籠型三相異步電動機繞組錯線故障解析

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(德州恒力電機有限責任公司，山東德州 253005)

0 引言

籠型三相異步電動機的定子繞組是電動機的電路核心部分，繞組嵌錯或接錯后，會產生不完整的旋轉磁場，造成電機無法起動、空載電流過大、不平衡度過大、溫升太快、劇烈振動、燒斷保險絲等現象。嚴重時，若不及時處理，會燒壞繞組。不同系列和接法的電機，其故障表現形式不同。為對各種故障現象能有所了解，下面對各種故障形式做一下分析。

1 單速籠型三相異步電動機的定子繞組錯線故障

1.1 單速籠型三相異步電動機的定子繞組內部錯線故障

定子繞組內部錯線主要有下列情況：(1)某極相組中一只或幾只線圈嵌反或頭尾接錯，則空載電流有較大的不平衡；(2)某一或幾個極(相)組接反，電機啟動困難，并且轉速低，其中一相電流明顯大于另外兩相；(3)某相繞組頭尾接反，電機無法啟動或啟動后轉速低，電流嚴重不平衡；(4)多路并聯繞組支路路數接錯，空載電流成偶數倍增大或縮小；(5)Y、△接法錯誤，空載電流成3倍比增大或縮小。繞組錯線大約80%是接線錯誤造成，可通過對定子繞組檢查，重新接線來改正。

1.2 單速籠型三相異步電動機的定子繞組外部首尾顛倒錯線故障

單速三相異步電動機一般有六根引出線分別為：U1，U2；V1，V2；W1，W2。通常規定U1，V1，W1為繞組的頭，U2，V2，W2為繞組的尾，任意一相首尾顛倒后，電機啟動運轉時，轉向反轉，運行聲音異常，三相電流中的兩相平衡，但很大，是正常運轉時電流的15倍左右，另一相電流非常大，三相電流的不平衡度達到100%。繞組引出線的首尾相混時，六根引出線的相同端頭可用干電池或萬用表進行測量判別。萬用表檢查法是用萬用表的毫安檔進行測試，接線如圖1所示。

圖1 萬用表法檢測繞組首尾接線示意圖

此時轉動電機轉子，如果萬用表指針不動，表明頭尾連接正確；若萬用表指針擺動，表明三相繞組內頭尾連接有誤，應對調一相頭尾重試，直到萬用表指針不動為止。直流電流法是在三相繞組的任一相繞組上接入2～4V直流電源(如電池)，其他一相接入直流毫安表，接線如圖2所示。

圖2 直流電流法檢測繞組首尾接線示意圖

當接通電源瞬間，如毫安表指針擺向大于零的一側，則電池正極所接線頭與毫安表負端所接線頭同為頭或尾；如指針反向擺動，則電池正極所接線頭與萬用表正端所接線頭同為頭或尾，用電池接到另一相的兩端試驗，確定出該相的頭尾端。

1.3 單速籠型三相異步電動機的定子繞組引出線接錯故障對于Y接出六棵線的單速電機，接線標示見圖3(a)，如果實際接線時接成圖3(b)、圖3(c)、圖3(d)的形式，造成三相電流嚴重不平衡，電機無法正常起動。如果實際接線時接成圖3(e)、圖3(f)、圖3(g)的形式，電機沒有轉動力矩，電機不轉。這時必須把實際接線改為圖3(a)形式，電機才會運轉。

圖3 Y接三相電機不同接線方法示意圖

對于△接出六棵線的單速電機，實際接線如圖4(a)、4(b)所示，如果實際接線時接成圖4(c)類似的形式，電機不轉，說明沒有轉動力矩，如果實際接線時接成圖4(d)、圖4(e)、圖5(f)類似的形式，造成三相電流嚴重不平衡，電機無法正常起動。如果實際接線時接成圖4(g)、圖4(h)、圖4(i)的形式，電機將單相運轉。

圖4 Δ接三相電機不同接線方法示意圖

2 籠型低壓多速三相異步電動機的定子繞組錯線故障

單繞組雙速或雙繞組多速電機，在工農業生產中應用廣泛。單繞組雙速電機接線時注意電機為恒轉矩調速還是恒功率調速。恒轉矩調速按2Y/Y接線，恒功率調速按2Y/△接線，出六根線，六根線互混時，可通過測量六根線之間的直流電阻區分，電阻相等的三根線為一速，低速Y接誤接成△時，空載電流增大3倍，額定功率是原接法的3倍，造成“大馬拉小車”現象，當電機高低速在相同轉矩運行時，會浪費一部分電能；低速△接誤接成Y時，空載電流減小約3倍，額定功率約是原接法的1/3倍，電機低速運轉時帶載能力減小，同樣功率運行時，低速嚴重過載。

單繞組雙速電機的接線標示高速為2U、2V、2W，低速為1U、1V、1W，如圖5所示。

圖5 單繞組雙速電機接線示意圖

電機高速運行時，低速三根線相連接。如果高速運轉時低速未連，電機將無法啟動，不能形成完整的電磁回路，電流嚴重超出電機本身的額定電流；如果低速運轉時誤將高速相連接，同樣電機電流會嚴重超出電機本身的額定電流，電機無法使用。

當雙繞組多速電機采用多路并聯支路時，應注意繞組各支路中線圈連接的相距，使非工作繞組中各支路合成電勢為零或同相位，避免在非工作繞組中產生環流。電機繞組產生環流后，主要表現為電機在某一轉速下無法起動，工作繞組空載電流大，電機溫升明顯高于標準規定值。為消除環流，當并聯路數a=2時，采用相距360°的極相組互串為并聯支路。當并聯路數a=3時，采用相距540°的極相組互串為并聯支路。當并聯路數a=n時，采用相距n×180°的極相組互串為并聯支路。

3 籠型單相異步電動機的錯線故障

單相交流異步電動機電容啟動運轉型電路接線示意圖如圖6所示。

圖6 電容啟動運轉型單相交流異步電動機接線示意圖

繞組錯線故障因素主要包括：主繞組與副繞相互接錯、主繞組匝間短路，離心式啟動開關觸點斷不開，電動機啟動運轉后副繞組長期運行。單相異步電動機的主繞組與副繞相互接錯時，其電流是原電流的1/3倍，造成電機過載，電機容易在短時間內燒壞。通常起動繞組比運行繞組直流電阻大很多，用萬用表可測出。一般運行繞組直流電阻為幾歐姆，而起動繞組的直流電阻為十幾歐姆到幾十歐姆。(1)接通單相電源，電動機不轉，并且無“嗡嗡”響聲，采用電阻測量法檢查連接電動機的引線是否斷路，采用電壓測量法測量電源電壓是否正常。一般故障在主繞組回路，應檢查主繞組是否斷路。(2)接通單相電源后，電動機空載或在外力幫助下能啟動，并且可按外力幫助的方向旋轉則提示電動機副繞組斷路或離心啟動開關損壞或電容器損壞。(3)當電動機接通電源后，低壓斷路器立即跳閘。該故障提示電動機繞組短路或繞組接地，應采用電阻測量法檢查電動機繞組是否短路。采用500V兆歐表搖測電動機繞組對外殼的絕緣電阻，測得結果大于2MΩ表明正常，低于2MΩ則提示電動機絕緣降低，若阻值接近于零則提示電動機繞組對地短路。其搖測步驟及方法與搖測三相電動機相同。(4)電動機能夠啟動，但轉速降低。該故障常見原因為主繞組匝間短路或繞組接錯及電容器容量不足，電動機啟動后離心開關常閉觸點斷不開等。

4 結語

綜上所述，電機在測試或使用中，為了能采用正確的方法對電機繞組故障進行處理，必須熟悉電機繞組常見故障的特點及表現形式，抓住關鍵因素。這樣才能少走彎路，節省時間，盡快地排除故障，使電機處于正常的運轉狀態。

[1] 陳金剛.低壓三相籠型異步電動機繞組故障解析.電機技術，2016-01，54-57.

[2] 陳金剛.籠型三相異步電動機變極調速簡析.電氣時代，2014-04，52-53.