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电机学（第三版）
主编：徐益敏
副主编：智贵连郭婧
第八章三相异步电动机异常运行分析及故障处理
三相异步电动机的常见故障分析及处理
一、在电压和频率变化时的运行
二、电动机的允许温度与温升
三、电动机的振动和空气间隙的允许值
四、电动机运行中的绝缘电阻允许值
当外加电压增加时，电动机的磁通增加，转矩增大，转速略有升高。但如外加电压增加较多时，由于磁路饱和，励磁电流急剧上升，使铁芯严重发热，且影响电动机的绝缘。因此，规定频率为额定值时，电动机电压在﹣5％～﹢10％额定电压范围内变动时，其额定出力不变。
一、在电压和频率变化时的运行
当频率降低时，由电势平衡公式
可知：
不变时频率
下降，磁通将增加。故电动机的电磁转矩也要增加。电动机定子电流中负载电流的变化基本上与频率成正比，而空载励磁电流则与频率的变化成反比，可见，定子电流的变化要视频率的变化值而定。电动机的转速随频率的降低而降低。当机械负载的出力与转速有关时，例如给水泵，则电动机的出力将因频率的降低而明显降低。
二、电动机的允许温度与温升
电动机在运行过程中所产生的各种能量损耗(铜耗、铁耗、附加损耗等)，都转化为热量，引起电动机绕组、铁芯及轴承等温度升高。在发热与散热相平衡阶情况下，电动机的温度与环境温度之差称为电动机各部分的温升，即：
异步电动机的允许温升是指在一定环境温度电动机温度与周围环境温度的差值。一般这一数值是制造厂根据电动机使用的绝缘材料决定的。例如，异步电动机铭牌标注的温升为60K（K为度系数），说明环境温度为40℃时，绕组的温升不能超过60K。
当电动机处于过负荷或冷却不良状态时，其温度很快超过规定值。这时，即使不会立即烧坏，也将使电动机的寿命因绝缘加速老化而缩短。例如，A级绝缘的电动机，当绕组温度比允许值每升高8℃运行时，电动机的寿命将缩短一半。
电动机允许温升的依据是电动机的绝缘等级。因为每一种绝缘材料的耐热极限温度是一定的，常用的绝缘等级为A、E、B、F级。绝缘材料对应的耐热极限温度分别为105℃、120℃、130℃、155℃。如规定环境温度为40℃，再减去定子绕组最热点温度与平均温度之差5℃后，上述绝缘等级的允许温升分别为：60K、75K、85K、110K。
部位
各绝缘等级的允许温度(℃)和温升
测定方法
A
E
B
F
t（℃）
θ（K）
t（℃）
θ（K）
t（℃）
θ（K）
t（℃）
θ（K）
定子绕组
105
65
120
80
130
90
155
115
电阻法
转子绕组
105
65
120
80
130
90
155
115
定子铁芯
105
65
120
80
130
90
155
115
温度计法
集电环
t＝105℃θ＝65K
滚动轴承
t＝100℃θ＝65K
滑动轴承
t＝80℃θ＝40K
三、电动机的振动和空气间隙的允许值
1．电动机振动允许值
电动机由于电、磁及机械负荷的不平衡等原因，导致电动机的振动。在电动机运行中，每个轴承所测得的振动值(双振幅)不得大于表中所列的数值。
额定转速(r/min)
3000
1500
1000
750
振动值(mm)
0.05
0.085
0.10
0.12
顺轴串动(mm)
2～4
2～4
2～4
2～4
2．定转子间的平均气隙允许值
异步电动机定转子间的空气隙是决定电动机正常运行的一个重要因素，气隙过大将使磁阻增加，导致激磁电流上升，功率因数降低。如果气隙过小，会使铁芯损耗增加，还可能发生扫膛(即定子铁芯与转子铁芯相碰触)现象。为此，对一般中小型三相异步电动的空气隙应为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的空气隙为1.0～1.5mm；同时气隙的不平衡度要求不大于10％。
四、电动机运行中的绝缘电阻允许值
长期停用的电动机有可能绕组受潮，使绝缘电阻降低，若投入运行，可能发生相间或相对地的绝缘击穿；在运行中的电动机由于长期使用也可能使绕组上积满灰尘或碳化物质太多，而导致绝缘下降。故电动机运行中的绝缘电阻要求是：6KV的电动机应用1000V摇表测量其绝缘电阻其值不小于1MΩ；380V的电动机应用500V摇表测量其绝缘电阻其值应大于0.5MΩ。
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