繞組短路
故障描述:電機(jī)繞組的絕緣損壞,導(dǎo)致相鄰的導(dǎo)線之間直接接觸,形成短路回路。短路可能發(fā)生在同一相繞組的不同線匝之間(匝間短路),也可能發(fā)生在不同相繞組之間(相間短路)。
產(chǎn)生原因:長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行使繞組過(guò)熱,加速絕緣老化;電機(jī)受潮使絕緣性能下降;制造工藝不良,如繞組絕緣包扎不緊、絕緣材料有缺陷等。
檢查方法:可使用萬(wàn)用表或兆歐表測(cè)量繞組的電阻或絕緣電阻,若電阻值明顯低于正常值,可判斷為短路故障。
機(jī)械結(jié)構(gòu)受損
軸承損壞:電機(jī)過(guò)熱會(huì)使軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂性能下降,變得稀薄甚至干涸,無(wú)法起到良好的潤(rùn)滑作用,從而加劇軸承的磨損。同時(shí),高溫還可能導(dǎo)致軸承的金屬材料膨脹,使軸承與軸頸或軸承座之間的配合出現(xiàn)問(wèn)題,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成軸承卡死、損壞,影響電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)軸變形:過(guò)熱會(huì)使轉(zhuǎn)軸的金屬材料發(fā)生熱膨脹,如果溫度過(guò)高且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),轉(zhuǎn)軸可能會(huì)出現(xiàn)性的變形。轉(zhuǎn)軸變形會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間的氣隙不均勻,進(jìn)一步增加電機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲,甚至可能使轉(zhuǎn)子與定子發(fā)生摩擦,損壞電機(jī)。
端板和機(jī)座變形:電機(jī)的端板和機(jī)座在過(guò)熱情況下也可能發(fā)生變形。這會(huì)影響電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,使電機(jī)內(nèi)部的零部件之間的相對(duì)位置發(fā)生變化,破壞電機(jī)的正常裝配關(guān)系,進(jìn)而影響電機(jī)的性能和可靠性。
電磁性能改變
繞組電阻增大:根據(jù)電阻的溫度特性,金屬材料的電阻會(huì)隨溫度升高而增大。電機(jī)繞組在過(guò)熱時(shí),其電阻值會(huì)明顯增加,這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的銅耗(即繞組中由于電流通過(guò)電阻而產(chǎn)生的損耗)增大,使電機(jī)的效率降低。
磁性能下降:電機(jī)中的鐵心材料在高溫下磁導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化,導(dǎo)致磁場(chǎng)分布不均勻,電機(jī)的電磁性能下降。例如,永磁電機(jī)中的永磁體在高溫下可能會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象,使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩減小,影響電機(jī)的運(yùn)行性能。
性能參數(shù)變化:由于繞組電阻增大和磁性能下降等因素的綜合影響,電機(jī)的性能參數(shù)如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率因數(shù)等都會(huì)發(fā)生變化,無(wú)法保持在設(shè)計(jì)的額定狀態(tài)下運(yùn)行,可能無(wú)法滿足負(fù)載的要求,甚至出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況。
負(fù)載方面
過(guò)載運(yùn)行:電機(jī)所承受的負(fù)載超過(guò)了其額定負(fù)載能力,長(zhǎng)時(shí)間處于這種狀態(tài)下,電機(jī)需要輸出更大的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載,從而導(dǎo)致電流增大,根據(jù)焦耳定律Q=I 2 Rt,電流增大將使電機(jī)繞組產(chǎn)生過(guò)多的熱量,引起電機(jī)過(guò)熱。例如,在工業(yè)生產(chǎn)中,若電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備出現(xiàn)卡滯或堵塞,就會(huì)使電機(jī)負(fù)載突然增大,導(dǎo)致過(guò)熱。
負(fù)載機(jī)械故障:與電機(jī)連接的負(fù)載機(jī)械部分出現(xiàn)故障,如軸承損壞、齒輪磨損、傳動(dòng)帶過(guò)緊等,會(huì)增加電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)運(yùn)行時(shí)需要消耗更多的能量,進(jìn)而產(chǎn)生過(guò)多熱量。比如,當(dāng)負(fù)載設(shè)備的軸承損壞后,轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大,電機(jī)需要克服更大的阻力來(lái)帶動(dòng)負(fù)載,容易造成電機(jī)過(guò)熱。