行4300小时,就可节电79200Kwh;一台37KW的粉碎机,一个采暖期可节电2800Kwh。节约电能的同时维修费用也降低。
一、电动机软起动器的节电原理
在生产实际当中,一些电气设备经常处于空载或轻载状态下运行,轻载或空载的电动机在额定电压的工作条件下,效率和功率因数均很低,造成电能大量浪费。
衡量电动机节电性能的重要指标为电机空载或轻载时最低运行电压的大小,即功率因数CosΦ的大小。为了说明电动机在不同负载的情况下运行,电压U与功率因数CosΦ的关系,以Y132S-4型,5.5KW三相异步电动机为例。
CosΦ的大小反应了负载的变化。软起动器正是利用微机技术,用单片机作CPU,用可控硅作为执行元件,实时检测电流和电压滞后角,即功率因数Φ角,输入给单片机,单片机根据最佳控制算法,输出触发脉冲,调整可控硅的导通角,即可调整可控硅的输出电压,使空载或轻载运行时降低电机的端电压,可使电机的铁损大大减小,同时也可减小电机定子铜损,从而减小电机空载或轻载时的输入功率,也就减小了电机有功和无功损耗,提高了功率因数,实现了节电控制。
二、电动机软起动技术
电动机传统的起动方式有全压起动和将压起动,软起动是一种完全区别于全压和降压起动的新的起动方式,是电子过程控制技术。所谓软起动,是以斜坡控制方式起动,使电动机转速平滑,逐步提高到额定转速。按照电动机起动电流大小进行分类,全压和降压起动属于大电流起动方式,软起动属于小电流起动方式。
全压起动,起动电流是额定电流的4-7倍,起动冲击电流是起动电流的1.5-1.7倍;起动电流大,起动转矩不相应增大,Ts=KtTn=K(0.9-1.3)Tn。
降压起动,可部分减小起动电流,起动转矩下降到额定电压的K2倍。降压起动是轻载起动,有起动冲击电流、起动电流及二次冲击电流;二次冲击电流同样对配电系统有麻烦。
全压和降压起动的大电流,致使电动机谐波磁势增大,增大后的谐波磁势又加剧了附加转矩,附加转矩是电机起动时产生震动和噪音的原因。
全压和降压起动,都要受单位时间内起动次数的限制。电动机本身的发热主要建立在短时间大电流时。如通过6倍额定电流,温升为8-15℃/S;起动装置的自耦变压器或交流接触器起动引起堆积热;如交流接触器一般要求起动次数每分钟不超过10次。而软起动器可频繁操作,具有①电动机起动电流小,温升低;②软起动器采用的无触点电子元件,除大功率可控硅外,工作时温升很低。
此外,软起动器还具有多种保护功能,配合硬件电路,软件设计有过载、断相、欠压、过压等保护程序,动作可靠程度高。归纳起来,软起动器很好的解决了全压和降压起动电流过大及其派生的许多问题。
三、软起动器在动力设备上的应用
软起动器箱内面板上设有两个速率微动开关,分别对应四种起动速率:重载、次重载、次轻载、轻载,起动时间分别是90S、70S、65S、60S。使用时根据起动负载选相应的起动速率。例如我公司供水泵电动机的起动:供水泵电动机起动的阻转矩,主要由水的静压、惯性、管道阻力、水泵的机械惯性和静动摩擦等构成。水的阻力,水泵的机械惯性、阻力均与水泵的转速,加速度及叶轮的直经有关,速度低时阻力小。水的静压阻力与扬程有关,水泵起动时,由于水管中止回阀的作用,静压与摩擦不同时起作用,有利于起动。供水泵起动阻转矩为额定转矩的30%,属于轻载起动。在实际应用中供水泵电机轻载运行者居多,节电潜力大。
引风机用电动机的起动:其起动转矩与离心式水泵类似,阻转矩都与转速成正比,但是,风机与水泵的结构不同,风机的转动惯量比水泵大的多,空气的流动性比水小,如果风机不关风阀起动,将因空气升能,管道阻力,摩擦阻力等因素,致使风机起动比水泵难,起动加速的时间较长,风机起动属重载起动。