電機作為一種將電能與機械能相互轉(zhuǎn)換的電磁機械裝置，其運行原理基于電磁感應定律和電磁力定律。電機進行能量轉(zhuǎn)換時，應具備能作相對運動的兩大部件：建立勵磁磁場的部件和感生電動勢并流過工作電流的被感應部件。這兩個部件中，靜止的稱為定子，作旋轉(zhuǎn)運動的稱為轉(zhuǎn)子。定、轉(zhuǎn)子之間有空氣隙，以便轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。電磁轉(zhuǎn)矩由氣隙中勵磁磁場與被感應部件中電流所建立的磁場相互作用產(chǎn)生。通過電磁轉(zhuǎn)矩的作用，發(fā)電機從機械系統(tǒng)吸收機械功率，電動機向機械系統(tǒng)輸出機械功率。

電機的極數(shù)是指電機內(nèi)部的磁場極對數(shù)，它決定了電機的同步轉(zhuǎn)速。極數(shù)越少，同步轉(zhuǎn)速越高。常見的低極數(shù)電機主要有兩極電機、四極電機等。這些電機在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛，但由于其結(jié)構(gòu)特點，也更容易出現(xiàn)相間故障。

相間故障通常指的是電機繞組中不同相之間的電氣故障，如相間短路、相間絕緣損壞等。這一故障不僅會導致電機性能下降，甚至可能引發(fā)嚴重的設備損壞和安全事故。從故障電機的統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，就相間故障而言，兩極電機的問題要相對集中一些，而且大多發(fā)生在繞組端部，主要原因如下：

一、繞組線圈設計與制造難度

● 跨距較大：低極數(shù)電機的繞組線圈跨距相對較大，這增加了繞組端部的復雜性和制造難度。

● 端部整形挑戰(zhàn)：由于跨距大，繞組端部的整形成為嵌線過程中的一個難題，容易導致相間絕緣的固定和繞組綁扎困難，進而出現(xiàn)相間絕緣移位問題。

二、絕緣與綁扎問題

● 絕緣材料：三相電機繞組相與相之間的絕緣措施不盡相同，對于低壓電機軟繞組，大多采用絕緣紙進行隔離。然而，在繞組端部的綁扎過程中，相間絕緣很可能會發(fā)生不同程度的位移。

● 綁扎工藝：繞組引接線在端部綁扎位置以及從定子內(nèi)腔向外引出的過程中，都可能存在與異相直接接觸的風險。當引接線絕緣護套有破損時，較容易出現(xiàn)相間絕緣故障。

三、測試與質(zhì)量控制

● 耐電壓測試局限性：雖然規(guī)范的電機廠家在生產(chǎn)制造過程中會采用耐電壓測試來檢查相間故障，但擊穿的極限狀態(tài)有時在繞組性能測試及空載試驗中難以察覺。這類問題往往在電機的實際帶載運行中才得以顯現(xiàn)。

● 出廠試驗限制：電機負載試驗是型式試驗的重要環(huán)節(jié)，然而在出廠試驗時，往往只進行空載試驗，這增加了帶問題電機出廠的風險。

四、操作與工藝符合性

● 操作規(guī)范性：電機繞組的相間和對地故障，除絕緣材料本身的因素外，主要與操作及工藝符合性有關(guān)。如果操作不規(guī)范，如端部整形時工具不合適、用力重擊，或電磁線接頭部位不規(guī)整，都有可能導致相間絕緣受損。

● 運輸與裝配影響：繞組在運輸及裝配過程中，端部受外力作用磕碰，同樣是導致相間絕緣故障的重要因素。

綜上所述，低極數(shù)電機多出現(xiàn)相間故障的原因主要包括繞組線圈設計與制造難度、絕緣與綁扎問題、測試與質(zhì)量控制局限性以及操作與工藝符合性不足。為了確保電機質(zhì)量，必須從制造工藝的規(guī)范性著手，嚴格把控每一個環(huán)節(jié)，減少不良操作，并針對不同的繞組特性采取相應的強化措施。

審核編輯 黃宇