电磁方面原因：①、正常运行电动机突然出现异常音响，在带负载运行时转速明显下降，发出低沿吼声，可能是三相电流不平衡，负载过重或单相运行；②、正常运行电动机，如果定子、转子绕组发生短路故障或鼠笼转子断条则电动机会发出时高时低翁翁声。机身也随之振动。
16.异步电动机轴承温度超过机壳温度是什么回事？
答：①、电机轴承因长期缺油运行，磨擦损耗加剧使轴承过热。另外，电动机正常运行时，加油过多或过稠也会引起轴承过热；②、在更换润滑时，由于润滑油中混入了硬粒杂质或轴承清洗不平净，使轴承磨损加剧而过热，甚至可能损坏轴承；③、由于装配不当，固定端盖螺丝松紧程度不一，造成两轴承中心不在一条直线上或轴承外圈不平衡。使轴承转动不灵活，带上负载后使摩擦加剧而发热；④、皮带过紧或电动机与被带机械轴中心不在同一直线上，因而会使轴承负载增加而发热；⑤、轴承选用不当或质量差，例如轴承内外圈锈蚀，个别钢珠不圆等；⑥、运行中电动机轴承已损坏，造成轴承过热。 五、计算题:
1.有一铁心线圈，接到U?220 V、f?50 Hz交流电源上，测得电流I?2 A，功率P?50 W。 （1）不计线圈电阻及漏磁通，试求铁心线圈等效电路Ro及Xo； （2）若线圈电阻R?1Ω，试计算该线圈铜损及铁损。
解：（1）由P?UIcos?，得：??arccosP50?arccos?83.5? UI220?2U220阻抗：Z?Ro?jXo?????83.5??110?83.5??12.5?j109.3Ω
I2Ro?12.5Ω，Xo?109.3Ω 铁损：?PFe?P??PCu?50?4?46 W ??22?(12.5?1)?46 W 或：?PFe?I2Ro（2）铜损：?PCu?I2R?22?1?4 W
2．对称三相三线制线电压Ul?1003 V，每相负载阻抗为Z?10?60?Ω，求负载为星形及三角形两种情况下电流和三相功率。
解：（1）负载星形连接时，相电压有效值为：
Up?Ul3?100 V
??100?0? V。线电流等于相电流，为： 设UA?100?0?U?IA?A??10??60? AZ10?60????UB?100??120??10??180? A IBZ10?60??100?120?U?IC?C??10?60? AZ10?60?三相总功率为：P?3UlIlcos?z?3?1003?10?cos60??1500 W （2）当负载为三角形连接时，相电压等于线电压，
??1003?0? V,相电流为： 设UAB?U1003?0??IAB?AB??103??60? AZ10?60??U1003??120??IBC?BC??103??180? A Z10?60??U1003?120??ICA?CA??103?60? AZ10?60?线电流为：
??3I???30??30??90?IAAB??3I???30??30??210??30?150? IBBC??3I???30??30?30?ICCA三相总功率为：P?3UlIlcos?z?3?1003?30?cos60??4500 W
由此可知，负载由星形连接改为三角形连接后，相电流增加到原来3倍，线电流增加到原来3倍，功率增加也到原来3倍。
3.三相异步电动机UN = 380V ,PN = 10KW , f =50HZ, cos?N?0.86,ηN = 0.85, nN = 955 r/min, 最大转距倍数λm= 2,启动转距倍数λST= 1.5
试求:(1)极对数P,同步转速n1；（2）转差率SN；（3）额定转距TN、最大转距Tm、启动转距TST；（4）输入功率P1; (5)额定电流IN。
解： （1）P ＝ 3（对） n1?60fd60?50??1000(r/min) p3n1?nN1000?955??0.045 n11000 （2）SN?PN10?103 （3）TN?9.55?9.55??100(Nm)
nN955 Tm??mTN?2?100?200(Nm) TST??STTN?1.5?100?150(Nm) （4）P1?pN?N?10?11.765(KW) 0.85P11.765?1031 （5）IN???20.785(A)
3UNcos?N3?380?0.864、三相异步电动机UN = 380V ,IN = 14A ,PN = 7.5KW, nN = 1440 r/min，f =50HZ,cos?N?0.88,最大转距倍数λm= 2 。 试求：（1）极对数P,同步转速n1；（2）转差率SN；（3）额定转距TN、最大转距Tm；（4）输入功率P1; (5)效率η。
解： （1）P ＝ 2（对） n1?60fd60?50??1500(r/min) p2n1?nN1500?1440??0.04 n11500 （2）SN?PN7.5?103 （3）TN?9.55?9.55??49.74(Nm)
nN1440 Tm??mTN?2?49.74?99.48(Nm) （4）P1? （5）??3UNINcos?N＝3?380?14?0.88?8.11(kw)
P27.5??92.5％ P18.115.某三相异步电动机额定数据为:PN=40千瓦,UN=380V,Nn＝950转，n ＝84％，cosA=0.79,求输入功率P1，线电流IN以及额定转矩TN。
解: P1=PN/η=40/0.84=47.5(千瓦)
IN=P1/(3UncosΦ)=(47.5╳1000)/(1.732╳0.79)=57.08(A) TN=9.55╳(40╳1000)/950=402.1(牛.米)
6、有一他励电动机， 已知U=220V , Ia=53.8A, n=1500r/min Ra=0.7 ? 。今将电枢电压降低一半，而负载转矩不变，问转矩
降低多少？
解: 由T=KT ? Ia可知，在保持负载转矩和励磁电流不变条件下，电流也保持不变。
电压降低后转速n′对原来转速n之比为：
= 0.4
五、案例分析及处理题：（共2题，每题20分，共40分）
案例1：化工公司300kW防爆电机故障修复
①事故背景：化工公司2区一批300kW防爆电机，电机型号：HEP-C2F0，定子电压：3000V，定子电流：67.8A，转子电压：650V，转子电流：281A，转速：1485r/min，防爆类别：ed，防爆等级：2，温度等级：G1，其机械结构较复杂。其中一台电机进电修厂
解体后，发现转子引出线与滑环连接处包扎绝缘有过热现象，转子绝缘电阻仅0.5MΩ，且处于不稳定状态，最低时仅30KΩ。 ②故障分析：
答：一般防爆电机密封要求比较高，不允许电气火花外漏，因此它结构比普通电机要复杂，从现象看问题主要发生在转子部位，为了区分是引线问题还是转子绕组问题，必须先将引线与绕组完全脱离，然后确认问题出哪里，如果绕组有问题则处理绕组，若问题出在6根引线上，则重点就处理引线。由于引线和滑环连接部位发现有过热，那么重点应该查找引出线。一般引出线从转子轴颈引出，而中空转轴内孔深达1.4米，且内部用环氧树脂密封固定，要更换引出线难度会很大。 ③故障处理：
答：1、采用逐根引线大电流加热法，拉出6根浇铸在环氧树脂内转子引出线电缆芯。 2、通过机械加工方式，用深孔钻去除轴颈内环氧树脂。
3、将转子引出线有效截面由原来60mm2改为70 mm2,降低电流密度。 4、用2000-1环氧树脂浇注固化。
5、隔爆衬套更换，按国家标准采用黄铜H62进行加工，隔爆间隙按ⅡA类电气选取，隔爆面粗糙度为3.2。 通过上述检修后彻底排除了转子引线故障隐患，避免了上机运行后再次发生类似故障。
案例2：二炼钢450t行车电机抢修
①事件背景：
4月1日下午，二炼钢450t行车一台电机出现故障，该电机额定功率：340KW，额定电压：380V，极数：6P，额定电流：601A，额定频率：50Hz，转子电压：464V，转子电流444A，绝缘等级：F。
检查发现电机接线盒内相间短路形成电弧将接线盒壁板熔穿，使接线端子板、接线螺栓、连接排、接线鼻子、引接电缆线等严
?n?E?/KEΦE?U??RaIa???nE/KEΦEU?RaIa?110?0.7?53.8220?0.7?53.8重烧毁。测量绝缘电阻对地为0。由于金属熔渣落在定子绕组端部，使定子绕组端部局部烧损产生匝间短路。 ②故障分析：
答：炼钢厂行车电机使用工作环境是非常恶劣，根据电机损坏情况，不难判断电机损坏是由于外部因素引起，并非电机内部过载电流大而烧损，因为控制系统并没有发生过故障报警。再分析现场环境，周边空间长期存在具有导电性金属粉尘，在烧损电机接线盒内也积留有很多金属粉尘，这些导电金属粉尘堆积到一定程度，致使接线盒内导电部分和接地金属外壳之间形成相互导电通路，这必然会引起短路，很大短路电流将产生很大火光和高温。 ③故障处理：
答：定子腔和接线盒腔通过橡胶密封垫隔离，引出线与密封垫用硅橡胶密封。同时定子绕组绝缘浸漆二次，转子浸漆一次。修复后电机按照设备部电气设备修复件试验标准进行出厂试验。
现场要定期检查并清理金属粉尘；检查电机密封部位密封性，尤其是接线盒部位密封垫，电机滑环侧观察窗密封垫，接线盒进线口处密封。必要时用硅橡胶类材料封堵，确保不留缝隙；定期检测电机轴承温度，电机振动，电机运行时温度，发现异常现象及时处理，保证电机可靠正常运行 。
案例3：1580热轧厂3＃磨辊机主电机轴向窜动处理
① 事故背景：
1580热轧厂3＃磨辊机主电机为100KW直流电动机，风叶损坏，更换新风叶后在运行中发现电机轴向窜动严重，窜动量达20mm～30mm。，轴瓦温升增大，电枢回路电流增大、波动，有时甚至引起过电流保护动作，严重影响正常使用。检查发现新风叶定位卡箍未装。 ②故障分析：
答：从电机结构分析，轴向串动与转轴轴向定位部件有关，该电机故障是在外风叶损坏作了更换后发生，如果风叶未安装到位，则电机转轴轴向定位就有问题。因为该电机风叶不仅起到冷却通风作用，同时还是转子轴向定位重要部件，因此当现场人员更换风叶后，定位卡箍未装，电机轴向定位不好，必然造成轴向窜动量偏大；电机多次启动后，在较大轴向力作用下，又迫使风叶移位，窜动量进一步加大，造成电机运行不稳定，就会出现过电流，影响正常使用。 ③故障处理：
答：将风叶重新安装到位，卡上风叶定位轴箍，并更换润滑油后即可重新投入使用。
案例4：二高炉制粉高压直流操作电源失电故障分析 一．事件背景：
1.时间2003年12月22日 2.地点：二高炉制粉操作室 3.事故过程：
2003年12月22日 15：30高炉制粉系统生产在正常生产过程中，突然发现B系抽风机高压电机突然停机，经检查未发现故障信号和故障报警，而其它高低压系统设备均运转正常，该系统共有四台高压电机，采用高压真空断路器供电控制电机，高压柜操作电源为直流110V控制，经现场点检进一步检查，发现高压模拟屏上指示灯发暗。 二．事故原因分析：（从故障现象及电气控制回路分析）
答：故障分析：直流屏进线电源开关跳闸，直流屏上电流指示异常及电压指示异常等故障，蓄电池组回路已失效。 三．思考与分析： 1．直流屏工作原理？
2．蓄电池发生故障后，会对整流装置产生怎样后果？
答：思考与分析
1.直流屏在正常情况下，由整流装置供电输出直流电源，当整流装置发生故障时，由蓄电池回路供电。
2.当蓄电蓄电池回路发生故障后，对直流屏整流装置不会产生影响。（可能会引起直流屏进线电源开关跳闸，直流屏上电流指示异常及电压指示异常等故障）。 ① 思考与分析：
1．什么是零序电流保护？ 2．使用零序电流保护有哪些要求？
答： 思考与分析：
答：1.利用接地时产生零序电流使保护动作装置，叫零序电流保护。
2.要求电缆接地线必须穿过零序电流互感器，并将电缆与支架角钢隔离。
案例5: 电炉连铸3KV真空接触器故障处理。
① 事故背景：
电炉连铸3KV真空接触器主要用于电炉连铸等离子枪设备系统供电，2005年2月18日在使用中不能正常合闸操作。 ② 故障分析：
答：不能正常合闸操作原因可能有以下几种情况：
⑴、合闸线圈烧损。
⑵、合闸联锁辅助触点烧损或没有到位。 ⑶、合闸中间继电器烧损。
⑷、控制回路熔断器熔丝熔断，造成操作控制部分无220V电源输入和输出。
经过对以上几个方面进行检查，确定造成不能正常操作合闸原因是真空断路器二次控制回路熔断器熔丝熔断，无220V操作电源输出。 ③ 故障处理：
答：更换熔断器后，真空断路器恢复正常。
案例6:某厂有两台PLC控制油泵正常工作时可以同时工作，这两台油泵电动机都为三相异步电动机，其中一台为15KW，为Y/△降压启动，另一台为5KW，为直接启动。因工作需要，一天此设备搬至某一临时厂房，此厂房所使用电源为临时电源，发现这两台油泵不能正常工作：当单独启动两台油泵中任意一台都可以正常启动，但不能同时启动两台油泵。试分析其故障原因及解决方法。 答：此设备所搬地方为临时厂房，厂房用电为临时电源。当两台油泵电机同时启动时，启动电流过大，造成电源电压陡降，使PLC瞬间掉电，使设备不能正常工作。当启动一台电机时，PLC不会掉电，所以能正常工作。在此设备中要注意是其中一台大电机为Y/△降压启动，启动电流只有直接启动三分之一。只和一台小电机启动电流相当。所有在判断时要加以注意。 解决方法，1、如有可能单独给PLC一路电源，使PLC不受电机启动影响。 2、可以给PLC加一个稳压电源。
案例7:某轧钢厂上料Z1辊道采用直流传动，控制系统采用西门子6RA70装置（400A，可逆），进线电压为交流三相260V，主回路如图所示。负载为一台他励直流电动机：额定转速550 rpm；额定电压220V；恒定励磁电流6A。问：
（1）主回路为哪种整流电路？输出电压范围是多少？实际使用时应注意什么？ （2）虚线内是什么电路？作用是什么？
（3）当要求电机输出转速为400rpm时，求cosα值（不考虑电机内阻压降影响）？
08高级冶金设备电气点检员题库1
