交流电机过热是一种常见的故障现象,会导致绝缘老化、效率下降,甚至烧毁。 原因有很多,通常可以分为几类:电气原因、机械原因、环境和通风原因,以及选择和应用原因。
1、电气原因
这是电机过热最常见的原因。
电压异常:
高电压:导致铁芯磁通饱和、铁损急剧增加、铁芯过热。
与此同时,励磁电流增大,导致绕组过热。
低电压:当负载功率保持不变时,电压下降会导致电流成比例增加(I=P/U * cos φ),从而导致铜损增加和绕组过热。
电压不平衡(三相电机):即使是很小的三相电压不平衡也会导致负序电流增加,产生额外的旋转磁场和损耗,使电机产生额外的热量,其影响远超想象。
电流过大:
过载操作:这是最常见的原因。
负载的机械功率超过电机的额定功率,导致电流超过额定值,铜损增加,以及过热。
绕线问题:
匝间短路:绕组内部绝缘层损坏,导致线圈局部短路并产生环流,从而造成局部严重发热。
相间短路或接地短路:严重的绝缘故障,会导致电流急剧增加并迅速烧毁。
绕组连接错误:例如将星形绕组连接到三角形绕组,或将三角形绕组连接到星形绕组,导致电流和磁通量异常。
低功率因数:高无功电流会增加总电流,导致电路和绕组损耗增加。
2、机械原因
轴承问题:
轴承缺油、润滑脂老化或过量、轴承损坏(磨损、点蚀)都会导致摩擦阻力增加,使轴承产生热量并将其传递到外壳,同时也会增加电机的机械负荷。
转子与定子之间的摩擦力:
俗称“清扫密室”。
由于轴承磨损、轴弯曲或装配不当,转子和定子铁芯相互摩擦,产生大量热量和噪音。
负载机械故障:
被拖拽的设备(如泵、风扇、压缩机)出现卡滞、不对中、齿轮箱损坏等问题,导致电机负载异常增加。
安装问题:
电机安装基础不平整、皮带过紧、联轴器错位等都会导致额外的机械应力。
3、环境和通风原因
电机散热依赖于良好的冷却系统。
通风不良:
风扇损坏、进气口或出气口堵塞、风道被灰尘和碎屑覆盖(特别是对于防护等级较高的封闭式电机)。
对于自冷却电机,长时间低速运转会导致风扇气流不足。
环境温度高:
电机安装在高温环境(如锅炉房或阳光直射处)中,散热困难,自然会导致温度过高。
潮湿或污染的环境:
湿气或导电粉尘附着在绕组表面,降低绝缘性能,并可能导致局部放电或漏电流增加,从而产生热量。
4、选择和申请理由
电机选择不当:
功率、扭矩或转速的选择太小,电机长时间在过载或接近过载的条件下运行。
负载类型与电机的特性不匹配(例如,使用普通电机频繁或重载启动)。
工作时间不匹配:
对于频繁启动、制动或周期性负载,请使用连续运转电机。
启动电流通常是额定电流的 5-7 倍,频繁的启动和停止会产生大量的热量积累。
控制方法不当:
使用变频器驱动时,如果载波频率设置过高,低频运行时散热不足,或者没有进行适当的参数补偿(例如低频电压补偿不当)。
建议的故障排除步骤
当发现电机过热时,可以按照以下步骤进行故障排除:
断电触摸判断:先关闭电源,用手触摸(注意安全),感受整体发热是否均匀,还是局部(如轴承端)发热。
检查负载:测量工作电流是否超过额定电流,并确定是否过载。
检查电源:使用万用表或电能质量分析仪测量三相电压是否平衡且接近额定值。
检查机械部分:手动旋转转子,检查其灵活性和无异常噪音;
检查轴承、皮带和联轴器。
检查通风和环境:清除风管和外壳中的灰尘;
确保环境温度正常。
电气测试:使用兆欧表测量绝缘电阻,并使用电桥测量三相绕组的直流电阻是否平衡,以确定内部绕组是否存在任何问题。
综合分析:根据电机型号、负载特性和运行记录,确定是否存在选型或应用不当的问题。
简而言之,电机过热是一个系统性问题,需要从电源、电机本身、负载机械和使用环境等多个方面进行综合分析。




