如何现场测试三相鼠笼电动机

关键电机的高效、可靠运行是维护专业人员最关心的问题，他们的任务是保持生产在最佳水平，同时避免昂贵的、意外的停机。除了日常维护外，还需要定期检查和测试关键电机。本文重点介绍了已安装的三相鼠笼电动机的电气诊断试验、结果的解释和物理检验要点。大多数这些测试和检查也适用于三相绕线转子电机和感应和同步发电机。

检验与测试

除目视检查外，三相鼠笼电机的离线状态评估和诊断测试通常包括绝缘电阻(IR)和极化指数(PI)或介电吸收比(DAR)测试。根据操作条件和测试设备的可用性，离线测试和检查还可能包括引线对引线电阻和浪涌测试，取样润滑油用于分析和检查软脚，输出轴跳动和电机与驱动设备的对齐。

检查。目视检查的范围因电机外壳类型而异。如果电机内部无法接近(例如，没有可拆卸的盖子)，请仔细检查其外部表面是否磨损、裂纹和损坏或丢失的硬件。检查项目包括框架，脚，接线盒，风扇盖，冷却风扇和输出轴和联轴器或其他轴安装组件。

如果电动机内部的访问,可以检查绕组和其他内部组件的缺陷或损坏,包括转子和定子之间的气隙(见图1)。在扩展棒可以探测埋地管道镜和镜子等转子的内部和之间的空间定子铁芯和框架来检查残骸,污染,堵塞通风管道,裂纹焊接或松配合转子铁心的轴。

记录所有损坏和缺陷，清除碎片和污染，并进行任何需要立即注意的维护或修理。如有必要，在下次定期关机时安排非必要的维护或维修。

绝缘电阻测试。红外测试是评估所有类型电机绕组接地绝缘性的明确方法(见图2)。它包括施加测试电压并在一分钟后测量绕组对地电阻。红外读数是温度敏感的，因此要有意义，应将其校正到标准温度40°C(见表1)。

图2:电机定子绕组绝缘电阻试验。礼貌:EASA[/标题)

铅对铅电阻测试。通过比较绕组中的相位或电路，引线电阻测试可以检测绕组和引线连接中的高电阻接头。根据CSA C392和ANSI/EASA AR100，随机绕组的电阻不平衡极限应该是平均值的2%，形式线圈绕组的电阻不平衡极限应该是平均值的1%。

增加测试。浪涌测试可以检测匝对匝，线圈对线圈或相位对相位短路。在浪涌测试组装电动机时，一个常见的问题是“转子耦合”——鼠笼转子和定子绕组之间的磁相互作用，可以产生在浪涌测试仪或示波器屏幕上看到的双重电压痕迹。转动转子几个机械度将合并痕迹，除非绕组有故障或其他缺陷(例如，不平衡绕组电路)。仅当绕组具有可接受的IR值和可接受的PI值(如果适用)时，才进行浪涌测试。

轴跳动试验。机械测试包括输出轴跳动测试，它使用一个刻度盘指示器来测量轴的末端(如果可能的话)或在一次旋转中靠近联轴器的轴位移。NEMA标准MG 1 (NEMA标准MG 1)允许高达0.003英寸(0.08毫米)的总指示跳动(TIR)轴直径为1.625英寸至6.500英寸(41至165毫米)。一个更严格但更简单的标准是将跳动限制在不超过0.001英寸(0.025毫米)的2极电机，0.002英寸(0.051毫米)的4极电机和0.003英寸(0.076毫米)的6极或更多的电机。

在线电机测试

在线(运行)测试因机器类型(如鼠笼感应、同步、绕线转子)而异。如果电机可以安全运行，这些可能包括测量启动(涌流)电流，线对线电压和电压不平衡。在大型电机或由变频驱动器(vfd)供电的电机上，检查轴电流也很重要。

涌流试验。严格来说，励磁涌流是发生在交流电机通电后的第一个周期或几个周期内的不对称直流偏移(见图3)。根据NEMA Std. MG 1，励磁涌流可以是闭锁转子电流的1.8至2.8倍，通常是满载电流的6至8倍。因此，它可以高达22 (2.8 x 8)倍的满载电流。对于高于典型锁住转子电流的电机，它可以高到足以跳闸断路器。在进行测量时，除非电流表能测量瞬时涌流(峰值)电流，否则它只会指示稳态，锁定转子电流。

线对线电压测试。根据NEMA标准MG 1，线间电压应在电机额定电压的10%以内;根据IEC标准60034-1，线间电压应在5%以内(有限持续时间和发生频率为10%)。过高的电压会增加电机磁芯的加热，而过低的电压会降低其转矩能力(见表2)。没有经验法则来估计过电压是否会增加或减少电机电流，欠电压也是如此。

不平衡电压试验。与电压有关的另一个因素是电压不平衡。根据NEMA标准MG 1，如果电压不平衡超过1%，电机应该降级-这一要求经常与电压变化的容限相混淆(见图4)。公用事业公司经常将其供电的电压不平衡限制在3%，根据NEMA标准MG 1，这将需要降低12%的马力。由于这通常是不切实际的，许多电机最终在不平衡电压下运行，输出转矩减少，电流增加。更高的电流是特别重要的，因为NEMA Std. MG 1说电流与负载的不平衡可以是电压不平衡百分比的6到10倍。将此规则应用于3%的电压不平衡，电流不平衡可能是18%到30%。

发热是绕组中功率损失的函数;具体来说，电流的平方乘以电阻(I²R)。在3%电压不平衡的情况下，由于相关的电流不平衡，绕组的最高电流“支腿”可能会多产生约18%的热量。通过计算两倍电压不平衡的平方来估计额外的热量，在这种情况下:

2 × 3²= 18%

对绕组进行热扫描，如果可以的话，可以记录由于不平衡电压和电流条件而导致的实际温度。

对电机外部的红外热成像扫描也可以显示异常加热的区域(见图5)。虽然电机的外表面(“皮肤”)没有特定的温度标准，但在相同或相似的负载条件下，比较电机具有相同额定的表面温度可能会显示异常加热。

轴电流测试。大型电机和由变频驱动器(vfd)提供的电机应检查轴电流(见图6)，即使没有怀疑。例如，在大型电机中，由于分段叠片导致的磁路不对称可以诱导轴电流。同样，vfd可能通过电容耦合将转子和定子连接起来，产生循环“轴”电流，可能导致轴承过早失效。

现场测试是必要的，以检测轴承电流从vfd和一些其他原因。在这种情况下，直接测量电流是不实际的，因为它需要在电机内部的轴上包裹一个电流互感器，即在轴承之间。另一种方法是测量从车架到轴的电压，以确定它是否足以表明损坏轴电流。

在现场测量轴电压的一种方法是将真均方根(RMS)电压表的一根引线连接到框架上(润滑脂配件是一个很好的位置)，另一根引线连接到轴上，使用类似刷子的设备(例如，细铜线，如刷子分路器)拖动轴并检测电压。不推荐用仪表引线直接感应轴上的电压，因为它通常不会保持连续接触。

如果感应电压对于滚动轴承超过100毫伏交流，对于套筒轴承超过200毫伏交流，则可能存在损坏轴电流。NEMA Std. MG 1的另一个标准指出，如果轴两端之间的测量电压超过300毫伏交流，则可能存在损坏轴电流。

最终的想法

电机的现场测试和检查是维护必要的，往往是关键的机器的重要组成部分。花时间学习正确的测试和程序，以及如何应用它们，将使您提高可靠性并降低成本。

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