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三相异步电动机的检测与常见故障处理

三相绕组的通断和对称情况的检测

三相异步电动机内部有三相绕组,在使用时按星形接线或三角形接线,可用万用表电阻挡检测绕组的通断和对称情况。

1. 通过外部电源线检测绕组

通过外部电源线检测绕组是指不用打开接线盒,直接通过三根电源线来检测绕组的通断和对称情况。通过外部电源线检测绕组如图1-16所示,正常U、V、W三根电源线两两间的电阻是相同或相近的。如果内部三相绕组为三角形接法,那么U、V电源线之间的电阻实际为V、W两相绕组串联再与U相绕组并联的总电阻,如图1-14所示,只有U、V两相绕组,U、W两相绕组,或者U、V、W三相绕组同时开路,U、V电源线之间的电阻才为无穷大;如果内部三相绕组为星形接法,那么U、V电源线之间的电阻实际为U、V两相绕组串联的总电阻,如图1-13所示,只要U、V任一相绕组开路,U、V电源线之间的电阻就为无穷大。


图1-16 通过外部电源线检测三相异步电


图1-16 通过外部电源线检测三相异步电

2. 通过接线端直接检测绕组

利用测量外部电源线来检测内部绕组的方法操作简单,但结果分析比较麻烦,而使用测量接线端来直接检测绕组的方法则简单直观。

(1)拆卸接线盒

在使用测量接线端来直接检测绕组的方法时,先要拆开电动机的接线盒保护盖,如图1-17所示,再将电源线和各接线端之间的短路片及紧固螺丝拆下,如图1-18所示。


图1-17 拆下电动机接线盒上的保护盖


图1-18 拆下接线盒内的电源线、短路

(2)测量接线端来直接检测绕组

用万用表测量接线端来直接检测绕组的操作如图1-19所示,图中红、黑表笔接的为U 2 、U 1 接线端,故测得为电动机内部U相绕组的电阻,若红、黑表笔接的为V 2 、V 1 接线端,测得为V相绕组的电阻,红、黑表笔接的为W 2 、W 1 接线端时测得为V相绕组的电阻,正常三相绕组的电阻应相等(略有差距也算正常)。


图1-19 用万用表测量接线端来直接检测

绕组间绝缘电阻的检测

1. 用万用表检测绕组间的绝缘电阻

电动机三相绕组之间是相互绝缘的,如果绕组间绝缘性能下降导致漏电,轻则电动机运转异常,重则绕组烧坏。电动机绕组间的绝缘电阻可使用万用表电阻挡检测,如图1-20所示,图中为检测W、V相绕组间的绝缘电阻,正常两绕组间的绝缘电阻应大于0.5M,万用表显示“OL(超出量程)”表示两绕组间的电阻大于20M,绝缘良好。


图1-20 用万用表检测绕组间的绝缘电阻

2. 用兆欧表检测绕组间的绝缘电阻

在用万用表检测电动机绕组间的绝缘电阻时,由于测量时提供的测量电压很低(只有几伏),只能反映低压时的绝缘情况,无法反映绕组加高电压时的绝缘情况,要检测绕组加高压时的绝缘情况可使用兆欧表。

测量电动机绕组间的绝缘电阻使用兆欧表(测量电压500V),使用兆欧表检测电动机绕组间的绝缘电阻如图1-21所示。在测量时,拆掉接线端的电源线和接线端之间的短路片,将兆欧表的L测量线接某相绕组的接线端,E测量线接另一相绕组的一个接线端,然后摇动兆欧表的手柄进行测量,L、E测量线之间输出500V的高压加*两绕组上,绕组间的绝缘电阻越大,流回兆欧表的电流越小,兆欧表指示电阻值越大,正常绝缘电阻大于1M为合格,*低限度不能低于0.5M。再用同样方法测量其他绕组间的绝缘电阻,若绕组对地绝缘电阻不合格,应烘干后重新测量,达到合格才能使用。


图1-21

绕组与外壳之间的绝缘电阻的检测

1. 用万用表检测绕组与外壳之间的绝缘电阻

电动机三相绕组与外壳之间都是绝缘的,如果任一绕组与外壳之间的绝缘电阻下降,会使外壳带电,人接触外壳时易发生触电事故。用万用表检测绕组与地之间的绝缘电阻如图1-22所示,图中为检测W相绕组与外壳间的绝缘电阻,正常绕组与外壳间的绝缘电阻应大于0.5M,万用表显示“OL(超出量程)”表示两绕组间的电阻大于20M,绝缘良好。


图1-22

2. 用兆欧表检测绕组与外壳间的绝缘电阻

用兆欧表检测电动机绕组与外壳间的绝缘电阻使用兆欧表(测量电压500V),测量如图1-23所示。在测量时,先拆掉接线端的电源线,接线端间的短路片保持连接,将兆欧表的L测量线接任一接线端,E测量线接电动机的外壳金属部位,然后摇动兆欧表的手柄进行测量,对于新电动机,绝缘电阻大于1M为合格,对于运行过的电动机,绝缘电阻大于0.5M为合格。若绕组与外壳间绝缘电阻不合格,应烘干后重新测量,达到合格才能使用。

图1-23中三个绕组用短路片连接起来,当测得绝缘电阻不合格时,可能仅是某相绕组与外壳绝缘电阻不合格,要准确找出该相绕组则需要拆下短路片,进行逐相检测。


图1-23

判别三相绕组的首尾端

电动机在使用过程中,可能会出现接线盒的接线板损坏,从而导致无法区分6个接线端与内部绕组的连接关系,采用一些方法可以解决这个问题。

1. 判别各相绕组的两个端子

电动机内部有三相绕组,每相绕组有两个接线端,判别各相绕组的接线端可使用万用表电阻挡。将万用表置于R×10挡,测量电动机接线盒中的任意两个端子的电阻,如果阻值很小,如图1-24所示,表明当前所测的两个端子为某相绕组的端子,再用同样的方法找出其他两相绕组的端子,由于各相绕组结构相同,故可将其中某一组端子标记为U相,其他两组端子则分别标记为V、W相。


图1-24 判别各相绕组的两个端子

2. 判别各绕组的首尾端

电动机可不用区分U、V、W相,但各相绕组的首尾端必须区分出来。判别绕组首尾端常用方法有直流法和交流法。

(1)直流法

在使用直流法区分各绕组首尾端时,必须已判明各绕组的两个端子。

直流法判别绕组首尾端如图1-25所示,将万用表置于*小的直流电流挡(图示为0.05mA挡),红、黑表笔分别接一相绕组的两个端子,然后给其他一相绕组的两端子接电池和开关,合上开关,在开关闭合的瞬间,如果表针往右方摆动,表明电池正极所接端子与红表笔所接端子为同名端(电池负极所接端子与黑表笔所接端子也为同名端),如果表针往左方摆动,表明电池负极所接端子与红表笔所接端子为同名端,图中表针往右摆动,表明 W a 端与 U a 端为同名端,再断开关,将两表笔接剩下的一相绕组的两个端子,用同样的方法判别该相绕组端子。找出各相绕组的同名端后,将性质相同的三个同名端作为各绕组的首端,余下的三个端子则为各绕组的尾端。由于电动机绕组的阻值较小,开关闭合时间不要过长,以免电池很快耗尽或烧坏。


图1-25 直流法判别绕组首尾端

直流法判断同名端的原理是:当闭合开关的瞬间,W绕组因突然有电流通过而产生电动势,电动势极性为 W a 正、 W b 负,由于其它两相绕组与W相绕组相距很近,W相绕组上的电动势会感应到这两相绕组上,如果 U a 端与 W a 端为同名端,则 U a 端的极性也为正,U相绕组与万用表接成回路,U相绕组的感应电动势产生的电流从红表笔流入万用表,表针会往右摆动,开关闭合一段时间后,流入W相绕组的电流基本稳定,W相绕组无电动势产生,其他两相绕组也无感应电动势,万用表表针会停在0刻度处不动。

(2)交流法

在使用交流法区分各绕组首尾端时,也要求已判明各绕组的两个端子。

交流法判别绕组首尾端如图1-26所示,先将两相绕组的两个端子连接起来,万用表置于交流电压挡(图示为交流50V挡),红、黑表笔分别接此两相绕组的另两个端子,然后给余下的一相绕组接灯泡和220V交流电源,如果表针有电压指示,表明红、黑表笔接的两个端子为异名端(两个连接起来的端子也为异名端),如果表针提示的电压值为0,表明红、黑表笔接的两个端子为同名端(两个连接起来的端子也为同名端),再更换绕组做上述测试,如图1-26(b)所示,图中万用表指示电压值为0,表明 U b 、 W a 为同名端( U a 、 W b 为同名端)。找出各相绕组的同名端后,将性质相同的三个同名端作为各绕组的首端,余下的三个端子则为各绕组的尾端。


图1-26 交流法判别绕组首尾端

交流法判断同名端的原理是:当220V交流电压经灯泡降压加到一相绕组时,另外两相绕组会感应出电压,如果这两相绕组是同名端与异名端连接起来,则两相绕组上的电压叠加而增大一倍,万用表会有电压指示,如果这两相绕组是同名端与同名端连接,两相绕组上的电压叠加会相互抵消,万用表测得的电压为0。

判断电动机的磁极对数和转速

对于三相异步电动机,其转速 n 、磁极对数 p 和电源频率 f 之间的关系近似为 n =60 f/p (也可用 p =60 f/n 或 f = pn /60表示)。电动机铭牌一般不标注磁极对数 p ,但会标注转速 n 和电源频率 f ,根据 p =60 f/n 可求出磁极对数。例如,电动机的转速为1440r/min,电源频率为50Hz,那么该电动机的磁极对数 p =60 f/n =60×50/1440≈2。

如果电动机的铭牌脱落或磨损,无法了解电动机的转速,也可使用万用表来判断。在判断时,万用表选择直流50mA以下的挡位,红、黑表笔接一个绕组的两个接线端,如图1-27所示,然后匀速旋转电动机转轴一周,同时观察表针摆动的次数,表针摆动一次表示电动机有一对磁极,即表针摆动的次数与磁极对数是相同的,再根据 n =60 f/p 即可求出电动机的转速。


图1-27 判断电动机的磁极对数

三相异步电动机常见故障及处理

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