1.笼型转子故障

笼型转子分为铜笼和铝笼。铜笼用得较少,它是在笼型转子铁心的每一个槽中插入一根铜条,两端各用一个铜环焊接起来。铝笼用得较多,它是用熔化了的铝水,浇铸在铁心槽内制成,在转子两端同时浇铸短接绕组用的铝端环和冷却电机用的风扇叶片。笼型转子的常见故障是断笼(笼中一根或数根断裂,或有严重气泡),或端环断裂(端环中一处或几处裂开)。产生的原因之一是制造质量差,结构设计不良引起缩孔、砂眼、夹层等毛病。电动机运行时间稍长,就慢慢裂开。原因之二是使用条件恶劣或使用不当,如启动频繁、正反转、超载运行等使转子绕组(鼠笼)电流过大,产生高温作用,而造成断条。

笼型转子故障发生后,电动机带负载能力明显下降,转速降低,定子绕组三相电流不平衡,可看到电流表指针来回摆动,同时还伴有周期性的“嗡嗡”声。一般而言,当转子绕组(导条)断裂总数约占转子总槽数的1/7时,电动机工作就不正常了,空载会启动困难,带负载时会突然停车等。

2.笼型转子故障的检查

检查故障的方法较多,归纳为以下几种:

(1)观察判断法。对于有运行经验的工作人员可以采用直接观察进行判断,先将电机拆开,抽出转子,仔细查看转子铁心表面,特别是在转子绕组(端环)与转子绕组直线部分(导条)交接处,如发现有裂纹或过热、变色迹象,就是转子发生断路故障的地方。

(2)用电流表测试法。将定子绕组通过调压器接到低压电源上,电压值约为额定值的10%左右(使转子不能转动,定子电流约为额定值)。用手缓慢转动转子,若转子绕组(导条)正常,定子三相电流基本上稳定不变,仅有轻微摆动;假如转子有断裂,电流表指针将产生幅度较大的周期性摆动。这种方法简单易行,但灵敏度不高,有时会因电机气隙不均、磁路不对称引起错误判断,且不能准确找出故障点。

(3)铁粉检查法。利用磁场能吸引铁磁物质的性质,用电焊机从转子两端环中通入低压大电流,流过每根转子绕组(铝条)的电流便在其周围产生磁场,将铁粉撒在转子表面,若铁粉沿转子铁心槽均匀、整齐地呈直线排列,如图3-45所示,说明转子绕组没有故障。若某一导条周围没有铁粉,说明转子绕组有断路点,该绕组电流为零,周围没有磁场。

(4)短路侦察器法。短路侦察器由硅钢片叠压的开放型铁心和励磁绕组构成,励磁绕组相当于变压器的原边。使用时最好让短路侦察器与电流表配合,如图3-46所示。将转子从定子内腔取出,把短路侦察器接在220V交流电源上,并串入一块电流表,把铁心开口放在转子铁心槽口上,并依次在转子铁心表面上移动寻查。好的转子由于转子绕组(导条)是相互通过两个端环短接的,所以电流表的指示正常,数值基本不变。当沿转子铁心表面圆周移动侦察器时,发现电流表的指示突然下降,表明该处转子绕组(导条)有断路点。测试过程中要注意移动侦察器时保持与转子铁心的接触程度一致,以便分析比较。如果没有电流表,可以找一个薄金属片(如断锯条),在短路侦察器跨接的铁心槽另一端放薄金属片,如果转子绕组(笼条)完好,薄金属片在短路侦察器磁场作用下发生振动,则说明该铁心槽内笼条断裂。

图3-45　转子断条的铁粉检查法(www.daowen.com)

图3-46　用侦察器检查转子故障

1—侦察器;2—转子

3.笼型转子故障的修复

笼型转子故障的修理较困难。其修理方法可有以下几种:

(1)更换转子。最好的办法是与厂商联系,更换同一规格的新转子。若由于生产急需,也可采用临时性的补救办法。

(2)局部补焊。若断条少,断裂处在外表面,可进行补焊。在笼条或端环的裂口两边用尖凿子剔出坡口或梯形槽,将转子用喷灯或氧炔焰加热到450℃左右,用气焊法进行补焊。焊条配方为:锡63%,锌33%,铝4%。补焊完毕将多余焊料车去或铲去。

(3)冷接法。在裂口处用一只与转子铁心槽的槽宽相近的钻头钻孔,并攻螺纹,然后拧入一只能与之配合的铝螺钉,再用车床或铲刀除掉螺钉的多余部分。如果笼条断裂严重,裂纹或裂口较长,只拧入一颗螺钉还不能接好,可用尖凿在裂口处凿一矩形槽,再用一块形状、体积与矩形槽相似,尺寸稍大的铝块强行压入矩形槽里,并在铝块两端与原笼结合的地方钻孔攻螺纹,拧入铝质螺钉并除去多余部分即可。

(4)换笼。如果电动机工作重要且断条严重,又不能更换新的转子时,可将原铝质笼熔掉,换上铜质笼。熔掉铝质笼的办法是将原有的端环用车床车去,用夹具夹住转子铁心,浸入浓度为60%的工业烧碱溶液中,经过6～7h,可以将铝条腐烂掉(若将烧碱溶液加热到80～100℃,腐蚀速度更快)。铝溶化后的转子立即用水冲洗,再投入0.25%的冰醋酸溶液中煮沸15min左右,以中和残碱,再用水煮沸1～2h,取出洗净并烘干。

溶铝后,将占转子铁心槽截面积70%的紫铜条插入槽内并塞紧,两端用铜环焊牢构成新的鼠笼。最后还需车削加工。此法较复杂,且需专用工具,技术性较强,应在电机修理厂进行。