三相異步電動機的選擇與維護

王天祥

（小石壩公安消防部隊昆明指揮學校訓練部，云南昆明 650208）

隨著我國工業現代化的發展，電機作為將電能轉換為機械能的動力裝置，越來越多地被應用到各個場合。需求的多樣化使得電機的種類越來越多，如異步電動機、無刷直流電機、同步電機等。特別是三相異步電動機由于具有結構簡單、制造容易、效率高等優點，應用的空間更大［1］。因此，本文將對三相異步電機在實際應用中如何選擇以及日常維護進行闡述。

1 三相異步電機的種類和特點

三相異步電機的種類和特點如表1。

2 三相異步電機的選擇

2.1 一般電機選擇

一般電機選擇需考慮方面:

(1)載荷的性質和工作形式。不同載荷和工作形式對電機的要求也不一樣，如載荷的轉矩、工作速度范圍、啟動頻繁程度、制動、反轉、調速等要求選擇電機的功率、過載能力、啟動轉矩等參數。

(2)工作環境。如異步電機的工作溫度濕度、灰塵雨水以及腐蝕和易燃易爆程度等因素，考慮選擇帶有必要的保護方式的電機結構型式。

(3)根據生產設備的最高轉速和對調速的要求選擇。

表1 三相異步電機的種類和特點

2.2 三相異步電機的選擇

三相異步電機選擇需綜合考慮以下方面:

(1)根據機械設備的載荷性質初選電機類型

常見的載荷類型有恒定功率、恒定轉矩、周期性負載、是否需要調速(調速精度等級)等負載性質，如表2所示為常見的負載類型和選用的電機類型。

(2)電動機功率計算校核

根據機械設備的負載特性初選電機類型，然后根據設備的負載功率初選電動機功率，再通過校核初選電機功率的電動機過載能力和啟動能力以及發熱。

表2 電動機類型選擇

電動機發熱校驗一般是通過平均損耗法進行計算的，主要看電動機在一個工作周期內的平均總損耗引起的電動機溫升進行的發熱校核，相比等效算法，在頻繁啟動或制動情況下，采用該算法是比較準確的。

對于負載連續恒定的，或有短時間斷周期的一般選擇電機額定功率比負載功率大10%，盡量使電機的負荷率接近最高綜合效率;功率選擇過小，很難保證電動機和生產機械的正常工作，并且容易燒毀設備;當然從經濟性角度來考慮，功率也不能選大，太大電動機不能滿負荷運行，導致電動機效率和功率因數不高［3］。但是不管采用哪種方法初選電動機的功率，都應該滿足工作負載所需的啟動轉矩、最大轉矩和最大負載。

(3)電動機額定轉速的選擇

在滿足傳動要求的前提下，電動機的額定轉速應和生產機械的轉速相吻合，盡量減少傳動環節，提高傳動效率。在功率相同的情況下，轉速越低的電動機體積越大，成本也會增高，而效率較低;高轉速電動機啟動電流大，轉矩卻小，就需布置減速設備來減速增矩。

(4)電動機防護形式的選擇

電動機的選擇還應該根據環境的特性進行選擇，如在干燥及清潔的環境中，可以不考慮灰塵、鐵屑等雜質的影響，因此可以選擇散熱較好的開放式電動機，且價格較為便宜;對經常有雨水淋濺或外界雜質落入的工況，可采用防護式電動機。對于潮濕、多塵及易受風侵蝕環境，可以選用自扇冷式、他扇冷式的封閉式電動機;當工作的環境有爆炸危險的(如瓦斯礦或油池附近)，應選擇防爆式電動機。

3 電機的維護與常見故障解決

3.1 定期檢修與保養

為了減少和避免三相異步電動機長期工作發生突然損壞事故，三相異步電動機需要保養和檢修。電動機處于運轉狀態時應經常觀測啟動、運行情況，觀測電流、噪聲、振動狀態(監控用油量或軸承側振元件來檢查軸承運行情況)是否正常，排風是否正常，如不正常應立即停車檢查;電動機需定期停機檢修，將電動機進行解體，對各零件先進行清理，再檢查它們的表觀是否有異常。然后對關鍵部位的尺寸進行測量，對電機繞組作電氣檢查。具體有以下幾個方面:

(1)電動機的啟動、保護設備檢查。包括檢查起動設備的接線是否正確;電動機熔斷絲型號是否合適;如果接觸器觸點被污染會使接觸電阻增大，導致發熱燒毀觸點，造成缺相［4］。

(2)機械部件檢查。首先電動機的外殼和端蓋是否有破壞裂縫，針對裂縫應進行換新或焊接。檢查轉子轉動是否能靈活、均勻，如卡滯需要檢查是否有異物，或者軸承是否損壞，轉子兩側間的平均軸向游隙值是否與參考值偏差較大，若偏差大則應檢查轉軸的彎曲程度，裝配工藝是否符合規范;檢查定、轉子的表面外觀情況，尤其焊縫處有無異常情況;電動機運轉噪聲大可能是電動機軸承破壞，若損壞嚴重將會導致轉子被卡死甚至電動機繞組被燒壞［5］。

(3)電氣電路檢查。三相直流電阻的不平衡度應該在2%以內，三相異步電動機繞組的絕緣電阻至少在100 Ω以上。如低于5 Ω時要檢查絕緣是否受潮，或因為繞組絕緣不好而接地等。

電機重裝完成后不能立即開機使用，要首先對電動機的直流電阻和絕緣電阻等進行檢查，然后做耐壓實驗，最后通過試運轉電動機，觀察其電流、轉速、振動等是否有異常情況，再確認正確重裝后方可使用。

3.2 常見的電機故障及排除方法

(1)通電后如果電動機無異響且無法轉動，也沒有異味和冒煙，應檢查電源回路開關、熔絲、接線盒處是否有斷點，并對斷點進行修復。

(2)通電后電動機不轉且熔絲燒斷，則可能是缺一相電源或子繞組相間短路、定子繞組接地、定子繞組接線錯誤等原因。首先可能是刀閘有一相電源沒有閉合好，利用耐壓機、匝間試驗儀、電橋等逐一排除故障點。

(3)電動機空載電流不平衡，一般發生在定子的三相繞組匝數不同、檢查繞組首尾端接線是否正確、繞組是否存在線圈法相接反、存在匝間短路等故障。

(4)電動機空載電流平衡，但數值大?？赡苁切迯蜁r定子繞組匝數減少過多，或電機裝配中轉子裝反，使定子鐵芯未對齊，有效長度減短?；蛘呤窃趯εf繞組拆卸時裝拆方法不當，導致鐵芯燒損。當然對上面所說的可能發生的問題需要逐一排查進行修復，若是發現匝數減少的問題，則需要重新纏繞定子繞組獲得正確的匝數;若是裝配錯誤和鐵芯燒損則重新裝配，檢修或更換鐵芯等來解決。

4 結束語

本文對目前常見三相異步電動機的種類和特點進行了描述，并對實際工作和生產中如何選擇三相異步電動機作了介紹，對電機的日常維護、常見故障的分析和排除進行了闡述，為三相異步電機的正確選擇提供參考。

［1］李春峰，王 巖，于微波.三相異步電動機電動機工作特性的研究［C］.20103rd International Conference on Power-ElectronicsandIntelligent Transportation System，2013.

［2］成大先.機械設計手冊(第5版)［M］.北京:化學工業出版社，2008.

［3］郝 強.電動機的選擇及故障維修［J］，電氣時代.2010，10:68-69.

［4］王聯奎.三項異步電動機的選擇與使用［J］.農機使用與維護，2007，2:24-24.

［5］劉玉福.三相異步電動機的檢修與維護［J］.寧夏電力，2005，(1):62-64.