论文部分内容阅读
本文就异步电动机运行温度过高对其寿命的影响和引起运行温度过高的原因及处理方法做以下浅析。
一、对使用寿命的影响
异步电动机运行温度过高,会使其绝缘物质受到损害,缩短使用寿命甚至被烧毁。各种绝缘材料都有一定的耐受温度。IEC85规定A级(105℃)、E级(120℃)、B级(130℃)、F级(155℃)、H级(180℃)、C级(180℃以上)。20世纪80年代,IEC216提出了一个新的耐热标准,称为温度指数(temperature index,TI),以此代替IEC85。TI是按阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式计算的:
t=10a+b/T
式中,t为寿命,h;T为绝缘材料使用的温度,℃;a,b为与材料有关的常数。
例如:某电动机使用的绝缘材料a=-2,b=1034,使用温度T=164℃,则
t=10-2+1034/164=104.30=20000(h)
它表示此绝缘物于164℃使用时,其使用寿命为20000h。
如果把使用温度提高8℃,则
T = 164+8=172(℃)
t = 10-2+1034/172=104=10000(h)
可见,绝缘材料使用温度每增加8℃,使用寿命就减半。
二、引起温度过高的原因及处理方法
1.工作条件恶劣
电动机在烈日暴晒或通风不良、温度偏高的场所运行时,应设法改善其工作环境,如搭棚遮阳、清除风口及机壳上的污物、改善电动机的自冷条件。频繁启动或正反转运行的电动机,由于间歇时间很短,较大的启动电流产生的热量来不及散走,多次启动温升相叠加,相当于数倍电流及较长时间的过载。可考虑进行强迫通风或选用高转差率电动机。
2.过载运行
过载运行指机械负载超过电动机额定功率。如果电动机长期过载运行,会使电磁转矩小于负载转矩,转差率S增大,定子电流超过额定值,使电动机温度过高,严重时电动机三相绕组全部烧毁。造成电动机过载的原因有:
(1)电动机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀;周围环境温度过高,散热条件差;
(2)电动机在大的起动电流下缓慢起动;
(3)电动机长期低速运行;
(4)电动机频繁起动、制动、正反转运行及经常反接制动。
此外,还有生产机械工艺条件变化,传动皮带过紧,机组中心不正,转轴转动不灵活,机械部分卡住等。
(1)负载过重时,设法减轻负载或更换合适的电动机。
(2)电动机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀,绝缘电阻下降。应根据具体情况,进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。
(3)机构传动部分发生故障,致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障,采取措施处理解决,使之转动灵活。
(4)电源电压过高或过低,需加装三相电源稳压补偿柜。
3.三相电压不对称及断相运行
三相电压不对称引起三相电流不对称,负序转矩的存在使电动机合成转矩减小,电流增大,绕组过热。三相电压不对称不能超过5%。断相运行是三相电压不对称的特例。电动机的断相分为电动机外部的电源线断线和电动机内部定子绕组的断线,电动机内部接线又分为星形连接和三角形连接两种。当电动机在运行中断相时,只要电动机的最大转矩(断相时约减小一半)大于机轴上的负载转矩,电动机将继续运行,但转差率增大,电流明显上升,断相运行是使电动机温度升高甚至烧毁电动机的常见故障。可用钳形电流表检测三相电流,断相电流为零。
(1)电动机供电回路三相熔丝规格不同,容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小,更换为规格相同的熔丝。
(2)电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头,使之接触良好。
(3)线路某相断相。查出断线处,并连接牢固。
(4)电动机绕组连线间虚焊,导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。
4.定子绕组匝间或相间短路
定子绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。匝间短和相间短路均会引起某一相或两相的电流增长,使电动机局部过热。定子绕组匝间短路时,电机在运转中冒烟,局部温升过高,并有烧焦味;相间短路时,电动机无法起动,供电回路熔丝熔断或开关跳闸,电动机绕组温升过高甚至冒烟,有烧焦味。发生以上各种情况时,可用绝缘电阻表测量相间、对地绝缘电阻,用短路寻查器寻找匝间短路。
(1)匝间短路。烧坏几匝或一个线圈时,若槽满率不高,可进行穿绕修理。
(2)相间短路。对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机,应将烧伤的导线挑开,清理后焊好,并包好绝缘压平,下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时,应按原数据重绕。
绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适应,连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。
5.绕组接地
电动机绕组的绝缘受到损坏,使绕组的导体和铁芯、机壳之间相碰就称为绕组接地(或称绕组碰壳)。这时会造成该相内的电流过大,引起局部过分发热,严重时能烧坏绕组或造成相间短路。电动机绕组接地时,空载无法起动,供电回路熔丝熔断或开关跳闸。绕组接地还会使机壳带电,危及人身安全。
绕组接地多因电动机受潮而没有烘干就使用;电动机工作在有腐蚀性气体的环境中或金属物和有害粉末进入绕组内部也会造成绕组接地。
(1)电动机在修复时,塞入竹楔不注意,使槽口绕组绝缘破坏;竹楔年久老化,绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔,并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。
(2)长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机,应更换为封闭型电动机。
(3)开启式电动机因金属或金属切削进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此,应在电动机周围加设防护网或防护板。
(4)转子平衡块松动或脱落,刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住,并处理好绕组破损处。
(5)无避雷器或避雷器失效的,应加设避雷器或重新校验避雷器。
6.笼型转子断条或绕线型转子接触不良
此时电流表指针来回摆动,定子电流时大时小,绕组将严重发热。可抽出转子直观检视或用短路寻查器找出断裂处并适当挖大,加热到450℃左右,用锡(63%)、锌(33%)、铝(4%)合金焊条补焊。对绕线型转子,检查接头有无松脱,电刷与集电环接触是否良好,短路环与刀片接合是否紧密,并分别予以调整修复。修理方法与修理定子绕组一样,只是修好后必须在绕组两端用钢丝打箍。
7.轴承缺油,干磨或转子偏心扫镗
轴承缺油干磨或转子机械不同心,使电动机电流超过额定值,导致局部过热。首先应认真检查轴承磨损情况,若轴承过度磨损或破裂需更换并加注适量润滑脂。若轴颈与轴承配合过松(走内圈)或轴承与端盖配合过松(走外圈),应视磨损程度采用金属喷涂、镶套或粘接等方法修配以达到要求。
电动机运行温度过高会大大缩短其使用寿命。因此,应及时发现并迅速排除引起电动机温升过高的原因,减少设备损失,确保生产顺利进行。
(作者单位:江苏省连云港市高级技工学校)
一、对使用寿命的影响
异步电动机运行温度过高,会使其绝缘物质受到损害,缩短使用寿命甚至被烧毁。各种绝缘材料都有一定的耐受温度。IEC85规定A级(105℃)、E级(120℃)、B级(130℃)、F级(155℃)、H级(180℃)、C级(180℃以上)。20世纪80年代,IEC216提出了一个新的耐热标准,称为温度指数(temperature index,TI),以此代替IEC85。TI是按阿伦尼乌斯(Arrhenius)公式计算的:
t=10a+b/T
式中,t为寿命,h;T为绝缘材料使用的温度,℃;a,b为与材料有关的常数。
例如:某电动机使用的绝缘材料a=-2,b=1034,使用温度T=164℃,则
t=10-2+1034/164=104.30=20000(h)
它表示此绝缘物于164℃使用时,其使用寿命为20000h。
如果把使用温度提高8℃,则
T = 164+8=172(℃)
t = 10-2+1034/172=104=10000(h)
可见,绝缘材料使用温度每增加8℃,使用寿命就减半。
二、引起温度过高的原因及处理方法
1.工作条件恶劣
电动机在烈日暴晒或通风不良、温度偏高的场所运行时,应设法改善其工作环境,如搭棚遮阳、清除风口及机壳上的污物、改善电动机的自冷条件。频繁启动或正反转运行的电动机,由于间歇时间很短,较大的启动电流产生的热量来不及散走,多次启动温升相叠加,相当于数倍电流及较长时间的过载。可考虑进行强迫通风或选用高转差率电动机。
2.过载运行
过载运行指机械负载超过电动机额定功率。如果电动机长期过载运行,会使电磁转矩小于负载转矩,转差率S增大,定子电流超过额定值,使电动机温度过高,严重时电动机三相绕组全部烧毁。造成电动机过载的原因有:
(1)电动机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀;周围环境温度过高,散热条件差;
(2)电动机在大的起动电流下缓慢起动;
(3)电动机长期低速运行;
(4)电动机频繁起动、制动、正反转运行及经常反接制动。
此外,还有生产机械工艺条件变化,传动皮带过紧,机组中心不正,转轴转动不灵活,机械部分卡住等。
(1)负载过重时,设法减轻负载或更换合适的电动机。
(2)电动机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀,绝缘电阻下降。应根据具体情况,进行大修或更换同容量、同规格的封闭电动机。
(3)机构传动部分发生故障,致使电动机过载而烧坏电机绕组。检查机械部分存在的故障,采取措施处理解决,使之转动灵活。
(4)电源电压过高或过低,需加装三相电源稳压补偿柜。
3.三相电压不对称及断相运行
三相电压不对称引起三相电流不对称,负序转矩的存在使电动机合成转矩减小,电流增大,绕组过热。三相电压不对称不能超过5%。断相运行是三相电压不对称的特例。电动机的断相分为电动机外部的电源线断线和电动机内部定子绕组的断线,电动机内部接线又分为星形连接和三角形连接两种。当电动机在运行中断相时,只要电动机的最大转矩(断相时约减小一半)大于机轴上的负载转矩,电动机将继续运行,但转差率增大,电流明显上升,断相运行是使电动机温度升高甚至烧毁电动机的常见故障。可用钳形电流表检测三相电流,断相电流为零。
(1)电动机供电回路三相熔丝规格不同,容量小的熔丝烧断。应根据电动机功率大小,更换为规格相同的熔丝。
(2)电动机供电回路中的开关(隔离开关、胶盖开关等)及接触器的触头接触不良(烧伤或松脱)。修复并调整动、静触头,使之接触良好。
(3)线路某相断相。查出断线处,并连接牢固。
(4)电动机绕组连线间虚焊,导致接触不良。认真检查电动机绕组连接线并焊牢。
4.定子绕组匝间或相间短路
定子绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。匝间短和相间短路均会引起某一相或两相的电流增长,使电动机局部过热。定子绕组匝间短路时,电机在运转中冒烟,局部温升过高,并有烧焦味;相间短路时,电动机无法起动,供电回路熔丝熔断或开关跳闸,电动机绕组温升过高甚至冒烟,有烧焦味。发生以上各种情况时,可用绝缘电阻表测量相间、对地绝缘电阻,用短路寻查器寻找匝间短路。
(1)匝间短路。烧坏几匝或一个线圈时,若槽满率不高,可进行穿绕修理。
(2)相间短路。对于下线时导线表面绝缘划伤或绕组端部绝缘不好的电动机,应将烧伤的导线挑开,清理后焊好,并包好绝缘压平,下入槽后刷上绝缘漆并烘干。若无法修复时,应按原数据重绕。
绕组间连线及引用线的套管必须与电动机绕组的绝缘等级相适应,连线的绝缘套管应比焊点长15～25mm。
5.绕组接地
电动机绕组的绝缘受到损坏,使绕组的导体和铁芯、机壳之间相碰就称为绕组接地(或称绕组碰壳)。这时会造成该相内的电流过大,引起局部过分发热,严重时能烧坏绕组或造成相间短路。电动机绕组接地时,空载无法起动,供电回路熔丝熔断或开关跳闸。绕组接地还会使机壳带电,危及人身安全。
绕组接地多因电动机受潮而没有烘干就使用;电动机工作在有腐蚀性气体的环境中或金属物和有害粉末进入绕组内部也会造成绕组接地。
(1)电动机在修复时,塞入竹楔不注意,使槽口绕组绝缘破坏;竹楔年久老化,绝缘不良。应按电机下线工艺挑选优质竹楔,并做好绝缘处理。下线时注意不要使竹楔划伤导线。
(2)长期受潮或在腐蚀性气体中工作的电动机,应更换为封闭型电动机。
(3)开启式电动机因金属或金属切削进入电动机内使绕组绝缘破坏。对此,应在电动机周围加设防护网或防护板。
(4)转子平衡块松动或脱落,刮破电动机绕组绝缘。应将平衡块重新调整好方位并固定住,并处理好绕组破损处。
(5)无避雷器或避雷器失效的,应加设避雷器或重新校验避雷器。
6.笼型转子断条或绕线型转子接触不良
此时电流表指针来回摆动,定子电流时大时小,绕组将严重发热。可抽出转子直观检视或用短路寻查器找出断裂处并适当挖大,加热到450℃左右,用锡(63%)、锌(33%)、铝(4%)合金焊条补焊。对绕线型转子,检查接头有无松脱,电刷与集电环接触是否良好,短路环与刀片接合是否紧密,并分别予以调整修复。修理方法与修理定子绕组一样,只是修好后必须在绕组两端用钢丝打箍。
7.轴承缺油,干磨或转子偏心扫镗
轴承缺油干磨或转子机械不同心,使电动机电流超过额定值,导致局部过热。首先应认真检查轴承磨损情况,若轴承过度磨损或破裂需更换并加注适量润滑脂。若轴颈与轴承配合过松(走内圈)或轴承与端盖配合过松(走外圈),应视磨损程度采用金属喷涂、镶套或粘接等方法修配以达到要求。
电动机运行温度过高会大大缩短其使用寿命。因此,应及时发现并迅速排除引起电动机温升过高的原因,减少设备损失,确保生产顺利进行。
(作者单位:江苏省连云港市高级技工学校)