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同步电动机常见起动故障分析处理

2015/1/14 0:00:00              

同步电动机由于具有功率因数高,运行效率高,稳定性好,转速恒定等优点而被广泛应用于工业生产中。熟悉同步电动机起动故障,并及时排除故障,对电动机本身及生产系统都具有现实意义,为了能及时、准确地排除故障,处理故障、必须对同步电动机的常见故障进行详细分析。

1.电动机通电后,不能起动同步电动机接通电源后,不能起动和运行,一般有以下几个方面的原因。

1.1 电源电源过低。由于同步电动机起动转矩与电压的平方成正比,电源电压过低,使电机的起动转矩大幅下降,低于负载转矩,从而无法起动。对此,应提高电源电压,以增大电机的起动转矩。

1.2 电动机本身故障。检查电动机定、转子绕组有无断、短路、开焊和连接不良等故障。这些故障都会使电机无法建立起额定的磁场强度,从而使电动机无法起动;检查电动机轴承有无损坏,端盖有无松动,若轴承损坏或端盖松动,造成转子下沉,与定子铁芯相擦,从而导致电机无法起动。对定、转子绕组故障可用低压摇表,逐点查找,视情况采取相应的处理方法;对轴承和端盖松动故障,每次开车前都应盘车,看电动机转子转动是否灵活,如果轴承(或轴瓦)损坏,应及时更换。

1.3 控制装置故障。此类故障多为励磁装置的直流输出电压调整不当或无输出,造成电动机的定子电流过大,致使电机过流保护动作或引起电机的失磁运行。此时,应检查励磁装置的输出电压、电流及其波形是否正常,熔断器是否熔断或接触不良;电路板插件是否插牢或对准;检查灭磁回路电阻,灭磁晶闸管是否烧断或击穿。

1.4 机械故障。如被拖动的机械卡住,也可能造成电动机不能起动,此时应转动电动机转轴,查看转动是否灵活,机械负载是否存在故障。

2.同步电动机不能牵入同步

同步电动机常用异步起动法,在电机转子转速高于 95% 同步转速时投励,使之牵入同步。同步电动机不能牵入同步的原因如下:

2.1 励磁绕组短路。由于励磁绕组存在短路故障,因而不可能产生额定磁场强度,导致电动机只能在低于同步转速下稳定运行而不能牵入同步。查找励磁绕组短路,可在转子引出线上通入低电压(约30V),用一根手工钢锯条放在磁极面上,逐个检查磁极,如果该磁极面上锯条振动剧烈,说明该磁极没有短路,如果锯条微振或不振,说明该磁极短路。卸下该磁极后,查找故障点,视短路程度,采取局部修理或重新绕制。

2.2 电源电压过低。电源电压过低,造成励磁装置的强励环节不能动作,从而使电动机无法牵入同步,具体办法是适当提高电源电压。

2.3 励磁装置的故障。如投励过早(即投入励磁时,电动机转子转速过低),会使电动机无法牵入同步,此时应检查投励环节是否存在故障。如励磁装置故障,输出的电流低于额定值,导致电机电磁转矩过小而不能牵入同步,此时应仔细检查励磁装置投励环节和移相环节,用示波器检查投励、移相环节的波形,还应检查灭磁环节灭磁晶闸管是否正常,发现问题,及时处理,如不能及时处理,为了能快速恢复生产,应更换备用电路板。

3.电刷及压紧弹簧、集电环故障

电刷过短,压紧弹簧压力不足,使得电刷与集电环之间接触不良,从而产生火花或电弧,电弧或火花一方面会引起短路,另一方面会使电刷烧得更短而断路,造成励磁装置只有励磁电压而无励磁电流;压紧弹簧老化失效,使得电刷与集电环之间接触不良,从而影响电动机的起动;集电环表面有油污、条痕或沟痕,会使电刷与集电环之间接触不良,产生火花,火花进一步灼伤集电环,也会造成接地短路。对于集电环表面的油污,可用丙酮擦洗干净;对细条痕,用“oo”号砂纸多次打磨环面,使环面粗糙度达到 R1.6 um,如沟痕明显,需上车床加工,车削时,进刀量以每次 0.1 mm 为宜,车削速度控制在 1~1.5 m/s ,粗糙度达到 R1.5~1.8 um,精车后同心度要好,偏心不超过 0.05 mm,最后用“00”号砂纸抛光 2~3 次。

4.阻尼绕组故障

同步电动机转子的阻尼绕组供同步电动机起动用,同时消除运行中因负载变化而引起的失步振荡。在同步电动机起动过程中,阻尼绕组切割定子旋转磁场而感应出很大的起动电流,这样大的电流必然会造成阻尼条发热膨胀,正常情况下由于起动时间短,阻尼绕组起动后很快就冷却,但在电动机堵转、缺相、起动时间过长等情况下,若不及时停机,将会造成阻尼条脱焊、断裂等故障。阻尼绕组是同步电动机部件中较为薄弱的一环,阻尼绕组常见的故障有:阻尼条脱焊、断裂,阻尼环间放电打火,阻尼环变形严重。这些故障都会影响同步电动机的起动。阻尼条脱焊,选用银铜焊条,采用气焊焊接,电机抽心后,将转子在烘箱内加热至 200 ℃,取出后,将转子垂直放置,采用 750 ℃ 左右的焊接温度,将阻尼条和阻尼环之间的缝隙全部焊满,再清除焊渣;对于断裂的阻尼条,取下原阻尼条后,选用材质相同的材料,经下料,车两端头 2×45°倒角,装好阻尼条后,采用上述焊接方法焊接。阻尼环间打火,主要是阻尼环间接触不良或接触面积不够引起的;阻尼环变形严重主要是阻尼条在槽中固定不一致,在焊接时阻尼条插入阻尼环孔不正,焊后出现附加应力,再加上阻尼环强度不够所致,处理方法是松开所有阻尼环的连接螺栓,对变形不大的阻尼环,经气焊加热后,用专用夹具调平,对变形严重的,更换新阻尼环。

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