淺談三相異步電動機故障分析、診斷及保護措施

劉丹

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

 

 

摘  要：三相異步電動機作為感應電動機中的重要類型．在我國工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應用。但是在其使用過程中．會出現(xiàn)多種不同的故障類型，從而導致電動機無法正常運轉(zhuǎn)，需要對故障進行快速診斷．并根據(jù)故障類型進行維修，采取相應的保護措施。本文對三相異步電動機的故障分析、診斷和保護進行深入的研究與分析．并提出一些合理的意見和優(yōu)化措施，旨在進一步提高三相異步電動機的保護工作水平，使其能夠正常運行。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機；故障分析；故障診斷；保護措施；優(yōu)化策略

0引言

三相異步電動機在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)斷相、短路、過載、欠壓以及過壓等故障，每一種不同的故障類型都由不同的原因所導致，在發(fā)生故障后需要對其進行保護和維修．使其能夠恢復正常工作狀態(tài)。但是三相異步電動機的故障分析、診斷以及保護需要采用科學的方法和措施，才能夠確保其發(fā)揮出實際效果，防止故障對發(fā)電機造成更大的損害。

1三相異步電動機常見故障類型分析

對于三相異步電動機而言，其經(jīng)常發(fā)生的故障類型可以分為對稱故障和非對稱故障兩個大類別。對稱故障主要包括過載故障、堵轉(zhuǎn)故障和短路故障等，對稱故障對于三相異步電動機的損害主要是熱效應所導致的，使三相異步電動機的繞組出現(xiàn)過度發(fā)熱等情況，進而導致內(nèi)部零部件損壞，此類故障的特征較為明顯，發(fā)生故障時電流幅值會出現(xiàn)明顯的變化。非對稱故障主要是斷相故障、逆相故障、相間短路故障以及匝問短路故障等，是三相異步電動機中最為常見的故障類型。

2三相異步電動機故障分析、診斷及保護措施

2.1三相異步電動機斷相故障

故障原因及診斷：導致三相異步電動機出現(xiàn)斷相故障的原因主要可以分為三點：第一，熔斷器熔斷導致斷相；，內(nèi)部控制元件出現(xiàn)問題，或控制元件在安裝時沒有達到標準要求以及電動機自身故障：第三，三相異步電動機在運行過程中，過載電流較小或瞬間溫度過高導致其超過負載能力。

保護設(shè)計：根據(jù)斷相故障發(fā)生的特點，不同的斷相故障所需要的發(fā)生時間不同，可以將斷相故障分為啟動斷相故障和運行斷相故障，這兩種不同的斷相故障在出現(xiàn)時所產(chǎn)生的電流是不同的，對于三相異步電動機自身所造成的損害也有所不同。本文設(shè)計在電路中采用Rc濾波的方式對其進行保護，Rc濾波元件相比于其他元件而畝其濾波效果更好，能夠很大程度降低電壓限制電流的作用，Rc濾波電容值的選擇可以通過公式c≥(1．5—2)T1RL進行計算，其中T為交流電源的周期，IiL為等效直流電阻，根據(jù)三相異步電動機的斷相故障數(shù)據(jù)，選擇Rc濾波對電路整體進行保護，能夠起到很好的保護效果。

2.2三相異步電動機過載故障

故障原因及診斷：三相異步電動機過載是一種最為常見的故障類型，導致其出現(xiàn)該故障的原因主要有三種：

(1) 三相異步電動機過載運行且設(shè)備存在不匹配問題，就會導致電機過度疲勞，出現(xiàn)過度升溫的情況。

(2) 拖動的機械負載工作出現(xiàn)問題，導致負載不穩(wěn)定，會出現(xiàn)負載變大或負載變小的情況，也有很大可能導致三相異步電動機過載而出現(xiàn)發(fā)熱。

(3)拖動的機械出現(xiàn)故障時，導致拖動機械自身不能靈活轉(zhuǎn)動，或被其他零部件卡住會導致三相異步電動機過載，使其繞組溫度逐漸升高，最后導致繞組損壞。

保護設(shè)計：針對三相異步電動機過載故障，保護設(shè)計的裝置必須大于電路整定的電流值才能夠發(fā)揮出保護作用，即保護裝置能夠發(fā)出保護信號將電路切斷。所以需要在三相異步電動機內(nèi)部電路中安裝一個大于整定電流值的保護裝置，即可針對過載故障起到很好的保護作用，當內(nèi)部電路出現(xiàn)過載故障時，能夠迅速識別并發(fā)出斷開電路的信號，使電路能夠迅速切斷，防止發(fā)熱問題持續(xù)，對三相異步電動機能夠起到很好的保護作用"1。

2.3三相異步電動機短路故障

故障原因及診斷：短路故障是三相異步電動機最為常見的故障類型之一，同時也是損害最大的故障類型，如果出現(xiàn)了較為嚴重的短路故障，則會對三相異步電動機造成不可修復的損害。

保護設(shè)計：針對三相異步電動機短路故障的保護設(shè)計，因為會導致短路故障發(fā)生的原因較多，保護設(shè)計不可能兼顧到所有方面．所以需要加強對三相異步電動機的日常檢查，對老化部分及時進行更換和維修，做好日常養(yǎng)護工作，即可應對大部分短路故障，降低短路故障發(fā)生率，是提高三相異步電動機運行安全的根本性措施。

2.4三相異步電動機過壓及欠壓故障

故障原因及診斷：過壓和欠壓故障是指在三相異步電動機正常運行狀態(tài)下的電壓波動情況如果電壓出現(xiàn)了波動過低或過高的現(xiàn)象，則會對電動機造成一定的損壞。電壓過高會導致內(nèi)部運行電流增加，在長時間的運行狀態(tài)下會對絕緣裝置造成很大的破壞，還可能觸發(fā)其他裝置的誤保護動作，從而導致電動機停止運行i欠壓對于電動機的傷害比過壓更高，會導致電動機出現(xiàn)更大規(guī)模的損壞問題。欠壓即過壓故障通過采用交流電壓繼電器即可快速準確判斷，電壓繼電器會根據(jù)線路運行中的電壓數(shù)值與其標準數(shù)值對比，從而判定是否發(fā)出保護動作，如果發(fā)出了保護動作，即說明三相異步電動機出現(xiàn)了欠壓或過壓的故障。

保護設(shè)計：針對三相異步電動機的過壓及欠壓故障，可以在電路中設(shè)置增加保護裝置，從而使發(fā)生該故障時，能夠快速準確判斷出該故障類型，如果是欠壓故障，則發(fā)出保護信號增加電壓。使電路能夠恢復正常工作狀態(tài)；如果是過壓故障，則發(fā)出保護信號減少電壓，使電路能夠恢復正常工作狀態(tài)，從而能夠為三相異步電動機內(nèi)部電路提供電好的保護作用，防止其因過壓或欠壓故障發(fā)生過于嚴重的損壞。

3安科瑞ARD系列智能電動機保護器介紹與綜合選型

3.1產(chǎn)品簡介

ARD該系列低壓電動機保護器，具有過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護功能。可與接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，具有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。應用范圍：可廣泛應用于煤礦、石化、冶煉、電力、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域。

3.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

 

4結(jié)束語

綜上所述，本文詳細闡述三相異步電動機的常見故障類型，并根據(jù)每一種不同的故障類型發(fā)生原因，提出診斷方法以及的保護設(shè)計方案，希望可以起到一定的借鑒和幫助作用，提高三相異步電動機的保護工作水平，能夠更加高效地解決各種故障問題。

【參考文獻】

[1]王海彥.三相異步電動機繞組接地故障診斷與檢修策略[J].中國設(shè)備工程，2020(07)，

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[2]汪楷文.三相異步電動機故障分析、診斷及保護[J].冶金設(shè)備管理,2021(03):65-66.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應用手冊.2020.06版.