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三相交流异步电动机维修入门定子绕组的故障及检修

从前面有关电动机故障及检修的章节中可知,三相异步电动机的故障颇为繁多。而其中定子绕组又是最容易损坏且故障率很高的部件。

电动机的故瘅繁多,但故障的产生总是与一定的因素相联系的。如定子绕组绝缘损坏是与绕组过热有关,而绕组的过热总是与电动机的电流过大有关等。只要根据电动机的基本原理、结构和性能,以及有关方面的情况_ 就可对故障作出正确的判断和处理。而正确的判断和处理又源于正确的检修步骤和方法,为此,下面先就电动机定子绕组故障一般的检修歩骤与方

法作一介绍

  1. 电动机定子绕组故障的检修步骤

(1 )发现故障现象

( 2 ) 根据故障现象结合定子绕组的结构特征找到故障发生

的部位,并尽可能地缩小故障范围。

( 3 ) 根据故障部位找出故障点.

( 4 ) 根据故障点的不同情况,采取正确的检修方法排除

故障.

( 5 ) 空载试验。

( 6 ) 正常运行试验,

在以上检修步骤中,找出故障点是检修工作的难点和重点。在寻找故障点时,首先应分清故障在外部还是在内部,是机械故障还是电磁故障。然耵根据“ 由外到里,先机械后电破” 的顺序进行检查和修理。

2. 电劫机定子绕组故陣的检查和分析方法

常用的故障检查和分析方法有:调查研究法、试验法和测最法等几种。在一般般情况下,调杳研究法能帮助我们发现故障现象; 试验法不仅能发现故障现象,而且还能找到故障部位;测量法是找出故障的基本、可靠和有效的方法。

在检査和分析故障时,并不是仅采用某一种方法就能找出故障点的,往往需要用几种方法同时进行才能迅速找出故障点。

现将几种故障的检查方法分述如下

(1) 调查研究法。调查研究法主要是通过询问橾作人员;看有无由于故障引起明显的外观征兆;闻电动机有无由于故障引起明显的异常气味;听电动机在运转时与正常运行时的声音有无明显的差异;摸电动机外壳或定子绕组的温度是否正常等。

( 2 ) 试验法。即直接通电试验。采用二相调压变压器,开始时施加约3 0 % 的额定电压,再逐渐上升到额定电压,可发现故障现象及故障部位

( 3 ) 测量法„ 利用校验灯、试电笔、万用表、钳形电流表、电桥和兆欧表等对电动机进行带电或断电测量,在测量时应特别注意是否有并联支路存在对被测绕组的影响,以防止产生误判断。总之,故障不岳千篇一律的,就是同一故障现象发生的部位也并不相同,不要生搬硬套,而应按不同的故障情况灵活处理,力求迅速准确找出故障点,判别故障原因,及时排除故障。

在实际检修工作中,说做到每次排除故障后,及时总结经验,井作好检修记录,作为档案以备以后维修时参考。

三、绕组短路故障的检查方法

1.外部检査

使电动机空载运行5-20min 左右停下来,马上拆卸两边端盖,用手摸线圈的端部,如果某一个或某一组线圈比其他的热,这部分线圈很可能已短路。也可以观察线圈有无焦脆现象,若有,该线圈可能短路。若在空转过程中,发现有异常情况,应立即切断电源,采用以下列举的方法予以检查。

2. 万用表、电桥检查法

(1)先按图7-9 所示,打开示意图(a ) 中接线盒1上的盒盖2 , 拆下三相绕组的短接片3 , 其示意图( b ) 中3 为A 接法的短接中3 为Y 接法的短接片。

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( 2 ) 当电动机各相绕组的直流电阻较大时,可用万用表测量检查r当电动机各相绕组的直流电阻值小时,应用电桥来检査。相间绝缘电阻的检査方法是:依次测量U1 - V1、U 1 ~ W1 、W 1 - V I 两端的电阻,若阻值很低,说明该两相间有短路。例如:U1 - V1、U 1 - W1 之间阻值很大,而W1 - V I 之间很小,则W 相和V 相之间存在相间短路。

( 3 ) 测量各相绕组的直流电阻值。用仪表测量U 相的直流电阻,读数越准确越好,并要作好记录。

( 4 ) 判断相间短路部位。先测W1 - V I 之间的直流电阻值并记录,然后依次测量W 2 - V 2 ,V 1 - W 2 、V 2 _ W1 之间的直流电阻值,作记录。

( 5 ) 根据绕组的结构形式画出铙组展开图或圆形接线参考图。以u 相的阻值(因U 相为正常的绕组)为基准,比较W 1 - V U W 2 - V 2.V 1 - W 2 .V2 - W 1 电阻值的羞异,结合展开图进行分析,即可判断出相间短路的部位,如图7 - 10 所

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3. 电阻法

采用该法时,若电动机为三角形接法,应先拆下接线端上任意一片短接片,如图7-11所示。用万用表或电挢分别测量各相绕组的直流电阻,若一相绕组的电阻值小,则说明该相有可能是匝间短路。

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拆开端盖,取出转子,将短路相各极相组连接线的绝缘刮去一小段,然后分别测童各极相组的直流电阻,最后查出短路线圈,如图7-12

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4. 电流平衡法和电压降法

先用电流平衡法检测出故障相,其接线图如图7-14 所示。图中电源变压器TC可采用行灯变压器或交流电焊机,次级电压约为36-100 V 左右,每一相串联一H 电流表后并联接到TC的次级,通电后电流过大的一相为短路相t 然后用电压降法,将故障相各极相组连接线的绝缘刮去一小段,如图7-15所示,通人单相交流电压(30-100V ) ,用万用表电压挡测量每一极相组的电压降。如读数相差过多且电压降为最小的极相组是短路极相组。切断电源,再将短路极相组各线圈的连线绝缘层

刮净,以同样方法测量各线圈的电压降,便可找出短路线圈。若

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线圈短路严重,短路线圈会有明兄的绝缘层脱落及发黑现象。

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5.感应电压法

本法利用电磁感应原理测M 匝间短路,如图7-16所示。将12-36V 交流电压先接人U 相,测最V , W 相感戍电压。然后,将交流电通人V 相,测量V、W相感应电压,再将交流电通入W 相,测彳i U 、V 相的感应电压。最后,进行比较,感应电压

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最小的-相为短路相。

现以7kW二极电动机的实测数据为例,由表7 - 1 所示可知,u 相的感应电压最低,说明诙相有匝间短路,然后可用电阻法或电压降法找出故障线圈。

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6. 短路侦察器检查法

短路侦察器是利用变压器工作原理来检査绕组匝间短路的。它的铁心外形如图6-2 所示,外形结构如图7-17 所示,

技水数据见表7-2 。短路侦察器的测量原理如图7-18所示。

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将短路侦察器放在定子铁心的内岡表面,且止好放在所要检查的一个线圈边的槽口上,同时还应将电动机的5 根引出线各自分开,不和外界相接。交流电通人励磁绕组,产生磁通与被测线圈相交链。若被测线圈正常,即相当于变压器的次级绕组开路,没有什么反应;若线圈布咀间短路存在,则相当于变压器次级短路,励磁绕组(即变压器的次级线圈)电流值增大,短路电流产生的磁通办使薄铁皮( 约0.5mm 厚)或锯条产生振动,严重时发出“ 吱吱”声。按顺序逐槽移动侦察器,便讨找到短路槽。对于多支路并联的电动机绕组,使用该法时,均须把并联支

路点拆开,否则绕组支路中有环流,无法分清哪一槽的绕组短路„ 图7-19 所示为短路侦察器的2 种检查方法。图7-19( a)所示为屯流表检査法;图7-19b) 所示为铁片检查法。铁片可采用薄铁皮或弓锯条。

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对T双层绕组或混合绕组,因为在一个槽内往往有2 个线圈边,故必须检查每个线圈的另一边,方能断定短路槽,即将铁片分别放在与侦察器所在槽线圈相对应的另一边槽口上进行检测,如图7-20所示。

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四、绕组短路故障的修理方法

1. 局部修理

如果短路绕组的导线还未烧坏,可采用局部修理法。

( 1 ) 当短路点发生在端部时,可将绕组加热软化,用理线板将线圈的线匝一根一裉地挑开至找出故障的导线为止,在损坏的线匝处涂上绝缘漆,包绝缘带或垫绝缘物,然后整形,包扎定位。

( 2 ) 当短路点在槽内的上层边,将绕组加热软化或在故障线圈线槽的槽楔t 用毛刷刷1:适当的溶剂( 配方为丙酮40%、甲苯35% 及酒精25 % ) ,约30min待绕组软化。然后轾轻地打出槽楔,细心地用理线板将线圈的线匝一根根挑出来,直至挑出故障的导线为止。然后用绝缘物将绝缘损坏处包扎好,再仔细地将线圈嵌回线槽原位置处,垫上绝缘垫条,打人槽楔,然后整形、包扎并浸渍绝缘漆烘千。

( 3 ) 当极相组间的连接线圈绝缘套管损坏或位置偏离而导致短路,则应将绕组加热至如°C 左右,使绕组绝缘软化,用理线板撬开引线处分别作绝缘处理,当故障现象如图7-21(a)所承,E 绝缘套管绝缘良奸时,A 要将绝缘套管重新套到槽的根部,如图7 - 2 1 ( b ) 所示D 若极相组的连接线绝缘套管绝缘损坏,可将连接线剪断,换[:新的绝缘套管(有一小一大两种),先将小套管套至槽的根部,再把连接线接并焊接好,然后将大套管冋套至连接线的焊接处。极相组连线短路现象以同心式绕组最为多见。

若短路部位烧损严重,单独处理有困难,可采用面层嵌线法、废弃法或穿绕法进行修理。

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2. 面层嵌线法

这是更换部分故障线圈的好方法,其工艺过程如下:将线圈加热到100-120 C 左右,对单层绕组,应趁热打出槽楔,剪断故障线圖两端并迅速拆除,用压线板将原来扭在故障线圈上面的那一部分绕组端部轻打、下压井整形,留足新线圈面层嵌放的空位,然后换上与原绝缘等级相同的槽绝缘,将新线圈嵌入槽内,如图7 - 22 所示(图内槽绝缘、槽楔未画出)。对于极对数较多的双层绕组,也可用本法迸行修理。在拆除坏线圈,补充适当

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的槽绝缘之后,用等于铁心长度的薄铁竹插人槽口中、把保留的上层线圈边下压:到槽底,其面上留出嵌放新线圈的空位,将留下的线圏整形后,放人新的层间绝缘,再将新线圈嵌人槽中。图7-23所示为双层绕组商层嵌线法的示意图。

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3. 废弃法

废弃法又名跳接法,有线圈跳接与线匝跳接2种。跳接法是在拽出短接点后无法进行局部修理时,把短路线圈或线匝从绕组中切除出去的一种应急修理办法。事后应采取补救措施,及旱地将跳接线圈或线匝替换下来重新修理。


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