电机常见故障及其诊断与预防探析

2016-05-14 19:03袁陆峰
关键词:故障预防故障诊断电机

袁陆峰

摘 要:电机俗称“马达”,是根据电磁感应定律转化或者传递电能的装置,在电能的传输过程中具有重大的作用。由于社会的用电需求越来越高,电力行业的不断发展,电机的作用也越来越明显,电机的使用、维护、故障诊断及修复也越来越被重视。提高电机的故障诊断与修复水平,对电机出现的故障进行提前预防,是电力行业未来的主要研究方向之一。本文将列举电机常见的几种故障,并提出相应的解决方案。

关键词:电机;故障诊断;故障预防

中图分类号: F416.61 文献标识码: A 文章编号: 1673-1069(2016)15-180-2

0 引言

电机具有多种分类方式。按照工作电源不同,可以分为直流电机和交流电机;按照结构和工作原理不同,可以分为直流电动机、异步电动机和同步电动机;按照用于不同,可以分为驱动用电动机和控制用电动机。电机在使用过程中容易受到来自内部和外部多种因素的干扰,导致产生故障,影响了正常的运转。针对这些故障的原因进行分析,能够采取有效的措施避免故障的发生,或者在故障发生后把故障的负面影响降到最低。电机故障的诊断和预防,是我国电力工作的重要内容之一,对于电机的日常维护具有重要意义。

1 电机的机械故障

1.1 定子与转子发生摩擦

定子和转子是电机的重要组成部件。对于异步电动机来说,定子和转子之间的距离比较近。如果轴承发生损坏、弯曲,或者由于长期磨损发生了变形,就会导致定子与转子发生直接接触和摩擦。这种现象被俗称为“扫膛”[1]。一旦定子与转自发生摩擦,就会让电机当中的电流量变大,铁芯的温度快速上升,并且伴随着摩擦的噪音。铁芯的温度上升到一定程度,就会引起槽绝缘和匝间绝缘的燃烧;绝缘体烧毁,会引起绕组的匝间短路,严重时甚至导致定子的铁芯发生倒槽和错位,电机整体报废。为了防止这种故障发生,要定期对电机的轴承进行检查,避免轴承的损坏、形变和弯曲,还要对产期使用的端盖进行更换或者刷镀。

1.2 电机的振动

如果电机在运行过程中发生不正常的振动现象,首先要寻找振动现象的产生原因。电机的振动可能是多种原因引起的,可能是电机本身原因引起的振动,也可能是传动装置发生问题所引起的振动,还有可能是从机械负载端传递过来的振动。这些原因引起的电机振动故障,是不能用同一种方法来进行故障处理的。电机本身原因引起的振动大多数是转子的动态平衡不能够维持,或者是电机在安装时,地面基础不是平整的,安装不够规范,导致电机在运转过程中发生固件的松动。电机振动不仅会发出很大的噪声,还会影响电机的工作性能,降低电机的使用寿命。这就需要在安装电机之前,确保地面基础的平整,按照工作规范进行安装。还要在定期对电机转子的平衡情况进行检查,观察电机的固件是否紧凑。

2 电源电压的故障

电机的实际工作电压与电机的额定电压相符,电机才能够正常工作。如果工作电压过高,就可能会烧坏电机的内部构件,对电机造成损害;如果工作电压过低,电器的转速又会降低,达不到正常的功率,也会对电机造成损坏[2]。所以,在电机的工作过程中,要时时监控工作电压的数值变化。一旦发生电压不稳,就要停止电机的工作,进行必要的调整。电压数值稳定在额定电压附近区间,电机才能够正常运转,并且保证电机正常的使用寿命。

3 电机绕组的故障

3.1 绕组接地

电机的绕组发生接地,主要原因有两种:一种是电机受潮了以后,没有经过烘干就投入使用;另一种是工作环境中存在的金属异物、有害粉末、腐蚀性气体进入了电机的内部。如果绕组发生接地,经过绕组的电流就会加大,烧坏绕组电路,造成断离;绕组接地还会导致电机的绝缘部件烧毁,电量传导到电机外壳当中,发生触电事故。要防止绕组接地故障的产生,就要确保电机的外壳与地面相接,也可以加装漏电保护装置。电机在发生绕组接地故障以后,要对电机进行修理,重新包裹上绝缘层。

3.2 绕组短路

绕组的短路会引起短路部位发热,线圈的绝缘层被烧毁,电机线被烧坏,电机不能够正常工作。如果绕组短路时候的短路点不在槽内,故障的处理就相对容易。将发生短路的绕组线圈单独取出,经过加热后发生软化,然后拆开故障处的线包,用绝缘纸垫在下面,上方涂抹绝缘漆,最后进行烘干处理;如果绕组短路的短路点位于槽内,则要将发生短路的绕组线圈从槽内取出,进行加热软化,然后也是用绝缘纸垫在下面,表面涂抹绝缘漆并且烘干,最后重新放回槽内。

3.3 转子绕组断路

如果电机发生转速变慢、转动无力、定子三相电流增大等现象,就有可能是转子绕组发生了断路。对于发生这种现象的电机,可以将三相低压电源与定子连通。如果定子的三相电流发生较大的波动,则说明了转子绕组发生断路。这时候,要将转子单独抽出,然后用断条侦察器等设备,寻找到发生断路的部位。如果是鼠笼式转子,转子绕组的断条已经损坏,无法继续使用,则要进行断条的更换,或者将断条重新熔铸;如果是绕线式的转子,则与上述修理定子绕组的步骤一样,只不过最后要在绕组的两端用钢丝进行打箍。

3.4 一相或者两相绕组烧毁

三相电源给电机的正常运行提供着电能。如果三相电源其中的一相或者两相电压不稳,就会影响电机的正常运行,导致电机运转过快,产生大量的热量,对电机内部的各个组件造成损害。三相异步电动机多数采用的是“Y”字型接法,如果电源中的一相或者两相发生了异常,电机的转速就会变慢,发生差错的几率也会增加。这种情况下,线圈的磁场会以更加频繁的速度切割导体,B相的绕组会被隔离在电路循环之外,A、C两相的绕组变成了串联的关系,在长时间的运行过后容易发生损坏[3]。由于电机在一相或者两相绕组烧毁时仍然能正常运行,所以不容易被电力检测人员所发现。对此,要改善电力检测工作,完善电力检测的系统,规范电力检测的流程,将检测的结果记录下来,形成档案。越早发现电机的缺相故障,就越容易对故障进行处理,降低故障形成的危害,减少国家电力资源的损失,保障电机的正常使用寿命。

4 电机启动的故障

对于电机启动故障的研究,主要可以分为三个方面:

如果电机接通电源,按下启动按钮之后没有正常运转,同时也没有出现其他的异常状况,则有可能是电源发生的问题。这就需要对电源进行全面的检查,检查电源的供电是否正常,电源的保险丝有无断裂情况。如果是电源的线路原因,就要关闭电机,切断与电源的联系,对电源的电路进行全面排查。

如果电机在启动之后发生了运行速度上的变化,则可能是电机的电压出现了问题。电压的升高会导致电机的运行加快,电流量加大,产生大量的热量和噪音,危害电机的内部构件;同理,电压的降低会导致电机的运行变慢,电机的磨损加大。这两种情况都不符合电机的正常工作情况,长期保持不正常的工作状态会对电机造成损害。所以,在电机工作时,要时刻保持对工作电压的监控。一旦工作电压不稳,就要停止电机的工作,对电路进行检修。

5 结论

总而言之,电机的故障产生来自于两方面原因:一是电机由于长期工作导致了内部的构件发生损害,比如电源缺相、绝缘层老化破损或者绕组的短路;二是人为原因,比如电机的安装不规范、把电机放在潮湿环境中运行。为了避免电机的故障发生,将故障造成的损失降到最低,就必须采取相应的预防措施,提高电机故障的处理能力,保证电力系统的正常运转。

参 考 文 献

[1] 徐波,黄陈蓉,卢阿丽.感应电机常见故障及关键故障诊断技术分析[J].微电机,2015,48(25705):106-110.

[2] 王雷,张梨明,张灿星.煤矿电机常见的故障分析及诊断方法[J].通讯世界,2016(28401):228-229.

[3] 刘明.常见的高压电机故障的实时现场检修方法研究[J].现代物业(上旬刊),2013,12(25204):134-136.

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