异步电动机过热原因分析及故障处理

三相异步电动机是现代工厂最主要的电力拖动设备，电动机能否正常运行，直接影响工厂的生产。

三相异步电动机运行中过热是最常见的故障现象，也是造成电动机损坏的主要原因。

1用简易方法判断电动机是否过热首先，如何判断运行中的电动机是否过热呢？不同的绝缘等级，其最高允许温度也不同，见表1。

表1通常，电工在巡视和检查电动机运行情况时，习惯用手摸一摸电动机外壳，以判断电动机是否过热。

正常运行的电动机，其外壳温度不会过高，也就不会烫得烧手，可以说，如果手能稳定地一直摸下去，就可以认为这电动机的温度在允许范围内。

如果手一触到电动机外壳就急忙甩开，摸不下去，则电动机就是严重发热了。

另外，也可以在电动机外壳滴上几滴水，如果水滴慢慢蒸发冒热气，说明电动机没有过热；如果水滴立即蒸发冒气并发出“咝咝”声，就说电动机温升过高了。

如果手边有温度计，就可以将温度计插入电动机的吊环孔内，孔口用棉花或碎布密封，这样就可以比较准确地判断电动机是否过热了。

温度计测得的数值，一般比绕组最热点的温度低20度，根据测得的温度就可以推算最热点的温度了。

必须注意，即使电动机运行时未达到最高允许温度，但突然比平常温度高出许多，亦必须查明原因，排除故障。

2造成电动机过热的原因电动机在能量转换过程中总会产生损耗，最终损耗的能量全部转换成热量，引起电动机的发热。

可见，电动机温升的高低，取决于电动机发热量的多少及散热的快慢，亦即是电动机的损耗及散热条件。

电动机过热的原因是多方面的，也是较复杂的，但总的来说，不外乎电源、负载、电动机本身及散热条件这四方面的原因。

2．1电源方面电动机运行过程中，供电网络的电压波动是经常存在的，我们以Y160L-4三相异步电动机的实测数据为例，看电压波动对电动机各项指标的影响。

表2表2中，K L=P2/P N，K L=U2/U N由表2数据可知，当电压下降时，若负载亦随之减少，如表中K L= 0.7，则总损耗及定子电流都不会超过额定值。

但若负载不变，则随着电压的下降，电机的总损耗及定子电流亦随着增大，当K L=1,K U=0.9时，总损耗为额定时的111.5%，如果电压继续下降，如K U=0.85和0.8时，总损耗则急剧增加到额定时的129.2%和140.7%，这就肯定导致电机过热了。

电源电压过高，也是造成电机过热的原因，在表2中，当K U=1.05时，电动机的各项指标比额定状态时更好，可见电源电压稍高，对电动机的运行没什么不利影响。

但如果电压过高，则造成电动机空载电流过大而发热。

一般Y系列电动机，7.5kW以下，I O<0.6I N；7.5kW以上，I O<0.4I N。

而由U1≈E1=4.44f1W1Φm k w1可知，当频率f1，匝数W1，绕组系数k w1为恒定时，主磁通与电压U1成正比地增大，由于在设计制造时为了保证有较好的经济指标和性能指标，磁通密度都选择在磁化曲线的近饱和区段，因此电压过高时电动机的磁路就很饱和，导致激磁电流急剧增大，电动机发热亦相应增大。

另一个使人不太注意的可导致电动机过热的原因是电压不对称对异步电动机的影响。

以Y160M2-2电动机为例，实例数据见表3。

表3表3中，K acu=（U max-U min）/U cp*100%当电压不平衡时，电动机内部产生负序磁场，形成负的转矩，从电动机轴上吸收一部分机械功率，在电机内部消耗了。

又因负序磁场在转子上引起额外的铁耗、铜耗和杂散损耗，致使总损耗增加。

据实验，对Y系列电动机，当电压不平衡率大于3%时，产生的负序电流约为额定电流的15~21%，损耗增加约26%。

满载时若定子某一相的正、负序电流接近同相，则该相的合成电流约为（1.15~1.21）I N。

两相（断相）运行是电压不平衡的极端状态，也是三相异步电动机过热烧毁的主要原因之一。

处理方法，根据具体情况及时切换变压器的电压分接头，如电源电压偏离值太大，无法通过分接头来调节，则应与供电部门协商解决。

如果是电源线电压降过大而引起的，可更换截面较粗的电源线。

对于电压不平衡的，应合理调整单相负载，使三相电源实际对称。

建议用低压断路器代替一般的熔断器作为电机的短路保护，避免因一相熔断器熔断而引起的电动机缺相运行的过热。

2．2负载方面如果电动机在设备刚投产就出现过热现象，这往往是功率匹配不当，小马拉大车；或者是负载持续率选得不对，如用于特重工作行车的电动机，却选用对应FC=25%的功率，就会过载；S4工作制的机械选用同功率S3工作制的电动机，由于未考虑起动损耗，电动机也会过热。

如果设备一直运行正常，电动机也不过热，而近期才发生电动机过热现象，则可检查驱动设备是否调节不正确，润滑不当，传动机构过紧等。

轴承的损坏可导致机械卡住或增加阻力，使得电动机负载加重而过热，这在电动机的机械故障中占有较大的比例。

有些变速箱用稀油润滑，当进、出油量调节不当，或出油管被堵塞时，润滑油油面上升，没过齿轮，亦会使电动机负载加重而过热。

2．3电动机本身的原因导致电动机过热的还有其本身的原因，如绕组匝间短路或接地，转子偏心扫膛，绕组接线错误，Δ接法误接为Y接法或Y接法误接为Δ接法运行；并联支路中有一条支路断路，造成三相电流不平衡，损耗增大而过热。

当定子绕组某一相断开时，对于Y接法电动机，断相后电流增加1.5~2.3倍，对于Δ接法电动机，其中一相（下转第158页）异步电动机过热原因分析及故障处理周子参（桂林理工大学南宁分校广西南宁530001）【摘要】文章对三相异步电动机运行中的过热原因，从电源、负载、电机本身、环境与散热四个方面进行了分析，重点分析了电源方面对电动机过热的影响。

【关键词】电动机；运行过热；原因分析绝缘等级Y A E B F H最高允许温度（℃）90105120130155180项目K L=1K L=0.7K U=1 1.050.950.9K U=1 1.050.950.9总损耗（W）18161745190820251176116411981234效率η（%）89.289.5688.7288.1189.9290.0289.7689.48定子电流I1（A）29.5528.4930.3732.1821.8821.322.5823.43功率因数CosΦ0.8650.850.8780.8930.8110.7920.8290.845项目K L=1K L=0.7K acu=1%2%3%K acu=1%2%3%负序电流与额定电流之比I1-/I N0.06880.13670.20640.06880.013670.2064总损耗（w）210522272358175818441935效率η（%）87.6987.0786.4285.6685.0684.43（上接第142页）的电流最大可增加2~2.4倍。

另外，电机铁芯迭片间的绝缘老化，甚至变为导体，使涡流损耗增加，电机发热严重；笔者曾经观察过某钢铁厂一台铁芯迭片间绝缘老化的大型电动机，运行时铁芯表面温度达到95℃，而铁芯绝缘完好时的历史记录是65℃。

2．4环境温度及散热条件的影响环境温度过高或受到强烈的热辐射；风扇损坏，没装风扇或装反风扇；通风道堵塞；电动机的散热筋缺损太多；电动机内部或外壳尘垢太多，这些都可能导致电动机过热。

导致三相异步电动机异常发热的原因还很多，如频繁的起动或频繁的正反转，笼型转子断条，重绕后绕组浸渍不良，绕组匝数减少等等，这些都会威胁电动机的安全运行。

【参考文献】［1］季杏法.小型三相异步电动机技术手册[M].机械工业出版社,1994,7.［2］许实章.电机学[M].机械工业出版社,1988,1.［3］陈世坤.电机设计[M].机械工业出版社,2004,2．［责任编辑：王洪泽］●科●科随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的日益提高，人们对外出旅行的乘坐环境舒适度的要求越来越高。

空调列车在铁路客车快速度、大范围的应用，为铁路全面改善其服务质量、在激烈的运输市场中占据有利位置、提升其在国民经济中的地位发挥了重要作用，而空调列车的心脏就是发电车。

发电车是含有柴油发电机组和许多设备的复杂装置，其中柴油机组是高速运转的动力机，同时该机组为美国进口机型，其内部结构复杂，从表面看不见内部运转情况，一旦装置出现故障，往往是一种故障有多种表现象，而多种表现现象又不一定是一种故障所引起。

所以，对发电车及其柴油发电机组的故障判断过程，是一个对装置全面检查、理论结合实际的综合分析过程。

因此，这就需要工作者不但要有扎实的理论基础，还需要有丰富的实际工作经验，只有将二者做到有机结合、融会贯通，才能实现迅速准确判断、得心应用排除。

目前，我国25型空调列车使用的大功率发电车，按使用的柴油机不同分两种形式：MTU发电车、康明斯发电车。

本文以康明斯发电车为例。

机房装有柴油发电机组、上油箱、上油装置、冷却系统等，车底悬挂有下油箱、蓄电池等。

配电室系发电车操作中心，并能通过集控装置操纵空调车辆制冷机组开停，装有与三台机组一一对应的三个控制屏和本车屏，空调及充电控制柜，自动烟火报警装置等。

目前在大部分发电车上设置了集中冷却室，取代了早期的柴油机独立冷却装置，使发电机房更显宽敞。

在集中冷却室内，整体式冷却装置分为三个独立的冷却单元分别与机组对应，散热器中间安放轴流式冷却风扇。

冷却风扇采用双速电机，分为手动和自动两档控制。

发电车主要装置的组成及作用原理如下：1）柴油机：（1）柴油机由机体、曲柄连杆机构、配气系统、燃油系统、润滑系统、冷却系统、启动系统组成。

（2）柴油机的作用是驱动发电机的动力源，它是发电车的心脏。

（3）KTA19－G2型柴油机为直立六缸、四冲程、水冷、废气涡轮增压、空气中间冷却的柴油机。

2）1FC5（6）型同步发电机：目前我国大功率发电车大部分采用江苏无锡电机厂引进德国西门子公司生产制造技术制造的1FC5356-4TA42-Z和1FC6356-4LA45两种型式的三相交流无刷同步发电机。

（1）发电机的作用是将柴油机的机械能转化电能，并以稳定的三相工频交流电源输出，供空调旅客列车使用。

（2）发电机主要由主整流系统、励磁系统和机体组成。

3）燃油系统：（1）组成：上下油箱，交流、手动〔或直流〕抽油泵，过滤器、管等。

（2）流程：下油箱→过滤器→抽油泵→上油箱→过滤器→柴油机燃烧，过剩的燃油回至下油箱。

4）冷却系统：（1）组成：膨胀水箱、散热器、补水泵、管路等。

（2）流程：大循环：水泵出水分两路，一路去机油冷却器→缸体水套→缸盖水道；另一路去空气中间冷却器，两路一同到节温器（开）→散热器→水泵进水口。

小循环：到节温器前同大循环，节温器（关）→水泵进水口。

5）启动系统：（1）组成：启动系统主要由蓄电池组、起动电源控制系统、启动马达等组成。

（2）作用：蓄电池起贮存电能并为启动电机提供电源。