版权信息
省级大型综合性科技类期刊
主管部门:自治区科技厅
主办单位:自治区科学技术信息研究院 
协办单位:自治区科学技术情报学会
编辑出版:科技期刊编译室
刊社地址:内蒙古呼和浩特新城西街149号本刊杂志社
邮政编码:100010
电      话:0471-2536371

E-mail  :

nmgkjzz@vip.163.com 

网站地址:www.nmgkjzz.com


往期杂志
当前位置: 首页>往期杂志>详细介绍

中型异步电机常见故障系列处理方案

时间:2016-07-04来源: 作者: 点击: 114次

 

摘要:集电环表面常见故障有凹痕、条痕、急剧磨损、印痕、烧伤等,其原因是:电刷牌号不对,或电刷在刷盒内间隙不合适,或电刷和集电环工作表面粘附有杂质;或集电环材质、圆周速度、单位压力、电流密度、负载性能等不合适、转子窜轴、集电环有径向偏摆。集电环表面损伤轻微时,如斑点、刷痕、轻微磨伤等,先用锉刀、油石等在转动情况下研磨,磨到表面故障消除后,再用00号砂纸把集电环在高速旋转下抛光,表面粗糙度达到Ra1.6~0.8μm,车削后各集电环外径之差不大于外径的1%,跳动量不大于0.05mm.表面烧伤、槽纹、凹凸程度比较严重,有1mm左右,损伤面积又占金属表面的20%~30%,一般可用车削方法修理。集电环外圆成椭圆,可以重新车削方法处理。集电环有裂纹,进行改装或更换新的。

 

关键词:中型异步电机   常见故障   处理方案

1 中型异步电机异响故障处理方案

1.1电机异响类别的监听和判定

降压启动电机,用听筒监听电机各个部位的声音。启动过程中,着重听前后轴承的声音:轴承声音如果均匀,无周期性的间断冲击声则判断合格。听电机机体的声音的时候,着重监听是否存在

动静向擦的声响。当电机达到额定转速时,所有机械原因造成的异响均会得到体现。一般有如下几种情况:A、轴承损伤造成的异响;B、定转子相擦造成的异响;C、部件松动造成的异响。当电压在逐渐调整至额定电压的过程中,如果电磁声逐渐增大,说明电机磁中心不对中(结构上表现为气隙不均匀或者定转子轴向不对中);如果电磁声没有明显的变化,则证明电机不存在上述现象。处理方法:轴承损伤须更换轴承;定转子相擦的须解体检查,判断转子各档同心度以及定子内圆相对于机座两端止口内圆的同心度。如果检测得出转轴弯曲严重,则着重检查转轴是否存在明显裂纹,必要时采用着色探伤和超声波探伤,确定转轴是否断裂和存在内部缺陷。

电机部件松动造成的异响可同过检查电机旋转部分的紧固状况来得到:按照从外至内的顺序,例:外风扇(如有)——转子内风扇(如有)——转子铁心等。如果电机旋转部分上有松动的部件,可导致电机周期性的振动偏大同时伴随异响。一般部件松动可导致电机动不平衡,如果转子铁心松动,则将还会动态地影响气隙,造成机械与电磁的复合振动。

1.2.针对各个类型的异响对应的具体处理方案
轴承声音:电机解体,检查轴承。如果滚道上存在明显的沿轴向延伸的条码纹,且用手指甲沿滚道圆周方向扣动,有明显的凹凸感,可判断为轴电流导致轴承的损伤,此时需更换轴承同时增加防轴电流装置(在轴伸端安装接地碳刷、非轴承伸该绝缘轴套,立式电机相反)

定转子相擦:电机解体,查看向擦情况。如果定子擦一点转子擦一圈,证明系定子偏心;如果相反则证明转子偏心。如果转子偏心则将转子上动平衡机,滚轮支撑在转子前后轴承档上,用百分表打转子各档同心度。同时检查转轴是否存在肉眼可见的裂纹(重点观察擦点对面的轴的情况)。如果不可见明显裂纹,则须采用着色探伤和超声波探伤。确定转轴存在缺陷的,必须更换转轴,YR电机则须将整台转子重制。如果定子偏心,将定子带机座上立车或者镗床,校正机座前后止口内圆和平面,打定子内圆跳动量,如果在0.3mm以内,可将定子内圆光刀,保证其直径增大量小于0.3mm,如果超过0.3mm,则须采取退定子校定子内外圆同心度和校机座各档同心度的方法进行进一步的检测和返修:定子套胀胎校内外圆同心度,如果超差则须将定子外圆补焊重车,机座铁芯档相对两端止口内圆同心度超差,将铁芯档补焊重新加工。如果是10KV热套电机,且定子内圆偏心量大,则只能采取调整端盖的办法:一般有将端盖止口内圆车小,调整气隙后打定位销和将端盖外圆局部补焊依据定子偏心量和位置对端盖进行内外圆偏心加工的方法。

2、电机轴承故障处理方案

2.1轴承故障的分类及主要特征

中型异步电机中轴承故障一般有一下几种:1、轴承跑内圈造成内圈开裂,或跑外圈造成轴承温度高烧毁。其主要特征为:A、跑内圈:内圈与转轴相对运动造成内圈变色甚至发蓝,严重的可见到转轴被内圈磨陷,内圈边缘可见转轴材质沿圆周方向的突起。跑内圈可导致内圈开裂或者内圈抱死在转轴上。B、跑外圈:可见轴承外圈沿圆周方向的擦痕,严重的外圈变色,轴承室内圆亦同。2、轴承润滑不当造成的烧毁。其主要特征为:A、轴承整体变色,且变化程度差异不大。B、滚动体表面粗糙,甚至变成多面体。C、轴承润滑不当使轴承温度升高,在没有有效的保护措施下,轴承内圈由于受热膨胀,同样可导致轴承跑内圈及相应结果;3、轴承进入异物造成的烧毁。其主要特征为:A、轴承滚道粗糙度很差;B、滚道或滚动体表面崩落;4、电机安装不对中引起的轴承烧毁(轴承附加载荷过大)。其主要特征为:A、保持架断裂。B、由于滚动体发热严重导致其变色或变形程度最大。C、由于轴承受附加载荷过大和温度升高通常导致轴承内圈与轴抱死;5、轴电流导致轴承损伤。其主要特征为:A、滚到表面明显的沿轴向的条码纹,且有明显的凹凸感。B、电机运行过程中,振动速度大,通常在5.0mm/s以上,而振幅值很小,在0.03mm以下。轴承声音呈刺耳的高频声,且噪音超差较大。

2.2针对各种类型故障的具体处理方案

对应上述中型异步电机轴承故障的5中类型的处理方案为:1、轴承内外圈跑圈:A、轴承未与轴抱死的,采用气焊加热的方法拆卸轴承。如果抱死,则只能采取将轴承内圈车掉(如果系滚珠轴承,可先气割掉外圈和保持架)的方法。测量转轴甩油盘位置的外圆尺寸,检测是否由于转轴轴承档外圆尺寸偏小造成跑内圈。测量转轴轴承档位置外圆,如果超差,则须将转轴进行喷焊:首先将转轴轴承档直径车小0.5mm,然后用镍基铁2mm. 喷焊会造成转轴弯曲,所以喷焊后先对转轴进行热校直,然后再按图纸尺寸进行加工。B、跑外圈:检测端盖轴承室(或轴套)内圆非与轴承接触的位置的内径尺寸,判断是否由于端盖内圆超差造成,如果尺寸存在问题须在更换轴承的同时更换端盖或轴套。2、轴承润滑不当:A、调查客户处有可能导致润滑不当的原因(是否由于客户混油或长期未注油),B、检查注油排油通道是否畅通,以便避免后续出现同样的问题;C、拆除轴承更换新轴承,处理方法与1点中相同。3、轴承进入异物造成的烧毁:A、调查客户处可能导致进入异物的原因(检修不当、油脂不净等),避免后续问题的出现。B、检查注油管路是否清洁。C、轴承的拆卸和返修同1点。

4、电机安装不对中引起的轴承烧毁:A、查询电机使用过程中的振动记录,出现此种状况,电机轴伸端振动应该非常大,电机与负载的联接存在同轴度或者同心度偏差大的问题。应建议客户立即改进。B、轴承的拆卸和返修同1点。同时必须检测端盖(或轴套)轴承室内圆尺寸,因受较大的附加载荷和发热有可能造成轴承室内圆在轴承的积压下内径变大和受热后收缩变小。发现异常均须更换。5、轴电流导致轴承损伤:A、测量电机轴电流和轴电压;B、由于此种问题一般不会导致严重的烧毁和抱死,采用普通方式拆卸轴承更换并测量转轴和轴承室尺寸确定是否更换即可。C、增加防轴电流装置。一般采用增加绝缘轴套和安装转子接地碳刷的方式。

3 绝缘绕组的修理方法

3.1绕组绝缘不良

绕组绝缘不良,一般指绕组绝缘电阻小于0.5MΩ,或绝缘松散、绝缘破损等。造成绕组绝缘不良的原因,一般是受潮、浸水,绝缘表面和缝隙中有碳粉、油污、积尘以及受化学气体腐蚀、过热、绝缘老化等。

绝缘不良质量判断:1、外观检查:附着灰尘、油污程度,绝缘漆是否变色,绝缘表面是否有光泽,垫块、支撑是否松动,绝缘层是否有裂纹、起皱,是否有电晕、腐蚀现象;2、仪表检测:A、用兆欧表检测绝缘电阻;

B、直流泄漏试验:泄漏电流在额定电压下不大于20μAC、匝间试验;D、交流耐压试验。

出现绝缘不良一般处理方案:1、对绕组上的异物进行清理,必要时可以进行清洗;2、烘干,一般按工艺守则进烘;

3.2绝缘绕组接地处理

绕组接地的原因:绕组受潮、绝缘老化、绝缘破损、转子扫膛、耐压击穿、线圈制造工艺不良等。

   检查绕组接地的方法:1、观察法,查找绝缘破损和烧焦发黑的痕迹;

2、使用兆欧表检查,检查绝缘电阻是否为03、使用试灯检查,在绕组和机座之间连接一个220V100W灯泡,若灯泡不亮,说明绝缘良好,若灯泡发亮,说明绕组接地,若试灯暗红,说明绕组严重受潮;3、耐压法,就是现场对线圈逐渐加大电压,是否发现电火花。

绕组绝缘接地是三包过程中非常大的质量问题,要严格按不合格品程序处理,一般退线圈车间处理,如果在现场紧急修理时可采取如下方案:

1、          找出击穿点,如果击穿点在线圈下层边,可以用试灯分段找出击穿位置;

2、              线圈通电流加热退出或松动线圈;3、重新削包绝缘或塞云母纸;4、耐压试验合格后重新嵌线;5、滴快干漆;6、烘干。

3.3绕组短路处理方法

绕组短路的原因:绕组受潮、绕组电流过大、电源电源过高、机械损伤、嵌线和线圈制造原因等。

绕组短路的检查方法:1、观察法,运行时,是否有焦臭味或冒烟现象;

2、检查绝缘电阻:可以用兆欧表检查两相绕组间绝缘电阻,若绝缘电阻低,说明2相短路;3、测量三相电流;4、用匝间仪检查波形;如果是相间短路,则需更换短路的线圈。匝间短路如果在线圈外部,可用绝缘带将绝缘破损的导线包扎完好,匝间短路在线圈内部,则需更换线圈。

3.4绕线转子绕组的修理

绕线转子常见故障就是转子对地击穿和短路放电故障;故障原因:

1、          起动条件恶劣,如重载启动和启动频繁;2、频繁过载;3、并头套间积存碳粉过多,使并头套绝缘电阻下降。

修理方法:1、首先松开转子无纬带,将转子Y圈松开,对每相线圈耐压检查,分段找出击穿点;2、更换线圈或削包绝缘;3、重新嵌线,耐压;

4、焊接连线,包扎绝缘;5、预烘;6、扎无纬带;7、转子浸漆;8、烘干,重新接线。

4 集电环故障及处理方案

4.1集电环工作表面常见故障

集电环表面常见故障有凹痕、条痕、急剧磨损、印痕、烧伤等,其原因是:电刷牌号不对,或电刷在刷盒内间隙不合适,或电刷和集电环工作表面粘附有杂质;或集电环材质、圆周速度、单位压力、电流密度、负载性能等不合适、转子窜轴、集电环有径向偏摆。

集电环表面损伤轻微时,如斑点、刷痕、轻微磨伤等,先用锉刀、油石等在转动情况下研磨,磨到表面故障消除后,再用00号砂纸把集电环在高速旋转下抛光,表面粗糙度达到Ra1.6~0.8μm,车削后各集电环外径之差不大于外径的1%,跳动量不大于0.05mm.

表面烧伤、槽纹、凹凸程度比较严重,有1mm左右,损伤面积又占金属表面的20%~30%,一般可用车削方法修理。

集电环外圆成椭圆,可以重新车削方法处理。

集电环有裂纹,进行改装或更换新的。

4.2集电环温度过高

集电环温度过高的主要原因,是电流密度过大,或因电刷与环接触面积小于75%引起电流增大;或电刷弹簧压力过大或过小;或因机组振动;或因更换电刷时,电刷牌号不对等引起。

 

当U1=U2时,说明绝缘良好;U1>1.1U2,绝缘不良;U2>U1时,测量错误。

轴电流的测量方法:使被测电机在额定电压及额定转速下空载运行,用高内阻的毫伏表测量转轴之间的感应电势,或用低电阻的导线将60A电流表连接在转轴的两端,测量电流值。

电动机轴电压产生原因及对策

产生原因

 

电压种类

对策

磁不平衡

两轴端之间

轴与轴瓦之间

交流

1、将轴承绝缘;

2、加补偿变压器

静电感应

轴与轴承之间

交流

将轴接地

静电荷积累

轴与轴颈之间

直流

将轴接地

外部电源直接加入

轴与轴承之间

交流、直流

去除外部电源直接加入的原因

磁不平衡产生的轴电压是由于在磁路中存在不平衡的磁阻,并且在轴的周围有交变磁通切割转轴,在轴两端感应产生电压。如扇形冲片叠装接缝不对称、硅钢片因碾压方向不同造成导磁率不同、铁心槽和通风孔的存在及安装的磁不平衡等;

为了防止轴电流事故的发生,通常是在轴端安装上接地电刷,以降低轴电位。要求接地电刷的接触电阻要求低,机械摩擦损耗要小,通常是采用含银的接地电刷。

 

 

作者简介:李俊(1980—),男,湖南湘潭人,就职于湘潭电机集团有限公司,长期从事大、中型电机技术质量及相关管理工作,工程师,大型、中型制造单位技术主任。

参考文献:

1、果鑫磊  电机常见故障分析与排除方法讨论[J] 山东工艺技术2016(08)

2、李瑞环  高压电机故障产生原因及改进措施[J]  中外企业家 2016(09)

本刊创刊于1982年,是由自治区科技厅主管、自治区科技信息研究院主办,由自治区科技情报学会协办、国内外公开发行的省级综合性科技刊物,是反映内蒙古自治区科技与经济发展的窗口。杂志入选《中国期刊全文数据(CJFD)》全文收录期刊和《中国学术期刊综合评价数据(CAJCED)统计刊源期刊,《中国核心期刊(遴选)数据库》收录。本刊是公开发行的综合性科技期刊,为月刊,大16开本。本刊坚持以科技创新为目标,融科技、经济、信息、产业、市场为一体,是促进科技成果转化、推动科技进步、加强技术创新,促进经济发展的专业性期刊。