電機修理故障工藝探討
摘 要：針對電動機經(jīng)常發(fā)生的一些故障，論述了發(fā) 生故障后，及時判斷故障點，查找原因，嚴格按照工藝流程，即省時、又經(jīng)濟，徹底排除故 障，延長電機的使用壽命的修理技術(shù)。
關(guān)鍵詞：電機故障；修理工藝；電動機
中圖分類號：TM307 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1007—6921(2011)01—0117—02
在運行中，電動機可能發(fā)生這樣或那樣的故障，造成電動機失常，甚至燒毀電動機。引 起電動機運行失常或燒毀的原因很多：啟動及制動時的高損耗；連續(xù)運行時過載；反復(fù)短時 工作的操作次數(shù)過多；轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)；三相電動機斷相運轉(zhuǎn)；低電壓運行；周圍環(huán)境溫度過高、 濕度過大及粉塵、酸性氣體腐蝕等。因此，電廠中電動機常見的修理工作是電機繞組更換 修理、鐵芯損壞修理和轉(zhuǎn)子故障處理等。
1 電機定子繞組的修理
1.1 電機定子繞組的繞制要求
繞組是電機主要的部件之一，也是能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部分。它由許多線圈聯(lián)接而成，所有繞制 好的線圈均放在定子鐵芯槽里，然后按照一定的規(guī)律串聯(lián)或并聯(lián)起來，成為電機繞組。繞組 設(shè)計的合理與否，將影響電動機的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、損耗、效率和溫升，因此，對電機繞組提出 下列要求：①各相繞組的電勢和磁勢要對稱，電阻和電抗要平衡，即三個相的繞組結(jié)構(gòu)完全 相同；②縮短連接部分，節(jié)省用銅，減少繞組短路損耗；③繞組散熱要好，絕緣和機械強度 要可靠；④繞組結(jié)構(gòu)的施工工藝性好。
1.2 電機繞組的幾個重要參數(shù)
1.2.1 極距。沿著電機定子鐵芯內(nèi)圓每個磁極所占有的范圍叫極距。
1.2.2 節(jié)距。一個繞組元件的兩個有效邊之間所跨的槽數(shù)叫做節(jié)距。
1.2.3 電角度。電角度=極對數(shù)×360°。
1.2.4 每極每相槽數(shù)。每相繞組在每個磁極下所占到的槽數(shù)。
1.3 電機繞組的種類
1.3.1 三相定子繞組的構(gòu)成原則：三相定子繞組中每相線圈數(shù)相等，布置情況相同，相 與相之間在槽內(nèi)間隔120°電角度，符合這兩個原則，即構(gòu)成三相對稱繞組，只有在三相對 稱繞組中才能感應(yīng)產(chǎn)生平衡的三相電動勢。
1.3.2 三相定子繞組的種類有單層繞組和雙層繞組。單層繞組槽內(nèi)沒有層間絕緣問題，因此不會在槽內(nèi)發(fā)生層間及相間絕緣擊穿故障。繞線 和嵌線都比較方便；缺點是短距線圈的選用受到限制，電磁波形不夠理想，所以一般用于小 功率電機，它的線圈都是用圓電磁線繞成多匝的散嵌線圈。雙層繞組的優(yōu)點是可以任意選用 合適的短距線圈，電動機的技術(shù)指標(biāo)比單層繞組要好，一般用于大中型電動機。
1.4 電機定子繞組的拆換和修復(fù)
1.4.1 線圈繞制。①散下線圈：散下線圈用絕緣圈導(dǎo)線繞制，幾何尺寸由繞線模保證， 繞線模必須做得大小適當(dāng)，拉力不宜過大。導(dǎo)線在線模中要順序排列；導(dǎo)線交叉不齊，不僅 嵌線困難，且易造成匝間短路故障；繞線過程中，導(dǎo)線斷頭應(yīng)焊接在線圈端部斜邊部位，不 允許接頭留在線圈槽部；②成型線圈：成型線圈在制造上比散下線圈復(fù)雜，一般修理更換線 圈時，均利用備用線圈或根據(jù)電機型號向制造廠訂購線圈。
1.4.2 下線、接線、檢查。下線前的準(zhǔn)備工作：包括絕緣材料和線圈、槽楔、焊接材料 、槽絕緣的制備、鐵芯的清理，工作現(xiàn)場的清潔衛(wèi)生等，同時還必須熟悉圖紙，明確了解電 機極數(shù)，繞組節(jié)距、引線方向等，以免在下線中發(fā)生差錯。
1.4.2.1 嵌入式繞組的下線的工藝過程是：①下第一節(jié)距線圈的下層邊。以鐵芯的扣片槽或機座出線孔為準(zhǔn)，確定第一槽的位置，逐槽 嵌下層線圈邊，將上層線圈用紙板墊好；②嵌其余的線圈。下好下層線圈邊后，墊好層間絕 緣，將上層線圈邊下入節(jié)距相應(yīng)的槽中，用劃線板理順在槽中的線圈邊，并用手輕壓端部不 使翹起，然后折覆槽絕緣，并打入槽楔；③下最后一個節(jié)距的線圈，將第一節(jié)距線圈的上層 邊吊起，下入最后一個節(jié)距線圈的下層邊，然后下下一節(jié)距線圈的上層邊，折覆槽絕緣，打 入槽楔；④端部整形，用橡皮榔頭或墊著竹板將端部打成喇叭口，直徑大小要合適，過小會 影響轉(zhuǎn)子放入和通風(fēng)散熱，過大使端部與機殼太接近，影響電機絕緣；⑤端部包扎。將 端部的相同絕緣紙修剪整齊；⑥絕緣試驗。檢查端部伸出尺寸槽楔松緊程度及絕緣有無破損 ，并對相間絕緣及對地絕緣做耐壓試驗；⑦極組間連接。將同組線圈按“正串”或“反串” 規(guī)定聯(lián)接，并引出電纜線，焊牢，包好絕緣，再將連接線捆緊扎牢；⑧檢查試驗。檢查接線 及焊接質(zhì)量；⑨浸漆。浸漆烘干及繞組表面噴絕緣漆。
1.4.2.2 接線。①將單個線圈按60°相帶分布連成極相組；②連接同一相的極相組，使 之成為各相繞組；③將三相繞組的始末端用電線引到接線盒，所有連接頭都要焊接，并做好 絕緣防護。
1.4.2.3 檢查。浸漆前，應(yīng)對定子繞組進行檢查，內(nèi)容包括：①繞組是否有接地；②繞組是否有短路；③繞組是否有斷路；④繞組是否有接錯或下反。
確認無上述問題后，再進行浸漆與烘干。
1.4.3 浸漆與烘干。在重繞或局部更換定子繞組后，進行浸漆與烘干的工藝處理可以使繞組與鐵芯間、導(dǎo)線與導(dǎo) 線間的空隙被絕緣漆充填，使繞組與鐵芯形成一個整體。增強了繞組的耐潮性，提高繞組 的絕緣強度、散熱能力和機械強度。所以定子繞組的浸漆烘干是電機修理的一道十分重要的 工序，大致有以下幾個程序。
1.4.3.1 預(yù)烘：預(yù)烘的作用是驅(qū)除繞組中的潮氣，一般在烘箱內(nèi)進行，溫度控制在120 °左右，時間約4h~8h。每隔1h用500V搖表測一次繞組對地絕緣電阻。當(dāng)絕緣電阻值穩(wěn)定后 ，預(yù)烘才能結(jié)束。
1.4.3.2 浸漆：待定子鐵芯溫度降到60℃~70℃，即可浸漆，第一次浸漆時，漆的黏度 應(yīng)低一些，以使絕緣漆盡量滲入繞組內(nèi)部。第二次浸漆，黏度要高一些，以使繞組的表面能 形成一層較厚的漆膜，一般情況下，可采用澆漆的方法，要均勻地重復(fù)澆幾次。
1.4.3.3 烘干：烘干是為了將漆中的溶劑和水分揮發(fā)掉，使繞組表面形成較堅固的漆膜 。烘干過程最好分兩個過程。①低溫階段。溫度控制在70℃~80℃，約2h~4h；②高溫階段。 溫度在130℃左右，約8h~16h，以便形成堅固漆膜，此時應(yīng)每隔1h用500V搖表測一次繞組對 地的絕緣電阻，一直到最后3h，絕緣電阻值穩(wěn)定在5MΩ以上，繞組才算烘干完成。
1.4.4 定子繞組端部磨損的修理。交流電機的定子繞組在運行中受到方向交變的電磁力作用，因其相鄰繞組之間產(chǎn)生的電磁力 大小與流過的電流的平方成正比。故而電機在啟動、短路、堵轉(zhuǎn)的過程中，最大電磁力有時 會達到正常值的幾十倍。因此，端部澆漆固化的繞組端部結(jié)構(gòu)，容易造成絕緣磨損，這是 交流電機很普遍的故障，其原因是：①端部綁扎繩在熱固化后的熱收縮量不夠，因此在澆漆固化后起不到扎緊各相繞組 端部作用，使得繞組端部不能按照受力振動的方向?qū)⒗@組切實綁扎固定牢靠。因而，電機一 旦受到交變的切向力和軸向力作用時，受力點就加在繞組與端部綁扎的接觸處而引起振動位 移。這是加快該處絕緣磨損的主要原因之一；②下線時綁扎端部造成端部絕緣壓線損傷；③端部的澆漆固化工藝不能保證固化后綁繩的剛性；④槽內(nèi)間隙增大，線圈在槽內(nèi)產(chǎn)生振動，而致線圈在槽口處磨損。
1.4.5 定子繞組的局部修理。如果電機繞組某個或一部分線圈燒損，應(yīng)考慮采取局部檢 修。首先，需查出故障線圈的準(zhǔn)確故障點，并將電機繞組加熱至100℃~130℃，使繞組絕緣 軟化后趁熱拆除槽楔和故障線圈，在拆除舊線圈時注意不要損壞好的線圈。故障線圈拆除后 ，換上新線圈，之后打入槽楔和做浸漆烘干處理。
2 電機鐵芯故障檢修
2.1 電機鐵芯的作用
電機的鐵芯不僅是電磁能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，在電機中鐵芯還要承受機械振動與電磁力、熱 力的綜合作用。為了減少鐵芯中的渦流損耗，鐵芯沖片間需要有一定的絕緣電阻值。
2.2 鐵芯常見故障修理
2.2.1 鐵芯齒壓板的個別齒沿軸向朝外張開。這是由于鐵芯疊裝時沒有將齒壓板的齒部整平，鐵芯壓裝后，沖片出現(xiàn)波浪形，鐵芯齒 部存在翹起或者是在抽出轉(zhuǎn)子時碰到定子鐵芯而將齒壓板的個別齒撬起，修理時只要用銅棒 將個別朝外張開的齒敲平即可。
2.2.2 鐵芯局部燒壞。繞組發(fā)生相間短路或接地短路故障時產(chǎn)生的電弧，有時會把鐵芯局部燒壞。如果燒壞面 積不大，則可以不拆散鐵芯進行修理，先用銼刀、鑿子、砂輪等工具將鐵芯局部燒壞的地方 鏟平或修平，再用小刀將硅鋼片逐片剔開，在鐵芯表面涂一層自干絕緣漆，再將鐵芯壓緊即 可。如果燒壞面積很大，則應(yīng)該更換鐵芯或更換損壞的沖片。
2.2.3 鐵芯徑向松動。鐵芯徑向松動有以下兩種情況：①采用外壓裝鐵芯工藝的小型電動機，由于鐵芯外圓與機座內(nèi)孔的配合太松，或者鐵 芯與機座之間定位螺釘松動而引起。修理方法是將定位螺釘緊固，必要時可以在機座上另 加定位螺釘，也可以將鐵芯與機座焊死；②采用內(nèi)壓裝鐵芯工藝的大中型電機，是由于鐵芯 的徑向定位裝置開焊、松脫或者鐵芯與機座焊接處脫焊而引起的。修理方法是將定位裝置緊 固加裝防松螺釘或在脫焊處補焊。
3 鼠籠轉(zhuǎn)子的故障處理
斷條是鼠籠型異步電動機常見的故障，絕大多數(shù)是銅條和端環(huán)的焊接處脫焊，可將脫焊處清 理干凈用銀焊焊牢即可。
另外轉(zhuǎn)軸方面也經(jīng)常有一些缺陷。比如：轉(zhuǎn)軸彎曲；鍵槽磨損、軸承檔磨損等。這些根據(jù)不 同情況可以用焊把火烤調(diào)直，重新銑一個鍵槽、電鍍或噴涂的方法在軸承檔上鍍一層鉻等方 法解決。
4 結(jié)束語
實踐證明，嚴格按照以上的方法修理電機，壽命長、經(jīng)濟、省時、省力，再加上做好定期維 護工作，是能夠讓電機做到長周期運行的。
［參考文獻］
［1］ 電機工程編輯委員會.電動機修理手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社,1992.
［2］ 許實章.電機學(xué)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1991.
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