空气压缩机电动机故障的原因主要有哪些

核心提示空压机电机部分的具体故障及检测应对措施如下:空压机电绕组局部烧毁的原因及对策1、由于电机本身密封不良,加之环境影响,跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路

空压机电机部分的具体故障及检测应对措施如下:

空压机电绕组局部烧毁的原因及对策

1、由于电机本身密封不良,加之环境影响,跑冒滴漏,使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体,电机绕组绝缘受到浸蚀,最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象,从而导致电机绕组局部烧坏。

相应对策:①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象;②检修吋注意做好电机每个部位的密封,例如在各法兰涂少量704密封胶,在螺栓上凃抹油脂,必要时在接线盒等处加装防滴溅盒。如电机暴露,在易侵入液体和污物的地方应做保护罩;③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期,严重时要及时进行中修。

2、由于轴承损坏,轴弯曲等原因致使定、转子磨擦(俗称扫膛)引起铁心温度急剧上升,烧毁槽绝缘、匝间绝缘,从而造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。

轴承损坏一般由下列原因造成:①承装配不当,如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损,导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小,出现跑内圈现象。装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁,特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升,只要轴承完好,允许间断性跑外圈现象存在。②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净,运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。③轴承重新更换加工,电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加,温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够,致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升髙直至烧毁。⑤由于电机本体运行温升过高,且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。⑤由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。⑦轴承本身存在制造质量问题,例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。⑧备机长期不运行,油脂变质,轴承生锈而又未进行中修。

相应对策:①卸装轴承吋,一般要对轴承加热至80℃100℃,如采用轴承加热器, 变压器油煮等,只有这样,才能保证轴承的装配质量。②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗,轴承腔内不能留有任何杂质,填加油脂时必须保证洁浄。③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中,不得错位。⑤电机外壳洁净见本色,通风必须有保证,冷却装置不能有积垢,风叶要保持完好。⑤禁止多种润滑油脂混用。⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。 ⑧对于长期不用的电机,使用前必须进行必要的解体检查,更新轴承油脂。

3、由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦,导致绕组局部烧坏。

相应对策:空气压缩机电机在更新绕组时,必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组,电机转子抽芯时必须将转子抬起,杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的壳好性进行认真仔细的检查确诊。

4、由于长时间过载或过热运行,绕组绝缘老化加速,绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。

相应对策:①尽量避免电机过载运行。②保证电机洁净并通风散热良好。③避免电机频繁启动,必要吋需对电机转子做动平衡试验。

5、电机绕组绝缘受机械振动(如启动时大电流冲击,所拖动设备振动,电机转子不平衡等)作用,使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象,破坏效应不断积累,热胀冷缩使绕组受到摩擦,从而加速绝缘老化,最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。

相应对策:①尽可能避免频繁启动,特别是高压电机。②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。

附:电机绕组重新下线绕制的方法

(1)确定电机故障后,将绕组全部拆下,拆前要记下导线的线径和原来的匝数。

(2)把绕组拆下并把定子槽内的原绝缘层刮干浄,再重新垫入绝缘材料。一般定子绝缘用120克牛皮纸和塑料薄膜。

(3)按原来绕组的匝数重新绕制绕组,并测量其阻值。

(4)将各绕组按原绕组的方向嵌入原槽内,防止导线交叉。

(5)将绕组用棉绳扎紧,装入转子,通电测试,起动正常后把电机放入温度为100℃的干燥箱内烘干,4至6小吋即可使用。

6、三相异步电机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因及对策。

如果出现电机一相或两相绕组烧坏(或过热),一般都是因为缺相运行所致。

当电机不论何种原因缺相后,电机虽然尚能继续运行,但转速下降,滑差变大,其中B、C两相变为串联关系后与A相并联,在负荷不变的情况下,A相电流过大,长时间运行,该相绕组必然过热而烧毁。

如果停止的电机缺一相电源合闸时,一般只会发生嗡嗡声而不能启动,这是因为电机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场,但当缺一相电源后,定子铁心中产生的是单相脉动磁场,它不能使电机产生启动转矩。因此,电源缺相时电机不能启动。但在运行中,电机气隙中产生的是三相谐波成分较髙的椭圆形旋转磁场,所以,正在运行中的电动机缺相后仍能运转,只是磁场发生畸变,有害电流成分急剧增大,最终导致绕组烧坏。

相应对策:无论电机是在静态还是动态,缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。与此同吋,由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时,缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流,其绕组烧坏的速度比 运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时,必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、 静动触点的可靠性,杜绝缺相运行。

怎样解决高压鼓风机电机过载的问题

摘 要文中详细分析了在修复高压电机主轴断裂时,遇到焊接扭曲变形方面的问题,并对此提出了改进措施和建议。本文建议使用销孔定位更换轴头保护焊接的方法,来有效解决上述问题。

关键词高压电机;主轴断裂;销孔定位;修复

前言:当前,随着工业化和科技的进步发展,大功率高压电机被广泛应用到生产实践当中,大大提高了社会生产效率。而其在运转过程中,经常会遇到传动轴断裂的重大事故,给企业正常生产活动带来了巨大危害。一般而言,更换大型电机传动轴是一项十分艰巨而繁琐的工作,订购新轴又需花费相当长的周期,因此在传动轴发生故障时,主要考虑通过修复来恢复生产活动。采取何种方法有效修复传动轴,最大程度降低生产活动受机械故障影响程度,是机械维修面临的一个重点科目。本文以河南某化工厂大功率电机修复为例子,介绍了销孔定位保护焊接更换轴头加工的方法,通过使用该种方法,能够有效解决高压机电主轴断裂修复难题,具有较强的推广价值和实用性。

1 问题及分析

11 故障情况介绍

2009年,位于某省内化工厂的一台隔爆型三相异步电动机( 型号为YB290M2-3、功率为650 kW、电压为5500 V、转速2950 r /min),在一次生产活动中出现了重大故障,电机出现了明显震动以及温度剧烈上升的情况。现场操作人员及时关机排除故障,但没有找出症结所在,后经组织专家会诊认定为电机转子在动平衡上出现异常情况。

111 拆解转子时,再拆卸下转子的冷却风机叶轮和传动轴轴承之后发现,电机气封部位存在十分明显的烧痕。

112 卸下传动轴的轴承后,可以清楚的看到距轴承不远处的轴肩处有条极细的裂痕,用检测工具探测后得知,该裂痕深度达2公分,在轻微敲打轴头后,轴头彻底断落。

12 故障原因分析

据技术人员介绍,该电机过去由于轴承跑内圆,轴承损耗十分严重,电机的轴承位被堆焊后机加工修复过。过去没有执行严格的堆焊修复规范和制度,因此在修复过程中留下了严重的焊接脆裂隐患,最终导致了本次故障的发生。

2 修复措施

根据工厂现有设备条件,一方面仓库没有预备的电机配件,也无法在短期内采购新的电机转子,厂内目前只有一台正常运转的风机,因此,必须尽快修复已发生故障的电机。

21 采用方法

要有效避免焊接变形发生,联轴器一侧采用留有较大加工余量的替代材料。可使用材料性能接近的棒料作为替代材料,通过焊接、热处理和时效处理后,再通过机械加工消除因焊接变形而产生的变性影响,以确保对修复轴的最终精度要求。

22 选用材料

选用与主材成分相近的修补材料40Cr 棒料。经过化验,该电机的主轴材料为40Cr。

23 工艺要求

根据设备操作规范说明,该电动机转子的径向跳动应在≤004毫米时,属于正常工作状态。经检测发现轴承在断裂过程中,已出现轻微变形。所以在焊接修复时,既要纠正因断裂引起的变形,又要尽量减小焊接、热处理过程中产生的变形,还要保证焊缝的修复质量。

3 修复工艺

31 焊接工艺

为方便轴承的对接焊接工作,一般是先将铁心处端口处磨平,再在该处机械加工出以轴为中心的Φ40 mm × 110 mm 的定位孔,在加工出直径五毫米的透气孔。在定位孔外侧加工出10°~ 15°的焊接坡口,坡口处过度圆角,半径为R5,倒角为1. 5 × 45°,增加一套新的定位装置( 其中包括四爪卡盘、中心架等) ,这是一个关键的工序,而且较为繁琐。要由机械工人和技术人员一块采用多种调整方法,尽量达到工件在修复完工后,径向跳动量在合格范围内。

其次,选一段Φ140 mm × 420 mm 的Cr40 棒料,对40Cr 棒料进行初加工,并将棒料的焊接端加工出10° ~ 15°的焊接坡口,坡口处的过度圆角,半径为R5,倒角为1. 5 × 45°。然后把初加工的轴头与待修复的电机转子上的定位孔进行对接。为保证两工件的对接严实可靠,要先对转子上的孔用氧气乙炔火焰进行预加热至200 ℃左右。对接后保证其焊缝底部要留出6 mm的间隙,以保证焊接底部焊缝的密实度。

在进行焊接对接之前,要重视前期准备工作。首先要对转子进行探伤检测,因此要在转子上加工出一个细孔,同时保证焊接部位没有脆性裂痕存在。一旦存在裂痕,必须做好清理工作,以提高修复工作的质量和效果。开始焊接之前,首先在焊接部位两侧用火焰加热到200摄氏度,同时保证焊接过程最低温度不低于160摄氏度,但最高不得超过200 摄氏度。使用手工电弧焊焊接方法,对所使用的Φ25 mm 和Φ32 mm 的857 焊条进行100 ℃ × 1 h 烘干处理,烘干后迅速将焊条放入保温桶内,随用随取。

在进行对接焊接工作时,要特别注意如下几方面:事先用焊接60至75安的电流用直径25 mm 的焊条在坡口堆焊。等到预热温度将低到200摄氏度以下时,再用电流为80安,直径为31毫米的焊条进行填充和焊接。焊接工作要求进行整个焊接时,要求两台焊机,两人在对面同时进行。这样可以尽量缩小焊接件在焊接过程中的塑性变形。并采用多层、多道、短焊段的施焊方法,每次焊缝高度增加15 mm时停焊。然后立即对焊接区进行适当锤击,以减小焊接应力对工件的变形影响。要做到依次焊接,直至焊接工作完成。焊好后要求焊缝与母材圆滑过度,焊缝必须高出母材2 mm 以上。当焊缝冷至150℃以下时,立即对焊缝及其热影响区用氧气乙炔火焰进行加热至400 ℃,并保温至少1 h 的热处理。焊缝两侧的加热宽度每侧不得低于50 mm 保温,用石棉进行保温。保温结束后,对焊缝和热影响区进行着色探伤。检验不得有裂纹存在。如发现没有裂纹,选用碳弧气刨沿裂纹处开U 形坡口,再采用以上方法对其进行补焊及保温处理。若无裂纹等缺陷发生,在常温下放置3 ~ 4 天时间。待到焊接内应力彻底消除后,再按图纸要求,对其进行最终机械加工。

32 机械加工

加工时首先用四爪卡盘和中心架对转子进行找正,其在铁芯处径外的跳动量要≤0. 03 mm,然后对轴承位进行精加工,将中心架移至新加工完成的轴承位处,并找正至轴的径向跳动小于0. 025 mm 时,对轴端加工中心孔。中心孔加工完成后,用尾座顶尖顶牢,再进行找正。然后按要求完成对轴的修复部位的最终机械加工。

33 动平衡校验

电机转子动平衡校验是保证电机稳定运行的重要措施。

4 使用效果

该电机2010 年元月修复投运后已经正常使用至今运行状态优良,通过测量,测得电机输出端: 垂直振动值18 mm/s,水平振动值21 mm/s,各项运行指标正常。

结束语

通过对这台功率630 kW,型号YB560M1 - 2 的隔爆型三相异步电动机转子的紧急修复,使价值数十万元的一台报废设备恢复到了完好设备状态,为企业节约了资金; 为企业恢复生产赢得了时间,减少了企业的经济损失。

参考文献

[1]侯秋胜,高压设备基础:,中国电力出版社,200908

[2]张芸,高压电机维修,清华大学出版社,200808

高压电机在使用中出电刷火花和集电环间跳弧现象,请分析故障原因,并说出解决方法。

随着高压鼓风机的广泛应用, 高压鼓风机无论是从技术和材料上都得到了很大的提升。如台湾晟风高压鼓风机采用先进装配线及检测工具,采用全新模具、铝制材质,使用零件达到最高要求,采用低噪音马达加一体式的消音设备,噪音低至53DB!高压力,高功率,高可靠性,低维护,长寿命。

如果选定的风机叶轮直径较原有 高压鼓风机的叶轮直径偏大很多时,为了利用原有电动机轴、轴承及支座等,必须对电动机启动时间、高压鼓风机原有部件的强度及轴的临界转速等进行核算;异物吸入高压鼓风机内,致使电机过载而烧坏电机绕组。检查高压鼓风机的前端部采取措施处理异物,使之转动灵活。高压鼓风机长期处于高压力区运行,导致电机轴功率增大,电机电流超过额定值;电机温升超过额定温升或者是吸入粉尘或异物等,可能会导致电机的过载运行。可以从以下方面进行处理:

1、当高压鼓风机长期处于高压力区运行时,应适当地卸压。

2、异物吸入高压鼓风机内,致使电机过载而烧坏电机绕组。检查高压鼓风机的前端部采取措施处理异物,使之转动灵活。

3、电源电压过高或过低,电机长期严重受潮或有腐蚀性气体侵蚀,绝缘电阻下降。(本栏编辑:电商专员)

6KV电动机有那些保护

跳弧一般有几种情况:

1、碳刷磨损,压紧度不够,可更换碳刷或调紧压簧解决

2、集电环磨损或轴承磨损使转动偏心,碳刷接触不良

3、碳刷配比不好,造成导电率差,这个在选择时要把握,太硬的导电率差,但耐磨,含碳高就软导电率好,但不耐磨。

我们生产电机如果大电流的会使用铜环配合适配比的碳刷。还要注意及时清理周围磨出的粉末,以免造成对外拉弧。

高压电动机保护 (1)概述 电动机继电保护,应该能反内部故障及不正常运行状态。电动机内部常见的故障是: 1定子绕组的相间短路; 2定子绕组的单相接地; 3定子绕组匝间短路 电动机相间短路会引起严重的损坏,并使供电网络电压降低,影响其他用户的正常工作,所以电动机相间短路保护是必不可少的。 6—10KV电动机的供电系统中性点是不扫地的,所以定子绕组单相接地的危险性较小,只有接地电流在10A以上时,短路电流对其铁芯有危险时,才装设单相接地保护。保护是利用零序电流互感器,无时限地作用于跳闸。 定子绕组单相匝间短路保护,因为现在还没有一种简单的保护方式,所以都不装设。 电动机常见的不正常运行状态是: 1过负荷; 2电压短时消失或短路时电压降低; 3同步电动机的异步状态。 电动机长期过负荷是危险的,可能使设备遭到损坏,因此凡有可能过负荷的电动机都装设过负荷保护,过负荷保护可作用于信号,减去所带动的机械负荷或作用于跳闸。 电压短时消失或电网内短路引起电压降低时,为了保证重要负载的电动机自走动,在其余不重要的电动机上,或者当电压居恢复时按照安全技术条件及工艺过程的特点,不容许自超支的电动机上都要装设低电压保护。低电压保护动作于跳闸。 同步电动机的力矩M与电网电压U,同步电动的电热Ed,U与Ed间的相角差&有关。在不考虑定子及转子内的损失,力矩M为 M=K(EdUsin&/Xd+U2(Xd-Xq)sin2&/2XdXq) 式中Xd及Xq----电动机的纵轴及横轴电抗。 从上式可知,当电网电压U降低时,力矩M减小。大卡励磁电流减小,电动机电势Ed降低,力矩M也减小。如果力矩M小于机械的制动力矩时,同步电动机工作稳定性便被破坏,电动机失去同步。实践证明,若电网电压U中断时间05s,在额定负荷下工作的同步电动机就会失去同步。 若在电网电压和电动机劢磁电流不变的情况下,增加电动机的机械负载,则电动机会通过拉加电压U与电势Ed间的相角差&来达到电动机工作的稳定。但当&大于90度后,&的增加反而使sin&减小,故力矩M降低,这时电动机的工作稳定性就被坏,电动机也失去同步。由此可见,过负荷也会使同步电动机失去同步。 在失去同步时,电动机的转数减小,并过渡到异步状态。此时在起动线圈与转子回路内出现电流产生了附加的异步力矩在此力矩的影响下,同步电动机可能停留在某一转差上工作。在电动机的异步力矩上迭加了由转子劢磁电流引起的交流力矩。因此,电动机的合成力矩是交变的,这样便引起转子转速与电动机定子电流的振荡。随之发生电动机怪叫,电流表到顶,地面振动等现象,严惩的还会引起机械共振和电气共振。这些使电动机发热和受到疲劳的损伤,多次失步振荡 和积累,可逐步发展到使电动机损坏。 同步电动机若失去劢磁按异步电动机运行,此时虽然电动机无怪叫声,转速变为异步转速,出力减少些,还可运行,但当负荷电流大于04—05倍额定电流且较长时间运行也会使电动机烧坏(这类烧坏的电动机还占很大的比例)。 因此同步电动机在异步状态时需要装设失步保护。失步保护应使电动机实现再同步或将其断开(再同步是从失步的电动上取消劢磁,经过一定时间后再加上劢磁,使电动机重新拉入同步)。 从上分析,电动机的保护有五种:相间短路保护,过负荷保护,失压保护,单相接地保护和失步保护。其中相间短路保护是必不可少的,其他保护按电动的容量重要性及条件情况取舍。失步保护只适用于同步电动机,其他四种保护既适用于同步电动机,又适用于异步电动机。 (2)电动机的相间短路保护 电动机的相间短路保护,可以用DL型继电器或GL型继电器构成两相不完全星形接线方式的电流速断保护,也可以采用差动保护对于电动机功率小于2000KW,通常用电流速断保护作为电动机的相间短路保护;如果电动机的功率大于2000KW及以上时,则通常采用差动保护作为电动机的相间短路保护。 电流速断保护的结线方式与电力线路或电力变压器的电流速断保护相同。电动机的差动保护也采用BCH—2型继电器。电流互感器装于电动机绕组的起末端出线上。选用相同变比,相同型号,同一个厂家生产的电流互感哭,可以接成两相不完全星形或三相星形。这里不存在星角变换的问题,因此两组电流互感器的接线方式是相同的。 差动保护也可以不用BCH—2型差动继电器,而使用DL—11型电流继电器。但当用DL—11型电流继电器时,可能躲不过电动机起动时的非周期分量电流而引起误动作,这时可以用时间继电器代替中间继电哭,以便使差协保护带有01—02s的时限。 1)电流速断保护动作电流整定 IDZ=KkKJXIqd/nL (9--29) 式中 IDZ电流速断保护的动作电流; Kk可靠系数,取15; KJX电流互感器接线系数,星接为1,角形接线为根号3; nL电流互感器额定变比; Iqd电动机超支电流周期性分量的最大什,约为满载电流的3—7倍。 2)差动保护动作电流的整定 电动机差动保护动作电流,主要考虑二次回路断线时不致引起误动作即 IDZ=KkIe (9--30) 动作电流IDZ要大于电动机的满载电流(Ie),因此,可靠系数取13。如采用DL—11继电器时,可靠系数应采取15—2。 由于电动差动粗保护所使用的两组电流互感器摘录才变比都是相同的,因此可以不用平衡线圈,即取匝数为“0”—“0”。 对于普通电动机,如出现误动作跳闸不致引起生产的破坏或人身危险,则差动保护动作电流整定可不考虑避开差动回路断线,这时可按下式计算动作电流; IDZ=(05—1)Ie (9—31) BCH—2的差动线圈匝数可根据动作电流算出: WCD=60/IDZ (9—32) 根据式(9—32)算出的值如不是整数,则取最接近的较小的整数匝数。式中的60参见式(9—25)。 差动保护灵敏系数校验与电流速断保护相同。 (3)电动机的过负荷保护 电动机的过负荷保护可以采用定时限保护,也可以采用反时限保护。 动作电流整定计算可按下式决定 IDZ=KKKFKJXIe/nL (9—33) 式中 KK----可靠系数。如动作于跳闸应取12;动作于信号则应取105; KF----继电器返回系数,取085; KJX ----结线系数; nL----电流互感器额定变比。 过负荷保护的动作时间应大于电动机的起动时间,一般取10—16s。如用GL型继电器,则可取2倍动作电流时的时间12—16s。 (4)电动机的失压保护 当电压互感器一次侧隔离开关拉开时,低电压保护即退出工作,防止误动作。当电压互感器二次侧熔断器熔断时,如果低电压继电器3YJ所接的分路熔断器没有熔断,则由于1ZJ起动,断开1SJ和2SJ的电源,从而防止保护误动作。 (5)电动机的单相接地保护 电缆头接地线应穿过零序互感器之后再接地,以防其他设备发生单相接地时,沿铅皮流过故障电流而误动作。继电器的一次动作电流可取10A,动作时间为零S (6)在电流继电器1和时间继电器3之间串入一个中间继电器2,此继电器常开触目瞬时首例,延时打开。以便当电动机定子绕组内出现较大的脉动电流时(由于失步引起的),电流继电器起动,中间继电器动作后,不会因脉动支流处于低谷时而使中间继电器触点立即返回,这样时间 继电器也就不会在脉动电流的两个峰值之间返回,以保证按原整定时间继续动作。 (7)同步电动机失步后的自动再同步 有的同步电动机采取自动再同步装置,即当电动机由于某种原因失去同步时,由再同步装置把电动机转换成异步工作状态。当引起失步原因消失后,这种装置又能把电动机再拉入同步运行。这种办法只有在生产工艺允许短时运行时方可采用。

 
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