淺談提高異步電動機的修理能效

郭留英+馬新毅

摘 要：我國國內的老式異步電動機目前在許多地方和企業仍在大量使用，而老式電機如不進行改進，將面臨淘汰，通過長期的觀察和修理經驗，針對電機的內在缺陷，找出電機存在缺陷的原因，進行改進，以提高老式電機的效率，并達到預期效果，為此提高其能效具有現實意義。

關鍵詞：老式異步電動機；修理；能效

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A

0.引言

隨著國家愈來愈重視低碳經濟，而電動機作為能源消耗主要來源之一，據統計，其消耗電量占工業用電的2/3左右，我國現鼓勵高效電機的推廣使用，進一步促進產業結構升級，而我國卻存在大量老式電機，效率低下，如不改進，將面臨淘汰。

我公司最近修理一種電機，該電機出現鑄鋁轉子鋁條融化，定子線圈燒毀，客戶要求對該電機進行修理，并做適當改進。通過分析，發現該電機的設計存在一定的缺陷，屬于低效率電機。因此我公司針對此種情況，分析電動機效率低下的原因，并提出相應的老式電動機修理改造方案。方案從定子和轉子兩方面考慮：

1.定子

考慮此電機定子鐵芯完好，不對其定子鐵芯做更改，主要考慮定子銅耗。定子銅耗占其定子損耗的重要部分，因此提出更改其絕緣材料，提高絕緣材料的絕緣等級，減少絕緣材料的用量，增加導體有效截面積，可有效降低定子銅耗。

2.轉子

2.1 結構

籠型異步電動機長時間運行后，由于周期性間歇運行或頻繁啟動，造成轉子上電磁應力變化，使轉子導條過熱，從而導致電機轉子鑄鋁導條斷條故障。將鑄鋁導條改為銅導條，可大大降低轉子損耗，與采用高牌號的硅鋼片相比，具有工藝可控性。

因此，銅條轉子技術將領先于其他先進技術，在提高電機性能方面起到重要作用。通過計算，如果直接采用原鑄鋁設計方案，僅僅將轉子導體材質鋁改為銅，由于銅的電阻率僅為鋁的60%，將會造成導條電阻下降，會造成效率裕度過高，啟動電流超標，啟動轉矩不合格，成本增加10%左右。鑄鋁轉子籠條斷裂后，若電機直接報廢，則浪費很大，故許多修理單位采用鑄鋁式導條斷條后，先將鑄鋁融化，清理，改為穿銅條式電機轉子結構，簡便易行，但缺點是：焊接不穩，容易再次斷條。

現簡單介紹先前的焊接方式，如圖1和圖2所示為老式的轉子導條和轉子短路。

如圖3所示，原來的轉子銅條和短路環采用透槽插入式，此種焊接方式氣焊時，預熱慢，焊接時間長，且由于導條密布，不可避免地相互干擾，多次補焊時，則會使接頭氧化嚴重，部分焊料燒結成“渣”狀。并且，此種端環與銅條的接頭形式，也決定了焊縫不均，影響焊料的填充。這些都導致了焊接實際面積減少，熱應力集中，強度降低，故容易造成開焊，斷條現象。

為了從根本上解決上述問題，我們對原有的結構進行了改變，改變的銅環和銅條連接方式如圖4所示，將原鑄鋁導條改為插入式銅導條，插入銅導條后，做端部機加工，并加工合適的短路環，使短路環與導條端部做合適配合，并以高溫銀釬焊。此種方法，通過計算導條截面積比鋁條截面積適當減小，既提高了轉子電阻，改善了啟動性能，又減少了銅的使用量，降低了成本。

導條與端環的焊接改為立式焊接，改變后的焊接結構，只要將焊料充分填充，然后，整體加熱端環，讓填充料融化，這樣不但增加了接觸面積，保證受力裕度，減少熱量集中，杜絕了焊接應力的產生，而且有利于實現短路環與銅條的熔合，使熱量分布更加合理，有利于焊料的布置，杜絕焊料的流失。

該短路環焊接結構，由于線圈設計合理，工藝方法得當，在我廠修理鑄鋁式轉子改銅條式結構中，已被廣泛采用。實踐證明，它從根本上解決了原氣焊工藝方法中的諸多問題，提高了功效，減少了銀焊用量，保證了電機質量。使用至今，再無開焊、斷條事故發生。

2.2 機械耗

通過此上，電機損耗明顯降低，電機所需風量相應減少，由此風扇尺寸可以縮小，機械耗相應降低，在保證軸承壽命的前提下，將原重系列國產軸承牌號改為SKF輕窄系列，可有效降低機械耗。

結語

通過此種方案的改造，既修復了斷條的電動機，同時，極大改善了電機的效率。我國存在大量的老式低效率電動機，老式電動機在目前各種復雜工況條件下不僅極易損壞，而且消耗著大量的能量，造成極大地浪費，在國家大力提倡高效節能的背景下，深入研究老式電機修理及提高其效率的工作就顯得極為重要。

參考文獻

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