3. 3.14 因星-三角降压起动线路的接线故障造成跳闸或电机不起动

1. 丫接时电机起动正常，当转换成△接后断路器很快跳闸

首先说，因为丫接时起动正常，所以基本可以排除该电动机绕组本身

和转子、轴承等存在质量问题。

当转换成△接时，断路器马上跳闸，说明线路电流过大，超出了断路

器设定的瞬时保护电流值。线路电流过大可能有如下三种原因造成：

1) 绕组尾端对机壳短路

. 具体地说，应该是丫接起动时，封在一起的三个绕组端头(是一段线，

包括引出线和与引出线相连接的绕组一小部分），至少有一个已对地短

路。在丫接起动时，该端电位与大地的电位相等，所以不会使线路电流增

大，电机能正常起动和运行。而转换成△接后，对地短路的一端直接与相

线连接，立刻形成了相线对地短路，产生较大的短路电流。

通过测量绕组对机壳(地)的绝缘电阻，可确定是否存在此故障。

2) 丫接起动时，封在一起的三个绕组端头中有两个交叉接错

如果丫接起动时，封在一起的三个绕组端头中有两个交叉接错，丫接

起动时电机表现正常，但在接成△接时，将有一相的头尾两端连接在一相

电源上，造成该相没有电流流通，而另外两相将形成并联的电路与剩余两

相电源相连并且通电。例如若W 相和V 相的标记相互标错，则W 相绕

组将没有电流流通，而U相和V 相将形成并联的电路与剩余两相电源相

连并且通电。这样，就形成了变相的电源“ 缺相”运行状态。通电的两相

的线路电流将远超过正常状态时的数值，使断路器动作跳开。

将与电机出线端子相连的电源线和连接片全部拆下用万用表和其他

器具核实原标注的端子标记是否正确。若不正确，则可确定是上述原因，

否则应是下述原因。

3) 与丫接起动时封在一起的三个绕组端头相连接的电源线中有两

条相互接错

造成的现象和结果与前面讲述的第2 条完全相同。如图3 - 88b

所示。

用万用表电阻挡或灯泡、电铃等指示器，认真查找用于△接运行的接

触器上下端连线，找出相互交叉接错的两条线，倒换后即可。

2. 丫接时电机起动正常，转换成△接时电机停转

转换成△接时电机停转，说明△接时电机绕组没有电流流过。此种

故障是与丫接起动时封在一起的三个绕组端头相连接的三条电源线都相

互接错，如图3-88c 所示。此时，三相绕组的头尾均各自连接在一相电源

上，所以都不通电，自然也就不可能运转了。

发生这种极端的错误时，用电压表测量电动机接线端子之间的电压，

每两相之间的电压为正常值，例如380 V，但一相绕组两端之间无电压，测

量每一相的电流时，也都为零。

3. 3.15 星-三角起动电路中电流的测量问题

1. 测量线电流

若要得到线电流,则应将电流表(或电流互感器)串联在电源到接触

器KMo上端之间的连线处，如图3-89a 中的PAL所接位置(若使用钳形

电流表，则将其钳口卡在这一段线路上)》

2. 测量相电流

若将电流表接在KMo或KM△的下端到电机端子之间的连线处，如

图3- 89a中的所接位置，测得的电流将是相电流，此时将其扩大Vf

倍才是线电流的数值。对于KMo与KM△的上端并联的线路，在并联后

到接触器端子之间的连线处测量，与在下端测量相同。这一点在实际测

量中应给予高度的注意，否则，若测量的是相电流，在严重过载的情况下，

还以为电流没有达到额定值，直到电机过热烧毁还不知其所以然。

将图3-89a 的线路改变一下画法，成为图3—89b 所示的电路，会对

上述讲述更易理解。

3.4绕线转子三相异步电动机的特有故障及原因

3.4.1电流过大但出力不足

其原因分定子、转子以及定、转与电源和转子外接电路接线等几个方 面。定子方面的原因与笼型转子电动机完全相同。下面仅介绍转子以及 相关连线方面的内容。

(1) 转子绕组或电路出现三相不平衡，其故障如图3-90a〜m所示。

定、转子外接线交叉接错。当所用电机转子开路电压高于定子 额定电压时，若定、转子外接线交叉接错，即转子接了三相交流电源，而定 子接了起动电阻时，就会因定子绕组和转子绕组都达不到额定电压而不 能输出额定功率，在负载一定时，转速会下降，电流上升。这种错误通常 发生在通过电缆沟或电线管走线的施工过程中，如图3 - 90η所示。

3.4. 2 转子故障原因的查找方法

1. 并头套间短路

由于运行时机械力和电磁力的共同作用，使导线在薄弱的地方变形，

或由于进入了导电的粉末而在两相邻并头套间形成导电层，都可造成并

头套间的短路。

若两相邻并头套靠近引出线端分属两相，则在电机刚刚通电起动时，

将因有较高的电位差而发生短路放电现象，从而将两者烧损。这一现象

在拆出转子后是很容易看到。在不拆机的情况下，可用下述方法进行检

査和初步确定。

1) 测直流电阻法

在转子引出线处测量转子绕组的3 个线电阻.。若3 个电阻值相差较

大，阻值小的并头套间可能发生了短路。如图3-91a 所示。

2) 试灯法

用一个白炽灯串联在转子绕组电路中，由220 V 交流电源供电。分

别和转子绕组3个引出端中的两个相接，共进行3 次，观看每一次灯泡的

亮度。亮度相同，三相正常;亮度不同时，则相对较亮时所连接的绕组并

头套有短路故障。如图3-91b 所示。

3) 测量转子开路电压法

给定子加交流电压(可低于额定值)。转子输出线开路，在集电环上

测量每两相之间的开路电压，如图3 -91c 所示。若三相基本相等，则无故

障;若两小一大，则“ 两小”中共用的一相中有并头套短路故障; 若两大一

小，则有“ 一小”时所接两相之间相间短路。

2. 并头套脱焊或脱落

因并头套焊接处理不当而未能焊实时,在电机加载工作时则有可能

因电阻大而过热，当达到焊锡的熔点时，就可将锡熔化并甩脱。此时，电

机转子将有一相断路，形成缺相运行。

电机转子缺相运行时，定子三相电流将周期性地大幅度快速摆动(转子

旋转一周摆动一次)，如图3- 91d所示，同时出现转速下降、出力不足、振动较

大等现象。长时间运行时，最终将造成未断的两相转子绕组过热烧毁。

这种故障可用测量转子电阻或用示灯检査转子绕组通断的方法较容易

查出。因为转子三相在内部已接成了丫形，所以在测量引出线间电阻时，将

有两次不通、一次通，通的一次所接两相是好的，剩下的那相则是坏的。

3. 4.3 集电环上火花大、电刷或集电环磨损较快、过热

(1) 3. 4. 2 所述转子电路三相不平衡的所有原因(图3- 91)都会造成

火花大，并使相关电刷和集电环过热。

(2) 电刷牌号不正确或过硬、电刷所受压力过大或集电环表面粗糙，

会造成集电环上火花大并磨损较快。压力过大过小的主要是因为压簧未

调整好或压簧的弹力过大或过小(可能使用了不同规格的压簧），也可能

是电刷磨损后剩余长度过短(少于原长度的1/4)造成的，如图3-92a、b、c

所示。对图3-92d所示的结构，可通过上下移动弹簧压帽来调节压力。

(3) 电刷在刷盒内过松或过紧、刷盒离滑环表面距离过大，会造成集

电环上火花大。常用电机电刷与刷盒之间应有一个合理的间隙(见表3 -

4 和图3- 92e)，过大则会造成电刷较大的摆动，使其与滑环表面接触不

稳定而产生火花;若过小，则电刷上、下移动不灵活，同样也会因接触不稳

定而产生火花。

(4) 单个电刷电流密度较大。对一个滑环上放置多个电刷时，若其

中某些电刷与滑环接触不实，图3-92f 所示,则其他接触较好的电刷就会

因分担较多的电流而发热。

(5) 电刷与滑环接触面积小于电刷截面的75%。此时除会产生火花

外，还会造成电刷过热。可用00 号砂布来回拉动,将电刷磨成需要的接

触面。如图3-_92h所示。

(6) 集电环有较大的径向跳动。由于加工制造或使用时的磨损等原

因，集电环滑环表面的径向跳动过大时，会造成电刷的跳动而产生火花。

如图3-92g所示。

(7) 电机振动太大造成电刷跳动，如图3-92i 所示。

(8) 集电环与导电杆连接松动或氧化会造成该集电环过热，如图3 -

92j 所示。

(9) 工作环境过于干燥或潮湿，会造成电刷磨损过快。

(10) 负载太小。负载太小时，由于电流很小而不能在电刷与滑环的

接触面形成一层较硬的氧化膜，使得电刷磨损较快。

3. 4.4 电刷与滑环的接触面积的检查方法

电刷与滑环的接触面积的检査可用目测的方法大致得出，若要求得

到较准确的数值，则可事先在电刷工作面上涂一层红丹粉或白粉笔末等，

将电刷装人刷盒中，调整好压力(可略大于要求的正常值），转动电机的转

子若干圈后，取下电刷，观看被抹掉的涂层面积，该面积占电刷工作面总

面积的百分数即为接触面积的百分数。.

3.4.5 电刷引线(刷辫）断后的处理方法

1. 焊接法

当引线断裂但在电刷上还保留一部分时，可用与原引线相同规格的

软铜线与剩余部分通过气焊或锡焊焊接在一起。

2.铆接或用螺钉连接

在电刷上端打孔，用铆钉或螺钉将引线与电刷连接。

1. 用铜粉塞填压的栽种法 此法是电刷制造厂使用的一种正规生产 方法，需用一个专用工具——空心冲具。该 工具用钢质材料加工，下半部中心开孔并与 侧面打通，加工后进行热处理来加强硬度。 操作方法如下：

将电刷原引线孔用电钻打通。取一段引 线，穿过冲具中心孔，将其下端分开后插人电 刷接线孔中，向电刷孔穴中放细紫铜粉，将冲 具下端插人电刷孔内。用小铁锤敲击冲具顶 部，敲一下，将冲具向上提一下，再敲一下提 一下，直到填人的铜粉被压实后再填人少许 图3-93用塞填粉的方法铜粉，再用冲具压实，反复上述过程，到电刷 “栽种”电刷引线 空穴填满为止，如图3-93所示。拿下冲具

1 一冲具;2-软铜线,3—铜粉后，在电刷引线根部涂一些环氧树脂，一方面 固定铜粉，一方面防止铜粉氧化。

3.4. 6 集电环故障的修理方法

对磨损比较轻的集电环，可用砂布进行打磨，打磨时，电机通电运转, 将0号砂布包在一块木板上，顺集电环的旋转方向进行打磨。打磨后，将 磨下的粉末清理干净。对磨损比较严重的集电环，则需要将其拆下，在车 床上进行车削。