三相异步电动机的选择与维护

王天祥

（小石坝公安消防部队昆明指挥学校训练部，云南昆明 650208）

随着我国工业现代化的发展，电机作为将电能转换为机械能的动力装置，越来越多地被应用到各个场合。需求的多样化使得电机的种类越来越多，如异步电动机、无刷直流电机、同步电机等。特别是三相异步电动机由于具有结构简单、制造容易、效率高等优点，应用的空间更大［1］。因此，本文将对三相异步电机在实际应用中如何选择以及日常维护进行阐述。

1 三相异步电机的种类和特点

三相异步电机的种类和特点如表1。

2 三相异步电机的选择

2.1 一般电机选择

一般电机选择需考虑方面:

(1)载荷的性质和工作形式。不同载荷和工作形式对电机的要求也不一样，如载荷的转矩、工作速度范围、启动频繁程度、制动、反转、调速等要求选择电机的功率、过载能力、启动转矩等参数。

(2)工作环境。如异步电机的工作温度湿度、灰尘雨水以及腐蚀和易燃易爆程度等因素，考虑选择带有必要的保护方式的电机结构型式。

(3)根据生产设备的最高转速和对调速的要求选择。

表1 三相异步电机的种类和特点

2.2 三相异步电机的选择

三相异步电机选择需综合考虑以下方面:

(1)根据机械设备的载荷性质初选电机类型

常见的载荷类型有恒定功率、恒定转矩、周期性负载、是否需要调速(调速精度等级)等负载性质，如表2所示为常见的负载类型和选用的电机类型。

(2)电动机功率计算校核

根据机械设备的负载特性初选电机类型，然后根据设备的负载功率初选电动机功率，再通过校核初选电机功率的电动机过载能力和启动能力以及发热。

表2 电动机类型选择

电动机发热校验一般是通过平均损耗法进行计算的，主要看电动机在一个工作周期内的平均总损耗引起的电动机温升进行的发热校核，相比等效算法，在频繁启动或制动情况下，采用该算法是比较准确的。

对于负载连续恒定的，或有短时间断周期的一般选择电机额定功率比负载功率大10%，尽量使电机的负荷率接近最高综合效率;功率选择过小，很难保证电动机和生产机械的正常工作，并且容易烧毁设备;当然从经济性角度来考虑，功率也不能选大，太大电动机不能满负荷运行，导致电动机效率和功率因数不高［3］。但是不管采用哪种方法初选电动机的功率，都应该满足工作负载所需的启动转矩、最大转矩和最大负载。

(3)电动机额定转速的选择

在满足传动要求的前提下，电动机的额定转速应和生产机械的转速相吻合，尽量减少传动环节，提高传动效率。在功率相同的情况下，转速越低的电动机体积越大，成本也会增高，而效率较低;高转速电动机启动电流大，转矩却小，就需布置减速设备来减速增矩。

(4)电动机防护形式的选择

电动机的选择还应该根据环境的特性进行选择，如在干燥及清洁的环境中，可以不考虑灰尘、铁屑等杂质的影响，因此可以选择散热较好的开放式电动机，且价格较为便宜;对经常有雨水淋溅或外界杂质落入的工况，可采用防护式电动机。对于潮湿、多尘及易受风侵蚀环境，可以选用自扇冷式、他扇冷式的封闭式电动机;当工作的环境有爆炸危险的(如瓦斯矿或油池附近)，应选择防爆式电动机。

3 电机的维护与常见故障解决

3.1 定期检修与保养

为了减少和避免三相异步电动机长期工作发生突然损坏事故，三相异步电动机需要保养和检修。电动机处于运转状态时应经常观测启动、运行情况，观测电流、噪声、振动状态(监控用油量或轴承侧振元件来检查轴承运行情况)是否正常，排风是否正常，如不正常应立即停车检查;电动机需定期停机检修，将电动机进行解体，对各零件先进行清理，再检查它们的表观是否有异常。然后对关键部位的尺寸进行测量，对电机绕组作电气检查。具体有以下几个方面:

(1)电动机的启动、保护设备检查。包括检查起动设备的接线是否正确;电动机熔断丝型号是否合适;如果接触器触点被污染会使接触电阻增大，导致发热烧毁触点，造成缺相［4］。

(2)机械部件检查。首先电动机的外壳和端盖是否有破坏裂缝，针对裂缝应进行换新或焊接。检查转子转动是否能灵活、均匀，如卡滞需要检查是否有异物，或者轴承是否损坏，转子两侧间的平均轴向游隙值是否与参考值偏差较大，若偏差大则应检查转轴的弯曲程度，装配工艺是否符合规范;检查定、转子的表面外观情况，尤其焊缝处有无异常情况;电动机运转噪声大可能是电动机轴承破坏，若损坏严重将会导致转子被卡死甚至电动机绕组被烧坏［5］。

(3)电气电路检查。三相直流电阻的不平衡度应该在2%以内，三相异步电动机绕组的绝缘电阻至少在100 Ω以上。如低于5 Ω时要检查绝缘是否受潮，或因为绕组绝缘不好而接地等。

电机重装完成后不能立即开机使用，要首先对电动机的直流电阻和绝缘电阻等进行检查，然后做耐压实验，最后通过试运转电动机，观察其电流、转速、振动等是否有异常情况，再确认正确重装后方可使用。

3.2 常见的电机故障及排除方法

(1)通电后如果电动机无异响且无法转动，也没有异味和冒烟，应检查电源回路开关、熔丝、接线盒处是否有断点，并对断点进行修复。

(2)通电后电动机不转且熔丝烧断，则可能是缺一相电源或子绕组相间短路、定子绕组接地、定子绕组接线错误等原因。首先可能是刀闸有一相电源没有闭合好，利用耐压机、匝间试验仪、电桥等逐一排除故障点。

(3)电动机空载电流不平衡，一般发生在定子的三相绕组匝数不同、检查绕组首尾端接线是否正确、绕组是否存在线圈法相接反、存在匝间短路等故障。

(4)电动机空载电流平衡，但数值大。可能是修复时定子绕组匝数减少过多，或电机装配中转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短。或者是在对旧绕组拆卸时装拆方法不当，导致铁芯烧损。当然对上面所说的可能发生的问题需要逐一排查进行修复，若是发现匝数减少的问题，则需要重新缠绕定子绕组获得正确的匝数;若是装配错误和铁芯烧损则重新装配，检修或更换铁芯等来解决。

4 结束语

本文对目前常见三相异步电动机的种类和特点进行了描述，并对实际工作和生产中如何选择三相异步电动机作了介绍，对电机的日常维护、常见故障的分析和排除进行了阐述，为三相异步电机的正确选择提供参考。

［1］李春峰，王 岩，于微波.三相异步电动机电动机工作特性的研究［C］.20103rd International Conference on Power-ElectronicsandIntelligent Transportation System，2013.

［2］成大先.机械设计手册(第5版)［M］.北京:化学工业出版社，2008.

［3］郝 强.电动机的选择及故障维修［J］，电气时代.2010，10:68-69.

［4］王联奎.三项异步电动机的选择与使用［J］.农机使用与维护，2007，2:24-24.

［5］刘玉福.三相异步电动机的检修与维护［J］.宁夏电力，2005，(1):62-64.