高、低压电机一般性故障处理培训课件

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  高、低压电机一般性故障处理•编制人:张树林•年月日：2007年6月8日课程目标掌握高低压异步电动机的基本结构、参数规范，能正确判断处理电动机的一般性故障。课程目录一、电动机的基础知识1、电动机的基本工作原理2、电动机的基本技术数据3、电机维护的基本内容二、电动机的故障分析与处理（一）电动机的机械故障分析与判断1、轴承故障的分析与判断2、电动机振动的分析与判断（二）电动机的绕组故障分析与判断1、绕组接地2、绕组短路3、绕组断路4、绕组接线错误课件详细的细节内容一、电动机的基础知识1、电动机的基本工作原理交流旋转电机大致上可以分为同步电机和异步电机两类。虽然它们的励磁方式和运行特性有很大差别，但电机内部发生的电磁现象和机电能量转换的原理绝大多数都是相同的，存在许多共性的问题。同步电动机的转速和旋转磁场的同步速度相同，和电源的频率保持严格的比例关系。这就是说，同步电机的转子与旋转磁场同步旋转，故称为同步电动机。异步电动机的工作原理是建立在旋转磁场这一理论基础上的。也就是说，异步电动机其所以能旋转，实现机电能量转换，在于其定子三相对称绕组通入三相对称电流后，产生旋转磁场。旋转磁场以同步转速切割转子绕组，在转子绕组中感应出电势和电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生磁转矩，使转子旋转。这样，电机将电网输入的电能转换为机械能输出。异步电动机负载运行时的转速总是低于同步转速的。因同步则不能切割磁力线产生电磁转矩。课件详细的细节内容2、电动机的基本技术数据额定功率：铭牌上的功率是指在额定运作情况下,电动机轴上所输出的机械功率。一般用KW或W表示。标称电压：电动机在额定运作情况下的线电压。一般用V或KV表示。三相电动机要求所接的电源电压值的变动一般不应超过标称电压的±5%。电压过高，电动机容易烧毁；电压过低，电动机难以启动，即使启动后电动机也可能带不动负载，容易烧坏。额定电流：电动机在额定电压,额定频率下以额定功率运行时,定子绕组线端的电流值。一般用A表示。若超过额定电流过载运行，三相电动机就会过热乃至烧毁。额定频率：电动机在额定运作情况下的交流电源的频率。一般用HZ表示。我国规定标准电源频率为50Hz。额定转速：电动机在电压、电流、频率,容量都是额定值下运行时,其每分钟的速。一般用转/分钟表示。一般是略小于对应的同步转速n1课件详细的细节内容绝缘等级：根据定子绕组所采用的在允许电压下不导电的材料和容许承受的不同温升而分的等级。它表明三相电动机允许的最高工作时候的温度。大体上分为A、E、B、F、H等。工作方式：指电动机正常使用时容许连续运转的时间。根据发热条件，基本的有三种：连续S1、短时S2、断续S3。防护型式：指防止人体接触电机内带电或转动部分和防止固体异物或水进入电机内部的防护等级。防护标志一般由字母IP和两个表示防护等级的表征数字组成。其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。接法：三相电动机定子绕组的连接方法有星形（Y）和三角形（△）两种。定子绕组的连接只能按规定方法连接，不能任意改变接法，否则会损坏三相电动机。课件详细的细节内容3、电机维护的基本内容对电机采取比较有效和合理的维护是保证电机安全可靠运行的重要方法。各类电机应按其使用场合和重要程度，配置合适的润滑油与备品备件等。尤其安装相应的监视仪表对电机的电流、电压、温度、振动和噪声情况做监视，并进行定期维护、定运行时间维护、控制性维护或防止性维护。要结合电机的运作情况采取对应的维护方式。电机正常运行中的一般维护内容有：①监视各部位的温升不超过允许限值。②监视电流不超过额定值。③监视电源电压不超过规定范围。④注意电机的气味、振动和噪声。⑤常常检验核查轴承发热、漏油情况及时定期更换润滑油脂。⑥保持电机清洁，防止异物进入电机内部。⑦对有换向器的电机须保持换向器表面光洁无机械损伤和火花灼痕。⑧对有集电环的电机，应常常检验核查电刷与集电环的接触，电刷磨损及火花情况。⑨检查通风系统，保证风路畅通无阻，出风口温度在允许范围内。课件详细的细节内容二、电动机的故障分析与处理三相交流异步电动机的故障可分为两大类：一类是电磁方面的故障，大多发生于绕组，如绝缘损坏、导体及回路接触不良、断线、短路及接线错误等；另一类是机械面的故障，如轴承、端盖、铁芯等零件的松动、磨损、变形、断裂及润滑不良等。区分这两类故障，通常能这样进行：当电动机通电运转时，故障现象存在，断电后，故障依然存在，说明是机械方面的故障；若断电后，故障现象随之消失，就说明是电磁方面的故障。电动机出现故障的原因，可能是一个，也可能有多个，机械原因可能会导致电磁故障，电磁原因也可能诱发机械故障。因此，电动机出现故障时，要了解全过程，仔仔细细地观察出现的故障现象，尽可能测量有关数据，接着进行综合分析，以便确定故障原因，找出故障部位。下面就电动机的机械故障和电动机的绕组故障做多元化的分析：课件详细的细节内容（一）电动机的机械故障分析与判断1、轴承故障的分析与判断在电机上使用的轴承有两种：一种是滑动轴承（称轴瓦），另一种是滚动轴承。在电动机上常常采取的滚动轴承有滚珠和滚柱两种。这种轴承的成本虽然较高，但是维护手续简单、润滑费用较低，在中型以下的电机中应用较多。滚动轴承用润滑油膏进行润滑。润滑油膏又称润滑脂，是由氢氧化钠、氢氧化钙或氢氧化铝等碱化剂，与牛、羊动物油加热碱化后再加入矿物油而成。常温时呈半软质状态。滚动轴承的润滑脂应根据轴承类型、尺寸和运行条件来选择，它易于保持在轴承内，又可防止水气、粉尘和其他有害杂质侵入。润滑脂的填充量应为轴承室的1/2～1/3为宜，转速低取上限，转速高取下限，一般不宜超过轴承室的70％。润滑脂过多、过少，都会因起轴承发热。运行中的电机，当轴承温度超过85℃时，经常伴有杂音出现，或有润滑脂流出，此现状是滚动轴承出现故障造成的，其根本原因有：课件详细的细节内容①安装不正确。配合公差太紧或太松。装配良好的轴承应只受径向力（相对卧式电机而言）。若把内、外套圈的平面装歪，两平面之间便产生一个角度，这个微小的偏差足以造成滚子之间的刮削作用。当轴承的内套与轴装配的公盈过大时，会使轴承间隙过小，有时接近于零，转动不灵活，也会使轴承发热。滚动轴承外套与端盖的配合采用过渡配合（推入配合）。当轴承的内套与轴装配的公盈过小时，在运行中会发生轴与内套相对旋转，使轴严重磨损，不但会引起电机发热，甚至使电机无法运行。②润滑脂添加的太多，使轴承旋转部分与润滑脂之间产生很大的摩擦而发热。另外，新换的轴承或修后新换的润滑脂，在启动后的初期，由于润滑不均匀会造成轴承的暂 时发热，运行一段时间后温度会自然降下来。 ③滚珠、滚柱、内外套圈、滚珠支架严重磨损和发生金属剥落，电机运行时发出很大的 响声（金属撞击声或振动声）。 ④电机轴向没有窜量，轴承外盖与轴承外套之间的轴向间隙太小。大、中型电机一般 在非轴伸端采用滚珠轴承，轴伸端采用滚柱轴承。这样，转子受热膨胀时可以自由伸 长。小型电机两端皆采用滚珠轴承，轴承外盖与轴承外套应有适当的间隙。假如没有 间隙，可将前或后轴承盖车去一点，或者在轴承盖与端盖间加薄纸垫片。 ⑤电机端盖没有上好，止口没有靠紧，使滚珠偏出轨道旋转而发热。 ⑥润滑脂不合适，含有微量杂质或供给量不足等，都会使电机发热或产生口哨声般的杂 音。 课件详细的细节内容 2、电动机振动的分析与判断 电机振动是不能绝对避免的，但是其振动数值（2倍振幅）不应超过允许值。振动 的允许值与电机的转速有关。电机振动超过允许值的原因很多，根本原因有轴承过度 磨损，机座振动过大，电机耦合失调，转子机械不平衡及电机磁性不对称等。 电机振动大的一个常见原因是电机轴系安装不好。电机与负载（或原动机）相联 构成了轴的传动系统被称为电机轴系。电机轴系无论那种形式，客观上存在着轴系中 产生的各种力和不平衡磁拉力。若电机安装（或装配）不当，将使传动系统不能平稳 长时间运行，或使电机的定、转子的磁中心不重合产生轴向力，使电机有效输出减少， 振动噪声增加。为此，安装时一定要考虑轴的热膨胀和窜动，并在轴向轴的对接处留有 一定的位移量。各轴的对接处还要保证符合允许的同轴度。 课件详细的细节内容 （二）电动机的绕组故障分析与判断 电动机对发热反应最灵敏的地方是绕组绝缘，每种绝缘材料只能承受一定 的温度，超过这个允许的温度绝缘就会被烧焦。因此，绝缘的加热温度以及加热的时 间长短，对于绝缘强度以及电机的寿命都有很大的影响。电动机过载使损失增加、电 动机发热、绕组温升增高，以致电动机绕组绝缘损坏。所以，电动机运行时一定要注意 使它不要过载。 定子绕组是电机的主要组成部分，也是电机出现故障的主要部位。定子绕组产生故 障的原因是：电机经过长时间运行，绕组绝缘老化；外界的影响（如受潮、暴晒、金属 异物的损伤、有害化学气体的腐蚀等）；不正常的运行（如过载、单相运行等；选择使用 的方法不对等。对绕组的绝缘电阻和直流电阻的测量是判断绕组故障的重要依据： 课件详细的细节内容 ①电机绝缘电阻测定： 测定电机绕组的绝缘电阻能判断绕组的绝缘质量，还能判断绝缘是不是真的存在受 潮、粘污或其他绝缘缺陷等情况。这种测定方法既简便又没有破坏性。测量绕组。对 于交流电机，应分别测量每个绕组对电机外壳及各相间电阻。但对于绕组只是始端或 末端引出机壳时，则只要测量绕组对机壳的绝缘电阻即可。测量时，兆欧表的转速应 接近额定值并保持大致均匀时方可记录，同时还应记录绕组的温度。由于施加直流电 压而使绕组同时对地充电，故测量后应将被测绕组对机壳放电。 ②电机绕组直流电阻测量时需要注意的几点： 测量绕组的直流电阻，用来校验绕组的实际电阻是不是满足设计要求，检查绕组是否 存在匝间短路，焊接不良或接线错误。此外还能够准确的通过绕组的热态与冷态电阻之差确 定绕组的平均温升。测量时应采用同一仪表测量同一绕组的热、冷态电阻，尽可能减 小测量误差。绕组的直流电阻值取决于导线的长度、截面积、电阻率及绕组温度。用 相同工艺生产同样形状的线圈，其导线长度和线径几乎相同。故对同一台电机而言， 同样线圈的直流电阻应相同，允许偏差为2％。 课件详细的细节内容 1、绕组接地 指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。 ①故障现象 机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。 ②产生原因 电机长期不用，周围环境潮湿；电机受雨淋、日晒；电机长期过载运行；有害化学气体 腐蚀；金属异物掉入绕组内部，损坏绝缘；重绕定子绕组时，损伤绝缘，使导线与铁 心相碰等。 ③检查方法 （1）观察法。通过目测绕组端部及线槽内绝缘物观察有无损伤和焦黑的痕迹，如有 就是接地点。 （2）万用表检查法。用万用表低阻档检查，读数很小，则为接地。 （3）兆欧表法。根据不同的等级选用不同的兆欧表测量每组电阻的绝缘电阻，若读 数为零，则表示该项绕组接地，但对电机绝缘受潮或因事故而击穿，需依据经验判定， 一般说来指针在“0”处摇摆不定时，可认为其具有一定的电阻值。 课件详细的细节内容 • （4）试灯法。如果试灯亮，说明绕组接地，若发现某处伴有火花或冒烟，则该处为绕 组接地故障点。若灯微亮则绝缘有接地击穿。若灯不亮，但测试棒接地时也出现火花， 说明绕组尚未击穿，只是严重受潮。也可用硬木在外壳的止口边缘轻敲，敲到某一处 等一灭一亮时，说明电流时通时断，则该处就是接地点。 （5）电流穿烧法。用一台调压变压器，接上电源后，接地点很快发热，绝缘物冒烟处 即为接地点。应格外的注意小型电机不允许超出额定电流的两倍，时间不超过半分钟；大 电机为额定电流的20%-50%或逐步增大电流，到接地点刚冒烟时立即断电。 （6）分组淘汰法。对于接地点在铁芯心里面且烧灼比较厉害，烧损的铜线与铁芯熔在 一起。采用的方法是把接地的一相绕组分成两半，依此类推，最后找出接地点。 此外，还有高压试验法、磁针探索法、工频振动法等。 ④处理方法 （1）绕组受潮引起接地的应先进行烘干，当冷却到60——70℃左右时，浇上绝缘漆 后再烘干。 （2）绕组端部绝缘损坏时，在接地处重新进行绝缘处理，涂漆，再烘干。 （3）绕组接地点在槽内时，应重绕绕组或更换部分绕组元件。 最后应用兆欧表做测量，满足技术方面的要求即可。 课件详细的细节内容 2、绕组短路 由于电动机电流过大、电源电压变动过大、单相运行、机械碰伤、制造不良等造