單相異步電動機常見故障及處理方法

劉紅梅

摘 要：介紹單相異步電動機常見故障及處理方法。

關鍵詞：單相異步電動機；電路常見故障；處理方法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.046

0 引言

單相異步電動機是指由單相電源供電，容量較小的一類電動機，廣泛用于家用電器、電動工具、醫療器械等小型電氣設備中。

從外觀及內部結構上看單相異步電動機和三相籠型異步電動機差別不大，都屬于單邊勵磁方式工作的電氣設備。三相電機由于采用了對稱三相交流電，形成旋轉磁場進而產生旋轉轉矩使轉子帶動負載轉動，而單相異步電機所用電源為單相電，單相電所建立的磁勢是一種脈振磁勢，不能使電機定向旋轉也不能自行啟動，故而單相電動機定子上安裝了兩套繞組：除了產生主磁場的主繞組，還另外安裝了起動繞組。根據起動繞組安裝方式的不同，單相電動機有以下兩種：

分相式——在定子鐵芯上裝有主繞組和起動繞組，主繞組直接接到單相電源上（和三相電動機主繞組功能同），起動繞組則串聯起動電開關及分相用的電容、電阻等再接至同一單相電源，電動機起動時同時通電，待轉速接近同步轉速70%-80%時，起動繞組完成使命，可切斷電源也可繼續輔助主繞組工作（較大容量單相電機采用，這樣的電機也稱兩相電機或電容電機）。兩繞組線徑及匝數均不同（產品手冊上有參考直流電阻等數據），空間相位上相差90度，一般主繞組占定子槽數2/3，起動繞組占1/3.

罩極式定子多為凸極式，極上裝有集中的繞組，即主繞組。在每極極靴的1/3-1/4處開有小槽，在小槽中嵌入短路銅環（又稱罩極線圈），將部分磁極罩起來。

單相異步電動機雖然功率因數，效率和過載能力都比同容量三相異步電動機低，體積也較同容量三相異步電動機大，但是結構簡單、成本低廉、運行可靠、維修方便，同時，單相異步電動機功率都不大，上述缺點就不很突出。

單相異步電機的常見故障主要是電路故障和磁路故障，還有小部分是使用維護不當方面。對于已出廠使用的電機，磁路損耗產生的發熱損耗可認為是不變損耗，使用維護也屬于人為，因而電路故障是其主要故障，具體表現即為繞組故障。

繞組故障產生的原因主要是繞組短路、繞組接地及電動機過載。

1 繞組短路

定子繞組的短路可借助經驗及儀表判斷。定子繞組的短路一般為局部短路，表現為線圈端部有幾匝燒焦，而線圈其他部分稍有變色。可用電阻法測量繞組的直流電阻，再與說明書上的參考值比較，還可用鼻嗅、手摸、眼看等經驗判斷。

單相電機繞組短路表現為線圈繞組匝間短路。產生原因一般都是繞線和嵌線的工藝質量問題，如繞線時將電磁線絕緣破損，或線圈連接線焊接后絕緣套管沒套好，絕緣線端部碰傷等。單相電機功率較小，所用電磁線線徑都很小，機械強度低，極容易損傷絕緣層。

對于線圈匝間短路可以采用局部修理，更換受損傷線圈，損傷嚴重的則需更換整個線圈（注意一定要和原線圈各參數一樣）。

2 繞組接地

繞組接地可以用萬用表、兆歐表等檢查，表現為電機槽口或槽底有明顯的燒傷痕跡。其原因有：

（1）定轉子同心度不好發生“掃膛”摩擦，定子鐵芯因摩擦發熱而燒焦槽絕緣，導致線圈絕緣損壞而接地。

（2）嵌線質量差，在鐵芯槽口線圈端接部分受擠壓，槽絕緣破壞；部分槽口絕緣沒有封卷好，槽楔與導線直接接觸，槽楔受潮后絕緣下降等原因造成繞組接地。

（3）電動機長期在高溫下運行，槽絕緣被烤焦，老化發脆，或者嚴重受潮，擊穿絕緣發生繞組接地。

（4）在沒有安裝避雷器的農村或工廠，如果電動機接地未妥善連接，在雷雨天氣發生雷擊時，電動機有可能發生對地擊穿事故。

（5）金屬異物和有害粉末等進入電機繞組，損壞絕緣。

3 電動機過載

因電動機過載使定子繞組燒壞，繞組變色。造成電動機過載的原因有：

（1）電機型式和功率與負載大小不匹配，使起動時間過長造成繞組發熱燒壞。

（2）負載使用方式不當。

（3）電動機工作條件惡劣（環境溫度高通風條件差等）。

（4）電源電壓不穩定。

（5）機械性故障（如軸承損壞，定轉子發生摩擦等）。

（6）電動機質量因素（制造或修理造成，如定轉子氣隙過大、不均勻，硅鋼片質量差，沖片毛刺大，疊壓不整齊等或修理方法不當損壞了沖片絕緣層或更換的繞組參數不符合原設計要求等）。

（7）電容器損壞。電容器短路、斷路或電容量不足，都會造成電容電動機不產生起動轉矩，或起動轉矩過小，致使電動機難以起動，線圈發熱燒壞。

修理后的電機一定要全面檢查后方能重新投入使用，避免重復檢修。一般從以下幾個方面檢查：① 檢查電動機的裝配質量：出線端接線是否正確；裝配緊固情況（緊固用螺栓、螺帽是否旋緊、轉子轉動是否靈活，軸伸徑向偏擺是否在限值以內，軸承是否良好）；②檢查氣隙大小及對稱性：按定子內徑與轉子外徑之差確定，用塞尺測量。③ 檢查 電機振動狀況：軸承應平穩、輕快、聲音均勻，不加有害的雜音，用千分表測量電機振動值是否在允許范圍。④ 測量絕緣電阻及繞組冷態直流電阻 。⑤ 做空載及短路實驗。

當然，在實際使用中往往是復合故障，這就需要綜合判斷哪個是原始故障，最終解決問題。