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正負壓熱成型機電機發熱故障的原因及處理

作者:fnbsb  來源:www.herbiemannmusic.com  更新時間:2020-01-06 18:43:52  點擊次數:

一、電動機發熱故障原因分析


  電動機在運行過程中所產生的熱量主要來自機械結構間摩擦產生的熱量、電流通過定(轉)子繞組產生的電熱量、電動機散熱冷卻系統失靈或通風系統堵塞、運行中鐵損、銅損向熱量轉換等原因造成的熱量積累。由于電機內部結構較為復雜,造成三相異步電動機發生過熱故障的原因也比較多,其故障所表現的形式也不一樣。因此,必須在日常運行管理中,必須對電動機發熱現象與故障類型進行詳細的分析總結。


  1、外部原因分析


  運行環境的改變是引起電動機發熱的主要外部原因,如:三相電壓不平衡、電源電壓波動、超負荷過載運行、運行環境差等。


    1)三相電壓不平衡


  當電動機供電電源出現三相電壓不平衡時,就會在內部復雜電磁交互環境中形成逆序電流和逆序磁場,從而在電動機繞組中形成較大的逆序轉矩。在轉矩的疊加下電動機內部電磁轉矩就會減小,從而造成電動機轉子轉速變低,在同樣負荷容量的情況下,為了使電機系統重新達到平衡,就必須增加電動機的電流,這樣就會增加電動機內部繞組發熱量,嚴重時就會造成電動機發生過熱故障。據一些工程應用統計發現,電動機三相電壓不平衡度達到5%左右時,電動機相間電流就會超過額定電流值的25%以上,且電動機電流值隨電壓不平衡度的增加而劇增。因此,為了保證電動機安全穩定運行,在日常管理中必須嚴格監視電源電壓的不平衡度,盡量保證電機在三相平衡條件下運行。


    2)電源電壓波動


  制造廠家為了保證電動機具有較高技術和經濟指標,通常在電動機設計時,選擇其磁化曲線為近飽和工況區[2]。電動機供電電源電壓升高后,電動機內部的氣隙磁通就會增大,相應電動機磁通回路就會出現過飽和狀態,此時勵磁電流就會劇烈增加,在繞組中產生巨大的熱量,引起電動機發生故障故障。由于電動機的電磁轉矩與電壓的平方成正比例關系,當電源電壓下降后,在電動機負載轉矩不變的情況下,就會將電動機的轉速拉低,引起轉差率增大,形成巨大的轉子(定子)電流,在繞組中劇烈發熱,引起電動機發生發熱故障。也就是說電源電壓升高引起的電動機發熱主要體現在電動機內部鐵芯處;而電源電壓下降引起的電動機發熱主要體現在轉子(定子)繞組中。


    3)超負荷過載運行


  超負荷過載運行是電動機發生發熱故障的常見外部原因。在整個電機系統中,電動機所拖動的機械系統如果出現卡塞、傳動機構過緊、潤滑系統破壞、負載突然增加等原因均能導致電動機運行在低效工況區,出現超負荷過載情況。電機系統設計選型不合理也可能造成電動機出現“小馬拉大車”的情況。在這種工況下,電機系統為了保證輸入輸出間的平衡,就會降低電動機轉速,從而造成內部電流增加,產生劇烈的熱量,引起電機發生過熱故障。


  2、內部原因


  內部機械結構故障、定子繞組故障、轉子繞組故障以及絕緣故障是電動機發生過熱故障的主要內部原因。


    1)機械故障


  當電動機軸承安裝不到位出現偏心卡塞、軸承潤滑系統出無潤滑油、油過多、油質不好、油密封系統不到位等原因以及電動機端蓋與電動機機座出現不同心等現象時,均能造成軸承間摩擦力增加、轉軸扭曲變形、轉軸發生掃膛等問題,從而造成電機劇烈發熱,引起發熱故障。


    2)定子(轉子)繞組故障


  電動機三相繞組首尾接錯、定子(轉子)繞組匝間或層間發生短路、以及三相繞組發生單相接地等故障時,均能造成電機發生過熱故障。當電動機三相繞組引線觸頭間出現虛接、虛焊等情況時,就會造成接頭接觸電阻過大,在繞組接頭處劇烈發熱引起電動機發生發熱故障。


    3)絕緣故障


  隨著電動機運行時間的加長,電動機鐵芯疊片層絕緣會在熱效應和動效應的共同影響下不斷老化或損壞,從而造成電動機內部渦流增加,增大電動機鐵損面,在鐵芯處劇烈發熱。電動機繞組絕緣發生老化損壞后,其繞組絕緣效果就會大大降低,漏電流就會劇烈增大,在繞組處產生較多的熱量,使電動機出現嚴重的發熱故障。


二、改進措施


  1、提高電動機自身工況特性


  在電機系統設計時,應該充分考慮后期擴容需求,認真計算電動機的負荷容量,選擇合適的電動機電壓等級和輸出功率。對于經維修過的電動機而言,首先應該保證內部機械結構安裝位置的準確性,認真檢查內部繞組的首尾同名端的連接情況,并請專門的焊接人員精確可靠的焊接電動機繞組的引出線。加強日常運行管理巡視力度,發現電動機有異常電壓、電流、振動和噪音過大、溫度過高等異常情況應時應立即停機,及時排查異常原因,提高電動機綜合運行工況水平。


  2、保證供電電源質量水平


  首先應對電機供電電源進行理順,選擇合適的電動機啟動和保護裝置,并保證供電電壓具有高的質量水平,盡量做到電動機運行在三相平衡的電源環境中。


  3、及時調整電機運行方式


  定期檢查電機系統拖動機械結構和傳動機構的特性,并定期核查電動機的負載情況,避免電動機長期運行在超負荷過載運行工況。盡量根據工程實際情況,改善電動機的綜合運行環境,做好通風、潤滑系統等維護工作。保證電動機運行環境的清潔,定期進行必要的電動機保養維護工作。


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