如何诊断单相异步电动机常见故障?这个资深工程师办法多

电子设计 2018-01-13 07:03 次阅读

一、单相电动机常见故障诊断与处理

1.电源电压正常,通电后电机不起动

1)电源接线开路(电动机完全无声响)。测量接线端子两端应无电压。

2)主绕组或辅绕组断路。用测量直流电阻的方法可确定是否断路。

3)离心开关触点未闭合,使辅绕组不能通电工作。将主绕组和辅绕组的连接点断开,然后用测量直流电阻的方法可确定,也可以用第二部分的方法确定。

4)起动电容器接线开路或内部断路。查找方法同上述第3)项。

5)对罩极电动机,罩极线圈(短路环)开路或脱落。对于短路环设置外部可以看得到的,往往通过观察就能发现,否则可用第二部分的方法确定。

6)对串励电动机,未上电刷或因电刷过短、卡住等原因不能与换向器接触,或电刷引线断开,或电枢绕组、磁场绕组内部开路。

2.电源电压正常,通电后电机低速旋转,有“嗡嗡”声和振动感,电流不下降

1)负载过重。

2)电动机定子和转子相擦。会发出异常的摩擦声。

3)轴承卡死,原因有轴承装配不良、轴承内油脂固结、轴承滚子支架或滚子破损等。

4)对串励电动机,换向片间短路或电枢绕组内部短路,或电刷偏离中心线过多(对电刷可移动的电动机)。

3.通电后,电源熔断器很快熔断

1)绕组匝间或对地严重短路。测量直流电阻,若数值远小于正常值,则为绕组匝间短路;对地严重短路可用绝缘电阻表或万用表较高电阻档(例如R×1k档)进行测量确定。电流会大于额定值。

2)电机引出相线接地。检查方法同故障第1)项。

3)电容器短路。通过用万用表较低电阻档(例如R×1档)测量起动绕组电路(含电容器和起动绕组,不含离心开关)两端之间的直流电阻来确定。

4)离心开关对地短路。检查方法同第1)项。

5)负载过重。声音会出现异常,电流会大于额定值。

4.电机起动后,转速低于正常值

1)主绕组有匝间或对地短路故障。检查方法同3中第1)项。

2)主绕组内有线圈反接故障。声音会出现异常,电流会大于额定值。

3)离心开关未断开,使辅绕组不能脱离电源。电流会大于额定值。

4)负载较重或轴承损坏。声音会出现异常,电流会大于额定值。

5)对串励电动机,换向片间短路或电枢绕组内部短路,或电刷与换向器接触不良。

5.电动机运行时,很快发热

1)绕组(含主绕组和辅绕组)有匝间或对地短路。检查方法同3中第1)项。

2)主绕组和辅绕组之间有短路故障(末端连接点以外)。电流会大于额定值。

3)起动后,离心开关未断开,使辅绕组不能脱离电源。电流会大于额定值。

4)对于运行时主要或仅靠主绕组的电动机(除两个绕组完全相同的电容起动并运行的单值电容电动机之外的其他单相裂相电动机),主绕组和辅绕组相互接错。电流会远大于额定值。

5)工作电容损坏或用错容量。

6)定、转子铁心相擦或轴承损坏。声音会出现异常,电流会大于额定值。

7)负载较重。电流会大于额定值。

8)对串励电动机,换向片间短路或电枢绕组内部短路,或电刷与换向器接触不良。

6.电动机运行噪声和振动较大

与同容量或同一机座号的三相异步电动机相比,单相电动机的噪声和振动(特别是振动)是比较大的。这是因为它的定子旋转磁场不是一个规矩的圆形,因此转矩也不会时刻相等,也就是说在一个圆周内会有大小波动,从而造成转子的径向振动。

产生较大噪声和振动的常见原因有如下几个方面:

1)浸漆不良,造成铁心片间松动,产生较高频率电磁噪声。

2)离心开关损坏。

3)轴承损坏或轴向窜动过大。

4)定、转子之间气隙不均或轴向错位。

5)电动机内部有异物。

6)对串励电动机,换向片间短路或电枢绕组内部短路,或电刷与换向器接触不良(换向片间的云母高出换向片或换向片粗糙,或电刷过硬、压力过大等)。

二、判定是辅绕组断路或电容器损坏造成的电动机不起动的方法

单相电容起动并运行电动机接通电源后,不起动并几乎没有任何声响,如用电流表测量,有一定的电流。此时应用万用表电阻(R×1)档检查辅绕组电路是否不通。不通的原因有绕组或接线断开,也可能是电容器断路损坏。

在没有万用表的现场,可用下述简单的方法检查辅绕组或电容器是否有断路故障。

在断电的情况下,用导线或其他导电器具(例如螺丝刀)将电容器的两个电极短路,进行放电,防止在电容器没有损坏的情况下具有储存电荷,使人体接触时触电(若此时有较强的放电现象,则可排除电容器损坏的问题)。之后,解开电容器与电动机之间的连线并用绝缘材料包好。

将电动机的负载卸掉(例如拆下传动带。对要求起动转矩较小的负载,若去掉负载较困难时,可不卸掉),然后给电动机通电(注意做好绝缘工作),用手(或工具)拧动转轴,目的是让其朝一个方向旋转,如下图所示。若此时电动机的转子顺势旋转起来,并且自动加速直至达到正常的转速。待断电停转后,再向相反的方向旋转电动机轴伸,若电动机转子同样顺势转动起来,则基本可以确定是辅绕组或电容器断路造成的不起动。然后再进一步检查是电容器还是绕组(含连线)发生了断路故障。

三、电容器好坏的简易判断方法

在检查已使用过的电容器时,应先用导线(或其他金属)将其两极相连放电,以免因其内部储存的电荷对试验人员产生电击损伤。

1.用万用表检查电容器的好坏

当怀疑一个电容器是否损坏或质量有问题时,可用指针式万用表来粗略判定。请参考下图。

将万用表设置在电阻栏的R×1k(或R×100)挡。用两只表笔分别接触被测电容器的两个电极。观看表针的反应,并按反应情况确定电容器的质量状态。

1)指针很快摆到零位(0Ω处)或接近零位,然后慢慢地往回走(向∞Ω一侧),走到某处后停下来。说明该电容器是基本完好的,返回停留位置越接近∞Ω点,其质量越好,离得较远说明漏电较多。

这是因为万用表测量电阻的原理实际上是给被测导体加一个固定数值的直流电压(由表内安装的电池提供),此时将有一个与之相对应的电流,利用欧姆定律的关系将此电流转换成电阻数值刻度在表盘上。例如电压为9V时电流为0.03A,则导体的电阻为9V/0.03A=300Ω,在表盘上的0.03A位置刻度为300Ω即可以了。

对于一个好的电容器,在其两端刚刚加上一个直流电压时,开始充电,电流将瞬时达到最大值,对万用表电阻档的电阻而言就是接近于0Ω,随着充电过程的进行,电流也将逐渐减小,从理论上来讲,电容器的两个极板之间应该是完全绝缘的,所以上述充电过程的最终结果应该是电流到零为止,反映到电阻上,最后应该返回到∞Ω点处(即电流等于零的位置)。但实际上所有的电容器极板之间都不是完全绝缘的,所以在外加电压下都会有一个较小的电流,被称为电容器的“漏电电流”,这就是指针不能完全返回到∞Ω点的原因。万用表表针返回的多少则说明漏电电流的大小,返回多则漏电电流小,返回少则漏电电流大。漏电电流不可太大,否则将造成电路的一些不正常现象,严重时将不能正常工作。漏电电流较大时,电容器将比正常时热得多。

2)指针很快摆到零位(0Ω处)或接近零位之后就不动了,说明该电容器的两极板之间已发生了短路故障,该电容器不可再用。

3)表笔与电容器的两个电极开始接通时,指针根本就不动,说明该电容器的内部连线已断开(一般发生在电极与极板之间的连接处),自然不可再使用。

2.用充、放电法判断电容器的好坏

在手头没有万用表时,可用充、放电的方法粗略地检查电容器的好坏。所用的电源一般为直流电(特别是电解电容器等有极性的电容器,一定要使用直流电源),电压不应超过被检电容器的耐电压值(在电容器上标注着),常用3~6V的干电池或24V、48V电动自行车及汽车用蓄电池。对于工作时接在交流电路中的电容器,也可使用交流电,但电压较高时在操作中应注意安全,要戴绝缘手套或使用绝缘工具。

电容器两端接通直流电源后,等待少许时间就将电源断开。然后,用一段导线,一端与电容器的一个极相接,另一端点接电容器的另一个电极,同时观看电极与导线之间是否有放电火花。如下图所示。

有较大放电火花并且发出噼啪的放电声者,说明是好的,并且火花较大的电容量也较大(对于同一规格的电容器,使用同一电源充电时而言);放电火花和放电声小的,说明质量已不太好;没有放电火花者,说明是坏的。

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