如何解决电机过载问题？

电机过载是指运行过程中负载超过额定功率，导致电流和温度异常升高的现象。严重时，可能引发绕组烧毁、轴承损坏等故障。解决过载问题需采取三管齐下的措施：故障诊断、针对性处理以及预防性措施。以下说明结合了技术标准与实际案例：

一、过载故障的核心原因诊断

1. 异常机械负载

典型表现：运行电流持续超过额定值（例如，对于一台380V/15kW的电机，额定电流约为30A，但实测电流却达到35A或以上），且电机温升超过阈值（F级绝缘绕组温度＞155℃）。

常见原因：

机械负载卡滞（例如，风扇叶轮被异物堵塞；在某水泥厂，由于积灰堆积，引风机的负载扭矩增加了40%）；

传动系统故障（联轴器不对中会导致额外扭矩；当不对中超过0.1毫米/米时，过载风险增加）；

负载惯性过大（启动时加速时间不足；例如，起重机电机的启动电流峰值超过额定值2.5倍，且持续时间超过10秒）。

2. 电气系统问题

异常电压：

供电电压过低（例如，三相电压偏差超过10%；某台电机因电压降至340V而电流升高15%，并出现过载现象）；

电压不平衡（三相电压差超过5%，导致三相电流不平衡超过10%，从而产生额外损耗）。

驱动控制缺陷：

变频器中参数设置不当（例如，加速时间过短；某水泵电机的加速时间被设为5秒，而正常设置应≥15秒）；

软启动器的限流值过低（当默认限流倍数小于额定电流的2倍时，重载启动时容易出现过载现象）。

3. 电机本体与安装问题

绕组故障（匝间短路导致阻抗降低，电流增大；某电机在发生绕组短路后，电流比额定值高出20%）；

轴承磨损（滚动体与滚道之间的摩擦系数增大，负载扭矩增加10%-20%）；

冷却系统故障（冷却风扇停止运转会加快温度上升速度；例如，某电机的风扇损坏后，绕组温度每10分钟升高15℃）。

二、过载问题的系统性解决方案

1. 机械载荷优化

2. 电气系统调试

电压管理：

安装稳压器（电压波动范围控制在±5%以内）；在某纺织厂，稳压器投入使用后，过载故障率降低了70%。

检查三相电压是否平衡（若差值大于3%，需调整变压器分接头）。

驱动控制优化：

变频器参数调整：

加速时间 = （转动惯量 × 转速）/ 扭矩；示例：J=5千克·米²，n=1450转/分钟，T=20牛·米，加速时间 ≥（5×1450）/（20×9.55）≈38秒；

限流值设定为额定电流的1.5至2倍（重载启动时为2倍，例如，100千瓦电机的限流值约为300安培）。

软启动器设置：限流倍数≥2.5倍，启动时间10～20秒（根据负载转矩特性进行调整）。

3. 电机本体维护

绕组故障处理：

使用兆欧表测试绝缘电阻（对于低压电机，若小于1MΩ则需重新浸漆；对于高压电机，若小于100MΩ则需查找接地故障点）；

直流电阻测试（若三相差异大于2%，应检查焊接点是否松动；某电机因绕组焊接不良，单相电阻升高了15%，导致过载）。

轴承维护：

更换磨损的轴承（检查滚道表面粗糙度Ra≤1.6μm），并按规范润滑（将轴承腔填充至1/3至2/3；使用NLGI 2级锂基润滑脂）。

如果轴承温升超过40K（环境温度25℃，轴承温度超过65℃），请立即停机检查。

4. 保护装置升级

热继电器设定：

加热元件电流 = 额定电流的1.1至1.2倍（例如，额定电流30A，设定为33至36A），工作时间≤20分钟（在1.5倍电流下）；

添加电子过载保护器（精度±1%，例如采用电子保护器实时监测电流的电机，过载预警时间缩短至100毫秒）。

断路器配置：

长延时脱扣电流 = 额定电流的1.1倍，短延时脱扣电流 = 额定电流的5至10倍（避开启动电流）。

三、过载预防与监测系统

1. 实时监控系统

安装智能传感器：

电流互感器（精度0.5S级）实时监测电流，当电流超过额定值的1.2倍时触发报警；

温度传感器（PT100）监测绕组温度，当温度超过130℃时（F级绝缘预警值），会自动降低负载。

数据平台建设：通过PLC或SCADA系统记录过载历史（例如，当钢铁厂电机过载次数超过每周3次时，自动生成维护工作订单）。

2. 预防性维护计划

3. 运行工况优化策略

在变负载工况下采用变频调速（例如，风机采用变频后，当负荷率低于60%时，能耗可降低30%，且过载风险也得以降低）；

定期清洁散热通道（当电机外壳散热片上的积尘厚度超过2毫米时，散热效率将降低15%，应使用压缩空气进行清洁）。

四、典型案例：化工泵电机过载处理过程

故障现象：一台30千瓦离心泵在运行过程中，电流持续为45安培（额定电流为58安培），热继电器频繁跳闸，绕组温度高达120℃。

诊断过程：

机械检查：泵轴与电机轴的不对中度为0.2毫米/米（超出标准），轴承间隙为0.08毫米（标准≤0.05毫米）；

电气检测：三相电压375V（降低5%），变频器加速时间设定为8秒（建议≥15秒）。

解决方案：

重新校准（偏差减小至0.03毫米/米），更换轴承（间隙0.03毫米）；

将变频器加速时间调整为18秒，电压调节器将电压稳定在385V；

热继电器的整定值已从64A调整为62A（即额定电流的1.07倍）。

效果：修改后，电流降至42A，温度稳定在85℃，且连续6个月未出现过载现象。

五、安全操作与规定

过载时禁止的操作：严禁直接增大热继电器的整定值（例如，从1.1倍调整至1.5倍），以免掩盖真实故障，导致绕组烧毁；

高空作业要求：处理电机顶部的过载问题时，必须使用承载能力≥150kg的脚手架，且安全带挂钩的承载能力应≥10kN。

电气安全：当检测到高压电机过载时，必须断开上端断路器，并对电源进行检查（使用10kV电源检测仪，声光报警距离≤300mm）。