電動機啟動故障分析

1、電動機啟動故障分析 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院內(nèi)蒙古科技大學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文 論文題目：電動機啟動故障分析院 系: 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專  業(yè)： 應(yīng) 用 物 理 學(xué) 姓 名： 學(xué)  號： 指導(dǎo)教師：  完成日期：     2012年  3 月 26 日13摘 要電動機在我國的使用很廣泛，它遍及各行各業(yè)生產(chǎn)裝置的各個角落，在生產(chǎn)過程中發(fā)揮著極其重要的作用。但由于大部分電動機使用年限較長，且不少電動機長年累月運行在較惡劣的環(huán)境中，電機啟動的故障常有發(fā)生，而且呈上升趨勢，嚴(yán)重影響著生

2、產(chǎn)的安全、可靠、長周期運行。本文結(jié)合生產(chǎn)運行與檢修實踐對生產(chǎn)過程中電動機常見的一些啟動故障進行系統(tǒng)的歸納和分析關(guān)鍵詞: 電動機 電機啟動 啟動故障 歸納分析AbstractThe use of electric motors in China is very extensive, throughout all walks of life every corner of the production unit, plays an extremely important role in the production process. However, due to the longer usefu

3、l life of the majority of motor, and a lot of motor over many years to run in a more hostile environment, the motor start failure often occur, and an upward trend, a serious impact on the production of safe, reliable, long-cycle run. In this paper, the production operation and maintenance practice t

4、o start the motor common production process system are summarized and analyzedKeywords: Electric motor Motor starters Boot failure Inductive analysis 目 錄引言 41 電動機的概況 52 電動機的結(jié)構(gòu)及各部分作用 53 電動機的分類 64 常見電動機的工作原理 64.1直流電機的旋轉(zhuǎn)原理 74.2 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理 74.3 單相交流電動機的旋轉(zhuǎn)原理 75 電動機啟動常見故障的原因及對策 75.1 電動機繞組局部燒毀的原因及對策 75.2

5、 三相異步電動機一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因及對策 96 電動機啟動中主要事項 107 電動機運行中的監(jiān)視 10結(jié)束語 11參考文獻 12致謝 13引 言電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設(shè)備。在機械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動機被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動機也愈來愈廣泛地應(yīng)用起來。電動機是我國機械設(shè)備的主要能源轉(zhuǎn)化裝置，而電動機的燒毀是極為普遍的現(xiàn)象。要避免燒毀電動機，就必須對電動機進行

6、正確的技術(shù)維護。在現(xiàn)代化生產(chǎn)程度很高的今天，企業(yè)的生產(chǎn)，產(chǎn)品的加工制造以及人們的日常生活都離不開電動機的使用，本論文就真對電動機啟動故障進行系統(tǒng)的歸納和研究。了解電動機啟動故障分析，這對于電動機在實際的生產(chǎn)過程中有很大的幫助。1 電動機的概況電動機也稱為“馬達”，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機器。利用電動機可以把發(fā)電機所產(chǎn)生的大量電能，應(yīng)用到生產(chǎn)事業(yè)中去。構(gòu)造和發(fā)電機基本上一樣，原理卻正好相反，電動機是通電于轉(zhuǎn)子線圈以引起運動，而發(fā)電機則是借助在磁場中轉(zhuǎn)子運動產(chǎn)生電流。電動機是隨著生產(chǎn)力的發(fā)展而發(fā)展的，反過來，電動機的發(fā)展也促進了社會生產(chǎn)力的不斷提高。在機械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以

7、及其他各種工業(yè)中，電動機被廣泛地應(yīng)用著，從19世紀(jì)末期起，電動機就逐漸代替了蒸汽機作為拖到生產(chǎn)機器的原動機。一個多世紀(jì)以來，雖然電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了很多，在運行性能、經(jīng)濟指標(biāo)等方面也都有了很大的改進和提高，而且隨著自動控制系統(tǒng)和計算機技術(shù)的發(fā)展，在一般旋轉(zhuǎn)電動機理論基礎(chǔ)上又發(fā)展了許多類型的控制電動機。2 電動機結(jié)構(gòu)及各部分的作用一般電動機主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還有端蓋、風(fēng)扇、罩殼、機座、接線盒等。定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動機的機械支撐。電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，通過電流時產(chǎn)生

8、感應(yīng)電動勢，實現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換。電動機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動機磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應(yīng)電動勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機械功率的主要部件。機座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動機運行時，因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過鐵心傳給機座，再由機座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積，一般電動機在機座外表面設(shè)計為散熱片狀。3 電動機的分類1按工作電源分類 根據(jù)電動機工作電源的不同，可分為直流電動機和交流電動機。其中交流電動機還分為單相電動機和三相電動機。 2按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為異步電動機和同步電動

9、機。 同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同電動機。 異步電動機可分為感應(yīng)電動機和交流換向器電動機。感應(yīng)電動機又分為三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機。交流換向器電動機又分為單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。 直流電動機按結(jié)構(gòu)及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。有刷直流電動機可分為永磁直流電動機和電磁直流電動機。電磁直流電動機又分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復(fù)勵直流電動機。永磁直流電動機又分為稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。3按起動與運行方式分類 電動機按起動與運行方式可分為電容起動式電

10、動機、電容盍式電動機、電容起動運轉(zhuǎn)式電動機和分相式電動機。4按用途分類 電動機按用途可分為驅(qū)動用電動機和控制用電動機。 驅(qū)動用電動機又分為電動工具（包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具）用電動機、家電（包括洗衣機、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風(fēng)、電動剃須刀等）用電動機及其它通用小型機械設(shè)備（包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等）用電動機。 控制用電動機又分為步進電動機和伺服電動機等。5按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)分類 電動機按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動機）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動機）。6按運轉(zhuǎn)速度分

11、類 電動機按運轉(zhuǎn)速度可分為高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調(diào)速電動機。 低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。 調(diào)速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無極變速電動機外，還可分為電磁調(diào)速電動機、直流調(diào)速電動機、PWM變頻調(diào)速電動機和開關(guān)磁阻調(diào)速電動機。4 常見電動機的工作原理4.1 直流電機的旋轉(zhuǎn)原理直流電機的旋轉(zhuǎn)原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力的原理旋轉(zhuǎn)的，直流電機的旋轉(zhuǎn)是磁場不動，導(dǎo)體運動。4.2 三相異步電動機的旋轉(zhuǎn)原理 三相異步電動機要旋轉(zhuǎn)起來的先決條件是具有一個旋轉(zhuǎn)磁場，三相異步電動機的定子繞組就是用來產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場的。我

12、們知道，三相電源相與相之間的電壓在相位上是相差120度的，三相異步電動機定子中的三個繞組在空間方位上也互差120度，這樣，當(dāng)在定子繞組中通入三相電源時，定子繞組就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場， 定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場后，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體（鼠籠條）將切割旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中的電流又與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)起來。一般情況下，電動機的實際轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，不同步。為此我們稱三相電動機為異步電動機。4.3 單相交流電動機的旋轉(zhuǎn)原理 單相交流電動機只有一個繞組，轉(zhuǎn)子是鼠籠式的。單相電不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，要使單相電動機能自動旋轉(zhuǎn)起來，我們可在定子中

13、加上一個起動繞組，起動繞組與主繞組在空間上相差90度，起動繞組要串接一個合適的電容，使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度，即所謂的分相原理。這樣兩個在時間上相差90度的電流通入兩個在空間上相差90度的繞組，將會在空間上產(chǎn)生（兩相）旋轉(zhuǎn)磁場，在這個旋轉(zhuǎn)磁場作用下，轉(zhuǎn)子就能自動起動。 5 電動機啟動常見故障的原因及對策5.1 電動機繞組局部燒毀的原因及對策（1）由于電機本身密封不良，長期在惡劣環(huán)境中使用或停放的電動機，由于潮氣、水滴、灰塵、油污、腐蝕性氣體的侵蝕，將導(dǎo)致繞組絕緣電阻下降。使用前若不及時檢查，通電運行后，有可能引起電動機繞組擊穿燒毀。相應(yīng)對策：盡量消除工藝和機械設(shè)備的跑冒滴漏現(xiàn)象

14、；檢修時注意搞好電機每個部位的密封，例如在各法蘭涂少量704密封膠，在螺栓上涂抹油脂，必要時在接線盒等處加裝防滴濺盒，如電機暴露在易侵入液體和污物的地方應(yīng)加裝保護罩；對在此環(huán)境中運行的電機要縮短小修和中修周期，嚴(yán)重時要及時進行中修。（2）由于軸承磨損，轉(zhuǎn)軸彎曲，傳動帶過緊等原因致使定、轉(zhuǎn)子摩擦引起鐵心溫度急劇上升，燒毀槽絕緣、匝間絕緣，從而造成繞組匝間短路或?qū)Φ亍胺排凇?。?yán)重時會使定子鐵心倒槽、錯位、轉(zhuǎn)軸磨損、端蓋報廢等。軸承損壞一般由下列原因造成：軸承腔內(nèi)潤滑脂過多或過少，油質(zhì)不好含有雜質(zhì)，軸承與軸頸或端蓋配合不當(dāng)。軸承重新更換加工，電機端蓋嵌套后過盈量大或橢圓度超標(biāo)引起軸承滾珠游隙過小或不

15、均勻?qū)е螺S承運行時摩擦力增加，溫度急劇上升直至燒毀。由于電機本體運行溫升過高，且軸承補充加油脂不及時造成軸承缺油甚至燒毀。由于不同型號油脂混用造成軸承損壞。軸承本身存在制造質(zhì)量問題，例如滾道銹斑、轉(zhuǎn)動不靈活、游隙超標(biāo)、保持架變形等。備機長期不運行，油脂變質(zhì)，軸承生銹而又未進行中修。相應(yīng)對策：安裝軸承前必須對其進行認(rèn)真仔細(xì)的清洗，軸承腔內(nèi)不能留有任何雜質(zhì)，填加油脂時必須保證潔凈。盡量避免不必要的轉(zhuǎn)軸機械加工及電機端蓋嵌套工作。電機外殼潔凈見本色，通風(fēng)必須有保證，冷卻裝置不能有積垢，風(fēng)葉要保持完好。禁止多種潤滑油脂混用。安裝軸承前先要對軸承進行全面仔細(xì)地檢查。對于長期不用的電機，使用前必須進行必要

16、的解體檢查，更新軸承油脂。（3）由于繞組端部較長或局部受到損傷與端蓋或其它附件相磨擦，導(dǎo)致繞組局部燒壞。相應(yīng)對策：電機在更新繞組時，必須按原數(shù)據(jù)嵌線。檢修電機時任何剛性物體不準(zhǔn)碰及繞組，電機轉(zhuǎn)子抽芯時必須將轉(zhuǎn)子抬起，杜絕定、轉(zhuǎn)子鐵芯相互磨擦。（4）由于長時間過載或過熱運行，繞組絕緣老化加速，絕緣最薄弱點碳化引起匝間短路、相間短路或?qū)Φ囟搪返痊F(xiàn)象使繞組局部燒毀。相應(yīng)對策：盡量避免電動機過載運行。保證電動機潔凈并通風(fēng)散熱良好。避免電動機頻繁啟動。5.2 三相異步電動機一相或兩相繞組燒毀（或過熱）的原因及對策如果出現(xiàn)電動機一相或兩相繞組燒壞（或過熱），一般都是因為缺相運行所致。當(dāng)電機不論何種原因缺相

17、后，電動機雖然尚能繼續(xù)運行，但轉(zhuǎn)速下降，滑差變大，其中B、C兩相變?yōu)榇?lián)關(guān)系后與A相并聯(lián)，在負(fù)荷不變的情況下，A相電流過大，長時間運行，該相繞組必然過熱而燒毀。當(dāng)三相異步電動機繞組為Y接法的情況：電源缺相后，電動機尚可繼續(xù)運行，但同樣轉(zhuǎn)速明顯下降，轉(zhuǎn)差變大，磁場切割導(dǎo)體的速率加大，這時B相繞組被開路，A、C兩相繞組變?yōu)榇?lián)關(guān)系且通過電流過大，長時間運行，將導(dǎo)致兩相繞組同時燒壞。特殊情況下，如果停止的電動機缺一相電源合閘時，一般只會發(fā)生嗡嗡聲而不能啟動，這是因為電動機通入對稱的三相交流電會在定子鐵心中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，但當(dāng)缺一相電源后，定子鐵心中產(chǎn)生的是單相脈動磁場，它不能使電動機產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)矩。

18、因此，電源缺相時電動機不能啟動。但在運行中，電動機氣隙中產(chǎn)生的是三相諧波成分較高的橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場，所以，正在運行中的電動機缺相后仍能運轉(zhuǎn)，只是磁場發(fā)生畸變，有害電流成分急劇增大，最終導(dǎo)致繞組燒壞。相應(yīng)對策：無論電動機是在靜態(tài)還是動態(tài)，缺相運行帶來的直接危害就是電機一相或兩相繞組過熱甚至燒壞。與此同時，由于動力電纜的過流運行加速了絕緣老化。特別是在靜態(tài)時，缺相會在電機繞組中產(chǎn)生幾倍于額定電流的堵轉(zhuǎn)電流。其繞組燒壞的速度比運行中突然缺相更快更嚴(yán)重。所以，在對電機進行日常維護和檢修的同時，必須對電機相應(yīng)的MCC功能單元進行全面的檢修和試驗。尤其是檢查負(fù)荷開關(guān)、動力線路、靜動觸點的可靠性，杜絕缺相運行

19、。6 電動機啟動中主要事項（1）電動機通電運行時必須提醒在場人員注意，防止旋轉(zhuǎn)物切向飛出，傷及人員及設(shè)備。（2）接通電源之前應(yīng)作好切斷電源的準(zhǔn)備，當(dāng)電動機出現(xiàn)不能啟動、啟動緩慢、強烈振動、電刷火花大、聲音異常時立刻切斷電源。（3）籠型電動機采用全壓啟動時啟動次數(shù)不宜過于頻繁。繞線轉(zhuǎn)子電動機在接通電源前，應(yīng)檢查啟動器的操作手柄是不是已經(jīng)在“零位”，若不是則應(yīng)先置于“零”位，接通電源后再逐漸轉(zhuǎn)動手柄，隨著電動機轉(zhuǎn)速的提高而逐漸切除啟動電阻。7 電動機運行中的監(jiān)視電動機運行時，通過聽、看、聞、摸等手段隨時監(jiān)視電動機。（1）聽電動機在運行時發(fā)出的聲音是否正常。電動機正常運行時，發(fā)出的聲音是平穩(wěn)、輕快、

20、均勻的。如出現(xiàn)尖叫、沉悶、摩擦、撞擊、振動等聲音時，應(yīng)當(dāng)即停車檢查。（2）看電動機的振動情況，傳動裝置傳動應(yīng)流暢。對繞線轉(zhuǎn)子電動機要經(jīng)常注意電刷和滑環(huán)之間的火花是否過大，如果出現(xiàn)較密的舌狀火花，應(yīng)停車檢修。（3）聞電動機運行時發(fā)出焦臭味，說明電動機溫度過高，應(yīng)停機檢查原因。（4）摸電動機停機以后，可觸摸機座，如很燙手，說明電動機過熱。結(jié) 束 語隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，電動機及控制設(shè)備的技術(shù)性能也日益完善。在工作中如何正確的使用和掌握其性能，還需要我們在實際工作中不斷積累經(jīng)驗，判斷電動機及控制設(shè)備存在的問題與故障處理，找出故障原因并加以分析，及時采取對策，以保證電動機及傳動設(shè)備的正常運行?？傊?，無論是從事電氣的工作人員或是管理人員，都要從實際出發(fā)，切實落實好設(shè)備的維護與維修，以保證生產(chǎn)的正常運行，促進我國工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。參 考 文 獻 1 張夢欣. 維修電工技能訓(xùn)