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正负压热成型机电机过热的原因分析及改进方案

作者:汉莎  来源:互联网  更新时间:2019-12-02 11:31:24  点击次数:

一、电动机发热故障原因分析


电动机在运行过程中所产生的热量主要来自机械结构间摩擦产生的热量、电流通过定(转)子绕组产生的电热量、电动机散热冷却系统失灵或通风系统堵塞、运行中铁损、铜损向热量转换等原因造成的热量积累。由于电机内部结构较为复杂,造成三相异步电动机发生过热故障的原因也比较多,其故障所表现的形式也不一样。因此,必须在日常运行管理中,必须对电动机发热现象与故障类型进行详细的分析总结。


1.外部原因分析


运行环境的改变是引起电动机发热的主要外部原因,如:三相电压不平衡、电源电压波动、超负荷过载运行、运行环境差等。


  三相电压不平衡


当电动机供电电源出现三相电压不平衡时,就会在内部复杂电磁交互环境中形成逆序电流和逆序磁场,从而在电动机绕组中形成较大的逆序转矩。在转矩的叠加下电动机内部电磁转矩就会减小,从而造成电动机转子转速变低,在同样负荷容量的情况下,为了使电机系统重新达到平衡,就必须增加电动机的电流,这样就会增加电动机内部绕组发热量,严重时就会造成电动机发生过热故障。据一些工程应用统计发现,电动机三相电压不平衡度达到5%左右时,电动机相间电流就会超过额定电流值的25%以上,且电动机电流值随电压不平衡度的增加而剧增。因此,为了保证电动机安全稳定运行,在日常管理中必须严格监视电源电压的不平衡度,尽量保证电机在三相平衡条件下运行。


  电源电压波动


制造厂家为了保证电动机具有较高技术和经济指标,通常在电动机设计时,选择其磁化曲线为近饱和工况区[2]。电动机供电电源电压升高后,电动机内部的气隙磁通就会增大,相应电动机磁通回路就会出现过饱和状态,此时励磁电流就会剧烈增加,在绕组中产生巨大的热量,引起电动机发生故障故障。由于电动机的电磁转矩与电压的平方成正比例关系,当电源电压下降后,在电动机负载转矩不变的情况下,就会将电动机的转速拉低,引起转差率增大,形成巨大的转子(定子)电流,在绕组中剧烈发热,引起电动机发生发热故障。也就是说电源电压升高引起的电动机发热主要体现在电动机内部铁芯处;而电源电压下降引起的电动机发热主要体现在转子(定子)绕组中。


  超负荷过载运行


超负荷过载运行是电动机发生发热故障的常见外部原因。在整个电机系统中,电动机所拖动的机械系统如果出现卡塞、传动机构过紧、润滑系统破坏、负载突然增加等原因均能导致电动机运行在低效工况区,出现超负荷过载情况。电机系统设计选型不合理也可能造成电动机出现“小马拉大车”的情况。在这种工况下,电机系统为了保证输入输出间的平衡,就会降低电动机转速,从而造成内部电流增加,产生剧烈的热量,引起电机发生过热故障。


2.内部原因


内部机械结构故障、定子绕组故障、转子绕组故障以及绝缘故障是电动机发生过热故障的主要内部原因。


  机械故障


当电动机轴承安装不到位出现偏心卡塞、轴承润滑系统出无润滑油、油过多、油质不好、油密封系统不到位等原因以及电动机端盖与电动机机座出现不同心等现象时,均能造成轴承间摩擦力增加、转轴扭曲变形、转轴发生扫膛等问题,从而造成电机剧烈发热,引起发热故障。


  定子(转子)绕组故障


电动机三相绕组首尾接错、定子(转子)绕组匝间或层间发生短路、以及三相绕组发生单相接地等故障时,均能造成电机发生过热故障。当电动机三相绕组引线触头间出现虚接、虚焊等情况时,就会造成接头接触电阻过大,在绕组接头处剧烈发热引起电动机发生发热故障。


  绝缘故障


随着电动机运行时间的加长,电动机铁芯叠片层绝缘会在热效应和动效应的共同影响下不断老化或损坏,从而造成电动机内部涡流增加,增大电动机铁损面,在铁芯处剧烈发热。电动机绕组绝缘发生老化损坏后,其绕组绝缘效果就会大大降低,漏电流就会剧烈增大,在绕组处产生较多的热量,使电动机出现严重的发热故障。


二、改进措施


1.提高电动机自身工况特性


在电机系统设计时,应该充分考虑后期扩容需求,认真计算电动机的负荷容量,选择合适的电动机电压等级和输出功率。对于经维修过的电动机而言,首先应该保证内部机械结构安装位置的准确性,认真检查内部绕组的首尾同名端的连接情况,并请专门的焊接人员精确可靠的焊接电动机绕组的引出线。加强日常运行管理巡视力度,发现电动机有异常电压、电流、振动和噪音过大、温度过高等异常情况应时应立即停机,及时排查异常原因,提高电动机综合运行工况水平[3]。


2.保证供电电源质量水平


首先应对电机供电电源进行理顺,选择合适的电动机启动和保护装置,并保证供电电压具有高的质量水平,尽量做到电动机运行在三相平衡的电源环境中。


3.及时调整电机运行方式


定期检查电机系统拖动机械结构和传动机构的特性,并定期核查电动机的负载情况,避免电动机长期运行在超负荷过载运行工况。尽量根据工程实际情况,改善电动机的综合运行环境,做好通风、润滑系统等维护工作。保证电动机运行环境的清洁,定期进行必要的电动机保养维护工作。





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