異步電機(jī)繞組故障分析和處理方法
電機(jī)繞線組是什么：
電動(dòng)機(jī)繞組的結(jié)構(gòu)主要分下列幾種型式：
一、以定子繞組形成磁極來區(qū)分
定子繞組根據(jù)電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)與繞組分布形成實(shí)際磁極數(shù)的關(guān)系，可分為顯極式與庶極式兩種類型。
1.顯極式繞組 在顯極式繞組中，每個(gè)（組）線圈形成一個(gè)磁極，繞組的線圈（組）數(shù)與磁極數(shù)相等。在顯極式繞組中，為了要使磁極的極性N和S相互間隔，相鄰兩個(gè)線圈（組）里的電流方向必須相反，即相鄰兩個(gè)線圈（組）的連接方式必須尾端接尾端，首端接首端（電工術(shù)語為“尾接尾、頭接頭”），也即反接串聯(lián)方式。
2.庶極式繞組 在庶極式繞組中，每個(gè)（組）線圈形成兩個(gè)磁極，繞組的線圈（組）數(shù)為磁極數(shù)的一半，因?yàn)榱戆霐?shù)磁極由線圈（組）產(chǎn)生磁極的磁力線共同形成。在庶極式繞組中，每個(gè)線圈（組）所形成的磁極的極性都相同，因而所有線圈（組）里的電流方向都相同，即相鄰兩個(gè)線圈（組）的連接方式應(yīng)該是尾端接首端（電工術(shù)語為“尾接頭”），即順接串聯(lián)方式。
二、以定子繞組的形狀與嵌裝布線方式區(qū)分
子繞組根據(jù)線圈繞制的形狀與嵌裝布線方式不同，可分為集中式和分布式兩類。
1.集中式繞組 集中式繞組一般僅有一個(gè)或幾個(gè)矩形框線圈組成。繞制后用紗帶包扎定型，再經(jīng)浸漆烘干處理后嵌裝在凸磁極的鐵心上。直流電動(dòng)機(jī)、通用電動(dòng)機(jī)的激磁線圈，以及單相罩極電動(dòng)機(jī)的主極繞組都采用這種繞組。
2.分布式繞組 采用分布式繞組的電動(dòng)機(jī)定子沒有凸性的極掌，每個(gè)磁極都是由一個(gè)或幾個(gè)線圈按照一定的規(guī)律嵌裝布線組成線圈組。根據(jù)嵌裝布線排列的形式不同，分布式繞組又可分為同心式、迭式兩類。
（1）同心式繞組 同心式繞組是同一線圈組的幾個(gè)大小不同矩形線圈，按同一中心的位置逐個(gè)嵌裝排列成回字形的型式。同心式繞組又分單層與多層。一般單項(xiàng)電動(dòng)機(jī)和部分小功率三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組采用這種型式。
（2）迭式繞組 迭式繞組是所有線圈的形狀大小完全相同（單雙圈例外），分別以每槽嵌裝一個(gè)線圈邊，并在槽外端部逐個(gè)相迭均勻分布的型式。迭式繞組又分單層迭式和雙層迭式 兩種。在每槽里只嵌一個(gè)線圈邊的為單層迭式繞組，或稱單迭繞組；每槽嵌兩個(gè)屬不同線圈組的線圈邊（分上下層）為雙層迭式繞組，或稱雙迭繞組。迭式繞組由于 嵌裝布線方式的變化不同，又有單雙圈交叉布線排列與單雙層混合布線排列之分；此外，從繞組端部的嵌裝形狀稱為鏈形繞組、籃形繞組，實(shí)際上均屬迭式繞組。一 般三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組較多采用迭式繞組。
三、轉(zhuǎn)子繞組 轉(zhuǎn)子繞組基本上分鼠籠型和繞線型兩類。鼠籠型結(jié)構(gòu)較簡單，其繞組過去為嵌銅條，目前多數(shù)采用澆鑄鋁，特殊的雙鼠籠轉(zhuǎn)子具有兩組鼠籠條。繞線型轉(zhuǎn)子繞組與定 子繞組相同，也分迭式與另外一種波型繞組。波型繞組的外形與迭式繞組相似，但布線方式不同，它的基本元件不是整個(gè)線圈，而是單匝單元線圈，嵌裝后需逐個(gè)焊 接成線圈組。波形繞組一般應(yīng)用于大型交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組或中大型直流電動(dòng)機(jī)的電樞繞組。
繞組是電動(dòng)機(jī)的組成部分，老化，受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會(huì)造成對(duì)繞組的傷害，電機(jī)過載、欠電壓、過電壓，缺相運(yùn)行也能引起繞組故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯(cuò)誤。如今分別說明故障現(xiàn)象、產(chǎn)生的原因及檢查方法。
繞組接地
指繞組與鐵芯或與機(jī)殼絕緣破壞而造成的接地。
1、故障現(xiàn)象
機(jī)殼帶電、控制線路失控、繞組短路發(fā)熱，致使電動(dòng)機(jī)無法正常運(yùn)行。
2、產(chǎn)生原因
繞組受潮使絕緣電阻下降；電動(dòng)機(jī)長期過載運(yùn)行；有害氣體腐蝕；金屬異物侵入繞組內(nèi)部損壞絕緣；重繞定子繞組時(shí)絕緣損壞碰鐵心；繞組端部碰端蓋機(jī)座；定、轉(zhuǎn)子磨擦引起絕緣灼傷；引出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓（如雷擊）使絕緣擊穿。
3.檢查方法
（1）觀察法。通過目測繞組端部及線槽內(nèi)絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點(diǎn)。
（2）萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查，讀數(shù)很小，則為接地。
（3）兆歐表法。根據(jù)不同的等級(jí)選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻，若讀數(shù)為零，則表示該項(xiàng)繞組接地，但對(duì)電機(jī)絕緣受潮或因事故而擊穿，需依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判定，一般說來指針在“0”處搖擺不定時(shí)，可認(rèn)為其具有一定的電阻值。
（4）試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發(fā)現(xiàn)某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點(diǎn)。若燈微亮則絕緣有接地?fù)舸?。若燈不亮，但測試棒接地時(shí)也出現(xiàn)火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴(yán)重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣輕敲，敲到某一處等一滅一亮?xí)r，說明電流時(shí)通時(shí)斷，則該處就是接地點(diǎn)。
（5）電流穿燒法。用一臺(tái)調(diào)壓變壓器，接上電源后，接地點(diǎn)很快發(fā)熱，絕緣物冒煙處即為接地點(diǎn)。應(yīng)特別注意小型電機(jī)不得超過額定電流的兩倍，時(shí)間不超過半分鐘；大電機(jī)為額定電流的20%-50%或逐步增大電流，到接地點(diǎn)剛冒煙時(shí)立即斷電。
（6）分組淘汰法。對(duì)于接地點(diǎn)在鐵芯心里面且燒灼比較厲害，燒損的銅線與鐵芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半，依此類推，最后找出接地點(diǎn)。
此外，還有高壓試驗(yàn)法、磁針探索法、工頻振動(dòng)法等，此處不一一介紹。
4.處理方法
（1）繞組受潮引起接地的應(yīng)先進(jìn)行烘干，當(dāng)冷卻到60——70℃左右時(shí)，澆上絕緣漆后再烘干。
（2）繞組端部絕緣損壞時(shí)，在接地處重新進(jìn)行絕緣處理，涂漆，再烘干。
（3）繞組接地點(diǎn)在槽內(nèi)時(shí)，應(yīng)重繞繞組或更換部分繞組元件。
最后應(yīng)用不同的兆歐表進(jìn)行測量，滿足技術(shù)要求即可。
繞組短路
由于電動(dòng)機(jī)電流過大、電源電壓變動(dòng)過大、單相運(yùn)行、機(jī)械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至，分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間短路。
1.故障現(xiàn)象
離子的磁場分布不均，三相電流不平衡而使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)和噪聲加劇，嚴(yán)重時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，而在短路線圈中產(chǎn)生很大的短路電流，導(dǎo)致線圈迅速發(fā)熱而燒毀。
2.產(chǎn)生原因
電動(dòng)機(jī)長期過載，使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時(shí)造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿；端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時(shí)損壞；端部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉(zhuǎn)子與定子繞組端部相互摩擦造成絕緣損壞；金屬異物落入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部和油污過多。
3.檢查方法
（1）外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦，繞組過熱后留下深褐色，并有臭味。
（2）探溫檢查法?？蛰d運(yùn)行20分鐘（發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)馬上停止），用手背摸繞組各部分是否超過正常溫度。
（3）通電實(shí)驗(yàn)法。用電流表測量，若某相電流過大，說明該相有短路處。
（4）電橋檢查。測量個(gè)繞組直流電阻，一般相差不應(yīng)超過5%以上，如超過，則電阻小的一相有短路故障。
（5）短路偵察器法。被測繞組有短路，則鋼片就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。
（6）萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻，若讀書極小或?yàn)榱?，說明該二相繞組相間有短路。
（7）電壓降法。把三繞組串聯(lián)后通入低壓安全交流電，測得讀書小的一組有短路故障。
（8）電流法。電機(jī)空載運(yùn)行，先測量三相電流，在調(diào)換兩相測量并對(duì)比，若不隨電源調(diào)換而改變，較大電流的一相繞組有短路。
4.短路處理方法
（1）短路點(diǎn)在端部?？捎媒^緣材料將短路點(diǎn)隔開，也可重包絕緣線，再上漆重烘干。
（2）短路在線槽內(nèi)。將其軟化后，找出短路點(diǎn)修復(fù)，重新放入線槽后，再上漆烘干。
（3）對(duì)短路線匝少于1/12的每相繞組，串聯(lián)匝數(shù)時(shí)切斷全部短路線，將導(dǎo)通部分連接，形成閉合回路，供應(yīng)急使用。
（4）繞組短路點(diǎn)匝數(shù)超過1/12時(shí)，要全部拆除重繞。
繞組斷路
由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑，焊接后又未清除干凈，就可能造成壺焊或松脫；受機(jī)械應(yīng)力或碰撞時(shí)線圈短路、短路與接地故障也可使導(dǎo)線燒毀，在并燒的幾根導(dǎo)線中有一根或幾根導(dǎo)線短路時(shí)，另幾根導(dǎo)線由于電流的增加而溫度上升，引起繞組發(fā)熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯(lián)支路處斷路、多根導(dǎo)線并燒中一根斷路、轉(zhuǎn)子斷籠。
1.故障現(xiàn)象
電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)，三相電流不平衡，有異常噪聲或振動(dòng)大，溫升超過允許值或冒煙。
2.產(chǎn)生原因
（1）在檢修和維護(hù)保養(yǎng)時(shí)碰斷或制造質(zhì)量問題。
（2）繞組各元件、極（相）組和繞組與引接線等接線頭焊接不良，長期運(yùn)行過熱脫焊。
（3）受機(jī)械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。
（4）匝間或相間短路及接地造成繞組嚴(yán)重?zé)够蛉蹟嗟取?br />
3.檢查方法
（1）觀察法。斷點(diǎn)大多數(shù)發(fā)生在繞組端部，看有無碰折、接頭出有無脫焊。
（2）萬用表法。利用電阻檔，對(duì)“Y”型接法的將一根表棒接在“Y”形的中心點(diǎn)上，另一根依次接在三相繞組的首端，無窮大的一相為斷點(diǎn)；“△”型接法的短開連接后，分別測每組繞組，無窮大的則為斷路點(diǎn)。
（3）試燈法。方法同前，等不亮的一相為斷路。
（4）兆歐表法。阻值趨向無窮大（即不為零值）的一相為斷路點(diǎn)。
（5）電流表法。電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，用電流表測三相電流，若三相電流不平衡、又無短路現(xiàn)象，則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。
（6）電橋法。當(dāng)電機(jī)某一相電阻比其他兩相電阻大時(shí)，說明該相繞組有部分?jǐn)嗦饭收希?br />
（7）電流平衡法。對(duì)于“Y”型接法的，可將三相繞組并聯(lián)后，通入低電壓大電流的交流電，如果三相繞組中的電流相差大于10%時(shí)，電流小的一端為斷路；對(duì)于“△”型接法的，先將定子繞組的一個(gè)接點(diǎn)拆開，再逐相通入低壓大電流，其中電流小的一相為斷路。
（8）斷籠偵察器檢查法。檢查時(shí)，如果轉(zhuǎn)子斷籠，則毫伏表的讀數(shù)應(yīng)減小。
4.斷路處理方法
（1）斷路在端部時(shí)，連接好后焊牢，包上絕緣材料，套上絕緣管，綁扎好，再烘干。
（2）繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴(yán)重?zé)沟囊话銘?yīng)更換新繞組。
（3）對(duì)斷路點(diǎn)在槽內(nèi)的，屬少量斷點(diǎn)的做應(yīng)急處理，采用分組淘汰法找出斷點(diǎn)，并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。
（4）對(duì)籠形轉(zhuǎn)子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復(fù)。
繞組接錯(cuò)
繞組接錯(cuò)造成不完整的旋轉(zhuǎn)磁場，致使啟動(dòng)困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥狀，嚴(yán)重時(shí)若不及時(shí)處理會(huì)燒壞繞組。主要有下列幾種情況：某極相中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯(cuò)；極（相）組接反；某相繞組接反； 多路并聯(lián)繞組支路接錯(cuò)；“△”、“Y”接法錯(cuò)誤。
1、故障現(xiàn)象
電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)、空載電流過大或不平衡過大，溫升太快或有劇烈振動(dòng)并有很大的噪聲、燒斷保險(xiǎn)絲等現(xiàn)象。
2、產(chǎn)生原因
誤將“△”型接成“Y”型；維修保養(yǎng)時(shí)三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動(dòng)是抽頭位置選擇不合適或內(nèi)部接線錯(cuò)誤；新電機(jī)在下線時(shí)，繞組連接錯(cuò)誤；舊電機(jī)出頭判斷不對(duì)。
3.檢修方法
（1）滾珠法。 如滾珠沿定子內(nèi)圓周表面旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)，說明正確，否則繞組有接錯(cuò)現(xiàn)象。
（2）指南針法。如果繞組沒有接錯(cuò)，則在一相繞組中，指南針經(jīng)過相鄰的極（相）組時(shí)，所指的極性應(yīng)相反，在三相繞組中相鄰的不同相的極（相）組也相反；如極性方向不變時(shí)，說明有一極（相）組反接；若指向不定，則相組內(nèi)有反接的線圈。
（3）萬用表電壓法。按接線圖，如果兩次測量電壓表均無指示，或一次有讀數(shù)、一次沒有讀數(shù)，說明繞組有接反處。
（4）常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向法等。
4.處理方法
（1）一個(gè)線圈或線圈組接反，則空載電流有較大的不平衡，應(yīng)進(jìn)廠返修。
（2）引出線錯(cuò)誤的應(yīng)正確判斷首尾后重新連接。
（3）減壓啟動(dòng)接錯(cuò)的應(yīng)對(duì)照接線圖或原理圖，認(rèn)真校對(duì)重新接線。
（4）新電機(jī)下線或重接新繞組后接線錯(cuò)誤的，應(yīng)送廠返修。
（5）定子繞組一相接反時(shí)，接反的一相電流特別大，可根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)查找故障并進(jìn)行維修。
（6）把“Y”型接成“△”型或匝數(shù)不夠，則空載電流大，應(yīng)及時(shí)更正。
這些就是關(guān)于異步電機(jī)繞線組故障的問題分析和處理方式，更多有關(guān)
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