用直流电阻法诊断交流电动机绕组故障

设备管理与维修

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2000 No.12 P.13-14

用直流电阻法诊断交流电动机绕组故障

李杲

一、概述

交流电动机绕组主要有短路、断路等故障。造成绕组短路故障的原

因，主要有电动机电流过大，电源电压过高，重新嵌线时碰伤绝缘，机械损伤，电机严重受潮，绕组端部太长，定子绕组的线圈组之间的连线焊接不良或绝缘破坏，绝缘老化脆裂等原因。绕组短路有匝间短路；极相组间短路；相间短路。

造成绕组断路故障的原因主要有绕组受外力作用而断裂，接线头焊接不良而松脱，绕组断路或电流过大使绕组过热而烧断。

对于较明显的故障，如具有短路烧灼痕迹，异常气味，定、转子相擦痕迹、断线、接地等，可以通过外部检查或使用兆欧表进行检查，就可直接找出故障。但有时电动机表现异常仍能运行，如振动大。或者有些电机因继电保护动作而无法启动，此时为了确定电动机的故障，可以通过测量电动机直流电阻的方法诊断电动机的故障。

二、电动机直流电阻的测试及故障诊断

由于电动机绕组的相电阻较小，一般万用表等工具不能用来测定其电阻值，所以必须用电桥来测量，主要采用双臂电桥来测试。 1.双臂电桥的工作原理及使用注意事项

双臂电桥的原理接线图见图1a，通过变换将其变换成等效单电桥线路，见图1b。

通过调节R3(R′3随其变化)使检流计指零。 则 (Rx+Ra)R4=(Rn+Rb)R3

图1

设计电桥时使 R3=R′3 R4=R′4

使用时若使 r≈0(r使用者连接，用较粗铜导线，使r≈0) 经推导则有 Rx=RnR3/R4=KR3

2.用双臂电桥测量电动机直流电阻时，应注意以下几点：

(1)应断开被测电阻的外接引线，如电源线、通过电刷外接的电气设备；

(2)连接试验接线时，必须用四根试验线分别从电桥的C1、C2、P1、P2四个接线端钮引出与被测绕组电阻Rx连接(见图1a)。引线不宜太长，与被测绕组的出线端子要连接良好，接线端子的油污、灰尘要擦试干净； (3)由于流过线圈的电流不能突变，须有一段充电时间。在未达到足够的充电时间时，电桥读数不能代表真正的被测电阻值，而是大于它的实际值。因此必须待检流计指针不再随时间的延长而发生明显偏移时，方可读取被测电阻的数值；

(4)直流电阻数值随温度变化而略有变化。为了与出厂及历次测量的数值作比较，应将在不同的温度下测得的直流电阻值换算到同一温度下的阻值。换算公式如下： Rw=Rm(T+tw)/(T+tm)

式中 Rm——温度为tm(℃)时测得的电阻，Ω Rw——换算至温度为tw℃的电阻，Ω

T——温度系数，铜线为235，铝线为225。 2.直流电阻值的测试及故障诊断

图2 电动机六个引出 接线的电阻测试

图3 电动机Y接法

时电阻测试

(1)当电动机有六个引出线端时，可以直接测量三相绕组的相电阻R1、R2、R3(见图2)

当其中的一相电阻值低于其它两相电阻值的2%以上时，可以初步断定此相绕组匝间短路。

当其中的一相电阻值高于其它两相电阻值的2%以上时，可以初步断定此绕组有断路的地方。由于电动机内部绕组接线有单支路和多支路并接方式，当电动机内部为单支路接线时，实际此时有一相电阻应是无穷大(开路)而当电动机内部为多支路并接方式时，如果只有一条支路断路，此时该相绕组的电阻值是正常时的n/(n-1)，n为电动机正常时的并联支路数。

(2)当电动机内部接成星形(Y形接法)时，只有三个出线端，见图3，此时可测出u1～v1、v1～w1、w1～u1的电阻值R12、R23、R31。 因为 R12=R1+R2；R23=R2+R3；R31=R3+R1 可得 R3=(R23+R31-R12)/2； R1=R31-R3； R2=R12-R1。

然后根据2(1)的方法对电动机进行故障判断。也可以直接根据R12、R23、R31的电阻值进行判断。当其中某个电阻值高于其它两个电阻值2%以上时，说明与高电阻值无关的一相可能存在短路故障，比如R12高于R23、R31，则可能R3绕组有匝间短路。当其中两个电阻值为无穷大(单支路绕组)或者高于另外一个电阻值较多时(多支路并接绕组)，说明与电阻高的一相有断路的地方，如R12、R23高于R31，则说明R2绕组有开路的地方。

图4 电动机△接法时电阻测试

(3)当电动机内部接成三角形(△形接法)且只有三个出线端时，见图4，此时测出u1～v1、v1～w1、w1～u1的电阻值R12、R23、R31。

把测试的电阻值R12、R23、R31换算成电动机每相电阻值R1、R2、R3，然后根据2(1)的方法对电动机进行故障判断。也可以直接根据R12、R23、R31的电阻值进行判断。当测试电阻值均高于以往正常的电阻值时，说明电动机内部有开路现象。当测试电阻值均低于以往正常测试的电阻值时，说明电动机内部有断路或接触不良的地方。

若R12=R23=R31=R，则每相直流电阻值为3R/2。电机有短路、断路故障的可能性不大。

有时为了判断方便，可以先把其中两个端子短接，然后再测试与第三个端子间的电阻值，见图5。测定的电阻值分别为R1.23、R2.31、R3.12。

图5 电动机△接法时短接绕组电阻测试

如果其中两相电阻值相等且低于另外一相时，说明在测试高电阻值时短接的那个绕组有匝间短路现象。如果其中两相电阻值高于另外一相时，说明在测试低电阻值时短接的那个绕组有开路现象或者接触不良的地方。

通过测量电动机直流电阻的方法，我单位解决了许多生产中遇到的电动机疑难故障。同样，上述方法也可以用来检查处理变压器等其它电气设备的问题。

作者通联：李杲（祁连山水泥股份有限公司机动部 甘肃省永登县中堡镇 730301）

〔编辑 叶允菁〕

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