電機(jī)作為一種將電能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的電磁機(jī)械裝置，其運(yùn)行原理基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。電機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)具備能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩大部件：建立勵(lì)磁磁場(chǎng)的部件和感生電動(dòng)勢(shì)并流過(guò)工作電流的被感應(yīng)部件。這兩個(gè)部件中，靜止的稱為定子，作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(lì)磁磁場(chǎng)與被感應(yīng)部件中電流所建立的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生。通過(guò)電磁轉(zhuǎn)矩的作用，發(fā)電機(jī)從機(jī)械系統(tǒng)吸收機(jī)械功率，電動(dòng)機(jī)向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械功率。

電機(jī)的極數(shù)是指電機(jī)內(nèi)部的磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)，它決定了電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。極數(shù)越少，同步轉(zhuǎn)速越高。常見(jiàn)的低極數(shù)電機(jī)主要有兩極電機(jī)、四極電機(jī)等。這些電機(jī)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也更容易出現(xiàn)相間故障。

相間故障通常指的是電機(jī)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(huì)導(dǎo)致電機(jī)性能下降，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的設(shè)備損壞和安全事故。從故障電機(jī)的統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn)，就相間故障而言，兩極電機(jī)的問(wèn)題要相對(duì)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(shè)計(jì)與制造難度

● 跨距較大：低極數(shù)電機(jī)的繞組線圈跨距相對(duì)較大，這增加了繞組端部的復(fù)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(guò)程中的一個(gè)難題，容易導(dǎo)致相間絕緣的固定和繞組綁扎困難，進(jìn)而出現(xiàn)相間絕緣移位問(wèn)題。

二、絕緣與綁扎問(wèn)題

● 絕緣材料：三相電機(jī)繞組相與相之間的絕緣措施不盡相同，對(duì)于低壓電機(jī)軟繞組，大多采用絕緣紙進(jìn)行隔離。然而，在繞組端部的綁扎過(guò)程中，相間絕緣很可能會(huì)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(guò)程中，都可能存在與異相直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)引接線絕緣護(hù)套有破損時(shí)，較容易出現(xiàn)相間絕緣故障。

三、測(cè)試與質(zhì)量控制

● 耐電壓測(cè)試局限性：雖然規(guī)范的電機(jī)廠家在生產(chǎn)制造過(guò)程中會(huì)采用耐電壓測(cè)試來(lái)檢查相間故障，但擊穿的極限狀態(tài)有時(shí)在繞組性能測(cè)試及空載試驗(yàn)中難以察覺(jué)。這類問(wèn)題往往在電機(jī)的實(shí)際帶載運(yùn)行中才得以顯現(xiàn)。

● 出廠試驗(yàn)限制：電機(jī)負(fù)載試驗(yàn)是型式試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，然而在出廠試驗(yàn)時(shí)，往往只進(jìn)行空載試驗(yàn)，這增加了帶問(wèn)題電機(jī)出廠的風(fēng)險(xiǎn)。

四、操作與工藝符合性

● 操作規(guī)范性：電機(jī)繞組的相間和對(duì)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(shí)工具不合適、用力重?fù)簦螂姶啪€接頭部位不規(guī)整，都有可能導(dǎo)致相間絕緣受損。

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

綜上所述，低極數(shù)電機(jī)多出現(xiàn)相間故障的原因主要包括繞組線圈設(shè)計(jì)與制造難度、絕緣與綁扎問(wèn)題、測(cè)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(jī)質(zhì)量，必須從制造工藝的規(guī)范性著手，嚴(yán)格把控每一個(gè)環(huán)節(jié)，減少不良操作，并針對(duì)不同的繞組特性采取相應(yīng)的強(qiáng)化措施。

審核編輯 黃宇