绕组短路
故障描述:电机绕组的绝缘损坏,导致相邻的导线之间直接接触,形成短路回路。短路可能发生在同一相绕组的不同线匝之间(匝间短路),也可能发生在不同相绕组之间(相间短路)。
产生原因:长期过载运行使绕组过热,加速绝缘老化;电机受潮使绝缘性能下降;制造工艺不良,如绕组绝缘包扎不紧、绝缘材料有缺陷等。
检查方法:可使用万用表或兆欧表测量绕组的电阻或绝缘电阻,若电阻值明显低于正常值,可判断为短路故障。
机械结构受损
轴承损坏:电机过热会使轴承内的润滑脂性能下降,变得稀薄甚至干涸,无法起到良好的润滑作用,从而加剧轴承的磨损。同时,高温还可能导致轴承的金属材料膨胀,使轴承与轴颈或轴承座之间的配合出现问题,严重时会造成轴承卡死、损坏,影响电机的正常运转。
转轴变形:过热会使转轴的金属材料发生热膨胀,如果温度过高且持续时间较长,转轴可能会出现性的变形。转轴变形会导致电机转子与定子之间的气隙不均匀,进一步增加电机运行时的振动和噪声,甚至可能使转子与定子发生摩擦,损坏电机。
端板和机座变形:电机的端板和机座在过热情况下也可能发生变形。这会影响电机的整体结构稳定性,使电机内部的零部件之间的相对位置发生变化,破坏电机的正常装配关系,进而影响电机的性能和可靠性。
其他潜在风险
引发火灾:电机过热是引发电气火灾的重要原因之一。当电机内部的温度过高时,周围的易燃物可能会被引燃,从而引发火灾,造成重大的财产损失和人员伤亡。
缩短电机使用寿命:上述各种由过热引起的问题,都会在不同程度上加速电机各部件的损坏,使电机的整体使用寿命大幅缩短,增加设备的维修和更换成本。
负载方面
过载运行:电机所承受的负载超过了其额定负载能力,长时间处于这种状态下,电机需要输出更大的功率来驱动负载,从而导致电流增大,根据焦耳定律Q=I 2 Rt,电流增大将使电机绕组产生过多的热量,引起电机过热。例如,在工业生产中,若电机驱动的设备出现卡滞或堵塞,就会使电机负载突然增大,导致过热。
负载机械故障:与电机连接的负载机械部分出现故障,如轴承损坏、齿轮磨损、传动带过紧等,会增加电机的负载转矩,使电机运行时需要消耗更多的能量,进而产生过多热量。比如,当负载设备的轴承损坏后,转动阻力增大,电机需要克服更大的阻力来带动负载,容易造成电机过热。