1、实例分析三相异步电动机电流不平衡原因水电保障中心 李谢民摘要：三相异步电动机重绕后出现三相电流不平衡现象，经原因分析和实验排查，发现是由于绕组内部引线接线质量问题引起的。关键词：绕组重绕，电流不平衡，原因分析，疑点分析，实验验证一台机床用三相异步电动机，型号为 AO2-90L2，功率 2.2KW，额定电流 4.65A，在完成绕组重绕大修后进行空载试机，试机转速正常，但出现三相电流不平衡现象，略有温升。针对此电机三相电流不平衡的现象，我根据现场复查情况进行了如下原因分析和实验验证。一、 可能造成电动机三相电流不平衡的原因1电源的影响。当三相电压不平衡度达 5时，电动机内会产生较大的逆序转矩，使某
2、相绕组电流增大，造成电动机三相电流分配不平衡。2.电机负载分配的影响。负载过重或不平衡会导致电动机三相电流不平衡。3.电机绝缘原因的影响。定子绕组出现匝间短路、局部接地、断路等，会引起绕组中某一相或其两相电流过大，使三相电流严重不平衡。4.操控机构发生电源缺相故障会导致电机三相电流的不平衡。5.电机自身原因，如绕组重绕后三相绕组匝数不相等、绕组出现短路或断路故障、内部接线错误、焊接不良等。二、对应原因分析进行检查验证1.用 MF47指针式万用表检测三相电源，AB 相 385V、AC 相 385V、BC 相 387V，三相电压平衡；检查主回路熔断器、接触器等操控机构接触良好，未发现缺相现象。2.
3、电动机试机为全压启动，空载运行，不存在负载不平衡情况；实测三相空载电流分别为 A相 5.4A、B 相 4.8A、C 相 3.1A，调整电源相序后测量值随调相而改变，电流不平衡现象明显。3. 电动机重绕绕组后尚未浸漆，用 500V兆欧表检测三相相间绝缘均大于 400M；三相对地绝缘都大于 300M；5 米引线为铜芯橡皮电缆，绝缘检测大于 100M,电机外观检查也无明显绝缘受损点，各项绝缘性能符合标准。4. 拆卸电机进行检查。电机槽数为 18槽，底部有 2个线槽在槽口部位的几片硅钢片存在放电闪络及变形痕迹，因已经过整形，不影响嵌线；此电机绕组形式为单层交叉链式，查看绕线记录正确；绕线嵌槽工艺、接线
4、方式正确；各接头均对接锡焊用套管保护，引线穿玻纤管套管后与漆包线接触，绕组绑扎工艺符合要求；整机机械传动完好，转速正常。电机每相分布 3个绕组，用 MF47指针式万用表检测三相绕组直流电阻相同均为 2.5；线圈外观查看未发现明显电闪络痕迹，初步判断三相绕组不存在匝间短路现象，三相绕组电阻平衡。三、疑点分析及实验验证1.经初步检查，未发现导致三相电流不平衡的直接因素，但试机证实故障确实存在。难道是由于原绕组在短路或不当的加温拆除操作过程中，已导致变形的铁心硅钢片晶体结构破坏、层间绝缘损坏，从而在新绕组中形成涡流造成的？当硅钢片损坏后，电机转动时因磁通发生变化在该部位内部产生一垂直于磁场的感应电流
5、,即我们常说的涡流, 涡流形成磁场变化后因其能量无处消耗,全部变成热量,因而电机虽然未加任何负荷却会很快的增加温升。但是此电机硅钢片只在 2个槽口部位有几片，损坏较少，在嵌线前经我们打磨整形并进行过局部浸漆处理，在嵌线时有意将此损伤线槽放置同一组绕组元件，而且试机 5分钟后测得外壳温度为 400C，如果涡流大温升会很快，由此判断涡流问题不是导致电流不平衡的主要原因。2.我决定进行电机磁场实验，进一步检查绕组。准备一个 3kVA以上三相调压器，高压输入接 380V，低压输出接电机三相绕组（见图 1），通入三相交流电缓慢升压，当电压升至 50V时，用 14#铁丝制作的试验用小转子沿着定子铁芯表面移
6、动，观察小转子转动情况，实验表明小转子未出现停转或反转现象，但在铁芯其中一个位置发现转速与其他区域相比较慢，这说明三相绕组产生了磁场畸变或旋转磁场不够完整。 三相接触式调压器L123ABC电 机自 制 转 子V一般情况下三相电流不平衡度超过 20时电流大的一相有可能存在短路故障，可之前的检查没有发现绕组有问题。重新用 QJ44型直流双臂电桥作进一步直流电阻测试，三相绕组直流电阻分别为 2.3652、2.3726、2.4575；直流电阻高值比低值大 0.0923，从另一个方面证明此相绕组存在问题。将该绕组 3个线圈元件之间的连接引线拆开发现，焊锡包裹的漆包线接头存在未清除干净的漆皮，焊接质量不好
7、导致该相序绕组直流电阻变大、三相电流量不同，从而对电机旋转磁场的完整性造成直接影响，形成温升（见下图）。 AWBUCV两 元 件 之 间 接 头 质 量 不 好1234567891023451678清理接头重新焊接后再次试机，三相电流实测为 3.2A、3.2A、3.0A，电机三相电流平衡。四、经验总结电动机不平衡电流故障形成原因很多，经过合理的分析由外到内可以少走弯路，节约故查找时间，在绕组重绕后接头时不光要注意接线的正确性，也要注意接头质量。在本例中，A 相绕组元件间接头用万用表检测时，由于电机绕组直流电阻较小，机械表的读表误差，从而导致了故障查找的方向误导。绕组大修时焊接时应将漆包线漆皮去除干净，连接缠绕匝数应符合要求，试机前除了绝缘检测外最好进行直流电阻检测和磁场检查，避免出现浸漆后返工现象。参考文献电机学中小微型电机修理手册2014 年 8 月 12 日
