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1、 第二章 矿用三相异步电动机的故障诊断 矿用三相异步电动机的故障形式很多，大致可分为电气故障、机械故障、外部故障，这些故障与设计和制造质量以及电机的使用条件有关系。正常情况下厂家出厂的合格电机其使用寿命在 15 年以上，甚致有的电机连续工作几十年。但如果电机使用维护不当，使用瞬间就可能发生故障被损坏。当电机运行中发生故障后，应仔细观察故障记录.认真分析造成故障原因及部位。采取相应的处理方法。本章主要阐述三相异步电动机的故障诊断及处理方法。第一节 矿用三相异步电动机的绕组故障诊断 矿用三相异步电动机的电气故障是指电机绕组及相关导电部件的故障。电机绕组包括：定子绕组、转子绕组；导电部件包括：电机定
2、子引线，接线板，鼠笼式电动机转子；绕线式电机转子滑环，炭刷引出线等。一、定子绕组故障 电机的定子绕组故障包括：定子绕组烧毁；绕组相间，匝间短路；绕组断路；绕组接地；绕组接线错误等。1、定子绕组烧毁 定子绕组烧毁是指定子绕组全部线圈或局部线圈因商温过热或电气击穿致使电磁线外皮绝缘全部或部分损毁。电机绕组烧毁严重时其线包外表现象如同火烧一样因此叫烧毁，定子绕组烧毁大多发生在线包端部，少数也有因槽中线圈元件对地击穿被烧毁的例子。（1）定子绕组烧毁的原因 1）电机受潮后未经烘干，在绝缘电阻很低的情况下运行，造成绕组烧毁。受潮的电机必须烘干，并且只有绝缘电阻合格才能使用。2）电机风扇损坏，电机散热不良而
3、过热，导致绝缘老化，最后烧毁绕组，损坏的风扇应急时修理或更换。3）电机经常超载运行，造成绕组因过电流使绝缘高温过热老化导致烧毁；应安装负载调节器，避免电机过载。4）电机起动后缺相运行，应安装缺相保护电路，确保电机正常运行。5）更换绕组时，导线线径选用过小，或接线错误。造成电机绕组承受不了过载电流而发热烧毁。接线错误会导致三相电机绕组形不成旋转磁场产生较大磁阻，较大定子电流导致烧毁，应查阅有关接线册，保证接线无误。6）对于防爆电机，因防爆面腐蚀或损坏，易燃气体进入机体内燃爆使绕组烧毁。（2）定子绕组烧毁的诊断 1）眼观法：定子绕组烧毁最简单的诊断方法是用拆开电机用眼看，如全部或部分烧但变黑，或有
4、因高度过热变色的现象。则说明绕组烧毁。2）鼻闻法：就是用鼻子闻绕组，如能闻到绕组有刺鼻的绝缘漆烧焦味或刺击性气味，则说明绕组烧毁。3）测绝缘电阻法：还可以用 500V.0500Ma 兆欧表测量定子绕组的对地，相间绝缘电阻值。如绝缘电阻低于标准冷态值（环境温度为 45以下）20M则说明电机绝缘不合格，也有许多电机定子绕组已烧毁，但绝缘电阻并没有下降绝缘电阻仍在合格范围。这种情况最好是眼看、鼻闻双管齐下。（3）绕组烧毁的处理方法 1）如端部几匝或局部烧毁能局修则局部修理。具体方法见绕组修理。2）如果绕组全部烧毁，则应更换、重绕定子线包。（见后）、绕组相间短路故障的诊断处理 定子绕组相间短路是指三相
5、定子绕组任意两相之间或两个不同的极相组之间的绝缘被破坏，彼此导通或绝缘降低到标准定值以下的状态。（1）相间短路的原因 1）绕组绝缘严重受潮，未经烘干就投入运行。2）电机常期过载运行，绕组中电流过大，使绝缘老化焦脆而失去绝缘作用 3）由绕组引出线，或线圈组之间的连接线绝缘不合格造成短路。4）绕组受机械损伤，或嵌线时因操作不慎碰伤了电磁线的外层绝缘。5）绕组层间绝缘或端部相间绝缘未垫好或受损。6）电机接线板的接线柱因高温接触电阻大，或受腐蚀氧化而过热击穿炭化造成短路。（2）相间适中的诊断 1）检查绝缘电阻，用兆欧表测量任意两相绕组间的绝缘电阻，可用 500V，0500M兆欧表测量三相绕组任意两相之
6、间的绝缘电阻应不低于 20M。在热态环境下（机身温度为 75左右）应不低于 1M。测量时手挠摇表的速度为 120/mm。摇转时间大于 1 分钟。2）外观检查和测温法：使电机空载运行几分钟若从电机接线盒引线出口出现冒烟现象或能闻到焦臭刺击性气味。则应立即停机，迅速打开电机轴转子，观察冒烟部位、并用手摸，感觉烫手时则表明该部位线圈存在短路故障。3）测量电阻 用电桥或万用表测量各相绕组的直层电阻，阻值较小者可能是短路绕组、测量方法如下：如果所测电机有 6 个出线端，则首先用万用表 R1 档找出每相绕组的两端，然后用直流电桥分别测量各相绕组的直流电阻值，并将测量值进行比较。其中，三相绕组中如果阻值均不
7、相等，即阻值小的相可能是短路相。（3）相间短路的故障处理 1）如果是单层绕组端部相间短路，可将发生短路的绕组加热软化，用划线板短路的两相绕组撬开、重新垫入绝缘纸。再把撬开的绕组复位。然后用摇表，再次测量绝缘电阻，如各相都合格，可加热发生相间短路的故障部位，在短路部位涂上绝缘漆，再加热烘干。等绝缘漆风干后，便可组装试验。2）双层绕组相间短路，如果短路发生在端部处理方法同单层绕组；如果短路发生在槽内，可将上层线圈从槽中起出，重新垫好相绝缘，再将起出的线圈重新嵌入槽中。在起线圈前应将短路线圈加热到 80100，待绝缘漆软化后，打出槽楔，再进行操作。3）如果相间短路用上述方法没法处理，对于单层，或同心
8、绕组上层，可采用调换线圈法。这种办法就是把原有故障线圈起出，重新绕制一个线径。规格是全相同的线圈。把原线包加热整形把新线圈的两个有效边都叠压在旧线圈上面。垫好新旧线圈间的绝缘材料。4）如果用上述三种方法都不能解决、即只有重新更换线包了。、绕组匝间短路故障诊断及处理 匝间短路是指组成线圈元件的电磁线绝缘损坏，相邻的导线互相接触，即发生匝间短路故障。短路导线匝内产生很大的环流，使绕组迅速发热，冒烟，发出刺鼻的焦味。发生匝间短路时由于转子所受电磁转矩不平衡而使电机振动，并发出不正常的响声。（1）匝间短路的原因 1）嵌线操作不慎将电磁线表皮绝缘损坏；因而在嵌线时所用接触电磁线的工具硬度尽量低于电磁线的
9、硬度。2）电机因高温过热造成电磁线表皮绝缘，焦脆或脱落。3）绕组受潮或进水使电磁线绝缘下降被击穿引起匝间短路，或因线包被腐蚀性液体或气 体侵蚀造成匝间短路。（2）匝间短路的诊断 1）用三相调压器，单相调压器检测。匝间短路可用三相调压器给三相定子绕组送电来诊断，在三相线路中分别串联电流表。三相调压器电压从零开始缓慢增加，一边调电压一边看电流。如果三相电流有一相增大特别快，那么电流大的那相绕组就是发生匝间短路的绕组。用同样的方法可检测出发生匝间短路的线圈之件。其方法是：用单相调压器分别给匝数相等的单个线圈元件送电，检测每个线圈之件的电流，其中电流较大的线圈发生匝间短路。（3）短路侦察器检测 将已接
10、通交流电源的短路侦察器放在定子铁心槽口，沿各槽口逐渐移动侦察器，当它经过一个短路绕组时，此短路绕组如同变压器的二次绕组，若在短路侦察器中串联一块电流表，此时电流表指示出较大电流、若不用电流表、也可用一根锯条放在被测绕组所在的槽口上面。若被测绕组短路，则此时钢据条就会振动。对于多路绕组，检测前应把各支路连线拆开。（4）用耐压试验仪检测 用耐压试验仪可直接检测出发生匝间短路绕组的部位。具体方法参看耐压试验仪说明书。、绕组断路故障的诊断与处理 绕组断路是指绕组电磁线、连接线，引出线等断开或接头松脱，三相异步电动机绕组断路故障大多发生在端部，各绕组元件的接线头处或引接线端。如果定子绕组中有一相发生断路
11、，测电动机接通三相电源就会发生异常的声音，此时若电动机带负载运行，则在几分钟之内定子绕组就会迅速升温，甚至冒烟，并有刺鼻的烧绝缘漆味，电机就会被烧毁。在每相绕组有多条支路组成的相绕组中如果绕组只断一路，则电机仍能起动运转，但转速达不到额定值，转矩减小，三相电流不平衡，异伴有异常声音。（1）绕组断路的原因 1）焊接点虚焊，脱焊 2）连接线和引线连接不良，摩损断裂，或短路烧断。3）在拆装过程中把端部绕组导线或连接线撞断。4）在接线或绕线时导线弯曲打折扭断。5）由于绕组短路发热，击穿造成线圈断线。6）运行中有一根或几根导线断路，其余导线因电流过大而烧断。7）鼠笼式电动机铸铝质量差，产生断条，缩孔，砂
12、眼和夹层。8）电机频繁起动和正反转，振动过大引起绕组断路。（2）绕组断路的诊断 1）万用表检查，用万用表测量三相绕组中的每相绕组的电阻，若有一相不通，电阻无穷大，则说明该相断路。2）测量三相电流，在三相绕组中通入低电压（500100V），然后测量三相电流，若三相电流相差 5，则电流小的一相为断路相。3）测量直流电阻，用电桥测量三相绕组的直流电阻，若三相的直流电阻相差大于 2，则说明电阻大的一相为断路相。（3）绕组断路的处理方法 1）绕组导线接头焊接不良，首先拆下导线接头处包扎的绝缘。断开接头，然后仔细清理，除去接头上的油污，焊渍和其它杂质。如果原来是锡焊，则先进行搪锡，然后再重焊接；如果原来是
13、铜焊，则先在接头之间夹放 13N15 银焊片，然后进行电阻钎焊，绕组导线接头不宜进行气焊，气焊会破坏相邻的绕组绝缘。2）引出线断路，如果引出线断路应重新焊接或更换。3）槽内线圈断线，应先加热线圈至 80100然后打出槽楔，起出断路线圈。然后进行焊接后包好绝缘，最好是套绝缘管。将线圈重新嵌入槽中打入槽楔。4）绕组端部断路，可将断开的导线重新连接，焊好，并包扎绝缘。如果单根导线断线，可选用与原线径相同的导线与断开的两头相连接，连接前应先刮去断头处绝缘皮，再用直径小于原线径的去皮铜线接好，用电烙铁焊好，再包扎绝缘。如果多根导线断线，即方可用万用表测量断头的电阻，把彼此不相通的断导线串联起来，用上方法
14、焊接包扎绝缘就可以了。如果是导线多根并烧，或多路并联可采用下述方法：电流表法，使电动机空载运行、用电流表测量三相线电流，如果星形接线的定子绕组中有一相局部断路，则断路相的电流较小；如果三角形接线的定子绕组中有一相局部断路，则三相线电流中两相线电流较小，这两相中的一相绕组可能有局部断路故障。如果已拆开电动机，可用低电压大电流的单相交流电源测试，对于星形接线的电动机将三相绕组并联，接通交流电源，用电流表测量电流，如电流值相差在 5以上，则电流小的一相可能断路。对于三角形接线的电动机，先拆开一个接点，逐相接电源测的每相的电流，其中电流小的一相可能有断路故障。多根导线或多路并联的绕组如果断路导线数目太
15、多，又没有办法查清楚它们的连接关系，只能全部更换定子绕组。二、鼠笼式转子故障诊断及处理 鼠笼式转子故障是指鼠笼式转子发生障碍或毛病不能正常运转工作，运行中的三相鼠笼式异步电动机当转子发生故障时，电机就不能正常工作。鼠笼式转子常见的故障有：笼条断裂（俗称转子断条），铸铝风叶变形或断掉，浇注不满、转子端环断裂等。、转子断条故障的诊断及处理 鼠笼式转子断条是指转子导条断裂。转子导条断裂后，导条中就无感应电动势、也就没有感应电流，因此断裂的导条在旋转磁场作用下就不会产生电磁转距，转子就不能正常旋转，或只能转动但达不到额定输出转矩。当转子断条后对外表现有：电动机电流增大，转速下降，声音异常，如果电机动率
16、较大会造成电网电压下降；对于二、四极电机发生转子断条虽空载时能正常运转，但一带负载电机转速立即下降，电流增大。转矩迅速下降、声音异常、电机无法正常工作。（1）转子断条的原因：转子断条的原因可能是生产过程中或使用中造成。1）浇注转子时中途停顿，先后注入的铝液结合不好。2）铸铝后脱模早。3）铝液或铁心槽内含有较多杂质。4）使用中因转子扫膛产生高温使导条熔化成铝液流失。、转子断条的诊断 （1）眼观法：仔细观察转子周围表面有无扫膛划出的痕迹，有无变色。看转子铁心槽有无空隙，如有空隙可用金属片插入较层。则说明转子导条断裂。还可观察电机的工作运行情：如电机在空载时转速很低，电流很大并有异常声音发生，或空载
17、正常，但带负载后，电流增大很多轴输出转矩下降，无法带负载起动，转带较低，则可断定转子断条。（2）短路侦察器检查。用短路侦察器串一个电流表，靠在转子表面铁心槽口一槽、一槽检查，应使转子槽口穿过侦察器铁心窗口，如果检查到某一槽时电流表突然读数减少，这个槽内就有断路故障。短路侦察器是由一个开口“匚”型铁蕊在中间绕有电磁线、然后用一个调压器给线圈送低电压；或者绕一个线径很小、匝数较多的线圈，可直接用 200V 交流电。另外一种方法是，可用一块薄铁片放在转子圆周表面。如果转子有断路故障，薄铁片就 会被吸附在转子上并发出“吱 吱”的响声，若铁片不能吸附，就表明转有故障存在（注意，这种现象正好与检查定子绕组
18、匝间短路故障相反）（3）铁粉检查法。铁粉检查法是利用磁力线的闭全原理。用单相调压器给转子两端风叶片送入低电压。这时转子绕组中就有电流通过。在转子上撒上铁粉，从铁粉的分布情况就可判断转子绕组是否有断条发生。操作方法是：调节调压器使电压从零开始逐渐升高，可在低压侧串入交流电流表，这时电流表的电流逐渐升高，转子铁蕊磁场也逐渐增强，如果转子绕组没有故障，则转子铁心表面的铁粉就很整齐地按槽口方向排列；如果转子绕组有故障，铁粉就撒不上去，而是粘附在某一处。、铜条转子断条的处理 （1）铜条鼠笼断条，铜条鼠笼断条要视故障情况分别予以处理。如果在槽处明显训位铜条与短路环脱焊，可用钢 清理表面后用磷铜焊料补焊。如
19、果槽内铜条断裂，而数量又不多，可在断条两端的短路环上开一缺口，用凿子将断裂铜条凿去，换上与原铜条截面相同的新铜条，铜条两端应伸出短路环约 15mm 把伸出端弯曲紧贴在短路环上，然后用气焊焊平。短路环的缺口用铜焊填补平整。填补层略高于短路环面，然后在车床上将短路环表面的高低不平处车平，并校准转子平衡。如果转子铜条断裂较多，则应予以更换，更换前，将转子两端的短路环在车床上车去，抽出槽内铜条，然后换上与原铜条截面相同的新铜条。铜条两端应伸出转子铁蕊槽口约20mm，清除铜条伸出端附近的油垢后，依次将铜条伸出端朝一个方向弯，使其彼此重叠紧贴，然后用铜焊焊成两端短路环，最后在车床上车削短路环高代不平处，并
20、校准转子平衡。、铸铝转子断条的处理 铸铝转子断条的处理应视不同情况分别予以处理 （1）在开裂的铝导条或端环裂边用尖凿或电钻剔出坡口或梯形槽，然后用氩孤焊进行补焊。（2）将导条或端环的裂缝剔出坡。并用喷灯将其加热到 400500。用锡 63、锌 33和铝 4，熔铸成的焊条以气焊补填裂缝处。（3）冷接处理。在导条裂口处用一只与槽宽相近的钻头钻孔，并用丝锥攻丝，然后拧上一个铝螺钉，再在车床上或用锌刀除掉多余部分。（4）对于小型电动机，可用长钻头将故障导条沿转子铁心槽钻通，然后清理槽内残铝，插入直径相同的新铝条，并将两端焊接。与端环形成整体，最后填平焊接处。（5）换条，如果铸铝转子严重断裂，一般应到原
21、制造厂购买一个同样规格的新转子换上即可。若买不到同规格产品，可以将铝熔化改装紫铜条。换条方法如下：将原有端环在车床上车去。用夹夹紧转子铁芯，浸入浓度为 60的工业烧碱熔液中，经过 67 小时，即可将铝条腐蚀掉（若将烧碱深液加热到 100，则腐蚀速度可加快）。铝深化后的转子立即用水冲洗，再投入 0.25浓度的冰醋酸深液中煮沸，以中和残留在铁芯上的烧碱，然后再投入清水中煮沸 12 小时后取出烘干。此处，也可将转子直接加热到 700左右，使铝条全部熔化掉并清理干净，后将截面和等于转子槽形面积约 70左右的铜条插入槽中。铜条应顶满槽底与槽口，不能有活动的余地，铜条两端伸出槽口 2030mm，再将车好的
22、端环按转子槽口位置对应钻孔奎在铜条上，铜条与端环之间用银焊或磷铜焊焊牢。（6）转子端环断裂，端环断裂也是鼠笼转子常见故障，一般可用下述两种方法之一修复。首先将断裂处适当扩大，然后将该处加热到 450左右，用锡（63），锌（33），铝（4）焊料焊补，如果断裂处很大，无法焊衬补，则应重新浇涛。另外一种方法，将转子加热到 650700待端环全部熔化，便将其倒出，然后将槽口清洗干净，用比转子铁芯略长，形状与槽口相似的紫铜棒插入槽中 将紫铜棒长出部分弯曲倒向一边相互重叠。再用气焊焊成一体成为端环，在车床上加工校验平衡后即可试运转。试运合格后方可投入运行。三、绕线式转子故障诊断与处理 绕线式转子是在转子铁
23、心槽内嵌放三相绕组线圈元件。一般实行 Y 形连接，三根引出线分别接到转轴上的三个集中环上。由一组支持在端盖上的电刷将集电环与外电路（如调速变阻器，频敏变阻器）接通，有些绕线式电动机装有提刷和短路装置，当电动机起动完结而又不需要调速时，移动手柄、可将电刷提起，使三个集电环彼此短路使绕式电动机按鼠笼式运行方式运行。绕线式转子的绕组结构大至与定子绕组的结构相同。只是定子绕组线圈嵌入圆桶体内表面铁心槽，而绕线式转子绕组线圈嵌入圆柱体外表面。绕线式转子常见故障有：绕组匝间或相间短路、绕组接地、绕组断路。绕组按头松动、并头 虚焊或开焊、缠绕钢线开焊等。、绕线式转子故障原因 （1）起动条件恶劣，如正、反转起
24、动频繁，重载起动等 （2）电动机频繁过载，造成转子电流增大绕组温升增高。（3）并头套间积存炭粉较多，片向绝缘电阻降低当并头套开焊放电时，往往出现电孤飞越导致片间短路孤兴接地；严重时可以使绑扎钢线箍崩裂，绕组烧断。（4）由于集电环端的并头套离集电环很近，积存的炭粉较多，所以并头奎间绝缘电阻降低，爬电的可能性增大，从而容易发生片间击穿故障。（5）从绕线式电机嵌线工艺来看，转子绕组在嵌线前，一端是预先成形的，另一端是嵌线时插入转子槽内弯折成形，由于弯折处是在集电环槽口处，容易损伤绝缘。绕线式转子的并头套开焊和短路放电故障。一般可按下述步骤和方法进行处理。绕线式转子的另一种常见故障是于电机使用日久，绝
25、缘老化和碰伤等原因。绕线式转子与绑扎钢丝常常发生短路故障，有时由于绝缘收缩或钢丝绳缠绕初应力加的不当，也会出现绑扎钢丝松动现象。为此，必须重新缠绕绑扎钢丝。此外，检修转子绕组后，也需进行绑扎。、绕线式转子故障的诊断 （1）观察法：对绕线式转子进行外观检查，仔细观察，转子外面的绑扎钢丝有无崩裂，转子绕组有无烧断，集电环的并头 有无炭粉有无烧伤的痕迹。转子绕组有无过热烧伤的痕迹。（2）兆欧表法：用兆欧表检查转子绕组的对地绝缘电阻，拆转子绕组的 Y 点，进一步检查转子绕组的相间绝缘，其检修项目方法同定子绕组。（3）电桥测三相绕组的直流电阻，用电桥测量三相绕组的直流电阻。同时用要榔头轻轻敲打并头套的端
26、部，敲打时用力要适度，不要使仪表线夹受到太大震动。如果并头套有虚焊不实现象，则电桥指针就会大幅度摆动；如果焊接良好，则指针就不会摆动，经过仪表的测试查出虚焊的并头套后，再重复检测，就会发现三相直流电阻不再平衡，从而可以确认并头套虚焊隐患的存在。、绕线式转子故障的处理方法 （1）绕组部分故障：电动机定子绕组中发生的接地、通间短路、相间短路、断路故障在转子绕组中也同样发生，所以转子绕组的这些故障除处理方法与定子相同，这里就不再重复了。（2）并头套开焊和短路的处理 1）用烙铁或酒精喷灯加热，取下故障并头套。清洗全部转子绕组并头套。并清除并头套的炭粉和灰尘。对已取下的并头套的绕组引线重新进行挂锡。2）
27、套上新并头套，在并头套内上下导体之间打入挂锡后的铜楔。使并头套间隙尽量减小，并用绝缘锡焊好。3）使用粉 用带或玻璃漆布带包打并头套后，刷上瓷漆，以防止爬电；在并头套间光填绝缘填料，以防止积聚炭粉。（3）钢丝部的故障：为了防止绕线式转子伸出槽处的端部线圈因自重离心力甩出去，故用钢丝将其绑扎住，因此主要故障为导体与钢线短路，钢线脱座，断裂及开焊甩开等。钢线与绕组导体之间绝缘。因此电动机运转年久，绝缘老化，碰伤，会发生导体与钢线短接的故障。其次因绝缘收缩而使绑钢线松动，或缠绕时初应力加得不当，也会引起松动。严重者脱落。如缠绕钢线过程中受机械损伤，初应力加的过大，运行或检行过程中碰伤，焊接不良等引起钢
28、线开焊、断裂而甩出 因此必须重新绑扎和缠绕钢线。转子绕组经过修理或全部更换后，在端部线圈上面卷好绝缘，然后缠绕两端钢线，缠绕钢线工作可以在专用绕线机上进行，也可在车床上进行，电动机钢线的弹性极限值不低于，钢线所加拉力可参看附表 1 钢线的直径、匝数、宽度和排例布置方法应尽量和原来一样，钢线的宽度要比绝缘层的宽度应小 1030 毫米。表 1 缠绕钢线的预加的初应力值 钢线直径（mm）拉力（kg）钢线直径（mm）拉力（kg）0.5 1215 1.6 5060 0.6 1720 1.2 6580 0.7 2530 1.5 100120 0.8 3035 1.8 140160 0.9 4045 2.0
29、 180200 在修理钢线断裂的时候，如改变钢线种类、匝数等级，应作如下钢一强度核算。1）被钢线绑扎住的端部线圈及绝缘物所产生的离心力 F F11.2GRN106 （21）式中：G端部线圈及绝缘材料的重量 kg；R端部线圈的旋转半径（cm）；N电动机转速（r/min）.2）在电动机运行中，钢线所变的强力 F则下力图 电动机运行中端部所产生的离心力 运行中钢线所受强力 F2F（kg）（22）3）钢线直径与匝数的选择。接端部轴向长度能容纳的位置来选择钢一的直径与匝数再验算其强度，求的钢一内的应力应小于 40kg/mm即可，即 SWFdg2785.0S （23）式中：dg钢线直径（mm）；W钢线匝数
30、；S许用安全应力；S44160Nst（kg/mm）S 大弹性极限（大于 160kg/mm）N安全系数（取 4）为了使钢线扎紧，在圆周上每隔一定距离，钢底下垫一块钢片（预先镀锡），当该段钢线好后，把铜线的两头弯到钢线上，用锡焊牢，在缠绕时应将钢线放首端和末端放在钢片位置上，以便卡紧焊牢。高速电动机转子的钢线宽度很宽，为了减少涡流损耗，在层间及股间加垫绝缘（柔软方用板或石棉板），缠绕时边绕边加衬。钢线绕成的绑环直径要小于转子铁芯直径 23mm。大型电动机转子的钢线表面及股间用焊锡焊牢，并将首，末端弯过来，再切断钢线，因钢线有弹性，故切断操作时就注意安全。目前有一些有条件的地区已逐渐采用无纬粘性玻璃
31、丝带缠绕端部，经烘干固化后成为玻璃钢环，这种新材料新工艺的优点是显著的，不需要专用的缠绕钢线的专用绕线机或车床，也不需考虑绑环对端线的绝缘。修复后的转子要作静平衡、动平衡试验。四、绕组接地故障诊断与处理 绕组接地是指绕组与铁蕊或绕组与机壳之间的绝缘破坏而出现换通的的现象。也称绕组通地。绕组一旦接地，会造成机壳带电，如果人身触及机壳及相连导体，会造成人身触电事故。严重时会致人伤亡；绕组接地会造成电机控制线路失控；使绕组发热而短路，导致电机无法正常运行。绕组的接地一般有间歇性和永久性接地两种情况。间歇性接地是指绕组的导线绝缘并未完全破坏，导线有时因机身抵动而碰壳，碰壳后又因机身振动而暂时不碰。经久
32、性接地指接地电孤持续存在，有关部分多数被烧毁。如果电机无保护装，接地故障会发展为匝间短路。甚至造成整个线圈都短路。有的甚致将定子铁芯烧熔，因此，应将电机机座可靠接地。防止绕组出现经久性接地故障，对避免人身或设备事故是非常重要的。、绕组接地的故障及原因 （1）绕组受潮，长期闲置或备用电动机，因绕组吸收空气中水分后，绝缘电阻降低，甚至失去绝缘作用。（2）绝缘老化，电机使用年长，或长期过载运行，使绕组绝缘长期受热而焦脆，甚致开裂、分层、脱落。（3）绕组绕制、嵌线，浸漆工艺不良电机运行一段时期后，绕组绝缘性能下降。（4）绕组在重绕时，因嵌线或其它操作不慎将线圈电磁线的绝缘碰伤，槽绝缘受伤划破，与定子铁
33、蕊相接触。（5）铁蕊硅钢片松动错位或铁心有毛刺而损伤绕组绝缘。（6）定，转子相擦（扫膛），使铁蕊局部过热烧坏槽楔和绝缘。（7）绕组端盖过长，与端盖相碰。（8）槽内线圈松动，或绕组端部绑扎不紧造成绝缘磨损或折断。（9）引线绝缘损坏，与机壳相碰。（10）绕组绝缘因电刀条流过电压或雷击过电压损坏。2、绕组接地故障诊断 （1）兆欧表检查 将绕组接线盒的各项联片拆开，然后根据电机电压造择兆欧表 500V以下电机一般选用 500V 兆欧表，测量时兆欧表的一支表笔接地，另一支表笔分别接三相绕组，接 120r/min 的速度摇动兆欧表手柄若指示盘指示 0M，测表明该相绕组接地。若指针摇摆不定，则表明该相绕组已
34、被 击穿。如果想准确判断接地部位，可用 2500V 兆欧表，在暗室中测量按地绕组的绝缘电阻，在摇动表时，能听到“啪、啪”的放电声，在接地部位会发生摇表高压对地放电产生的“电火花”，根据电火花产生的部位就是接地的部位。和这种方法检查接地非常直观方便。如果属于经久性接地，要想找出接地点，必须把三相绕组中接地相的连接线打开，使该相绕绕之件都独立然后再测试每个线圈元件的对地绝缘电阻，就可找出接地线圈之件。（2）眼观检查 绕组接地一般发生在绕组端部或铁芯槽口附近，而且绕组发生接地故障后，绝缘常有破裂或烧焦发黑的痕迹。因此拆开电机后，可先在这些部位寻找接地点，如果引出线和这些部位没有接地痕迹，则接地点可能
35、在槽内。（3）万用表检查 用万用表检查，检查前应将三相绕组的连接线拆开，使各相绕组独立且互不相通，然后用万用表高阻档（R10 或 R100 档）将一支表笔与绕组一端相接。另一支表笔与机壳相接，若测电阻值很小或为零，则表明该相绕组存在接地故障；若测的电阻很大，则表明该相绕组没有接地故障。3、绕线接地故障的处理 （1）如果接地点发生在槽口附近，且绝缘未严重烧伤，则可按下述步骤进行处理：在接地的绕组中通入低压高流电进行加热，绝缘软化后，打出槽楔，用划线板将槽绝缘分开，在接地的一侧按线圈排列顺序从槽中起出一半线圈，将与原绝缘等级相同的绝缘材料垫入槽中接地部位，然后再将起出的一半线圈再重新财入槽中，滴入
36、绝缘漆，半通入低压电流进行加热烘干。将槽绝缘对折起来，放上对摺的绝缘纸，打入槽楔。用北欧表检查绝缘电阻合格后方可使用 （2）如果线圈下层边接地，则由于下层边的上层线圈在查找接地点已翻出槽外，所以可参照线圈上层边接地故障的处理方法处理。（3）如果内接地是由于铁蕊槽内有一片或几片硅钢片突出，或由于电孤烧伤铁心槽，将槽绝缘割破而造成接地，此时可将凸出的硅钢片先用挫刀，挫平，使铁心槽光滑平整，然后再垫入槽绝缘。（4）如果接地故障点在绕组端部，则可按下述步骤进行处理：先将损坏的绝缘刮掉，并清理干净，将电机定子置于恒温干燥箱内加热，使绝缘软化，用硬木打板对绕组端部进行整形处理，整形时，用力要均匀，适当，不
37、可过猛，以免损坏绕组绝缘。然后对刮掉绝缘的部位包扎同等级绝缘材料，并涂刷绝缘漆，最后用摇表检查绝缘电阻合格后，便可进行烘干处理。如果不合格还需返工重新处理绝缘。（5）如果接地是由于掉入金属异物造成，则拆开电机，除出金属异物，处理好绝缘，用北欧表检查对地绝缘合格就算完成。（6）如果接地是因为电机绕组受潮或进水，那么就应拆开电机，抽出转子，把定子放入烘干干燥箱进行干燥，等绝缘上升恢复到正常值，可重新组装试运转，运转正常故障就算处理完毕。（7）如接地是由于电机常脖载使槽绝缘全部老化变脆变焦，电机绕组对地绝缘电阻始终很低，那么只能对定子绕组进行重绕。（8）如果接地是由于转子“扫膛”把定子内膛“槽楔”都
38、摩擦烧坏，使绕组槽口绝缘老化变焦，绝缘电阻达不到要求，那么只能采取更换重绕定子绕组的办法。（9）如果接地是由于绕组端部太大，与端盖相碰，那么可把电机定子绕组置于烘干箱加热，重新整理端部绕组，俗称“整包”使之脱离机端盖，“整包”完毕重新组装。用北欧表再测试三相对地绝缘电阻，如合格故障就算排除了。（10）如果接地是由于灰尘，油污所造成，那么应彻底，清洗灰尘、油污，因为灰尘、油污吸收空气中的水份会造成绕组接地，还影响电机绕组的散热，清除的方法是先除尘，可用吹尘式吸尘器先除掉表面灰尘，然后用四氯化碳或汽油、或四氯化碳和汽油的混全溶液（配 比为 12）进行清洗，应充分使溶液进入绕组，清洗时间不小于 30
39、 分钟。必须指出：四氯化碳有毒，操作人员必须戴口罩、手套、防护眼镜，工作结束应及时更换工作服，进行洗漱。汽油非常易燃，一定要严禁明火高温。电机清洗完毕，务必及时把清洗液包管妥当。、电机单相运行故障诊断及处理 单相运行是指运行中的三相异步电动机三相电源、或三相绕组断一相，称三相电动机缺相运行或单相运行。如果电动机在起动时缺相，则电动机不不能正常运转。如果不立即切断电源，则绕组就会很快发热烧毁。如果运行中的电动机发生断相故障，则在负载不大时，电机仍能够继续运转，但属不正常运行，绕组也会发热，常时间运行会烧毁，因此三相异步电动机缺相运行是不允许的。缺相运行时会导致电动机烧毁，设备不能正常运转。（1）
40、缺相故障的原因 1）起动设备三相控制开关的触头烧伤、刀闸或熔断器松动接触不良，造成线路一相断路无电流。2）电动机绕组线圈，连接线、引出线接头松脱或导线断开造成绕组断路。3）电机接线板、引出线、接线鼻或连片过热烧断造成绕组断路。4）电源缺相。（2）缺相故障的诊断 1）万用表测中心口，电机缺相首先打开电机接线盒盖，检查三相电源电压。共测三次，只有一次有电压，其余两次无电压，有电压时的那两相正常说明电源缺相；没电压时的公共要就是断路相。然后就进一步查找排除电源缺相原因。如果三相电源电压正常，那么应拆开电源检查三相异步电动机绕组。2）万用表测电阻法：用万用表欧姆档测量三相绕组中每相绕组的直流电阻，测量
41、时应首先把电机接线板连片打开，使三相绕组成为三个独立绕组，然后每相入电阻值。如果某相绕组的电阻值为无穷大，说明该相绕组断路。下一步应继续追查断路部位。如果三相绕组电阻值都相等，那么说明绕组是正常的。3）电流法：把三只交流电流表串联到三相异步电动机的三相电源线路中观察其电流大小、就可判断电机是否缺相，对于 Y 接，不论是电源还是负载缺相，电流表没有读数的即一相是断路相。有电流的两相绕组必然烧毁，对于接：如果电源缺相，与缺相电源连接的两相绕组电流很小，两相绕组串联接在 380V 电源上，与不缺相的电源连接的绕组电流增大倍，必然先烧毁。如果缺相发生在攻组中的一相，测不断相的绕组电流都增大倍,而断开相
42、则无电流，因此必然烧毁非断路绕组。第二节 矿用三相异步电动机的机械故障诊断 电动机在长期使用中，其机械结构部分将逐渐磨损，磨损到一定程度时电动机就将不能正常运转；此外，由于使用不当，维护不周，受到外力的冲击，都会造成机械部分变形、破裂。这些机械故障如不及时发现和妥善处理，那末最后将导致整个电动机损坏。例如，电动机的轴承磨损后如不及修理，就将造成转子与定子铁心相擦，最后引起绕组发热直到烧毁。因此，在检修电动机时，对于机械故障的检查和修理也不能忽视；在日常保养中，对于机械部分的维护也必须严加注意。电动机中的机械故障也是比较多的，但不外是机壳、转轴、轴承等几个方面的问题，本章中将介绍有关这几个方面的
43、修理知识 一、定、转子相擦故障诊断及处理 为了提高产品的技术经济指标，异步电动机的气隙都很小，当电机加工或装配不良时，就容易发生定、转子相擦，尤其是大型电机。定、转子相擦，往往在短时间内就使电机遭到严重损伤。如铁心齿倒斜，绕组绝缘擦伤；铁心摩擦处局部过热，冲片短路，甚至使绕组局部烧坏。还要检查轴承内外圈之间是否松动，一般轴承的内外圈之间允许有微小的旷量，如果旷量太大，转子转动时就可能与定子内膛相碰擦（扫膛），因此要换新轴承。不论是洗净后再用的轴承还是新轴承，都要涂上适量的润滑脂（应占轴承容积的 2/3 左右），过多过少都容易在转动时过热（过少润滑作用不足，过多又会产生太大的阻力）。甲：扫膛有什
44、么坏处？乙：扫膛会引起摩擦发热，增加电动机的温升。严重的扫膛会使定子内壁局部产生高温，槽表面的绝缘材料在高温下变得焦脆，使槽内导线与槽口相碰，引起电磁故障。长期扫膛还可能使转子外壁和定子内壁失圆，产生机身振动和噪音并使电磁性能下降。特别严重的扫膛能使转子无法转动。甲：扫膛是不是一定由轴承发旷引起？乙：不，扫膛还有其他许多原因。例如轴承室过松也会造成扫膛。甲：什么是轴承室？乙：轴承室也叫轴承孔，就是端盖正中放置轴承的圆孔。它的内壁应该与轴承外壁紧密配合，安装时要用木槌或铝锤敲打才能装到一起。但端盖多数由铸铁制成，拆装多次后轴承室内径会因磨损而变大，轴承装进轴承室后，转子会因自重而下降，造成扫膛。
45、甲：扫膛还有什么原因？乙：轴弯、端盖止口（一般叫做“子口”）磨损、安装时端盖平面与轴不垂直（往往由于先拧紧一两个螺钉再拧其他螺钉造成）等等，都可能导致扫膛。甲：怎样判断电动机有没有扫膛故障？乙：可以先抓住转轴转动一下转子，严重扫膛时根本转不动（但转不动不一定都由扫膛引起）。轻度扫膛时，用手虽可转动，但转到某个角度会感到比较吃力。有时扫膛特别轻，必须用手慢慢地把轴转一周，才会发现在某个角度有点吃力。当然这种判断不完全可靠，所以只要轴还能够转动，最好加上额定电压让转子空转并静听声音（了可通过螺丝刀来听），如果在均匀的噪声中混杂有一种不均匀的“擦、擦”声，就很可能有扫膛。甲：听说老师傅能从声音判断许
46、多故障，是吗？乙：是的。要学会借助声音判断故障，首先要向有经验的师傅学习；其次要自己多听、多品、多总结，在纸上描写声音是不可能确切的。但有一点比较容易，就是学会把电动机的噪音分成两大类，即机械噪音和电磁噪音。机械噪音是指由机械原因造成的噪音（包括扫膛在内）；电磁噪音的起因比较复杂，但应记住一点，就是它总与磁场的存在相联系，只要磁场一消失，这种噪音马上消失。利用这个特点，可以方便地分出机械噪音和电磁噪音。办法是在静听噪音一段时间后切断电源，如果噪音中有一部分随着电源的切断而立即消失，这部分噪音就是电磁噪音。甲：这是因为电源切断后磁场立即消失的缘故。对吗？乙：对。至于机械噪音，当电源切断后它只是逐
47、渐减弱，慢慢才消失。这是因为转子有惯性，磁场消失后转子转速虽然变低，但仍然在转。用这种方法多听几次，两种噪音是可以分开的。甲：区分两种噪音有什么用处？乙：总的来说就是有助于故障判断。如果只有机械噪音，就应从机械方面分析。机械噪音主要有下列几个来源：第一是由滚珠轴承发出的“谷碌，谷碌”声。第二是转子转动时与空气摩擦产生的噪音。这两种噪音是难免的，只要不太严重就算合格。第三种机械噪音是由扫膛引起的不均匀“擦、擦”声，如果存在这种噪音，就必须找出扫膛原因，排除故障。新下线的电动机试运转时还可能出现一种特别的机械噪音，这是由于定子槽内绝缘纸或竹楔突出于槽口处，至使转子外壁与它相擦而发声。这种声音与扫膛
48、声的不同在于它不象金属与金属相擦。多加练习是可以区发的。此外，有些电动机会出现一种低沉的“嗡”声。这种声音叫做“空”声，是由于转子和定子长度配合不好而出现的。这里所说的转子长度是指从一个轴承 到另一个轴承的距离，定子长度是指从一个轴承室到另另一个轴承室的距离，正常的情况应该是定子长度比转子度长略大一点，如果大得较多，我们就说轴承室内发“空”，相应地就会出现一种“空”声。这种声音不但影响运行时的安静，而且说明电动机存在一个隐患：当拆装次数较多，使轴承室磨大之后，转子就可以发生轴向位移（窜轴），窜轴将使定子、转子铁芯在轴向不再对齐，这会增大空载电流，降低电动机的电磁性能。为了消除这种隐患，可以在一
49、个或两个端盖内垫上厚度适当的垫圈。修理电动机时，如发现这种垫圈就应妥为保存，以便修后装上。此外，挡油圈固定不好、挡油圈外径比轴承外径大等等也会产生机械噪音。甲：电磁噪音又是什么原因引起的？乙：主要原因有：定子、转子槽数配合不当；定子、转子之间的气隙不均匀（由于定子、转子失圆或其他原因引起）；三相电压不对称或机内存在电磁故障。只要发现较明显的电磁噪音，就应该从这几方面着手检查，有时对于迅速判断电磁故障是有帮助的。电动机在长期使用中，其机械结构部分将逐渐磨损，磨损到一定程度时电动机就将不能正常运转；此外，由于使用不当，维护不周，二、定、转子相擦故障诊断及处理 受到外力的冲击，都会造成机械部分变形、
50、破裂。这些机械故障如不及时发现和妥善处理，那末最后将导致整个电动机损坏。例如，电动机的轴承磨损后如不及修理，就将造成转子与定子铁心相擦，最后引起绕组发热直到烧毁。因此，在检修电动机时，对于机械故障的检查和修理也不能忽视；在日常保养中，对于机械部分的维护也必须严加注意。电动机中的机械故障也是比较多的，但不外是机壳、转轴、轴承等几个方面的问题，本章中将介绍有关这几个方面的修理知识。1 端盖式电机 采用滚动轴承的中小型电机，定、转子相擦的原因如下：（1）电机转动部分与静止部分的间隙不够，致使转子风叶碰挡风板或外风罩，转子钢丝箍擦定子绕组端部，转子铁心擦定子绕组槽楔。（2）气隙不均匀。由所隙不均匀产生