三相異步電動機電氣控制系統常見故障及處理措施

魏士良/寧夏水利廳固海揚水管理處

三相異步電動機電氣控制系統常見故障及處理措施

魏士良/寧夏水利廳固海揚水管理處

由于三相異步電動機運行穩定，而且便于拆卸和維護等特點，被廣泛的應用于工業以及民用等多個領域。相比于單相異步電動機來說，其運行良好而且能夠節省各種材料，鑒于其應用的廣泛性因此研究并總結其常見故障和處理辦法有著重要的意義。而電氣控制系統是三相異步電動機重要部分，隨著使用時間的推進，電氣系統會產生各種故障影響電動機的正常工作，為此我們總結并分析了常見的故障并提出了對應的解決辦法，為此類電氣控制系統檢修提供參考。

電氣控制系統；三相異步電動機；故障檢修

隨著計算機技術的廣泛應用，電氣控制系統進步迅速，特別是控制技術也逐漸的向自動化控制和智能控制的方向轉變。從操作的角度來說，也逐漸的從笨重操作過度到信息化處理。就控制來說，也逐漸的從單一控制繼電器向計算機或者微處理器控制的邏輯控制系統轉變。而無論是工業還是農業實用中，大多數的生產設備的運轉都需要電動機提供動力，所以電動機的控制就必須滿足現實的控制要求，電氣控制系統就是保障電動機以及電氣設備正常穩定運行的必要控制措施，不能能夠實現電氣自動化控制，也有著監視、測量、保護等重要的功能。因此電氣控制系統的應用還是非常的廣泛的，但是在長時間的運行當中，難免會發生故障，為此我們從工作實踐出發總結了三相異步電動機電氣控制系統的故障和處理方法，使得設備檢修和維護更加標準和規范。

1．三相異步電動機正反轉控制電路的控制原理

三相異步電動機的正反轉控制電路主要包含了主電路和控制電路兩部分。其主電路主要電源通過接觸器、熔斷器等到電動機之間的線路，控制電路則為繼電器、操作按鈕、連鎖環節等構成。基本的控制動作為正轉、反轉和停止。一般來說三相異步電動機的啟動過大會影響電源電壓的穩定性，從而干擾到其他設備的正常運行，因此控制電路中的啟動電流有一定的控制范圍。控制方式有手動控制的直接啟動、電動控制、長動控制。

2．三相異步電動機電動機常見故障

2.1 三相異步電動機單相運行

單相運行是其中常見的故障，一般來說電氣拖動系統會使用2個熱繼電保護器進行保護。但是由于熱繼電器常無法準確判定整定動作值導致單項運行，從而導致電極燒壞等嚴重問題。這種故障可以從主電路和電動機兩個角度考慮。從主電路來看，如果熔斷器燒斷或者主接觸器的觸頭接觸故障均可能導致電動機連接單一電源。而單項運行時承擔的負載大大減少，僅為額定負載的約60％-70％，長時間預定會損壞電機。單相運行的常見故障為電動機“無力”、暫停后再次接通電源發出嗡嗡聲、定子電流不穩定。維護保養的時候應重點檢查繼電保護的整定值，并檢查主電路觸頭，使用萬用表排查單相運行故障。

2.2 繞組故障

繞組是電機的重要部件，由于異物、腐蝕、受熱、受潮、老化或者外力沖擊均可能損壞繞組從而導致電機過載、過電壓、欠電壓等問題。繞組故障主要有定子繞組相間短路、定子繞組匝間短路、定子繞組接地故障、電機過熱超過允許溫度等。繞組短路時主要檢查絕緣電阻，如果電阻值異常可以判斷繞組槽相的短路，同時考慮極相間和組間的短路可能。接地故障可以使用兆歐表和萬用表檢查低阻擋設備。繞組短路可以將聯片拆開后分開測量，分析斷路情況，也可以拆開電動機的端蓋進行確認，重新焊接好接頭最后將接頭包好以后進行絕緣保護，重啟電機。

3．三相異步電動機常見疑難故障分析

三相異步電動機電氣故障有很多，常見的有電源電壓不穩、繞組接地、繞組短路、繞組斷路、缺相運行、電動機接地故障等。很多時候三相異步電動機出現電氣設備故障并不是單一故障引起的，實際檢修中往往更加復雜，多種故障導致的問題也給電氣控制系統故障的檢修造成了困難，對于簡單的故障這里就不再贅述，主要圍繞幾個疑難故障進行分析和討論。

3.1 熱繼電器故障分析

主要的故障表現有兩種：一是用電設備操作沒有問題，但是熱繼電器動作頻繁，或者電氣設備被燒壞但是繼電器無反應。造成這種問題的原因可能有三種，首先檢查熱繼電器可調節零部件是否固定良好，是不是脫離了原整定點上；其次檢查熱繼電器內部的短路保護裝置，有可能是經過了較大的短路電流造成了金屬元件的永久性破壞；其三分析是否是因為長時間沒有檢修熱繼電器，導致內部灰塵過多，或者生銹、磨損等問題導致動作機構件卡死；最后檢查熱繼電器的可調整部件，常見的原因可能為繼電器外接線松動或者整定電流值設置較低導致了頻繁動作，而整定電流過高則無法起到繼電保護的作用。二是熱繼電器的保護動作過慢或者過快，主要的原因可能為繼電器內部機動構件松動損壞、不當檢修操作導致雙金屬彈片折彎、外接線螺絲釘松動等。

3.2 自動開關故障分析

故障主要有以下幾種：故障1表現，電動操作的觸頭不能閉合，而且電動操作常自動開關。主要原因可能為電磁鐵的拉桿距離較短、電動開關的外部電動操作定位不準或控制器中的電容器和整流管故障；故障2表現，手動操作自動開關的時候觸頭無法閉合，分析可能的原因為機構不能重復脫扣、反作用彈簧力度太大、儲能彈簧發生了斷裂或者變形，導致閉合力顯著降低從而未能閉合、是失壓脫扣器線圈燒壞或者無電壓；故障3表現，自動開關的溫升過高，原因可能為觸頭表面燒壞以及接觸不良等、兩個到店件連接均發生了螺釘松動或者脫落、觸頭壓力太低；故障4表現，失壓脫扣有較大的噪聲，原因分析為短路環燒壞、鐵芯工作面存在油污、反作用彈簧力度過大。

3.3 電動機故障原因分析

故障主要有以下幾種：故障1表現，電動機剛啟動時轉速非常慢并低于工作負載標準，原因可能為鼠籠轉子的斷環或者導條損壞或者開焊、單項運行導致啟動過載的問題、負債超標、定子繞組的連接錯誤；故障2表現，電動機運行一段時間后溫度迅速升高，原因可能為定子繞組發生了短路或者接地故障、負載超重后導致單項運行、負載超標而且保護裝置失靈、機械裝置磨損嚴重導致空載損耗超標、散熱裝置堵塞或者損壞；故障3表現，電動機運行噪音過大，原因可能為定子和轉子摩擦、多種原因引起的單相運行、定子繞組錯誤接線、風扇變形、軸承磨損嚴重或者缺乏潤滑脂。

4．結語

隨著企業以及現代化電力的進一步發展，當前的用電設備數量和精細度越來越高，而設備的容量也由于更多的應用場景越來越大，因此設備的檢修和維護成為電氣設備使用中的重要環節。因此必須結合實踐工作不斷的總結和歸納電氣設備控制系統的檢修規范，使得電氣控制系統功能的檢查和維修更加的科學和高效。

[1]柴旺興. 三相異步電動機控制電路中的元件選擇和故障診斷[J]. 科技創新導報,2010,02:58.

[2]郭鳴星. 基于雙CPU技術的變頻調速交流電機的節能控制研究[D].武漢大學,2004.

[3]謝驍. 基于MRAS船舶異步推進電機無速度傳感器矢量控制研究[D].大連海事大學,2013.

[4]楊斌. 基于遺傳算法的三相異步電動機輕載和空載時的節能控制研究[D].武漢科技大學,2006.

[5]牛廣文,王曉鋒. 基于80C196MC的三相異步電動機變頻調速控制系統[J]. 現代電子技術,2007,10:13-14+17.