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電機(jī)故障部位排查中,轉(zhuǎn)子過熱多數(shù)人優(yōu)先排查轉(zhuǎn)子鑄鋁缺陷、機(jī)械摩擦、氣隙偏心等常規(guī)問題,極易忽略定子繞組異常發(fā)熱誘發(fā)轉(zhuǎn)子二次過熱的隱性故障。該類故障的轉(zhuǎn)子本體不存存在質(zhì)量,旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)件配合無缺陷,純屬定子側(cè)電氣異常、磁場(chǎng)畸變引發(fā),屬于“定子源、轉(zhuǎn)子顯”的連鎖故障。
定子繞組是電機(jī)主要發(fā)熱源之一,當(dāng)繞組出現(xiàn)故障、損耗異常增大時(shí),會(huì)通過兩種方式引發(fā)轉(zhuǎn)子過熱。一是熱傳導(dǎo)與熱輻射升溫,定子繞組過熱后,熱量通過鐵芯氣隙、空氣介質(zhì)持續(xù)輻射、傳導(dǎo)至轉(zhuǎn)子,造成轉(zhuǎn)子整體溫升同步抬升;二是電磁畸變附加損耗升溫,定子繞組匝間短路、三相不對(duì)稱、接地不良等故障,會(huì)導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)畸變、諧波含量激增,轉(zhuǎn)子切割畸變磁場(chǎng)后產(chǎn)生大量附加渦流與感應(yīng)損耗,最終引發(fā)轉(zhuǎn)子全域過熱。
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定子繞組發(fā)熱致轉(zhuǎn)子過熱的典型表象特征,可能會(huì)有以下情況:(1)轉(zhuǎn)子通體均勻過熱,無局部定點(diǎn)高溫,這是最典型的辨識(shí)特征。區(qū)別于機(jī)械摩擦的定點(diǎn)過熱、轉(zhuǎn)子斷條的無序局部過熱,定子繞組故障引發(fā)的轉(zhuǎn)子過熱為整體全域溫升,轉(zhuǎn)子圓周、端面溫度無突變,無固定高溫點(diǎn),拆解后轉(zhuǎn)子表面無任何磨痕、蹭損、燒蝕斑點(diǎn),轉(zhuǎn)子本體結(jié)構(gòu)完好。(2)定子局部溫度偏高,若埋設(shè)繞組測(cè)溫元件,可檢測(cè)到某一測(cè)點(diǎn)異常高,呈現(xiàn)明顯的溫升聯(lián)動(dòng)特征。繞組溫度率先異常升高后,轉(zhuǎn)子損耗和溫度也將隨著攀升。(3)電氣參數(shù)異常,無機(jī)械故障特征:運(yùn)行中無固定異響、無單側(cè)振動(dòng)偏大、抽芯后檢測(cè)不到掃膛摩擦痕跡。顯著特征為:三相電流不平衡、空載電流偏大;輕微匝間短路時(shí)電機(jī)無明顯故障報(bào)警,但整機(jī)溫升持續(xù)超標(biāo)。(4) 負(fù)載工況敏感度極高:空載運(yùn)行時(shí),定子繞組損耗較小;一旦帶載運(yùn)行,繞組負(fù)載電流增大、損耗激增,磁場(chǎng)畸變加劇,感應(yīng)轉(zhuǎn)子損耗激增過熱;(5)與電機(jī)過載造成的轉(zhuǎn)子表觀特征相同,但明顯有過載能力不足的跡象。
常見定子繞組故障觸發(fā)轉(zhuǎn)子過熱的內(nèi)在機(jī)理:(1) 定子匝間輕微短路:電機(jī)可正常啟動(dòng)運(yùn)行,無跳閘、無明顯異響,但繞組局部損耗劇增,磁場(chǎng)分布不均,長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電機(jī)局部高溫、絕緣加速老化。(2)三相繞組阻抗不對(duì)稱、接線錯(cuò)誤:導(dǎo)致定子磁場(chǎng)存在負(fù)序分量,產(chǎn)生逆向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),增加與反向轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的電流分量,附加損耗大幅增加,機(jī)電轉(zhuǎn)換效率下降,伴隨輕微電流波動(dòng)。(3) 隨著繞組絕緣老化,漏電流增大,磁場(chǎng)畸變漸趨嚴(yán)重,電機(jī)測(cè)溫裝置回饋的個(gè)別測(cè)點(diǎn)溫度呈緩慢持續(xù)上升的趨勢(shì)。
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