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交流同步电动机

电动机起动失败的原因分析与解决对策

发布日期:2022-04-18 点击率:50

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  本文分析了机电设备安装试运行期间,电动机(以下简称电机)起动失败的主要情况,分析起动失败的原因,并提出了相应的解决对策。
  1.电机发生故障的原因
  1.1故障外因
  (1)电源电压过高或过低。
  (2)起动和控制设备出现缺陷。
  (3)电机过载。
  (4)馈电导线断线,包括三相中的一相断线或全部馈电导线断线。
  1.2故障内因
  (1)机械部分损坏,如轴承和轴颈磨损、转轴弯曲或断裂、支架和端盖出现裂缝。所传动的机械发生故障(有康擦或卡涩现象),引起电机过电流发热,甚至造成电机卡住不转,使电机温度急剧上升,绕组烧毁。
  (2)旋转部分不平衡或联轴器中心线不一致。
  (3)绕组损坏,如绕组对外壳和绕组之间的绝缘击穿、匝间或绕组间短路、绕组各部分之间以及换向器之间的接线发生差错、焊接不良、绕组断线等。
  2.电机起动失败的原因分析与对策
  一次回路的短路保护是使用断路器OF(或熔断器)、控制电器接触器K、热继电器F-I-作过载保护(有时Fr接在TA二次侧回路中)为例,来介绍电机起动失败的异常现象,并分析其起动失败的原因及采取的对策。
  2.1电机的控制与保护
  2.1.1瞬动跳闸
  (1)断路器OF瞬动跳闸。OF瞬动跳闸,有可能是发生了短路故障。通常,设备安装完毕,在有关的开关柜内先将导电物等清除干净,再作绝缘耐压试验,各部位都符合要求后方可带电试车。所以短路故降可能较少,而且凡发生短路故障均有迹象可查或有火花,或有焦烟气味,同时兼有异常声音,事后再作绝缘试验,能发现绝缘已损坏。但一切都好,断路器仍然发生瞬动跳闸,此时应确认断路器选择的脱扣电流值是否合理。如40kw的电机,其额定电流约50A。在选择用断路器时,选用脱扣电流100A似乎可以了,而且瞬时电流倍数为10,可达1000A,足以躲开电机61、的起动电流,似乎不应该有问题。但如果考虑下列因素之后,原因便清楚了。
  (2)熔断器的瞬时熔断与短延时分断,如果一次回路是用熔断器作保护电器,一般而言,凡是新设备且熔断器规格选择合理的,在故障时不会发生瞬时熔断的现象。但下列情况,应予以重视:熔断器熔断体严重受伤,但还维持着薄弱的电气导通性能,一旦起动电流通过时,该熔断体即熔断。如果正好是控制回路所接的一相、那么接触器线圈失电,即造成接触器失压跳闸。
  有两种情况能使熔断器受伤:①是机械外力作用,外壳破裂,导致熔断体受伤,此种情况是可观察到的; ②是已在其它场合使用过的熔断器,曾发生过相间短路故障(这种情况发生的可能性极少)。如果熔断的一相不是控制回路的同相,接触器不会因此而失压跳闸,表现为电机缺相运行。此时电机转矩不足,无法起动,表现堵转状态,电流值始终维持在6IN左右。热保护因此而动作,接触器跳闸,起动失败。此时应更换全部熔断器(因为其它两相熔断器也因长时期61、工作电流而影响其特性),排除其它原因后再起动。当然在此过程中,必须注意电流表指示值,确保无其它异常情况。
  (3)接触器K瞬动跳闸、K起动时瞬动跳闸有两个原因:①二次回路故障,如果从电压表上看,起动时电压没有太大的跌落,原因便在二次回路,可以从以下几个方面逐一检查。a.二次回路熔断器FU熔断;比合闸回路接触器K自保持触点故障;c.自控联锁触点工作不正常。在跳闸按钮55下p与Fr之间串联相关的自控联锁触点,在单机试车时,应将自控联锁触点临时短接。在联动试车时,应解除临时短接线。自控联锁触点工作状态不良,那么合闸便有困难(这种事故有时是因触点抖动而瞬动跳闸,有时是合不上闸)。
  ②一次母线电压过低。要保证接触器K可靠吸合,其线圈电压不得低于额定电压的85%。如果电机比较大,供电线路离电源又较远,在起动时由于起动电流较大,线路压降就要大一些,很可能低于额定电压85%,接触器无法吸合,这从电压表上可以观察到。对策是在接触器所处的母线上设置补偿电容。因为电机起动时70%是无功电流,设置电容补偿以减少流过供电线路的电流。补偿的电容量可按电机额定容量的80%考虑。如仍不够,可增加电容量直至电机能起动时为止,当然也可通过相关的计算来确定。
  2.1.2降压起动失败跳闸
  (1)在未切至全电压时即跳闸。这种情况往往是电机端电压不足造成的,此时从监测到电压情况便可判断。造成端电压过低的原因:一方面可能是变电所至配电室供电线路过长,另一方面可能是降压电抗(或电阻)值偏大,致使电机端电压过低,起动转矩不足以克服负荷转矩,电机如堵转一般,电流始终不衰减,热保护到时动作跳闸,起动失败。
  如果是供电线路过长可设法用电容补偿方法,提高配电室母线电压。当然电容器应是可调节的,以免电机停机时母线电压过高;若是电抗过大,则设法减小电抗值,使得母线电压与电机端电压均有妥当的数值,各方面工作都正常。
  (2)降压过程是成功的,在投切至全电压运行时跳闸。在电机从降压阶段至全电压工作的切换过程中,有一供电间隙(如不△起动)此时因电机有剩磁,它的电磁场的情况与停机是不同的,有自己的极性方向,类似发电机。当合至电网时由于相位不一致,有时会造成大的冲击,其电流甚至会超过全电压起动的情况,出现意料不到的断路器过流动作,或接触器失压跳闸。这种情况往往是有时起动能成功,有时起动要失败,有很大的偶然性。这种情况,40OkW以上的电机发生的较多,因为其剩磁能量大。遇到该情况应使用电抗器降压,用短接电抗来达到全电压起动目的。其过程中问没有供电间隙,就不会产生上述情况。
  2.1.3短延时跳闸
  电机起动过程中,跳闸时间不足15的为短延时跳闸。其异常现象不多见,上述熔断器不良是其中之一。另外,带有接地保护的断路器,其漏电动作整定值偏小,因电机的馈赠电线路在敷设中绝缘受伤,漏电流值偏大,有时会导致接地保护动作。为防止误动作,接地保护通常有0.2-0.55的短延时,此时,便反映为短延时动作跳闸。这种情况在新线路上不易发生,在旧的线路上此类故障比较多,通过绝缘检查是能发现此故障的。此外,短延时跳闸原因是上一级保护误动作。
  2.2电机常见故障及排除方法
  异步电机的故障可分为机械故障和电气故障两类。机械故障(如轴承、铁心、风叶、机座、转轴等故障),一般比较容易发现;电气故障主要是定子绕组、电刷等导电部分出现的故障。由于电机的结构型式、制造质量、使用和维护情况的不同,往往可能出现同一故障有不同外观现象,或同一外观现象引起不同的故障。
  3.结束语
  通常电机的保护往往与控制设备及其控制方式有一定关系,即保护中有控制,控制中有保护。如电机直接起动时,往往产生4-7倍额定电流的起动电流。使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用,此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流,而其他电器只承载通常运转中出现的电机过载电流分断的考核,至于保护功能,由配套的保护装置来完成。此外,对电机的控制还可以采用无触点方式,即采用软起动控制系统。电机主回路由晶闸管来接通和分断。有的为了避免在这些元件上的持续损耗,正常运行中采用真空接触器承载主回路(并联在晶闸管上)负载。另外,依赖电子线路,很容易做到如电子式继电器那样的各种保护功能。总之,不管采用何种保护装置,必须考虑过载保护装置与电机、过载保护装置与短路保护装置的协调配合。

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