三相異步電動機單相運行的原因分析及預(yù)防措施

1、 三相異步電動機單相運行的原因分析及預(yù)防措施 摘 要：電動機在現(xiàn)代工業(yè)社會應(yīng)用得非廣泛，在很多的生產(chǎn)生活場所充當(dāng)重要角色，便也經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，其中尤以因電動機缺相運 行而燒壞現(xiàn)象為重，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？怎樣才能減少這樣的 問題發(fā)生呢？這是一個值得探討的問題、是我們所有從事電工行業(yè)維 修工作人員應(yīng)當(dāng)重視的問題， 依據(jù)我多年的從業(yè)經(jīng)歷有如下幾點同大 家交流，不足之處請?zhí)岢鰧氋F意見。關(guān)鍵詞：電動機缺相運行，原因分析，預(yù)防方案引 言在三相異步電動機缺相運行燒壞電動機的原因中，是一相斷電后 逆序磁場產(chǎn)生較大的制動力矩，減小了電動機的輸出力矩，當(dāng)外加負 載不變時、轉(zhuǎn)差率增大、定子繞組中電流比正常運

2、轉(zhuǎn)時增大很多、致 使銅耗、鐵耗增大、結(jié)果使電動機溫度升高燒壞定子繞組。在我做電 工維修之中，發(fā)現(xiàn)由于人為疏忽造成主電源回路引起和起動電器引起 三相異歩電動機缺相運行有很多第一章 電動機單相運行時的狀況分析 一 電源、負載均為星形連接時，線電壓等于3 倍相電壓，線電流與相電流相等、當(dāng)電源或是負載的一相斷開時，其電流與電動機 所帶負載有關(guān)、成比例增長。 二 當(dāng)電動機為 Y連接時線電壓等于相電壓、線電流為3 倍相電流. 若外部(電源)斷線時,電動機實際為兩相繞組串連后與第三相并 聯(lián)再與兩相未斷相電源線連接,線電流等于并聯(lián)之路之和、在負載不變時,串接兩相電流不變,并聯(lián)的第三相電流增加 0.5 倍,滿負

3、載時線 電流的為額定電流的 1.72.0 倍. 若電動機內(nèi)部斷相時、電動機變成 V 形接線、相電流和線電流均 與電動機負載成比例增長、兩相電流均增大 1.5 倍,一相線電流增加 到 1.5 倍、其它兩相線電流增加約 0.9 倍 第二章 電動機單相運行產(chǎn)生的原因供電電源缺相在產(chǎn)生單相運行的比例中占一定的比例，表現(xiàn)為：斷路器、熔斷器方面 一 斷路器: 很多時候、設(shè)備的操作者喜歡把斷路器、作為停機的選擇、一拉 開了事、斷路器屬于不是常動性的電氣設(shè)備，如果帶負載拉閘、再加 上對保護電動機選用類型不對時、極易產(chǎn)生缺相。2007 年，歐意電 器公司爐具車間新更換一條生產(chǎn)線， 生產(chǎn)線裝有兩臺各 2.2 千瓦

4、三相 電動機，二十四盞 40 瓦日光燈，二十四臺60瓦鴻運扇，二十四個排 插（基本不用） ，分三相接線，兩個月后，兩臺電動機全部燒壞，經(jīng) 檢查、 日光燈電源接于一相， 風(fēng)扇電源接于一相， 排插電源接于一相， 電動機電源接三相，上下班用斷路器直接開、關(guān)各用電設(shè)備。拆解斷 路器發(fā)現(xiàn)一相滅弧室很多積炭觸頭燒壞， 分析為斷路器由于帶負載拉 閘，使觸頭拉弧燒壞觸頭而缺相引起 二 熔斷器： 故障性熔斷；電動機的頻繁正反轉(zhuǎn)、電動機主回路的單相接地， 電動機的相間短路。 非故障性熔斷；熔斷器熔體容量選擇過小,安裝 不合理。 三 接觸器: 選配不合理、安裝不合理；我2004年在三鄉(xiāng)寶元集團下屬的一個木工車間碰到

5、一個三相異步電動機單相單相運行的案例， 一臺多功 能木工機床，功率 3 千瓦，剛開動二十分鐘的樣子就停了，再按起動 按鈕，電動電機起動不了，詢問機器操作人員說：機器起動后，輕負 載有很吃力的現(xiàn)象，十幾分鐘后電動機自動停車再也開動不起來，用 手接觸電動機表面，感到燙手且空氣中有臭味、初步斷定為電動機繞 組燒壞，經(jīng)檢查，多功能木工機床的控制箱安裝在工作臺下方，打開 控制箱門， 箱內(nèi)一層厚的細鋸木灰， 無熱繼電保護器、 斷開工作電源， 用萬用表測得電動機三相中的一相電阻為零， 判定電動機為單相運行 而燒壞繞組，測量接觸器吸合時的三組主觸頭電阻，其中有一組電阻 很大，判定該組觸頭為接觸不良或燒壞，拆開

6、接觸器查看，內(nèi)部鐵芯 極面有一層積灰，有一組觸頭損壞，分析原因為積灰引起接觸器吸合 不良而燒壞觸頭。四 熱繼電器： 選配不配套，安裝未達標(biāo)、調(diào)試不到位。 五 電動機本身的質(zhì)量原因： 主要表現(xiàn)為銅、鋁的對接不良，繞組外引線的焊接不良。2006年，歐意公司新開沖壓廠，購買一批新沖床，開工不到一個月，其中 有一臺 100 噸位沖床 22 千瓦三相異步電動機繞組燒壞，操作人員介 紹、設(shè)備正常運行中，突然聞到一股臭味，轉(zhuǎn)速也慢了下來，趕緊停 機后再啟動無反應(yīng)。經(jīng)檢查，電動機額定電流 45 A，三相六線 Y 接線、熱繼電器保護整定值為 50 A，用萬用表測量所得一相電阻零， 一相電阻無窮大，經(jīng)解構(gòu)后發(fā)現(xiàn)電

7、動機內(nèi)部繞組為鍍銅鋁線，其繞組 一端與處接銅端子處被燒斷變成 V 形接線 第三章 解決方案一 斷路器：斷路器用于不頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐贰⒃诒Ｗo電動機時，有兩點 需要特別注意，一是它的過載能力，二是它的起動電流很大，因此， 在選擇時要分清要保護電動機時的類別,選擇保護籠型異步電動機時 斷路器的瞬時整定電流值在 8-15 倍于電動機額定電流,保護繞線轉(zhuǎn) 子異步電動機時瞬時整定電流值在 3-6 倍于電動機額定電流,嚴(yán)禁把 斷路器作為電動設(shè)備停止運行用的操作機構(gòu). 上文提到的案例、 我把 風(fēng)扇、日光燈的電源加裝接觸器起動且三相均勻分布，嚴(yán)格規(guī)定先停 用電設(shè)備再拉斷路器，再也沒有出現(xiàn)斷路缺相現(xiàn)象。 二

8、熔斷器： 故障性熔斷；嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)安裝設(shè)備、電氣線路。選擇能適應(yīng)周圍 環(huán)境的電動機、對需頻繁正反轉(zhuǎn)起動的電動機進行技術(shù)改造,加裝延 時裝置錯開高峰沖擊電流。非故障性熔斷；在非故障性熔斷器熔斷方 面，要合理選擇，不要存在一些誤區(qū)，認為能躲過一般的起動電流、 就是最佳的保護電動機熔體的標(biāo)準(zhǔn)值， 因而盡量選擇接近電動機啟動 電流值的標(biāo)準(zhǔn)熔斷器，其實安裝熔斷保護器的作用，是用來保護電動機的相間短路事故或是單相接地事故，而不是用來對電動機進行過負 荷保護，過負荷保護功能是由熱繼電器來完成的。在選擇熔斷器方面 有下面幾點問題要注意：按電網(wǎng)電壓選用相應(yīng)電應(yīng)電壓，等級的熔斷器按配電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最大短路電流，

9、 選擇有相應(yīng)分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥?；根?jù)被保護負載的性質(zhì)和容量，選擇熔體的額定電流 電動機直接起動時，熔體電流按下列算公式選擇 Ifn =Is/k 式中Ifn= IS K熔斷器熔體的額定電流（A） IS=電動機的起動電流（A） K=系數(shù)，決定于電動機的起動情況和熔斷器特性見表 除按表 1 中的規(guī)定選擇 K 值外. 還可根據(jù)起動時間來確定 K 值大小表1 熔斷器 型號 .見表 2 根據(jù)熔斷器特性和電動機起動情況選擇 K 值； 熔體材料 熔 體 電 流 K （A） K 電動機輕載起 電動機重載起 動 動 2 3 3 2 2.5 3 2 2 2.5 RTO 銅 50 及以下 60-200 200 以下 2

10、.5 3.5 4 2.5 3 3.5 2.5 3 3 RM10 鋅 60 及以下 80-200 200 以上 RM1 RL1 RC、A 鋅 銅、銀 鉛、銅 10-350 80-100 10-200 5表2 起 動 時 間 K （S） 3 以下 3-8 4-2.8 2.8-2 按起動時間確定 K 值 起動時間（S） K 8 以上 起動頻繁 2-1.7 2-1.7 注意：選擇熔體電流時，不能選得太小，否則易造成某一相熔斷而發(fā) 生電動機單相運轉(zhuǎn)。 多臺籠型異步電動機共用一組熔斷器時、熔體額定電流按下 面計算公式選擇 IfnKLISM +In(n-1) 式中 LK ISM 考慮負載情況的系數(shù)，一般情況

11、取 KL=0.4 被保護電路中最大一臺電動機（或同時 起動的電動機組的起動電流（A）) In(n-) 被保護電路中，除最大一臺電動機 （或同時起動的電動機組以外的其他電動 機額定電流之和（A） 三 接觸器： 不同工作制、 選擇與該工作制相匹配容量的接觸器.例如:長期工 作制時應(yīng)盡量選擇銀合金或鑲銀觸頭的接觸器.銅觸頭則要將其容量 降至間斷長期工作制額定容量的 50%以下使用, 頻繁操作時必須考慮 電弧能量的影響。不同的環(huán)境選擇能適應(yīng)環(huán)境的接觸器.例如:潮濕、 腐蝕氣體、多塵、振動等環(huán)境都會便接觸器的鐵質(zhì)部件生銹，增大動 靜觸頭間拉弧距離， 減少吸合力， 引起卡阻現(xiàn)象， 鐵芯極面不平等等。 例如

12、、上文提到的多功能木工機床故障，我采處了把機床控制箱移離 工作臺，改裝到遠離工作臺灰塵少的墻面，加裝熱繼電器，對控制箱 進、出線口進行密封，在工作臺上方安裝吸塵裝置，并且每天檢查、 一個禮拜除塵一次， 兩個月對主觸頭清潔一次以后類似情況再也沒有 6 出現(xiàn)。因而除了選擇能適應(yīng)環(huán)境的接觸器外，還要定期檢查，強制改 善環(huán)境，定期維護保養(yǎng)。修理動靜觸頭時勿使用砂子打磨、因砂子極 易留在觸頭表面，引起熱阻值升高使觸頭更快繞環(huán)，應(yīng)而要使用小鋼 挫刀，輕輕磨平。及時清除鐵芯極面灰塵，更換受損零部件。 四 熱繼電器： 選擇相匹配的熱繼電器，分清長、短期保護功能，一般情況下按 電動機額定電流的 0.95-1.0

13、5 倍選取. 例:保護 Y起動電動機時,普通型號的熱斷電器工作狀況如下圖 三角形接法電動機滿載運行下一相斷電的電流關(guān)系 三角形接法電動機在 65%額定負載運行下相斷電的電流關(guān)系. 7 從上圖得知在電動機滿載運行時一相斷線,其余兩相的線電流約 為額定電流的 173%、熱繼電器能動作,可以起到缺相保護作用,但在 65%額定負載運行時一相斷開, 這時兩相繞組的電流為 38%額線電流, 一相繞組的電流為 74%、大于原額定相電流 58%、這相繞組過電流為 16%Ie.但流過熱繼電器熱元件上的電流只是 112%額定線電流, 因為 熱繼電器整定電流值一般為電動機的額定線電流,所以熱繼電器會長 時間不動作,

14、 從而使該相因長時間過載而燒壞。因而對于 Y型起 動電動機時要選擇帶斷相保護機構(gòu)的熱繼電器才可靠,當(dāng)然也可把普 通熱繼電器(3 個熱元件分別串接在聯(lián)結(jié)的各相繞組內(nèi))的整定電流 值調(diào)為約 0.6 倍電動機額定電流的經(jīng)驗值、 這樣也可以達到很好保護 作用.另外正確安裝完成后一定要進行調(diào)試,用手拔動幾次保護機構(gòu) 看能否正常動作. 五 電動機： 新購電動機或是新修繞組的電動機、 要進行電阻測量電動機繞組 質(zhì)量的好壞、 電功機的接線端子與電源線壓接線耳的接觸面之間涂上 導(dǎo)電膏。因為電動機三相繞組的電阻值都是相等的、尤其對于鋁線繞 組外接到銅端子時要涂上導(dǎo)電膏、 阻絕空氣對鋁的氧化、 增加導(dǎo)電性、 這樣就不會出現(xiàn)因氧化斷線而缺相現(xiàn)象。例如：上文提到的新電動機 V 形接線，首先我們對所有電動機進行電阻測試，挑出三相繞組電阻 值不對等的與生產(chǎn)沖床廠家進更換，把熱繼電器的整定值調(diào)整為 27A 左右， 以后也出現(xiàn)過電動機堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 但從來沒有燒壞過電動機繞組。 第四章 全文總結(jié) 綜合以上所述:造成電動機單相運行的原因主要是以下的幾種原 因造成的: （1）啟動設(shè)備及導(dǎo)線、觸頭燒傷或損壞、松動，接觸不良，選擇不 當(dāng)?shù)仍斐呻娫磾嘁幌唷?（2）保險非正常性熔斷。 （3）環(huán)境惡劣或某種原因造成一相電源斷相