（舞阳钢铁有限责任公司 河南平顶山 462500）
摘要：变频电机目前在冶金行业特别是轧钢领域得到了极为广泛与普遍的使用。本文针对变频用辊道电机绕组烧毁、铁芯扫膛、转子断轴、转轴窜动方面故障进行分析，并采取了相对应措施。
关键词：变频电机；故障分析；应对措施；
随着自动化的不断发展，变频电机技术也日趋完善和成熟，应用范围越来越广。舞阳钢铁有限责任公司辊道用变频调速三相异步电动机，近几年来频繁出现故障，现将出现的故障现象及原因对策介绍如下：
1、电机电气方面故障
检修人员发现电机电气故障原因多为绝缘类故障，如绕组接地、匝间短路、局部放电等，通过解体故障电机发现主要原因有以下几个方面：
1.1电机内腔进水或异物
检查发现电机接线盒出密封不够严密，由于轧钢现场氧化铁粉及高压除磷水雾弥漫极易通过接线盒进入电机内腔，造成电机绝缘性能下降，导致绕组接地或线圈侵蚀。
图1为电机接线端子密封情况 图2为水渍侵蚀情况
1.2绝缘类故障
变频电机内部绝缘系统遭到破坏多为局放、介质发热等多个因素共同影响。当变频电机中的场强超过绝缘临界值后介质损耗迅速增加。局放量随频率上升而增大并产生巨大热量，导致设备内产生漏电电流，从而变频电机温度急剧上升，加速绝缘材料老化且绝缘性能骤减。而且变频电机利用变频器频繁快速的起、制动，一旦机械与电气整体性设计稍有不足。变频电机也会在循环交变应力环境中更快老化，最终造成匝间短路。
1.3电机绕组端部处理不当
辊道用变频调速电动机绕组端部为散圆铜线，虽经过绝缘漆浸渍固化为一体，但长时间的振动造成从端部上方散开的线匝被转子铁芯两端铝散热片磨断，向下方散开的线匝会碰壳击断或浸在进入电机的水中接地及腐蚀。
2、电机机械方面故障
2.1电机振动问题
受到环境及安装技术等相关因素的限制影响，在我们单位变频电机的运行过程当中，轴承振动问题表现异常突出，曾导致多台次辊道电机出现轴承磨损超标、电机定子铁芯扫膛绕组过热烧毁。
（1）对轴承坏掉的变频辊道电机解体发现轴承表面有明显灼点，在PWM变频器驱动系统作用之下，电机轴承损坏问题有所加重，加速了轴承部件的磨损速度，引起电机振动变大，极易造成转子扫膛。
（2）振动过大另一个重要原因是电机安装找正精度不高，同轴度没有保证。
2.2电机轴断问题
1.轴断裂与负荷有很大关系。针对断轴电机检查发现，轴断部位为电机转轴输出端变径处，是主要受力应力点，此处采用直角方式，应力承受能力差。由于设计的需要，辊道用变频调速电动机过载时对电机轴的冲击大，而且主要集中在轴变径处，长时间的大转矩动作，加上应力集中，使得电机轴最后断裂。
2.电机安装找正不好，导致电机额外受力，也会加重转轴负担。
3.断轴的原因与轴所用的材质也有很大关系，如果材质不合适，无法承受较大转矩冲击也容易发生断裂。
2.3电机转轴窜动问题
部分故障电机解体后发现转轴与转子铁芯松动甚至脱开，铁芯分离后窜动造成铁芯上铝铸散热片磨损，铝粉造成绕组崩毁、铁芯扫膛等。检查、测量发现，转轴与铁芯松动主要是因为：转轴与铁芯配合过盈量较小，达不到所需负载要求；转子仅在非负荷端有定位，负荷端无定位，造成转轴铁芯在松动后存在轴向窜动。
图3为电机断轴 图4为转轴窜动
3、应对措施
3.1电气方面保证绝缘性能。
(1) 改良电机接线盒接线方式，将接线端子改良为接线板连接，周围涂抹密封胶能有效杜绝氧化铁粉及水汽的进入。（如图）(2) 选用耐电晕漆包线,这种线增加屏蔽漆膜层,采用量子化学技术,将屏蔽用化工材料参与漆基高分子的缩聚反应制成漆膜,使高频脉冲电压得以分散、化解,从而提高漆膜的耐电晕性。槽绝缘材料将有机的不耐电晕的NHN、NMN和DMD材料更换为含云母的新型槽绝缘,提高耐电晕性。（3）将端部散线绕组采用玻璃丝带分股包扎避免散线；相间绝缘优先选用表面贴有聚酯绒布的产品 ,它能更好的吸收树脂绝缘漆,与导线的粘接更牢固。浸渍工艺采用VPI处理后再加沉浸，可以有效驱除气泡,填充绕组内部气隙,提高绕组电气、机械强度,增强耐热、耐污能力。若条件允许,也可采用紫外线加热电流干燥法。
3.2机械方面改良措施
（1）振动过大解决对策，首先检查电机所在位置是否适合于电机的安装与平稳运行；安装时检测地脚基础水平度，排除掉地基本身的沉降和混凝土凸起造成的安装问题；确保电机的紧固零部件拧紧；采用百分表或红外对中仪进行同轴度调整，保证径向偏差±0.06mm轴向偏差±0.03mm的对中精度；运行中定期监测电机振动值。（2）采用齿式补偿联轴器及万向接轴减小转轴收到的冲击；将电机变径出由直角改良为R角过渡，增强转轴抗冲击性能；优化控制程序，利用机组分配在保证电机出力的同时减小单台电机转矩。对于断轴电机更换的新转轴要求厂家改善材质,增强电机轴径的抗冲击能力（3）在转轴负荷端加装定位环，并将过盈量小的铁芯与转轴焊接为一体，增强转轴与铁芯的配合强度。
4、结束语
变频电机相对普通电机，表现出了突出的节能优势以及调速优势，因而在各行各业应用越来越广泛，但较高科技含量，带来的是更加多样的故障和维护成本。在变频电机的应用中．会碰到各类问题，只要运行和维修人员掌握其工作原理，在实践中不断总结经验，问题总能妥善解决。
参考文献：
[1]李玉龙．刘丽，浅谈变频电机的常见故障及对策．2016.
[2]李振宇．焦明霞，李积继 变频电机的绝缘结构．2002.
论文作者:鲁俊超
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/10
标签：电机论文; 转轴论文; 绕组论文; 铁芯论文; 故障论文; 转子论文; 电晕论文; 《电力设备》2017年第36期论文;