怎样查出是电机的问题，不冤枉变频器！

怎样查出是电机的问题，不冤枉变频器！

                              ——现场小经验之二



为某车间的生产设备安装变频器时，遭遇了一个挺让人郁闷的事儿。明明是电机坏掉了，但车间主任非说是变频器不行，想找另一台电机试一下，这位“领导”又不让，如果拿不出变频器没有问题的有力证据，则这笔买卖只有“泡汤”了。

事情的原委是这样的：



某单位因环保不合格，停产整顿数月后，重新生产，为一台设备增上了一台22kW变频器，电机是18.5kW的，由“明明自动化公司”的王涛前去安装与调试变频器。变频器由63A空气断路器引入三相电源，将变频器输出端连接设备上的18.5kW电机，线路连接完毕后，王涛并不忙于送电，而是检查了电缆连接情况。连接电机前，对连接电缆也做了测量检查，并且用绝缘摇表，测了电机绕组的对地（电机外壳）电阻，在5MΩ以上，符合绝缘要求，电机应该没有什么问题。

变频器上电后，王涛又据现场的供电电压、电机额定电流，起/停方式等要求，设置了变频器的相关参数，这才启动变频器试运行。嗨，就出现了一个异常情况！变频器在升速启动，操作面板上显示的输出频率到达10Hz以上时，变频跳OC过载停机。王涛将频率显示切换为输出电流显示，同时观看电机运转情况。重新启动变频器，电流值逐渐上升，很快就到达额定电流，当电流上升为45A以上时，变频器停机保护，在此过程中，电机发出“哼”声，似乎微动了一下，没有转起来。

难道是电机有堵转现象吗？车间主任安排维护人员，用手对设备进行盘车，感觉运行比较轻快，机械上应该没有什么问题，此前维护人员也在转动部件做了上油润滑等维护工作。可疑的地方，只有变频器和电动机了。“明明自动化公司”做这一个国产品牌的变频器已经数年了，王涛现场安装与调试该品牌变频器，也已经三年多了，感觉这个品牌的变频器在质量上还是可以依赖的，是比较过关的。变频器是从厂家新发出的，问题应该出在电机身上。

将电机接线拆掉，上电对变频器空载进行了测试，起动控制与电压输出，都是正常的，变频器应该是好的，而要进一步确定变频器确实是没有问题，另找一台电机接入变频器，运行一下，是最保险的办法。王涛将这个想法告诉了车间主任，谁知车间主任却在这件事上打起了“梗”，非要难为王涛一下。车间主任说：我的电机原来是正常转着的，怎么可能会坏掉呢？接线前你也用摇表摇了，说过电机是好的嘛。你的变频器不行，那就换牌子嘛。我早就给领导说过，要用就用进口的，国产的太滥。可领导就是为了图省钱，这下费事了吧，还是得拆了换进口的。是变频器的事，你还是赶紧拆了走人吧。别睡不着觉——怨床歪！

这位车间主任竟然还有点幽默感，冒出了一句歇后语来。但王涛并没有笑出声来。

这事闹的！车间主任大概是以前有过国产品牌变频器质量不行的印象，但那只是部分品牌的质量有问题呀，不能以偏盖全啊。而最令王涛感到郁闷甚至是委屈的是：明明变频器是好的，问题出在电机上，要是拆掉变频器走人，明明自己有理，反成了理亏（变频器质量不行），这个买卖不但做不成，还闹个不明不白，岂不是大大地冤枉！

王涛提出，进一步检查一下是不是电机的问题，若确属变频器的问题，当然拆走无话。大概是王涛的态度感化了车间主任，车间主任缓和了口气说；那好吧，你说是电机的问题，请你找出原因来，只要你给我修好了，还是用你的变频器吧。看你也是孙猴子跳五指山，不容易的。

这时一个维修工说，停产期间，有人用该台电机试过星/三角启动柜，动过电机绕组的六根引出线，是不是接线不对，引起的电机不转和变频器跳过载呀。王涛感激地瞅了这位维修工一眼，说：谢谢这位师傅的提醒，这倒有可能啊。

当电机烧损严重，绕组漆皮脱落使绝缘能力下降时，用摇表能测出绕组接地（或能测出两相之间短路），说明电机损坏。但若绕组内部击穿（烧毁），或发生匝间短路时，并不一定表现为绕组接地，用摇表检测好坏，就无能为力了。绕组的匝间短路，可能短接几匝，也可能短接几十匝，但问题是电机绕组的直流电阻极小（万用表电阻挡测量时与电阻值几乎为零），匝间短路在绕组电阻值上，也表现不出太大的电阻值变化，没法确定哪相绕组出现了匝间短路！换句话说，摇表与万用表，只能对相间对地，相与相之间的短路，每相绕组的通、断进行检测，对匝间短路故障根本是无可奈何的。

王涛这时想，但愿是电机绕组的头尾接错，是电机的磁路顶牛，引起变频器跳OC。如果是匝间短路故障，用万用表测量也是，瞎子点灯白费蜡啊。

王涛有过维修电机，为电机下线包的经验，当电机下线完毕，最后六根出线的连接是应该小心的，如果绕组头尾接反，造成磁路顶牛，使两相绕组之间电感量互相抵消，线圈形同一个短路导线，接通380V电源，结果只有一个，“咣”的一声，绕组起火绕毁！如果在对电机三相绕组进行角连时，头尾接错，则变频器跳OC，就理所当然了。

确定电机三相绕组的同名端和异名端，对王涛来说，并不是难事，以前王涛从老电工那里，学来了两个好用的法子，百试不爽。

1）是“剩磁法”，凡是运转过的电机，转子金属部件，总有会留有剩磁。用手扭动转子时，磁场变化，定子线圈切割磁力线产生感应电势（有通路时产生感应电流）。此感应电压当然极其微弱，可用数字表mV档或指针表μA档测量，一般为数十mV~数百mV，或数十μA~数百μA。所测为直流电压或直流电流，因而可按所测极性来分出三相绕组的同名端，如用指针表电流档测A（指定）相绕组，指针正向摆去，规定红表笔所接为同名端；测B相绕组时，指针正向摆去的一次，红表笔所搭接绕组头，即为同名端（或称为绕级的头）；依次可测出C相绕组的同名端。绕组另一端当然为异名端（或称为绕组的尾）。

分出三相绕组的同名端（和异名端）后，再进行星或角的连接，就不会搞错了。

2）直流法，假定电机没有剩磁，基本上测不出感应电压来，就要为其中一个绕组外加一个直流电源，利用其电源通、断瞬间，另两个绕组感应电压极性测量，来判断出三个绕组的头、尾来。其测试原理和方法和1）是相同的，只不过是给电机绕组外加了激磁电流。也是利用变压器感应原理，当一个绕组通电或磁通变化时，其它绕组能产生出感应电压和电流来。

王涛只带了一块数字表，转动电机转子时，测一相绕组有感应电压，说明电机有剩磁，测量起来就方便了。数字表没有正、反向的摆幅表示，不如指针表直观。但细心观察电压显示的“-”号，出“-”号时认为表针反摆，也是一样的。将电机端部接线拆开，分为六个头，先用电阻法量出分出三相绕组，然后用1）方法检测了一遍，说明原先的角连接，没有接错，电机不转不是连接错误的问题。

那最大可能是电机绕组出现了匝间短路，摇表与万用表测电阻，都无能为力，有人说，拆开看看电机绕组的情况，电机的拆卸又非一件容量事，拆出转子还要拆出线圈来，不是一时半会能办到的事情，王涛不禁有点犯愁了。

这时候问题出现了转机，王涛突然想起来，刚才用万用表测量感应电压时，有两相绕相感应电压幅值是相近的，如35mV左右，但另一相感应电压总是偏低，如17mV左右。按道理说，三相绕组的感应电压都应该是接近的，不会有如此大的悬殊。王涛又用1）方法，反复认真细心地测了几遍，没错，其中一相绕组的感应电压偏低！

王涛激动得快要蹦起来了，马上拍拍自己的脑袋，要自己冷静下来，分析一把，再将测试结果告诉车间主任。分析结果如下：

电感元件当出现匝间短路时，内部损耗加大，Q值降低，虽然其直流电阻并无太大的变化，但交流阻抗和电感量大为减小，其产生感应电压（电流）的能力大打折扣，甚至不能产生感应电压。如开关电源中的变压器出现匝然短路时，会导致电路停振。耦合变压器，当出现匝间短路故障时，二次绕组感应电压输出幅度会大为降低。

该相感应电压太低，证明了该相绕组内部恰恰出现了匝间短路！说明电动机确实是坏的，与我变频器无关。

嘿，本来是用感应法，测试电机绕组的头尾有无接错，反而歪打正着，检测出了电机一相绕组异常，存在匝间短路故障，这真算是意外收获了！用摇表和万用表对电机的电阻检测无可奈何时，用感应法测绕组的感应电压或电流，就成为判断电机好坏，一个灵验可行的方法了。想不到被车间主任一逼，倒发现了一个检测电机好坏的好法子，真是老天帮忙啊。

王涛将检查结果和分析给车间主任说了，并以肯定的语气说是电机坏掉了，换上好电机，就可以运行了。车间主任也不好再加阻拦，从库房领出了一台新电机换上，毫无悬念，设备正常运行了。

时间也快到中午12点了，王涛要走，车间主任说：不忙，不忙。已经下班了，中午我们一块聚一聚，我请你喝一气，正所谓不打不相识！我还要请教你如何用万用表检测电机的好坏呢。



旷野之雪    

2010年8月11日星期三

谢谢楼上两位朋友的提示!
将电机直接接工频电源一试，当然是一个快方法。一定条件下，也是好方法。

但在三相绕组的头尾可能接错的情况下（比如电机端接线已被他人接过），就不能贸然接入工频电源了，不但电机会冒烟，而且连空气断路器也可能炸飞！相当于电源短路嘛.本人就曾亲历其境过，所以对故障设备不可轻易上电的。
再者，若因错送电出现电机冒烟、空开炸飞等情况，对用户也不好说的，用户对你会是什么看法？尽量先确定好坏，再上电或采取其它处理措施，是要好一些的。
当然这种情况极为少见，可要是经历一次，人就会变得小心了。想得就要多一些了。哈哈。