西瑪電機工程師淺析電機燒毀的主要原因

電機燒壞的原因有哪些？電動機是生產主要動力設備之一，而在電動機燒壞是常有的事。燒毀電機事故將直接導致設備停運，甚至造成整個生產線停產等損失。為解決此問題，本文中西瑪電機工程師對電機燒壞原因進行了匯總，并提出了相關處理意見。出現電機燒壞故障時，首先對電機是否燒壞作出判斷，并根據電機燒毀的癥狀作初步診斷；對電機燒壞因電源，變頻器，電機本身，負載，通風散熱等方面異常進行了分析。西瑪電機工程師此文的可操作性較強，對電機用戶和變頻器客服調試人員有一定的參考價值。

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電機燒毀后修復現場

      電機燒壞主要由電源，電機本身，負載，通風散熱等方面異常所造成。出現燒電機問題時，首先須對電機是否燒壞作出判斷，有如下步驟：

      一：電機會很燙，打開接線盒后，會有一股很刺鼻的味道，叫人難以忍受，但并不能證明電機燒毀，也有高溫燒焦的可能。

      二：用萬用表測量三相電阻，看三相電阻阻值是否均衡，如果三相電阻不均衡，說明電機異常，對于容量較大的電機，測量直流電阻，可以使用電橋來測量。

      三：用兆歐表搖測其中一相與地線或機座的電阻，如果電阻為零或電阻小于0.5兆歐姆，說明電機絕緣有問題或燒毀。

      一般經過以上三點，基本上可以判斷出電機是否燒掉。通常在用戶使用過程中燒毀的電機最直接的原因有：過載、單相、缺相、匝間。

      （1）過載  電機過載導致繞組過熱燒毀，線包會全部燒黑。

      （2）單相   角形接法的電機單相繞組因缺相燒毀。

      （3）缺相   Y接法的電機兩相繞組因缺相燒毀。

      （4）匝間   電機相繞組短路致匝間短路

電機電源方面的原因及處理

      （1） 變頻器輸出的脈沖 du/dt,di/dt（斜率）太大時，PWM波尖峰電壓上升時間過短，造成此電壓的80％左右的壓降都降在該相的第一組繞組上。而低壓電機散繞組難免同一繞組的首尾會挨在一起。也就是說如果是380V的變頻器，會有1000V以上的電壓加在漆包線的絕緣漆上（侵漆難以達到）會有電暈放電。問題表現：電機燒壞的表現為匝間短路。

處理：這種情況須增大驅動電阻和加輸出電抗器以降低du/dt,di/dt斜率，動力線切不可太長。

      （2） 變頻器的輸出脈沖尖峰（絕對值太大）使絕緣擊穿。問題表現：電機燒壞的表現為相間短路和對地短路。處理：須采取尖峰吸收或濾波相關硬件措施

      （3） 變頻器輸出諧波含量大，注入電機的諧波反射造成電機端電壓升高，使電機絕緣壓力增大，且電機損耗發熱的累積效應使電機絕緣加速老化而燒毀。問題表現：匝間短路、相間短路、對地短路。處理：須增加載波頻率降低電流畸變率，動力線切不可太長。

      （4） 變頻器輸出電壓太低。當機械負載不變時，電壓低將引起電機定、轉子電流增加，繞組銅損耗增加，致使定、轉子繞組過熱，電動機將因過熱而使絕緣材料老化甚至繞組燒毀。按照國家標準規定：當電源電壓與額定電壓偏差不超過±5％時，電動機輸出功率保持額定值，電動機電源電壓不允許超過額定值的±10％。

      （5） 變頻器輸出電壓過高，電機定子鐵心磁通密度B隨電壓增大，鐵損耗增大，引起鐵心過熱。同時勵磁電流急劇上升，造成定子電流增加，銅損耗增大而引起電動機繞組過熱。

      （6） 變頻器三相電源不對稱或某相電源斷路會造成電動機單相運行，將引起電動機定、轉子繞組電流增加，電動機過熱。按照國家標準規定：一般要求三相電壓中任何一相電壓與三相電壓平均之差不超過三相電壓平均值的5％，既 [(Un- Up)／Up]*100％<±5％，其中Up為三相平均電壓，Up=(Ua+Ub+Uc)/ 3，Un為任一相的電壓。

      （7） 變頻器參數設置問題： 

      a、轉矩系數設置過大，低速下磁易飽和但仍舊小于In未跳燒掉電機

      b、V/F曲線選擇的比值過高，使電壓增加，鐵心發熱增大

      c、載波頻率設置過高產生過電壓擊穿繞組

      d、載波頻率設置過低產生大量諧波，使定子繞組發熱

      e、電子熱敏器系數設定過高而未能適當保護電機

      f、變頻器輸出電壓設置太高或太低

電機本身的原因及處理

      （1）電機選型錯誤：功率過小，絕緣等級不夠（變頻器要求F級或以上）等。

      （2）相繞組匝間斷路造成三相電流不平衡，或繞組間有短路故障，使相電流增加，引起繞組發熱，致使電動機過熱。

      （3）定子繞組接線錯誤，如角形接法錯接成星形接法

      （4）環境溫度高電動機表面污垢多，或通風道堵塞。電動機風扇故障，通風不良。處理：保持電機表面清潔，電機風扇正常。

      （5）頻繁啟動。異步電動機的啟動電流為正常工作電流的5倍～7倍，如果電動機頻繁啟動，就會使電動機的溫度上升

      （6）啟動時間長。帶負荷啟動往往會造成啟動時間長，電動機溫度高的過負荷情況。

      （7）籠型轉子斷條、線圈斷開、電機內有異物、定轉子鐵芯相擦、機械卡堵。由于電動機軸承損壞，轉子被卡，或電動機所拖動的負荷被卡等都會造成電動機過負荷

      （8）由于長時間過載或過熱運行，繞組絕緣老化加速，絕緣最薄弱點碳化引起匝間短路、相間短路或對地短路等現象使繞組局部燒毀。處理：更換大電機，降低電機溫度

      （9）電機繞組絕緣受機械振動（如啟動時大電流沖擊，所拖動設備振動，電機轉子不平衡等）作用，使繞組出現匝間松馳、絕緣裂紋等不良現象，破壞效應不斷積累，熱脹冷縮使繞組受到磨擦，從而加速了絕緣老化，最終導致最先碳化的絕緣破壞直至燒毀繞組。處理：電機座可能松動需擰緊螺絲，調整好中心線及電機轉、靜子間隙，負載變動太大時，須更換專用電機。

電機負載方面的原因及處理

      （1）負載功率過大，使電機長期過載運行。過載使定、轉子電流增加，繞組銅損耗增大。表現：電機繞組溫升超過允許值。處理：更換大電機

      （2）電機的機械負載時高時低或被卡住。電機所拖負載不正常，致使電機不能正常運行甚至堵轉。表現：電機過熱。處理：修正負載

電機傳動問題

      （1）軸承問題

      （2）油脂問題

      表現：軸承過熱、電流增大

      西瑪電機維修部門各個電機維修班組對保護整定的選擇，是按規程根據電動機容量來選定，而是根據經驗或就地取材，有多大的用多大的；或者把熔斷器的熔體電流與電動機的起動電流混為一談。

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