电动机过载运行分析.doc

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1、电动机过负荷的原因分析蒙海强北京农业工程大学（100083） 电动机是将电能转换成机械能的设备，在能量转换过程中要损失部分能量，使电动机发热，温度升高。其结果，影响绝缘的寿命和电动机的其它性能。例如，发热使气隙减少，引起附加损耗增加和转矩减小。按照电动机运行时的发热情况，可把负荷分为长时运行，短时运行和重复短时运行三种基本情况。长时运行是指电动机运行时间足够长，在运行时间内电动机已达到稳定温升。短时运行是指在运行内电动机发热尚未达到稳定温升，而在无负荷时间内又足以冷却到周围环境温度。在异步电动机实际使用时，常常会出现过负荷的现象。长期过负荷或过负荷太严重就会使电动机损坏。电动机过

2、负荷的原因主要有：l．电能质量差非正弦电压，不对称电压，电压和频率偏离额定值过多等是电动机过负荷的普遍原因。在农业供电中。由于供电设备容量不足，或供电导线截面太小，使电压损失过大，造成负荷电压太低。当供电电压低于额定值时，电动机定子电流和转子电流都增加，使绕组中的铜损增加，致使电动机发热，从而导致绝缘材料过早老化。当电网电压增加时，电动机的激磁电流增加很多，走子的铜损，定子与转子的铁损也要加大，结果使电动机过热。不对称的电网电压，使电动机内部的基波磁场被削弱，电磁转矩下降。但是负荷的阻力转矩不变，这样，电动机的定子电流将增大．导致铜损增加。此外，高次谐波磁场引起定子．转子和铁芯中

3、的铁损剧增。电动机发热。不对称电压过大造成电动机各相电流分配不平衡．使某一相绕组有可能过负荷．电网交流电频率增加时，定子和转子电流都增加．最后导致绕组中的铜损上升．电动机过负荷。2．断相运行断相运行时，定子绕组过热而烧毁电动机。在实际使用过程中．造成断相运行的原因是．熔断器熔断，供电导线断开，空气开关、刀闸、磁力起动器触点损坏，电动机出线与接线端子间联线松脱。3．电动机机械故障轴承磨损、严重时使转子与定子相碰，形成附加阻力矩，导致电动机定于电流增加，电动机过热。4．繁重工作制电动机频繁起动、制动、正反转运行、低速运行时间过长等，造成电动机电流过负荷。5．工艺过程中损坏采矿与建筑材

4、料工业，其工艺以生产和运输矿石或沙矿为对象，其工艺过程中负荷往往变化很大。由此可见，电动机过负荷引起电流增加，损耗增大，绝缘过热。电动机的额定容量是由绕组绝缘受热条件决定的，而绝缘寿命则由温度决定。但是绝缘寿命不是由年均温度决定，而是由最高温度决定，只要绕组中任何地方的绝缘破坏，就导致电动机的损坏。根据我国标准，绝缘材料的耐热升级分别为Y、A、E、B、F、H、C七个等级。它们的极限温度和允许温升如表1所示为使绝缘材料在一定温度下工作．引起电动机发热的电流就不能长时间超过额定值。在电动机稳定运行区，负荷电流式中I0——空载电流Ie——额定电流Me——额定转矩M——负荷转矩I——负荷

5、电流若负荷电流小于额定电流，绕组绝缘不会过热。在电动机起动和堵转时，情况就不一样了。但在电动机起动时，起动电流是额定电流的5～7倍，它产生大量的热，由于起动时间短促，几乎不存在传导散热过程，因此大部分热量储存在绕组中，使局部温度迅速上升，过大的热应力导致绕组损坏，又促使绝缘提前老化。堵转时发热最严重。此时电动机要较长时间经受5～7倍额定电流的作用，电动机急剧发热，温度迅速上升，若不及时切断电源，便会烧坏电动机。因此电动机允许堵转时间，一般为20～40S。潜水泵或防爆电动机允许堵转时间为5～10S。通用电动机是在周围环境温度低于40℃时，为连续使用设计的。当环境温度高于40℃时，为

6、使电动机不致过热而损坏，必须把额定容量降低．对于E级绝缘电动机，环境温度较高时．电动机允许出力如图1所示、对电动机来说，在规定时间内过负荷是允许的。每种电动机都有它的过负荷特性。电动机的允许过负荷特性是指过负荷数量与允许过负荷时间的关系。在过负荷时允许温升△τ=35℃，电流密度j=4．5A／mm2情况下的异步电动机允许过负荷特性如图2所示。为了保护过负荷电动机，应根据电动机过负荷特性配备合适的保护。电动机故障分析和处理2008-04-1109:10 绕组是电动机的组成部分，老化，受潮、受热、受侵蚀、异物侵入、外力的冲击都会造成对绕组的伤害，电机过载、欠电压、过电压，缺相运行也能引

7、起绕组故障。绕组故障一般分为绕组接地、短路、开路、接线错误。现在分别说明故障现象、产生的原因及检查方法。一、绕组接地 指绕组与贴心或与机壳绝缘破坏而造成的接地。1、故障现象 机壳带电、控制线路失控、绕组短路发热，致使电动机无法正常运行。2、产生原因 绕组受潮使绝缘电阻下降；电动机长期过载运行；有害气体腐蚀；金属异物侵入绕组内部损坏绝缘；重绕定子绕组时绝缘损坏碰铁心；绕组端部碰端盖机座；定、转子磨擦引起绝缘灼伤；引出线绝缘损坏与壳体相碰；过电压（如雷击）使绝缘击穿。3.检查方法（1