三相异步电动机缺相运行怎么办？(图文)

三相异步电动机缺相运行怎么办？

有关三相异步电动机缺相的问题，一般是指一相或两相绕组烧毁，称之为电动机的缺相，当电动机发生缺相故障时，仍然可以运行，但安全隐患很大，必须及时排查缺相的原因，并解决故障问题。

一、三相异步电动机缺相运行的问题

参考图1，三相异步电动机自我保护电路设计图

三相异步电动机一相或两相绕组烧毁(或过热)的原因与对策：

1、假如出现电动机一相或两相绕组烧坏(或过热)，一般都是因为缺相运行所致。

当电机不论何种原因缺相后，电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。

电源缺相后，电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。

2、假如停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。

因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。

3、相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。

与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。非凡是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中忽然缺相更快更严重。

在对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。

二、三相异步电动机缺相运行的主要原因

三相异步电动机缺相运行的原因如下：

(1)星形接法断一相电源[见图(a)]。当电动机正在运行，由于某种原因，有一相断路（如W相绕组在L3处断开），则W相绕组中就无电流，U、V两相绕组成为串联关系，接在380V线电压上，这时两个绕组中流过同一电流，这就是缺相运行。此时电动机仍可继续运转，但工作的两相绕组中，每相两端电压只有190V(正常工作时相电压为220V)。

由于相电压降低，旋转磁通也相应降低。但是负载不变，电动机的输出转矩也不变，因此定子电流将增大。此外，从功率角度来分析，电动机正常工作时，三相绕组平均分担额定功率，缺相运行时，断电相不再做功，另两相绕组负担的功率必然增大，绕组电流也必然增加。

总之，一相绕组断电后，其余两相绕组的负担明显增加。此时绕组内电流值比电动机过载时的电流大，但比短路电流小。

三相异步电动机缺相运行

图1 三相异步电动机缺相运行

(a)星形接法断一相电源；(b)三角形接法断一相电源；

(c)三角形接线的绕组内部一相断路

(2)三角形接法断一相电源[见图(b)]。如果L3断开，则整个绕组便接在两条相线之间，这也是缺相运行。此时虽然三相绕组都在工作，但它们已不是对称绕组，而是W相绕组与V相绕组串联，然后与U相绕组并联。

在这种情况下，绕组中的电流、功率不仅与正常工作时的电流、功率不同。两支路电流也不均衡。

理论和实践都证明，绕组为三角形接线时，一旦断一相电源，在电动机绕组内部就会形成巨大的环流，很短时间就会烧坏电机绕组，其危害比星形接法的电动机缺相运行更严重。

(3)三角形接线的绕组内部一相断路[见图(c)。此时电动机的两相绕组形成V形连接。这种连接，起动转矩过小。原来静止的电动机难以起动；正在运行中的电动机．其断路相电流为0，不再做功，其余两相绕组负载加重，电流增大，绕组温升增高。

三、三相异步电动机缺相运行的几种情况

三相异步电动机缺一相电时，电动机将无法启动，且有强烈的“嗡嗡”声。若在运行中电动机缺一相电源，虽然电动机能继续转动，但转速下降。如果负载不降低，电动机定子电流将增大，引起过热。此时必须立即停止运行，否则将烧毁电动机。

1、电动机缺相现象

振动增大，有异常声响，温度升高，转速下降，电流增大，启动时有强烈的嗡嗡声无法启动。

2、造成电动机缺相运行的原因有：

①保险丝选择不当或压合不好，使熔丝断一相。

②开关发触器的触头接触不良。

③导线接头松动或断一根线。

④有一相绕组开路。

3、电动机缺相运行的电磁、转矩关系

电机缺相运行时，定子的旋转磁场严重不平衡，定子会产生负序电流，负序磁场和转子发生电磁感应出近100HZ的电势，使转子电流剧增，会引起转子严重发热，缺相时电机带载能力急剧下降，电机会吸收大量有功，导致定子电流急剧增加，发热由于磁场严重不均匀，会使电机震动严重增加，从而破坏轴承和机座，所以带额定负载的缺相运行电机会立马停下来，若保护不及时动作，电机就会被烧毁，一般电机都有缺相保护。

在运转时缺相，绕组产生的磁场也可分为两个大小相等\方向相反的旋转磁场.但与电动机转向相反的旋转磁场与转子间的相对转速很大，在转子中产生的感应电动势和电流的频率差不多是电源频率的几倍，转子的感抗很大，故决定转矩大小的电流有功分量很小，所以逆向转矩远小于正向转矩，因此，电动机能继续运行。

但是，应注意：

在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。

电动机一相断线明确规定不能运行，因为电动机断线后定子线圈不会产生旋转磁场，只会产生脉动磁场，不会带动电动机旋转，但由于运行中还有惯性，所以会旋转，但由于负荷大使电动机旋转逐渐变慢，另外由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。

电动机运行中一相断线不能长期运行，因为电动机断线后定子线圈产生椭圆磁场，只会产生脉动磁势，由于转子旋转慢造成转子切割磁力线增多，定子电流逐渐增大，时间长会烧毁电动机。另外负序磁场将烧坏转子！

4、电动机缺相启动

如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。

三相异步电动机在停运时，如果有一相绕组开路或电源有一相断开(或缺相).当启动电机时，绕组产生的磁场可分成两个大小相等\方向相反的旋转磁场，它们与转子作用产生的转矩也是大小相等\方向相反.因此启动转矩为零而不能启动。

5、电动机缺一相相运行后果

电动机缺相运行时，它的功率只是额定功率的一半左右，如果额定负载不变，这时的电动机绕组间的电流必然会超过额定电流，将使电动机外壳发热，长时间运行会烧毁电动机.

6、电动机缺两相断相

当在断两相时，因电动机中不能建立旋转磁场而不能起动，对电机没有什么危害。

7、相断线运行情况(缺相)

(1)星形联接

若三相异步电动机为星形联接，一相断线后，另两相绕组串联成单一电路接入线电压.

(1)若原来静止，则无起动转矩，不能起动(起动瞬间n=0，相当于短路，时间一长电机烧坏);

(2)若在旋转中缺相，仍可旋转，但电机定子电流剧增，转速降低，损耗增加，很易过热，如不及时排除，将使电机绝缘因温升过高而损坏.

三相异步电动机的单相运行

(2)三角形联接.

缺相后，电机绕组有两相串联成单一电路与另外一相绕组并联而接入电源电压.

(1)当绕组参数完全对称时，两条电路的电流相位相同，但幅值不等，其合成磁势仍是单相脉动磁势，无起动转矩.

(2)当三相绕组不完全对称时，将使两条支路电流的相位不同，电机中形成正，反向幅值不相等的旋转磁场.虽然两个磁场幅值上的差异不大，但产生的起动转矩仍可使空载时的电机自行起动.

8、缺相时电机电流的变化:

正常起动或运行时，三相电机为对称负载，三相电流大小相等，小于或等于额定值。出现一相断线后，三相电流不均衡或过大。

起动时缺相：电动机不能起动、其绕组电流为额定电流的4～7倍。发热量为正常温升的16～49倍，因其迅速超过允许温升而使电动机烧毁。

运行中缺相：

当满载时缺相，电动机处于过流状态 即电流超过额定电流，电动机会从疲转变为堵转，未断相的线电流增加更多，引起电动机迅速烧毁。

轻载运行电动机断相时，未断相的绕组电流迅速增加，使这相绕组由于温升过高而被烧毁。

缺相运行对于长期工作制运行的鼠笼式电动机的危害很大，这类电动机被烧毁的事故中60%～70％是由于缺相运行引起的。故对电动机的缺相防护十分重要。

四、三相异步电动机缺相运行的危害

三相异步电动机电源断一相时，电动机将无法起动.转子左右摆动，有强烈的”嗡嗡”声.若电动机在运行中电源缺一相时，虽然电动机仍能继续转动，但出力将大大降低。

为什么在运行中电源缺相，电动机仍能继续转动呢?这是因为电源虽然由三相变成了单相，定子磁场由三相旋转磁场变成了单相脉动磁场，但这一单相脉动磁场可分成两个互为反向的旋转磁场.其中正向旋转磁场将产生一个正向转矩使电动机转子继续旋转，但这一转矩比原来的电磁转矩降低了许多。

反向旋转磁场产生了反向制动转矩，它抵消了一部分正向转矩，使本来就降低了的电磁转矩双降低了许多.故使电动机的出力大为降低，电动机则必须停止运行。

反向旋转磁场同时还会产生附加损耗而使电机发热，故电动机不允许长时间缺相运行，当电动机在运行中发生电源断相进，应由保护装置使电动机退出运行。