淺談三相異步電動機定子繞組常見故障原因與排除

王彥勇

（山東肥礦技師學院，山東 肥城 271601）

三相異步電動機的故障呈多樣性，產生的原因也較為復雜。機械方面的和電氣方面的故障都有，機械方面主要有掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障；電氣方面主要有定子繞組缺相運行（定子繞組斷路）、繞組短路、接地、定子繞組首尾反接、三相電流不平衡、繞組過熱和轉子斷條斷路等。其中定子繞組的常見故障主要有：繞組斷路、繞組接地（碰殼或漏電）、繞組短路及繞組首尾接反等。本文僅就定子繞組的故障進行分析，并給出故障排除方法。

1 定子繞組的斷路故障

斷路故障多發生在電動機繞組的端部，各繞組元件的接線頭或電動機引出線端等附近處。故障的原因是：繞組受外力的作用而斷裂；接線頭焊接不良而松脫、繞組短路或電流過大、過熱而燒壞。

1.1 檢查方法

檢查斷路可用搖表或萬用表、校驗燈等。星形接法的電動機應按圖1的方法測試。對于三角形接法的電動機，必須把三相繞組的接線拆開后，按圖2的方法每相分別測試。

圖1 用兆歐表檢查Y形接法繞組斷路

圖2 用兆歐表檢查△形接法繞組斷路

中等容量電動機繞組大多是采用多根導線并繞或多支路并聯，其中如果斷掉若干根或斷開一路時，通常采用下列兩種方法檢查：

①三相電流平衡法。對于星形接法的電動機，將三相繞組并聯后，通入低電壓大電流，如三相電流值相差5%時，電流小的一相為斷路，如圖3（a）所示。對于三角形接法的電動機，先把三角形接頭拆開一個，然后通入低電壓大電流，用電流表逐相測量每相繞組的電流，其中電流小的一相為斷路，如圖3（b）。

圖3 用電流平衡法檢查并聯繞組斷路

②電阻法。用電橋測量三相繞組的電阻，若三相電阻值相差大于5%時，電阻較大的一相為斷路相。

1.2 故障排除

繞組斷路處在鐵芯線槽外部時，分清導線端頭將斷開的導線聯結焊牢，并包好絕緣；如果是引出線斷開，就更換引出線。如果斷路處在鐵芯線槽內，若是個別槽內的線圈，可用穿繞修補法更換個別線圈。

線圈穿繞修補法：把繞組加熱到80℃左右，使線圈外部絕緣軟化，取出斷路線圈的槽楔，將這個線圈兩端剪斷，將壞線圈的上、下層從槽底一根根抽出。原來的槽絕緣不要清除，另外用一層聚脂薄膜青殼復合紙做成圓桶，塞進槽內，用原來規格的導線，長度比原線圈的長度稍長些，在槽內來回穿繞到原來的匝數。若最后幾匝穿繞有困難時，可以用比導線稍粗的竹簽做成引線棒進行穿繞。若遇到電動機急需使用，一時來不及修理，可用跳接法作應急處理，即把斷路線圈的兩個線頭用導線連接起來。采用這種應急措施，要適當減輕負載，用畢，應按上述方法修理。如果是由于匝間短路、接地等故障造成的繞組斷路，則需要更換繞組。

2 定子繞組接地（碰殼或漏電）

電動機長期過載運行，致使絕緣老化；或導線松動，硅鋼片未壓緊，有尖刺等原因，在震動情況下擦傷絕緣；或因轉子與定子相擦使鐵芯過熱，燒傷槽楔和槽絕緣；或金屬異物掉進繞組內部損傷絕緣；或在重繞定子繞組時損傷絕緣，使鐵芯與導線相碰等。繞組接地后，會造成繞組過電流發熱，從而會造成匝間短路及電動機外殼帶電，容易造成人身觸電事故，這類故障必須及時修理。

2.1 檢查方法

（1）用500V兆歐表測量相對地絕緣電阻，兆歐表讀數為零時，表示繞組接地。若指針搖擺不定，說明絕緣已被擊穿。

（2）拆開電動機端蓋，把接地相線圈的連接線拆開，然后逐一測定哪一個線圈通地。

2.2 故障排除

如果測定是繞組受潮，將電動機兩端蓋拆下，放在烘箱內烘焙，烘到其絕緣電阻達到要求，加澆一層絕緣漆，以防止回潮。如果測定的是繞組接地或碰相，要分情況進行修理。對新嵌線的電機，其接地點往往發生在槽口處，這是因嵌線不慎引起的，可用絕緣紙或竹片墊入線圈與鐵芯的槽口間。如果發生在端部，可用絕緣帶包扎，再涂上自干絕緣漆，如果發生在槽內，須更換繞組或用穿繞修補法更換線圈。

3 定子繞組短路故障

繞組短路故障主要是由于電動機電流過大、電壓過高、機械損傷、重新嵌繞時碰傷絕緣，絕緣老化脆裂、受潮等原因引起的。繞組短路情況有繞組匝間短路、極相組短路和相間短路。

3.1 檢查方法

（1）外部檢查。使電動機空載運行20min，然后拆卸兩邊端蓋，用手摸線圈的端部，如果某一部分線圈比鄰近線圈的溫度高，這部分線圈很可能短路；也可以觀察線圈有無焦脆現象，如果有，該線圈可能短路。

（2）用兆歐表或萬用表檢查相間短路。拆開三相繞組的線頭，分別檢查二相繞組間的絕緣電阻，若絕緣電阻很低，說明二相間短路。

（3）用電流平衡法檢查并聯繞組的短路。用圖3（a）的方法分別測量三相繞組的電流，電流大的一相為短路相。

3.2 故障排除

（1）如能明顯看出短路點，可用竹楔插入兩線圈間，把這兩線圈短路部分分開，墊上絕緣。

（2）如果短路點發生在槽內，先將該繞組加熱軟化以后，翻出受損繞組，換上新的槽絕緣，將導損壞部位用薄的絕緣帶包好，重新嵌入槽內，再進行絕緣處理。

（3）如果個別線圈短路，可用穿繞修補法調換個別線圈。如果短路較嚴重，或重新絕緣的導線無法嵌入槽內，或無法進行穿繞修補，就必須拆下重繞。

（4）有時遇到電動機急需使用，一時來不及修理，可用跳接方法坐應急處理，把短路的線圈跳不用，將短路線圈一端割斷，用絕緣材料把兩個線頭包好，再把另一端的原來兩個線頭用導線連接起來。采用這種方法，應適當減輕負載，使用完畢后，應立即進行修理。

4 繞組首尾接反故障

繞組接反后，會引起電動機震動、發出噪聲、三相電流嚴重不平衡、電動機過熱、轉速降低，甚至電動機不轉或熔斷器熔斷。繞組接反有兩種情況：一種是外部接線錯誤；另一種是繞組的某極相組中一只或幾只線圈接反，或極相組接錯。

檢查方法：檢修時，拆開電動機，取出轉子，把一相繞組接到3～6V的直流電源上（對于星形接法的繞組，須將直流電源兩端分別接到中性點或某相繞組的出線頭，對于三角接法的繞組，則必須拆開三相繞組的連接點），用指南針沿著定子內圓周移動，如繞組沒有接反，則指南針順次經過每一極相組時，就南北交替變化；如果指南針經過鄰近的極相組時，指南針的指向相同，表示該極相組接錯；如果指南針經過同一極相組不同位置時，南北指向交替變化，則該極相組中有個別線圈接反。這時可以把繞組故障部位的連接線或過橋線加以糾正。如果指南針的指向不清楚，要適當提高直流電源的電壓，或調換磁性較強的指南針再進行檢查。依照此法，分別測試三相繞組。

［1］馬宏忠.電機狀態監測與故障診斷技術[M].2008,3.

［2］維修電工生產實習[M].中國勞動出版社.