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电机产品电气故障的归类和原因分析

2020-11-17 14:05:38     来源:电机技术日参        

【大比特导读】绝缘是电机可靠性的基础,电机的绝缘包括电磁线、引接线等导电材料本身的绝缘,也包括生产加工过程中涉及到的绝缘纸、绝缘管、绝缘漆、云母带等增强性绝缘材料。绝缘材料的耐热等级是一个非常关键的性能指标,应与电机的温升控制水平相匹配。

电气部分是电机产品的必要组成,涉及到导电材料、导磁材料、绝缘材料和结构件等。电机产品比较常见的电气质量故障包括对地、匝间、三相电机相间绝缘问题,电阻不平、电流不平、绕组过热、电机过载、缺相等质量问题。其中,对地、相间和匝间质量故障,基本可以归结为绝缘处理问题;电阻不平、电流不平、缺相故障可以归结为绕组连接问题,而绕组过热、过载故障则可能与制造过程有关,也可能与电机的实际使用有关。

01电机绝缘工艺和质量控制

绝缘是电机可靠性的基础,电机的绝缘包括电磁线、引接线等导电材料本身的绝缘,也包括生产加工过程中涉及到的绝缘纸、绝缘管、绝缘漆、云母带等增强性绝缘材料。绝缘材料的耐热等级是一个非常关键的性能指标,应与电机的温升控制水平相匹配。

电机

绕组的匝间绝缘是指同一相线圈中匝与匝的绝缘性能,软绕组电机匝间绝缘靠电磁线的漆膜及浸漆工艺保证;裸铜线的匝间绝缘性能由外包绝缘层及浸烘工艺保证,对于采用裸铜线的绕组,大多采用截面较大的型材,以少匝为基本特征,发生匝间绝缘的几率极小;高压电机采用云母线及丝包绝缘电磁线,绕组的匝间绝缘以自身绝缘层为主,并通过胶化、浸烘工艺进行绝缘强化。

对于不同类型电磁线的电机绕组,绕组加工和浸烘过程控制,直接关系到整体的质量水平,如何减少和消除绕组内的空气隙,并最大限度地由绝缘材料填充到所有的空隙且固定为一个坚实的整体,是提高电机绝缘性能及振动性能的关键。

相间和对地绝缘,则是不同相绕组之间及绕组与其关联零部件的绝缘性能,绝缘材料的材质、形状、加工工艺,特别是浸烘过程控制,综合决定了电机的绝缘性能水平,包括运输、装配过程的防护,都是控制该类质量问题的关键。

02连接类质量故障

在电机的试验阶段和运行过程中,不时会出现电流不平、电阻不平、缺相运行等质量问题,究其原因,基本可以归纳为绕组加工的连接和对称问题。制造过程中电磁线的断头连接、绕组接线、绕组与引接线的连接等都是很关键的控制点,特别是焊接工艺可靠性对该类问题控制至关重要。

三相电机的缺相故障特征比较明显,该类问题在原来的推文中有过详细描述。该问题可能发生在电机的试验阶段,也可能发生在电机的运行阶段,三相电机缺相运行时,同时伴有较大的、沉闷的电磁噪音,并会在很短时间内导致电机绕组烧毁。

03绕组过热和电机过载问题

因为绕组过热或电机过载发生的故障,其特征表象相同,即全部绕组出现绝缘老化,甚至是整个绕组烧黑。电机产品先天性的温升高会导致该问题,使用过程中运行条件不满足导致电流大,也会导致该问题;当电机产品频繁起动、长期连载时,也会导致绕组烧毁。

非过载条件下电机绕组的发热问题,可能与电机绕组的绝缘处理、通风散热、运行环境有关,应对具体问题进行具体分析和解决。

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