电动机转子故障的分析

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1、电动机转子故障的分析吴干东广东黄埔发电厂(广州510730)摘要：电动机是电厂的主要运行设备，在实际运行中由于各方面的原因，电动机转子易出现各种形式的故障，为此就电动机转子的故障原因进行全面分析，找出存在的问题。根据电动机转子的不同结构，可采用多种方法进行检测；至于转子绕组的损坏，根据其内部结构，分成几种情况，且根据其各种不同的形状采用相应的方法进行处理，使电动机能够重新安全地运行。关键词：电动机 转子故障 原因 处理 在黄埔发电厂运行的电动机中，曾多次出现过转子绕组断路的情况，按时间先后摘录几例：1992年5号机C给

2、水泵电动机转子绕组开路，铜条刮伤定子端部线棒绝缘；1994年6号机工业水泵电动机转子短路环开路；1995年油区5号供油泵电动机、1997年3号机射水泵电动机、1999年4号供油泵电动机转子开路。从中可见，不论是6kV、5500kW的高压电动机，还是380V、200kW的低压电动机都存在这种问题。因此，检修人员对此类问题必须重点关注，每次对电机大修时，均要对转子绕组作细微检查，做到预防为主。在实际工作中，我们怎样去发现问题以及采取何种对策去进行处理，是一个值得思考的问题，下面简要介绍一下转子故障的检查及相关处理方法。1转子

3、故障的原因及检查方法所有异步电动机转子绕组都是由鼠笼或绕线组成。鼠笼转子绕组又分为铜条焊接和铸铝两种。转子的故障大多发生在鼠笼转子的两端。对于绕线式转子的故障与定子绕组故障检查的方法差不多，比较容易判断和处理，在此不详细讨论。此处主要讨论鼠笼式电动机的检查方法。1.1铸铝转子的检查电机运行时，根据其声音和电流表的指示可初步判断其情况。当判断为存在故障时，在电机停运后，拆开电机，抽出转子，此时主要检查有无断条、裂纹等缺陷。这是因为故障中断条所占比例较多，而且这种故障一般是浇铸工艺质量差或频繁起动受力过大所造成。对于这

4、种情况用下面方法可查出：(1)定子通入三相低压电流法。将转子慢慢转动，当电流表指针实然下降时，即可判断该处为断条处。(2)转子导条通电流法。给转子加20～30V交流电，在转子上撒铁粉，不吸铁粉处即为断条点，表明此处无电流通过，产生不出电磁场。不过这种方法应尽量少用，因为铁粉难于彻底清干净，电机运行时极易引起接地短路或相间短路。(3)转子断条检查法。如图1所示，若鼠笼条是完好的，因为其等效电阻较小，故副边绕组的端电压值很小，而原边电流却比较大；若鼠笼条有断裂则其电阻相应变大，此时电压值变大，原边电流则相对较小。 1.2铜条

5、转子的结构和故障的原因焊接鼠笼转子是采用成型裸铜导体，两端与铜端环焊接成绕组回路。笼条的截面多种多样，有圆形、矩形、楔形等各种规格。端环通常钻孔后与对应铜条相连接。有些电机没有钻孔，只是表面相连焊，这种情况特别容易因应力、电磁力等产生裂缝。对于2极高速电机，一般由于端环不是整块铜料锻成，其接焊缝焊接不良，在运行中受热应力容易造成开裂。此时，往往还会因铜甩出而刮伤定子绕组的端部绝缘层，引起相间短路或对地短路。铜条断裂大多发生在伸出铁芯端靠近端环焊接处。断裂的一般原因是由于长期受热力和电磁力作用而产生疲劳损伤。比如起动过程中

6、铜条上下温差大，热膨胀不匀；双鼠笼条转子的外笼条铜条密度太大，致使在起动瞬时温升超高；起动时铜条的离心力和切向应力作用使铜条受到朝向铁心槽口方向的冲力；双鼠笼铜条与铁芯配合过松致使铜条在槽内发生振动；冷轧铜条在焊接过程中受热退火不匀而使机械强度降低等等，这些因素均可引起铜条或端环断裂。1.3铜条焊接转子的故障检查根据上述故障原因，可采用如下的检查方法：(1)可采用铸铝转子故障的检查方法和工具。(2)可采用另外一种方法，就是根据其电阻的大小来判断的方法。这种方法可直观、准确地测出焊接点的缺陷。检查时把针形插棒直接插入铜条

7、的末端靠近端环附近。在笼条完好的情况下，微欧表测量出的是整个笼条的电阻，当铜条在焊点处断裂时，则微欧表测出的是一条铜条的有效电阻。当该电阻值超过正常值的1.5倍时，就应处理该铜条。2绕组的材料为了对转子绕组有进一步了解，有必要分析一下铜绕组的材料。当异步电动机容量大于100kW时，由于铸铝质量不易保证，常采用铜条绕组，而为了消除齿谐波的影响，把转子槽做成斜槽。大电机转子内外笼条采用不同材料，且二者的作用性质也不同。内笼条为运行绕组，用导电率ρ较小的紫铜，根据公式R＝ρl/S，可知电阻与电阻率成正比，ρ↓→R↓，而热量Q

8、＝0.24I2Rt，Q亦正比例于R，从中可推断出ρ↓→R↓→Q↓，这对于长期运行的转子绕组来讲，热量的降低无疑延长了绕组的运行寿命；外笼条为起动绕组，用导电率较大的青铜或黄铜制成，根据上述分析，外笼条在相同条件下比内笼条发热程度要高，但由于位于转子外侧，与定子之间又有间隙，且间隙大小与电机容量成正比，因