安全注意事项:
因感应电机由高压供电工作,所以应做好高压安全防护。
(1)当举升车辆,操作人员位于车辆底部时,应穿戴绝缘头盔、绝缘手套、绝缘鞋和护目镜。
(2)当插拔感应电机相关高压线束时,应按正确操作规范先进行下电操作,再进行其他相关操作,应穿戴绝缘头盔、绝缘手套、绝缘鞋和护目镜。
电机故障集电气与机械于一体,在征兆的表现上呈多样性,既有机械故障的一般特性,也有电气、磁场等故障特性。长期以来,人们通过大量的故障结果分析发现,电机故障按其原因分,70%左右源于机械故障(主要是轴承故障),30%左右源于电气故障(主要是绕组故障)。
(1)机械方面常见的故障有扫膛、振动、轴承过热、损坏等故障。
①一般由于轴承严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机壳止口磨损变形,使电机壳、端盖、转子三者不同轴心引起扫膛,如图1-4-17 所示。
图1-4-17 电机扫膛
②振动多数是由于转子动平衡不好,以及轴承不良,转轴弯曲,端盖、机壳与转子不同轴心,紧固件松动等造成。振动不但会产生噪声,还会产生额外负荷。
③轴承过热多数是由于轴承的配合公差太紧或太松,轴承损坏等。
(2)电气故障常见的有电压不正常、绕组绝缘故障、绕组短路、绕组断路、缺相运行等。
①电压偏高会使励磁电流增大,导致电机过热,过高的电压会危及电机的绝缘,使其有被击穿的危险。电压过低,电磁转矩会大大降低,相同负载下导致电机转速下降。三相绕组电压不对称,即一相电压偏高或偏低时,会导致某相电流过大,电机发热而损坏绕组。
②绕组绝缘受到损坏,使绕组的导体与铁芯或机壳之间相碰即为绕组绝缘故障。电机绝缘故障时容易产生触电危险。
③绕组短路故障。绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后,使两导体相碰,就称为绕组短路。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路,如图1-2-40 所示。发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路,如图1-2-41 所示。无论哪种短路,都会引起某一相或两相电流增加,引起局部过热,使绝缘老化损坏电机。
④绕组断路故障。绕组断路是指电机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障。
⑤电机缺相运行故障。永磁同步电机在运行过程中,断了一相绕组就会形成缺相运行。如果电机的负载没有改变,则电机处于严重过载状态,定子电流将达到额定值的2 倍甚至更高,时间稍长电机就会烧毁。
(3)电机故障检查方法。(www.xing528.com)
①听。认真细听电机的运行声音是否异常。可将车辆举升,使感应电机运转,借助螺丝刀或听棒等辅助工具,贴近电机两端听,以便发现电机是否存在不良振动。
②闻。通过闻电机的气味也能判断故障。若发现有特殊的油漆味,则说明电机内部温度过高;若发现较重的煳味,则可能是绝缘层被击穿或绕组已烧毁。
③摸。摸电机一些部位的温度也可判断故障原因。用手背去碰触电机壳、轴承周围部分,若发现温度异常,其原因可能为散热不良、电机过载、定子绕组匝间短路或三相电流不平衡,若轴承周围温度过高,则可能是轴承损坏。
④绝缘电阻测量。使用摇表或绝缘测试仪的500 V 挡位测量电机三相绕组引出线与机壳之间的绝缘电阻,正常情况下应大于500 Ω/V 或电机整体绝缘电阻大于2 MΩ,表明电机绝缘良好。电机定子绕组绝缘故障如图1-4-18 所示。
因绝缘故障会导致触电事故,所以新能源汽车车载诊断系统对绝缘故障均有良好的检测与报警功能。当车辆高压系统出现绝缘故障时,组合仪表会提示车辆存在严重故障或标明绝缘故障。
⑤使用电桥箱或万用表检测定子绕组电阻。使用万用表笔挨个测量电机三相绕组输出线中任意两根输出线电阻,若一组的被测电阻与其他两组存在差别,则定子绕组存在短路的可能。如图1-4-19 所示。
图1-4-18 电机定子绕组绝缘故障
图1-4-19 万用表测量绕组电阻
20 kW 以上功率的感应电机,其定子绕组电阻很小,应该用电桥对其进行测量,如图1-4-20 所示。
图1-4-20 电桥测量仪
单元小结
1. 感应电机的转子上没有线圈绕组,也没有永磁体,结构简单坚固,耐高温能力强,不需要维护。
2. 定子绕组由在空间相差120°电角度,对称排列的结构完全相等的三相绕组组成。为了产生多对磁极的旋转磁场,每相绕组可以由多个线圈串联组成。
3. 旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的,若想改变旋转磁场的方向,只要改变通入定子绕组的电流相序,即将三根电源线中的任意两根对调即可。
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