調(diào)數(shù)電機故障(電機調(diào)停原因)

調(diào)數(shù)電機故障(電機調(diào)停原因)

前沿拓展：

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引言

在日常工作中，工程師經(jīng)常接到現(xiàn)場技術(shù)人員有關(guān)于電機日常維護中的一類問題：“電機的溫度非常高”。當問到具體有多熱時，得到的回答通常是：“我不能把手放在上面，燙手！”。

雖然每個人的疼痛閾值不盡相同，但通常我們?nèi)梭w觸摸物體時可以忍受的溫度范圍是60℃~65℃。所以電機的實際繞組溫度應(yīng)該非常高了。電機繞組溫度決定于環(huán)境溫度和運行溫升，對于F級絕緣等級的電機，其繞組最高溫度為155℃。如果電機正常運行產(chǎn)生的電機溫度上升，這屬于正常升溫現(xiàn)象，但電機的溫度除了正常的溫升之外，也會由于異常使用等情形導(dǎo)致的真正的溫度異常。保證電機繞組溫度在允許范圍內(nèi)是電機可靠運行的重要因素之一，所以要對影響電機繞組溫度的各類因素進行深入的了解與分析，將會更好解決電機由于異常過熱導(dǎo)致的故障。“電機常見故障分析_電機過熱故障”一文對此進行了詳細的介紹。

01.概述

電機是一種能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)，在能量轉(zhuǎn)換的過程中不可避免地要產(chǎn)生一些損耗，這些損耗大部分會變成熱量散發(fā)出來，使得電機溫度升高。溫度過高會導(dǎo)致某些電機部件的壽命縮短，最終導(dǎo)致故障發(fā)生。電機設(shè)計時，會綜合考慮電機的發(fā)熱量和散熱方法，從而確保電機在正常運行時，溫度處于一定的范圍之內(nèi)，從而保證電機主要部件的設(shè)計壽命。

但是，電機在實際運行時，某些情況下會出現(xiàn)溫度過高的現(xiàn)象。常見的有繞組過熱和軸承過熱，同時這也是電機繞組和軸承發(fā)生故障的重要因素。

左圖 繞組過熱故障 右圖 軸承過熱故障

繞組發(fā)熱是影響繞組絕緣壽命的主要因素，從圖三我們可以看到電機繞組溫度和絕緣壽命之間的關(guān)系。溫度每升高10度，繞組絕緣壽命大約減半。

同時，溫度過高還會降低金屬的強度和硬度，以及降低潤滑脂的特性，以及加速密封件老化。

所以，了解電機溫度升高的根源可以幫助我們糾正存在的問題和延長電機繞組和軸承的使用壽命。

02.電機繞組過熱常見原因

電機過載

過載是造成電機過溫故障最常見的原因。過載即過電流，將導(dǎo)致繞組的銅損增大，發(fā)熱量增加，從而繞組溫度升高。

電機過載通常由以下兩個方面導(dǎo)致：

選型不當（小馬拉大車）

外部負載發(fā)生變化，超出了允許的額定載荷

通常電機設(shè)計的最佳效率運行點接近于額定負載的75%左右，選型時予以考慮，從而使電機在實際運行時繞組溫度相對較低且消耗的能源最少。

在有些客戶的應(yīng)用中，電機負載率很高，接近滿載運行。這樣，電機繞組溫升接近上限，一旦環(huán)境溫度較高或者散熱條件不良，電機繞組和外殼的溫度就非常高。

環(huán)境及通風不良

環(huán)境溫度過高

冷卻回路阻塞，通風不暢，散熱風量不足（如左圖）

自冷扇電機用于調(diào)速運行時，低速大轉(zhuǎn)矩長時間運行，散熱風量不足（如右圖）

獨立風扇故障停機

電機安裝場所或電機通風口處，不能保證冷空氣有效進入和熱空氣排出

電源電壓影響

電源三相電壓不平衡會導(dǎo)致更大的電流不平衡，電流的負序分量引起定子損耗增加，因此定子繞組溫升比在平衡電壓下運行時的溫升增高

電源電壓過低，在提供同樣機械功率情況下，所需的電流增加，從而電機溫升增加

網(wǎng)側(cè)電壓諧波帶來的諧波電流和負序電流會產(chǎn)生附加銅損和鐵損，引起電機溫升增加

缺相運行情況下，會導(dǎo)致嚴重的電機過電流，引發(fā)繞組燒毀

星型連接，缺相示意圖（上）：

角型連接，缺相示意圖（下）：

其他

電機繞組設(shè)計，例如槽滿率低，繞組散熱不良

鐵芯絕緣損壞，渦流損耗增加等原因應(yīng)該會導(dǎo)致電機溫升增加

03.電機軸承過熱

軸承是電機的重要部件，主要作用是支撐轉(zhuǎn)子，降低轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中的摩擦，確保回轉(zhuǎn)精度。過熱導(dǎo)致的軸承失效故障在電機軸承故障中占有較大的比例。原因主要有：

軸承受力異常（如皮帶輪或聯(lián)軸器安裝調(diào)整不當導(dǎo)致的徑向力或軸向力過大），破壞潤滑，磨損加劇，導(dǎo)致軸承過熱；（如圖所示：軸承過載導(dǎo)致風扇燒融；潤滑失效、軸承散架）

軸承潤滑不足，磨損加劇，導(dǎo)致軸承過熱

潤滑過量，軸承散熱不良導(dǎo)致軸承過熱

軸承受到電流腐蝕，潤滑脂碳化變黑，潤滑性能下降，磨損加劇，軸承溫度升高

軸承外圈或內(nèi)圈松動，跑套摩擦，溫度升高

高速長時間運行，超出設(shè)計運行條件，軸承溫度升高

軸承自身質(zhì)量問題

04.結(jié)論

電機運行溫度越高，預(yù)期壽命就越低。因此，應(yīng)盡可能各種措施來保證或降低電機的運行溫度，從而提高電機的壽命和可靠性。

同時，對于大中型或者重要的電機，繞組和軸承可以裝設(shè)溫度傳感器，監(jiān)測實際溫度，提前預(yù)警，保護電機不被過熱故障損壞。

拓展知識：