水冷电动机常见故障与维护

三相鼠笼式异步电动机的冷却方式, 通常分为自冷、强风冷、水冷三种冷却方式。在工频频率工作下的普通鼠笼式感应电动机采用自冷冷却, 变频电动机采用强风冷或者水冷冷却。风冷电机环境适应性比较好, 应用环境广泛, 风冷电机冷却系统结构简单。水冷动机具有独特的冷却系统, 适用于高温环境长期稳定运行, 其结构复杂, 制造难度相对较大, 价格昂贵, 但其调速范围广、优良的低频特性、高过载力, 运行稳定、可靠性高、运行效率高、噪声低、外观设计美观。相同的技术参数的电机, 水冷电机的体积小, 重量轻, 能量密度大。水冷电机冷却效果好, 但冷却系统需要循环水泵及热交换器。

由于水冷电动机的优异性能, 其被广泛应用于军工、航天、污水处理、冶金、轻工、化工、钢铁、水泥、印刷、制糖、食品、橡胶、医药、建筑、起重、运输、木工、机械、仪器仪表等行业。

水冷电机在日常运转中, 根据运行环境及负载情况, 冷却水的温度一般控制在25℃~30℃。在BOPP生产线上, SIEMENS水冷电机的冷却水温度一般控制在30℃, 若长期运转, 该冷却水温度对电机安全是没有负面影响的。但如果冷却水温度设定过低, 或者变频电机停机后, 冷却水系统仍在工作, 将给电机安全造车很大威胁。下面通过两例故障来谈谈如何做好水冷电机的维护保养工作。

BOPP生产线停机大修三天。开机后整流单元A01报警接地故障。整流单元A01提供540Vdc直流电压, 通过直流母线 (铜牌)

给多台DC-AC变频器提供540Vdc电压, 如图1所示。

断开整流单元A01电源, 断开输出母线上挂的变频器, 测量整流单元A01的输入、输出, 未发现相间短路和对地短路现象。

将该整流单元A01所带变频器都退出, 然后合上电源开关, 启动整流单元A01, 没有接地故障报警。断电后再将变频器挂上去, 启动整流单元A01, 产生接地故障报警。对9台变频器逐台进行检查, 均未发现短路现象。对9台水冷电动机逐台进行检查, 发现部分电动机表面凝聚水珠, 接线盒里有积水现象, 编码器线缆接头泡在水里, 造成短路。清除水珠, 用热风筒将接线盒及编码器接头吹干后, 用摇表检查马达绕组对地绝缘, 阻值正常。重新将变频器挂在母线上, 合闸启动整流单元A01, 未产生接地故障报警, 启动各台水冷电动机, 正常。

BOPP生产线受大电网限电影响, 一周要3天停机。某日早上停机后, 晚上开机时, 一台SIEMENS柜式变频器跳停, 报警F011,

过流故障。检查变频器控制电路板及功率模块, 未见异常。断开电动机电缆, 用摇表检查该马达 (360KW水冷电动机) 绕组对地绝缘, 只有0.2MΩ, 绝缘阻值过低, 不能满足电动机运转要求。

拆开该电动机轴承端盖时, 发现有油、水混合物流出, 同时轴承内侧及绕组端部堆积大量油泥, 吊开转子后, 发现电机绕组绝缘漆存

在明显击穿痕迹, 如图2, 3所示。

冷却水温度过低或者电动机停机后冷却水系统仍在长时间工作, 会使电动机的铁芯和绕组绝缘表面受潮, 极易凝结成水雾, 导致水冷式电机绝缘电阻下降, 若再次使用可能引起绝缘击穿。

因此, 水冷式电动机, 特别是较长时间停止运转的该类电动机, 需测量电动机绕组的对地绝缘, 若阻值低于2MΩ, 则此时的电动机需要进行干燥处理, 一般采用铜损耗的方法加热绕组, 使电动机铁芯和绕组的温度高出环境温度5℃以上即可。铜损耗方法的具体操作是通常选用5%~10%左右的额定电压, 小型电动机可选用30V左右的电压。

为了缩短干燥时间, 常采用SS-25型电气洗涤剂和NC-123型保护剂或者SC123CF/NC三防漆进行快速处理。

首先, 将电动机解体, 抽出转子, 电动机经过吹风清扫后测量出绝缘电阻并记录, 然后用SS-25型洗涤剂向电动机内各部分绝缘进行反复喷洒, 整个过程大约维持5min~10min, 视电动机具体受潮程度而定。也可用压缩空气, 吹扫大约20min~30min, 然后用NC-123型防腐防潮绝缘保护剂向电动机内各部位绝缘进行喷洒, 经过20min~30min后, 再次测量绝缘电阻, 一般情况应上升至2M欧姆左右, 放置2h后, 测得绝缘电阻可上升至5M欧姆以上时, 电动机便可投入运行使用。

电动机绕组受潮后, 绕组相间绝缘及绕组对地绝缘阻值都会下降。一般用500伏兆欧表测量电动机 (500V电压以下) 的绝缘电阻, 要测量每两相绕组和每相绕组与机壳之间的绝缘电阻值, 以判断电动机的绝缘性能好坏。若阻值低于0.5MΩ, 经烘燥处理仍然不能上升, 则基本可断定绕组绝缘已损坏, 定子绕组需要重绕。

通过上述两例故障, 日常对水冷电动机进行简单的检查是很有必要的。定期测量电动机绕组间及绕组对地绝缘, 若发现阻值低于2MΩ, 需及时对电动机进行干燥处理, 必要时吊出转子, 清除定子绕组上的油泥及水汽, 确保绕组清洁、干燥。

摘要：水冷电动机配备独特的冷却系统, 具有优异的工作性能。良好的低频特性, 高过载能力, 运行稳定, 可靠性高, 应用范围广泛。水冷电机在日常运转中, 根据运行环境及负载情况, 冷却水的温度一般控制在25℃￣30℃。若水冷电动机长期运转, 该冷却水温度对电机安全没有负面影响。但如果冷却水温度设定过低, 或者变频电机停机后, 冷却水系统仍在工作, 将给电机安全造车很大威胁。日常需对水冷电动机进行必要的检查及保养。

关键词：水冷电动机,故障,维护