1、電動機過負荷的原因分析蒙海強北京農業工程大學（100083）電動機是將電能轉換成機械能的設備，在能量轉換過程中要損失部分能量， 使電動機發熱，溫度升高。其結果，影響絕緣的壽命和電動機的其它性能。 例如, 發熱使氣隙減少，引起附加損耗增加和轉矩減小。按照電動機運行時的發熱情況，可把負荷分為長時運行，短時運行和重復短 時運行三種基本情況。長時運行是指電動機運行時間足夠長，在運行時間內電動機已達到穩定溫 升。短時運行是指在運行內電動機發熱尚未達到穩定溫升，而在無負荷時間內又 足以冷卻到周圍環境溫度。在異步電動機實際使用時，常常會出現過負荷的現象。長期過負荷或過負荷 太嚴重就會使電動機損壞。電動機過負

2、荷的原因主要有：1 .電能質量差 非正弦電壓，不對稱電壓，電壓和頻率偏離額定值過多等是 電動機過負荷的普遍原因。在農業供電中。由于供電設備容量不足，或供電導線截面太小，使電壓損失 過大，造成負荷電壓太低。當供電電壓低于額定值時，電動機定子電流和轉子電 流都增加，使繞組中的銅損增加，致使電動機發熱，從而導致絕緣材料過早老化。當電網電壓增加時，電動機的激磁電流增加很多，走子的銅損，定子與轉子 的鐵損也要加大，結果使電動機過熱。不對稱的電網電壓，使電動機內部的基波 磁場被削弱，電磁轉矩下降。但是負荷的阻力轉矩不變，這樣，電動機的定子電 流將增大導致銅損增加。此外，高次諧波磁場引起定子轉子和鐵芯中的鐵

3、損 劇增。電動機發熱。不對稱電壓過大造成電動機各相電流分配不平衡. 使某一相繞組有可能過負 荷.電網交流電頻率增加時，定子和轉子電流都增加.最后導致繞組中的銅損上 升.電動機過負荷。2 .斷相運行斷相運行時，定子繞組過熱而燒毀電動機。在實際使用過程 中.造成斷相運行的原因是.熔斷器熔斷，供電導線斷開，空氣開關、刀閘、磁 力起動器觸點損壞，電動機出線與接線端子間聯線松脫。3 .電動機機械故障軸承磨損、嚴重時使轉子與定子相碰，形成附加阻力矩, 導致電動機定于電流增加，電動機過熱。4 繁重工作制電動機頻繁起動、制動、正反轉運行、低速運行時間過長等， 造成電動機電流過負荷。5 .工藝過程中損壞采礦與建

4、筑材料工業，其工藝以生產和運輸礦石或沙礦 為對象，其工藝過程中負荷往往變化很大。由此可見，電動機過負荷引起電流增加，損耗增大，絕緣過熱。電動機的額定容量是由繞組絕緣受熱條件決定的，而絕緣壽命則由溫度決 定。但是絕緣壽命不是由年均溫度決定， 而是由最高溫度決定，只要繞組中任何 地方的絕緣破壞，就導致電動機的損壞。根據我國標準，絕緣材料的耐熱升級分別為 丫、A E、B、F、H、C七個等級。 它們的極限溫度和允許溫升如表1所示« L 掃嗆叱理巧藥上諜；上目APFH<1itio1皿JOS1110廣1閉阪川pr_.德L'LJ為使絕緣材料在一定溫度下工作.引起電動機發熱的電流就不能

5、長時間超過 額定值。在電動機穩定運行區，負荷電流1：忙亠門式中I 0空載電流I e額定電流M額定轉矩M負荷轉矩I 負荷電流若負荷電流小于額定電流，繞組絕緣不會過熱。在電動機起動和堵轉時，情 況就不一樣了。但在電動機起動時，起動電流是額定電流的57倍，它產生大量的熱，由于起動時間短促，幾乎不存在傳導散熱過程，因此大部分熱量儲存在 繞組中，使局部溫度迅速上升，過大的熱應力導致繞組損壞，又促使絕緣提前老 化。堵轉時發熱最嚴重。此時電動機要較長時間經受 57倍額定電流的作用， 電動機急劇發熱，溫度迅速上升，若不及時切斷電源，便會燒壞電動機。因此電 動機允許堵轉時間，一般為2040S。潛水泵或防爆電動機

6、允許堵轉時間為 5 10S。通用電動機是在周圍環境溫度低于 40 C時，為連續使用設計的。當環境溫 度高于40°C時，為使電動機不致過熱而損壞，必須把額定容量降低.對于 E級 絕緣電動機，環境溫度較高時.電動機允許出力如圖 1所示、對電動機來說，在 規定時間內過負荷是允許的。每種電動機都有它的過負荷特性。電動機的允許過 負荷特性是指過負荷數量與允許過負荷時間的關系。在過負荷時允許溫升At =35C，電流密度j=4 . 5A/mm情況下的異步電動機允許過負荷特性如圖 2所示。屯4.*勺SiQSB祗®4*A_- _ 二士 -.7 3.彳齊A許！世£ I為了保護過負荷電

7、動機，應根據電動機過負荷特性配備合適的保護。電動機故障分析和處理2008-04-11 09:10繞組是電動機的組成部分，老化，受潮、受熱、受侵蝕、異物侵入、外力的沖擊都會造成對繞組的傷害，電機過載、欠電壓、過電壓，缺相運行也能引起繞組 故障。繞組故障一般分為繞組接地、短路、開路、接線錯誤。現在分別說明故障 現象、產生的原因及檢查方法。一、繞組接地指繞組與貼心或與機殼絕緣破壞而造成的接地。1、故障現象機殼帶電、控制線路失控、繞組短路發熱，致使電動機無法正常運行。2、產生原因繞組受潮使絕緣電阻下降；電動機長期過載運行；有害氣體腐蝕；金屬異物 侵入繞組內部損壞絕緣；重繞定子繞組時絕緣損壞碰鐵心；繞組

8、端部碰端蓋機座; 定、轉子磨擦引起絕緣灼傷；弓I出線絕緣損壞與殼體相碰；過電壓(如雷擊)使 絕緣擊穿。3、檢查方法(1) 觀察法。通過目測繞組端部及線槽內絕緣物觀察有無損傷和焦黑的痕跡，如有就是接地點(2) 萬用表檢查法。用萬用表低阻檔檢查，讀書很小，則為接地。(3) 兆歐表法。根據不同的等級選用不同的兆歐表測量每組電阻的絕緣電阻， 若讀數為零，則表示該項繞組接地，但對電機絕緣受潮或因事故而擊穿， 需依據 經驗判定，一般說來指針在“ 0”處搖擺不定時，可認為其具有一定的電阻值。(4) 試燈法。如果試燈亮，說明繞組接地，若發現某處伴有火花或冒煙，則該處為繞組接地故障點。若燈微亮則絕緣有接地擊穿。

9、若燈不亮，但測試棒接地時 也出現火花，說明繞組尚未擊穿，只是嚴重受潮。也可用硬木在外殼的止口邊緣 輕敲，敲到某一處等一滅一亮時，說明電流時通時斷，則該處就是接地點。(5) 電流穿燒法。用一臺調壓變壓器，接上電源后，接地點很快發熱，絕緣物冒煙處即為接地點。應特別注意小型電機不得超過額定電流的兩倍，時間不超過半分鐘；大電機為額定電流的20%-503或逐步增大電流，至V接地點剛冒煙時立即 斷電。(6) 分組淘汰法。對于接地點在鐵芯心里面且燒灼比較厲害，燒損的銅線與鐵 芯熔在一起。采用的方法是把接地的一相繞組分成兩半， 依此類推，最后找出接 地點。此外，還有高壓試驗法、磁針探索法、工頻振動法等，此處不

10、 介紹。4. 處理方法(1) 繞組受潮引起接地的應先進行烘干，當冷卻到 60 70C左右時，澆上絕 緣漆后再烘干。(2) 繞組端部絕緣損壞時，在接地處重新進行絕緣處理，涂漆，再烘干。(3) 繞組接地點在槽內時，應重繞繞組或更換部分繞組元件。最后應用不同的兆歐表進行測量，滿足技術要求即可。二、繞組短路由于電動機電流過大、電源電壓變動過大、單相運行、機械碰傷、制造不良等造成絕緣損壞所至，分繞組匝間短路、繞組間短路、繞組極間短路和繞組相間 短路。1. 故障現象離子的磁場分布不均，三相電流不平衡而使電動機運行時振動和噪聲加劇，嚴重時電動機不能啟動，而在短路線圈中產生很大的短路電流， 導致線圈迅速發 熱

11、而燒毀。2. 產生原因電動機長期過載，使絕緣老化失去絕緣作用；嵌線時造成絕緣損壞；繞組受潮使絕緣電阻下降造成絕緣擊穿； 端部和層間絕緣材料沒墊好或整形時損壞； 端 部連接線絕緣損壞；過電壓或遭雷擊使絕緣擊穿；轉子與定子繞組端部相互摩擦 造成絕緣損壞；金屬異物落入電動機內部和油污過多。3. 檢查方法(1) 外部觀察法。觀察接線盒、繞組端部有無燒焦，繞組過熱后留下深褐色，并有臭味。（2）探溫檢查法。空載運行20分鐘（發現異常時應馬上停止），用手背摸繞組 各部分是否超過正常溫度。（3）通電實驗法。用電流表測量，若某相電流過大，說明該相有短路處。（4）電橋檢查。測量個繞組直流電阻，一般相差不應超過 5

12、鳩上，如超過，則 電阻小的一相有短路故障。（5）短路偵察器法。被測繞組有短路，則鋼片就會產生振動。（6）萬用表或兆歐表法。測任意兩相繞組相間的絕緣電阻， 若讀書極小或為零， 說明該二相繞組相間有短路。（7）電壓降法。把三繞組串聯后通入低壓安全交流電，測得讀書小的一組有短 路故障。（8）電流法。電機空載運行，先測量三相電流，在調換兩相測量并對比，若不 隨電源調換而改變，較大電流的一相繞組有短路。4.短路處理方法（1）短路點在端部。可用絕緣材料將短路點隔開，也可重包絕緣線，再上漆重 烘干。（2）短路在線槽內。將其軟化后，找出短路點修復，重新放入線槽后，再上漆 烘干。（3）對短路線匝少于1/12的每

13、相繞組，串聯匝數時切斷全部短路線，將導通部 分連接，形成閉合回路，供應急使用。（4）繞組短路點匝數超過1/12時，要全部拆除重繞。三、繞組短路由于焊接不良或使用腐蝕性焊劑，焊接后又未清除干凈，就可能造成壺焊或松脫； 受機械應力或碰撞時線圈短路、短路與接地故障也可使導線燒毀，在并燒的幾根 導線中有一根或幾根導線短路時，另幾根導線由于電流的增加而溫度上升， 引起 繞組發熱而斷路。一般分為一相繞組端部斷線、匝間短路、并聯支路處斷路、多 根導線并燒中一根斷路、轉子斷籠。1. 故障現象電動機不能啟動，三相電流不平衡，有異常噪聲或振動大，溫升超過允許值或冒煙。2. 產生原因（1）在檢修和維護保養時碰斷或制

14、造質量問題。（2）繞組各元件、極（相）組和繞組與引接線等接線頭焊接不良，長期運行過熱脫焊。（3）受機械力和電磁場力使繞組損傷或拉斷。（4）匝間或相間短路及接地造成繞組嚴重燒焦或熔斷等。3. 檢查方法（1）觀察法。斷點大多數發生在繞組端部，看有無碰折、接頭出有無脫焊。（2）萬用表法。利用電阻檔，對“ Y'型接法的將一根表棒接在“ Y'形的中心 點上，另一根依次接在三相繞組的首端， 無窮大的一相為斷點；“”型接法的 短開連接后，分別測每組繞組，無窮大的則為斷路點（3）試燈法。方法同前，等不亮的一相為斷路。（4）兆歐表法。阻值趨向無窮大（即不為零值）的一相為斷路點。（5）電流表法。電

15、機在運行時，用電流表測三相電流，若三相電流不平衡、又 無短路現象，則電流較小的一相繞組有部分短斷路故障。（6）電橋法。當電機某一相電阻比其他兩相電阻大時，說明該相繞組有部分斷路故障；（7）電流平衡法。對于“ Y'型接法的，可將三相繞組并聯后，通入低電壓大電 流的交流電，如果三相繞組中的電流相差大于 10%寸，電流小的一端為斷路；對 于“”型接法的，先將定子繞組的一個接點拆開，再逐相通入低壓大電流，其 中電流小的一相為斷路。（8）斷籠偵察器檢查法。檢查時，如果轉子斷籠，則毫伏表的讀數應減小。4. 斷路處理方法（1）斷路在端部時，連接好后焊牢，包上絕緣材料，套上絕緣管，綁扎好，再 烘干。（

16、2）繞組由于匝間、相間短路和接地等原因而造成繞組嚴重燒焦的一般應更換 新繞組。（3）對斷路點在槽內的，屬少量斷點的做應急處理，采用分組淘汰法找出斷點, 并在繞組斷部將其連接好并絕緣合格后使用。（4）對籠形轉子斷籠的可采用焊接法、冷接法或換條法修復。四、繞組接錯繞組接錯造成不完整的旋轉磁場， 致使啟動困難、三相電流不平衡、噪聲大等癥 狀，嚴重時若不及時處理會燒壞繞組。 主要有下列幾種情況：某極相中一只或幾 只線圈嵌反或頭尾接錯；極（相）組接反；某相繞組接反；多路并聯繞組支路接錯；“”、“ Y'接法錯誤。1、故障現象電動機不能啟動、空載電流過大或不平衡過大，溫升太快或有劇烈振動并有 很大的

17、噪聲、燒斷保險絲等現象。2、產生原因誤將“”型接成“ Y'型；維修保養時三相繞組有一相首尾接反；減壓啟動是 抽頭位置選擇不合適或內部接線錯誤； 新電機在下線時，繞組連接錯誤；舊電機 出頭判斷不對。3、檢修方法（1）滾珠法。如滾珠沿定子內圓周表面旋轉滾動，說明正確，否則繞組有接錯 現象。（2）指南針法。如果繞組沒有接錯，則在一相繞組中，指南針經過相鄰的極（相） 組時，所指的極性應相反，在三相繞組中相鄰的不同相的極（相）組也相反；女口極性方向不變時，說明有一極（相）組反接；若指向不定，則相組內有反接的線 圈。（3）萬用表電壓法。按接線圖，如果兩次測量電壓表均無指示，或一次有讀數、 一次沒有

18、讀數，說明繞組有接反處。（4）常見的還有干電池法、毫安表剩磁法、電動機轉向法等。4. 處理方法（1）一個線圈或線圈組接反，則空載電流有較大的不平衡，應進廠返修。（2）引出線錯誤的應正確判斷首尾后重新連接。（3）減壓啟動接錯的應對照接線圖或原理圖，認真校對重新接線。（4）新電機下線或重接新繞組后接線錯誤的，應送廠返修。（5）定子繞組一相接反時，接反的一相電流特別大，可根據這個特點查找故障 并進行維修。（6） 把“Y'型接成“”型或匝數不夠，則空載電流大，應及時更正.根據三相交流繞組繞損癥狀判別故障產生的原因在電動機修理工作中，只要細心觀察其損壞的癥狀，便可找出損壞的原因及部位， 從而能準

19、確快速地予以修復。（1）電機繞組端部的I /3或2/3的極相繞組燒黑或稍變為深棕色，而其余的一相或兩相繞組完好無損或稍微烤焦， 這是由于單 相運行造成的。而造成單相運行的原因是線路和電機引線聯接不妥。（2）在線圈的端部，有幾匝、一卷或一極相繞組燒焦，而短級部分以外的本相或其他二相線圈較好，或稍微烤焦，這是由匝間短路引起的燒損。造成匝間短路 的主要原因是導線本身維修網絕緣受損或線圈組間聯線絕緣套管沒有處理好而 短路，這都是電機質量問題或端部碰傷， 或設計并聯路數多，使組間電壓過高導 致組間擊穿，選用導線時線徑太細，端部機械強度差；或線徑太粗，不易彎曲整 形，使絕緣層損傷造成匝間短路。（3）短路處

20、熔斷很多導線，附近有很多的熔化銅屑，其他線圈組或另一端部沒 有烤焦現象，這種燒損由相間短路而引起。相間短路通常是端部相間絕緣薄膜、 漆布或雙層線圈的層間墊條沒有墊妥， 在電機受熱或受潮的情況下，絕緣性能下 降，導致擊穿而形成相間短路，或由組間聯線套管處理不妥，不了解塑料套管的 耐熱性較差，而把它應用在電機繞組上，因電機發熱、塑料熔化，連線間短路。（4）槽底或槽口有明顯的燒傷現象。這是因接地引起的，由于制造質量差，在 鐵芯槽口線圈直線部分到端部轉角處有急轉彎， 使槽絕緣受壓而擠破，或槽口絕 緣未封妥，成竹楔與導線直接接觸，受潮后竹楔下降而接地。也可能是電機機械 加工質量差，定、轉子鐵芯同心度差，

21、造成定、轉子鐵芯相擦而產生高溫，燒焦 槽絕緣而接地，還有高溫或受潮，電機長期高溫運行，使槽絕緣烤焦、老化發脆 或嚴重受潮，擊穿槽絕緣而接地。（5）三相繞組全部均勻焦黑，這是過載造成的。過載的原因有：端電壓太低， 接線不符合要求，使用不當，軸承損壞，軸套咬死，負荷重，選型不當，起動時 間過長，制造質量差等。避免電動機燒毀的措施電動機在運行中避免燒毀，除了運行前采取必要的各種技術保護措施外，最有效、最實際的防止方法是進行正確的技術維護。主要有以下6點。1 經常保持電動機的清潔電動機在運行中，進風口周圍至少 3米內不允許有塵土、水漬和其他雜物，以防止吸人電機內部，形成短路介質，或損壞導線絕緣層，造成

22、匣間短路，電流 增大，溫度升高而燒毀電動機。所以，要保證電動機有足夠的絕緣電阻，以及良 好的通風冷卻環境，才能使電動機在長時間運行中保持安全穩定的工作狀態。2. 保持電動機經常在額定電流下工作電動機過載運行，主要原因是由于拖動的負荷過大， 電壓過低，或被帶動的 機械卡滯等造成的。若過載時間過長，電動機將從電網中吸收大量的有功功率， 電流便急劇增大，溫度也隨之上升，在高溫下電動機的絕緣便老化失效而燒毀。 因此，電動機在運行中，要注意經常檢查傳動裝置運轉是否靈活、可靠；連軸器 的同心度是否標準；齒輪傳動的靈活性等，若發現有滯卡現象，應立即停機查明 原因排除故障后再運行。3. 經常檢查電動機三相電流

23、是否平衡三相異步電動機，其三相電流任何一 相電流與其他兩相電流平均值之差不允許超過 10%這樣才能保證電動機安全運 行。如果超過則表明電動機有故障，必須查明原因及時排除。4. 檢查電動機的溫度要經常檢查電動機的軸承、定子、外殼等部位的溫度有無異常變化，尤其對無電壓、電流和頻率監視及沒有過載保護的電動機，對溫升的監視更為重要。電動機軸承是否過熱，缺油，若發現軸承附近的溫升過高， 就應立即停機檢查。軸承的滾動體、滾道表面有無裂紋、劃傷或損缺，軸承間隙 是否過大晃動，內環在軸上有無轉動等。出現上述任何一種現象，都必須更新軸 承后方可再行作業。5. 觀察電動機有無振動、噪聲和異常氣味電動機若出現振動，

24、會引起與之 相連的負載部分不同心度增高，形成電動機負載增大，出現超負荷運行，就會燒 毀電動機。因此，電動機在運行中，尤其是大功率電動機更要經常檢查地腳螺栓、 電動機端蓋、軸承壓蓋等是否松動，接地裝置是否可靠，發現問題及時解決。噪 場聲和異味是電動機運轉異常、隨即出現嚴重故障的前兆，必須隨時發現開查明 原因而排除。6. 保證啟動設備正常工作電動機啟動設備技術狀態的好壞，對電動機的正 常啟動起著決定性的作用。實踐證明，絕大多數燒毀的電動機，其原因大都是啟 動設備工作不正常造成的。如啟動設備出現缺相啟動，接觸器觸頭拉弧、打火等。 而啟動設備的維護主要是清潔、緊固。如接觸器觸點不清潔會使接觸電阻增大，

25、 引起發熱燒毀觸點，造成缺相而燒毀電動機；接觸器吸合線圈的鐵芯銹蝕和塵積， 會使線圈吸合不嚴，并發生強烈噪聲，增大線圈電流，燒毀線圈而引發故障。因此，電氣控制柜應設在干燥、通風和便于操作的位置，并定期除塵。經常 檢查接觸器觸點、線圈鐵芯、各接線螺絲等是否可靠，機械部位動作是否靈活， 使其保持良好的技術狀態，從而保證啟動工作順利而不燒毀電動機。電動機啟動困難或不能啟動的原因和處理方法故障原因和處理方法如下：(1某一相熔絲斷路，缺相運行，且有嗡嗡聲。如果兩相熔絲斷路，電動機不動且無聲。找出引起熔絲熔斷的原因排除之， 并更換 新的熔絲。(2) 電源電壓太低，或者是降低起動時降壓太多。是前者應查找原因

26、；是后者 應適當提高起動壓降，如用的是自耦減壓起動器，可改變抽頭提高起動電壓。(3) 定子繞組或轉子繞組斷路，也可能是繞線轉子電刷與滑環沒有接觸，應檢 查修復。(4) 定子繞組相間短路或接地，可用兆歐表檢查。（5）定子繞組接線錯誤，如誤將三角形接成星形，或將首末端接反，應檢查糾 正。（6）定子與轉子鐵心相擦。（7）軸承損壞或被卡住，應更換軸承。（8）負載過重，應減小負載。（9）機械故障，被帶作業機械本身轉動不靈活，或卡住不能轉動。（10）皮帶拉得過緊，摩擦加劇，應調整皮帶松緊度。（11）起動設備接線有錯誤或有故障，檢查糾正，排除故障。電動機溫升過高或冒煙的原因和處理方法（1）當電壓超過電動機額定電壓10%以上，或低于電動機額定電壓 5%以上時, 電動機在額定負載下容易發熱，溫升增高，應檢查并調整電壓。（2）三相電源電壓相間不平衡度超過 5%引起三相電流不平衡，使電動機額外 發熱，應調整電壓。（3）相熔絲斷路或電源開關接觸不良，造成缺相運行而過熱，應修復或更換 損壞的元件。（4）繞組接線有錯，誤將星形接成三角形，或誤將三角形接成星形，在額定負載下運行，都會使電動機過熱，應檢查糾正。（5）定子繞組匝間或