三相異步電動機(jī)發(fā)熱原因與對策

黃文濤

（湘潭生物機(jī)電學(xué)校 湖南湘潭 411134）

三相異步電動機(jī)發(fā)熱原因與對策

黃文濤

（湘潭生物機(jī)電學(xué)校 湖南湘潭 411134）

三相異步電動機(jī)是常用的拖動設(shè)備。在電動機(jī)工作過程中，常會因為工作狀況異常引起溫升過高，損壞或損毀電動機(jī)。針對這種情況，文章對電動機(jī)發(fā)熱原因進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)對策。

三相異步電動機(jī)發(fā)熱原因 解決對策

三相異步電動機(jī)發(fā)熱原因是多方面的,也是較復(fù)雜的,一般來說可以分為正常發(fā)熱與異常發(fā)熱兩部分。電機(jī)正常運(yùn)行時，存在定轉(zhuǎn)子繞組損耗、定轉(zhuǎn)子鐵耗、定轉(zhuǎn)子傳遞損耗、雜散損耗等，電機(jī)正常發(fā)熱曲線見右圖，經(jīng)過一段時間，電機(jī)發(fā)熱穩(wěn)定。電機(jī)異常發(fā)熱將減少電機(jī)壽命，甚至損壞電機(jī)，因此一定要注意電機(jī)異常發(fā)熱問題。下面分析電機(jī)異常發(fā)熱原因及對策。 τ

一、發(fā)熱原因分析

1.頻繁啟動造成過電流發(fā)熱。異步電動機(jī)的啟動電流為正常工作電流的5至7倍，如果電動機(jī)頻繁啟動，就會使電動機(jī)的溫度上升。

2.過載造成的過電流發(fā)熱。電動機(jī)的負(fù)載功率大于電動機(jī)的額定功率，拖動的機(jī)械負(fù)載工作不正常，拖動的機(jī)械有故障。

3.散熱不暢引起的發(fā)熱。電機(jī)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常，風(fēng)道堵塞，散熱片污垢多，周圍環(huán)境溫度高等。

4.絕緣老化引起的發(fā)熱。電機(jī)鐵心疊片層的絕緣層老化，繞組絕緣層老化等引起電機(jī)溫升異常。

5.相電壓（電流）不平衡或不正常引起的發(fā)熱。電動機(jī)缺相，兩相（或單相）運(yùn)行，電壓過高或過低，會造成電動機(jī)工作電流加大。線路某處接觸不良或氧化嚴(yán)重也會引起電流不平衡。

6.電壓波動引起的發(fā)熱。電源電壓波動也會引起電動機(jī)的不正常發(fā)熱。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩正比于外加電壓的平方,當(dāng)外加電壓降低時,電磁轉(zhuǎn)矩會急劇減小,如此時負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變,則電動機(jī)的轉(zhuǎn)速下降(轉(zhuǎn)差增大),電機(jī)電流增大使轉(zhuǎn)矩重新平衡。這樣,由于電流的增大,導(dǎo)致電機(jī)溫度上升。當(dāng)電源電壓升高時,電動機(jī)的氣隙磁通將增大。由于在設(shè)計制造時為了保證有較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和性能指標(biāo),磁通密度都選擇在磁化曲線的近飽和區(qū)段,因此電壓過高時電動機(jī)的磁路會很飽和,激磁電流急劇增大,電動機(jī)發(fā)熱增大。

7.電機(jī)自身原因。修理拆除繞組時，采用熱拆法不當(dāng)，燒傷鐵芯；重繞后定子繞組浸漆不充分；軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不好，甚至引起轉(zhuǎn)子掃膛或匝間短路；定子繞組故障（相間、匝間短路；定子繞組內(nèi)部連接錯誤）；設(shè)計選擇電機(jī)的功率時，應(yīng)考慮電機(jī)的發(fā)熱、允許過載和啟動能力三方面因素。設(shè)計不合理；接線不正確。

8.導(dǎo)致三相異步電動機(jī)異常發(fā)熱的原因還有很多,比如短路故障、接地故障、環(huán)境溫度過高、絕緣油受濕氣的侵襲等都會威脅電機(jī)的安全運(yùn)行。

二、電機(jī)正常運(yùn)行所能承受的溫度分析

電機(jī)通電時會產(chǎn)生銅耗、鐵耗等，不可避免產(chǎn)生溫升，因此大功率電機(jī)要注意通風(fēng)。電機(jī)中繞組的絕緣材料的耐熱最差，所用絕緣材料都有自身允許的最高溫度，當(dāng)工作過程中的溫度能夠長期控制在其允許的范圍之內(nèi)的話，絕緣材料的壽命最多可達(dá)20年以上；從另一方面來講，絕緣材料很難一直保持最初的良好性能，會慢慢變脆，使電機(jī)壽命減短，如果再嚴(yán)重一些就會導(dǎo)致絕緣材料碳化、變質(zhì)，甚至不再具有絕緣性能，燒毀電機(jī)。由此可知，溫升不協(xié)調(diào)是導(dǎo)致電機(jī)發(fā)生故障的主要原因。下表列出電機(jī)絕緣等級對應(yīng)電機(jī)的極限溫度。電機(jī)溫度與周圍環(huán)境溫度之差稱為“溫升”。我國規(guī)定的環(huán)境溫度為：40℃。

絕緣等級對應(yīng)溫升表

軸承的使用溫度隨軸承的熱處理工藝而定,常規(guī)熱處理工藝的回火溫度為150℃,軸承的最高使用溫度一般要求在120度范圍內(nèi),如果有特殊的使用要求,可以采用200、250℃或更高的回火溫度，這時使用溫度可以達(dá)到170、230℃或更高。因此軸承溫度測溫點(diǎn)與軸承實際工作溫度的差異，一般保護(hù)溫度低于軸承允許最高運(yùn)行溫度。

三、三相異步電動機(jī)溫升高的原因及對策淺析

1.軸承部位。軸承嚴(yán)重超差或者端蓋內(nèi)孔磨損變形,使機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者不同軸心,導(dǎo)致發(fā)熱、振動、甚至掃膛，極易造成電機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)重時出現(xiàn)燒毀的情況。對策：當(dāng)看到軸承有磨損的時候，要及時換上新的軸承；軸承室與軸承接觸不好，必要時作相應(yīng)的刷鍍處理，嚴(yán)重時作鑲套處理；端蓋變形，更換端蓋；軸承油脂不符合要求,清洗軸承并更換油脂；軸承裝配不當(dāng)，重新裝配。

2.電機(jī)振動。機(jī)座沒固定；轉(zhuǎn)子沒緊固件發(fā)生不同程度的松動；設(shè)計因素等，振動除了會產(chǎn)生噪聲外，還會造成額外負(fù)荷導(dǎo)致發(fā)熱。對策：擰緊緊固件；校靜平衡與動平衡；復(fù)查設(shè)計參數(shù)。

3.電源問題。不管是電壓偏高，還是電壓偏低，再或者是三相電壓不對稱，甚至缺相等都能夠?qū)е码娏髟黾樱M(jìn)而使電機(jī)發(fā)熱，最終造成電機(jī)的損壞。對策：調(diào)整供電變壓器分接頭；若是電機(jī)Y、Δ接法錯誤引起，則應(yīng)改正接法；提高電源電壓或換粗供電導(dǎo)線；大約超過50%電機(jī)燒毀都是因為電機(jī)缺相運(yùn)行引起的發(fā)熱，查找缺相原因并解決之。

4.線圈問題。組短路，匝間短路，相間短路和繞組斷路引起發(fā)熱。對策：發(fā)生這種情況后必須立即停機(jī)處理。檢查后能否局部修復(fù)，大面積短路或短路難以修復(fù)的重繞修理。采用二次浸漆及真空浸漆工藝。

5.物料、液體和氣體泄露進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，使電機(jī)的絕緣降低，從而使電機(jī)的允許溫升降低。對策：去除異物，并用500V兆歐表測量電機(jī)三相繞組對機(jī)殼的絕緣電阻值，要求電阻值高于0.5MΩ才可使用。

6.非機(jī)械電氣故障引起的發(fā)熱。當(dāng)電機(jī)溫度升高是因為某些非機(jī)械電氣故障原因時，是有可能造成電機(jī)故障的。如環(huán)境溫度高，電機(jī)風(fēng)扇壞掉或風(fēng)道被堵，散熱片污垢多。對策：這種情況下必須停機(jī)，不然電機(jī)運(yùn)行就會出現(xiàn)異常，清洗電動機(jī)，改善環(huán)境溫度，采用降溫措施；檢查并修復(fù)風(fēng)扇，必要時強(qiáng)制冷卻保證通風(fēng)或更換風(fēng)葉等。

7.頻繁啟動，啟動時間長，過載啟動。異步電動機(jī)的啟動電流為正常工作電流的5倍～7倍，如果電動機(jī)頻繁啟動，就會使電動機(jī)的溫度上升。帶負(fù)荷啟動往往會造成啟動時間長，電動機(jī)溫度高的過負(fù)荷情況。例如，啟動電機(jī)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、啟動時間長的問題。機(jī)械卡堵。由于電動機(jī)軸承損壞，轉(zhuǎn)子被卡，或電動機(jī)所拖動的負(fù)荷被卡等都會造成電動機(jī)過負(fù)荷。對策：盡量少頻繁啟動；出現(xiàn)卡堵時，停車，排除故障。

四、小結(jié)

引起電機(jī)發(fā)熱的原因很多，在實際使用過程中，要做到：定期檢查電機(jī)，及時發(fā)現(xiàn)問題，防止事故擴(kuò)大；準(zhǔn)確分析故障原因，正確進(jìn)行故障處理。

[1]崔炳哲，《電機(jī)學(xué)》，科學(xué)出版社，2004-4-1

[2]孫克軍，《電動機(jī)維修》，化學(xué)工業(yè)出版社，2010-2-1

[3]張華龍，《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》，人民郵電出版社

[4]馮曉，《電機(jī)與電器控制》，

[5]孟大偉,《電機(jī)制造工藝學(xué)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2011-3-1