外文翻译一： 永磁同步电动机直接转矩控制系统

0 - 引言

同步电动机由于具有功率因数高，运行效率高，稳定性好，转速恒定等优点，被广泛应用于工业生产中。熟悉同步电动机的起动故障，并及时排除故障，对电动机本身及生产系统都有重要的意义。为了能及时、准确的排除故障和处理故障，必须对同步电动机的常见故障进行详细分析！

1 - 常见故障

1.1-同步电动机通电后不能起动

同步电动机起动后不能运行一般有以下几个方面的原因：

（1）电源电压过低。由于同步电动机的起动转矩正比于电压的平方，电源的电压过低使同步电动机的起动转矩大幅下降，低于负载转矩，从而无法起动，对此要提高电源电压，以增大电机的起动转矩。

（2）电动机本身的故障。检查电动机定、转子绕组有无短路、断路，开焊和连接不良等故障，这些故障都会使电机无法建立起起动的额定的磁场强度，从而使电机无法起动；检查电动机轴承有无损坏，端盖有无松动，若轴承损坏端盖松动，造成轴承下沉，与定子铁心相摩擦，从而造成电机无法起动，对定转子故障可以用低压摇表，逐点查找故障情况，采取相应的处理方法；对轴承和端盖松动的情况，每次开车前都要盘车，看电动机转子转动是否灵活，如果轴承或轴瓦损坏，要及时更换。

（3）控制装置故障。此类故障多为励磁绕组的直流输出电压调整不当或无输出，造成电动机的定子电流过大，致使电动机过电流动作或电机的失磁运行。此时应检查励磁装置的输出电压电流及其波形是否正常，熔断器是否熔断，接触不良；电路板插件是否插牢或对准；检查回路电阻，灭磁铁晶闸管是否烧断或击穿。

（4）机械故障。如被拖动的机械卡住，造成电动机不能起动，此时应盘动电动机的转子看转动是否灵活，机械负载是否存在故障。

1.2-同步电动机不能牵入同步。

     同步电动机常用的异步起动法，在电动机转子转速达到95%同步转速时投放励磁，使之牵入同步。同步电动机不能牵入同步的原因如下：

（1）励磁绕组短路。由于励磁绕组、存在短路故障，因而不可能产生额定磁场强度，导致电动机只能在低于同步转速下稳定运行而不能牵入同步。查找励磁绕组短路，可在转子引出线上通入低电压（约30V），用一根手工钢锯条放在磁极面上，逐个检查磁极，如果该磁极面上钢锯条振动剧烈，说明该磁极没有短路，如果锯条微振动或不振，说明该磁极短路。卸下该磁极后，检查该故障点，是短路程度，采取局部修理或重新绕制。

（2）电源电压过低。电源电压过低，造成励磁装置的强励环节不能动作，从而使电动机不能牵入同步，具体办法是适当提高电源电压。

（3）励磁装置的故障。如投励过早（即投入励磁时，电动机转子转速过低），会使电动机无法牵入同步，此时应检查投励环节是否存在故障。如励磁装置故障，输出的电流低于额定值，导致电机的电磁转矩过小而无法牵入同步，此时应仔细检查励磁装置的投励环节和移相环节，用示波器检查投励环节和移相环节的波形，还应检查灭磁环节灭磁晶闸管是否正常发现问题，及时处理，如不能及时处理，为了能快速恢复生产，应更换备用电路板。

1.3-电刷及压紧弹簧、集电环故障。

电刷过短，压紧弹簧压力不足，使得电刷和集电环之间接触不良，从而产生火花或电弧，电弧或火花一方面易引起短路，另一方面会使电弧烧得更短，从而引起断路，造成励磁装置只有励磁电压而无励磁电流；压紧弹簧老化失效，使得电刷和集电环之间接触不良，从而影响电动机的起动；集电环表面有油垢、条痕或沟痕，会使电刷和集电环之间接触不良，产生火花，火花进一步灼伤集电环，也会造成接地短路，火花从而影响电动机的起动。对于集电环表面的油垢，可以用丙酮擦洗干净；对于细条痕迹，用砂纸多次打磨环面，是环面粗糙度达到R1.6um，如沟痕明显需上车床加工，车削时，进刀量以每次1mm为宜，车削速度控制在1-1.5m/s，粗糙度达到R1.5-1.8um之间，变差不超过0.05mm，最后用砂纸抛光2-3次。

1.4-阻尼绕组故障。

同步电动机转子的阻尼绕组供同步电动机起动用，同时消除运行中由于负载变化而引起的失步振荡。在同步电动机起动过程中阻尼绕组切割定子旋转磁场而感应出很大的起动电流，这样大的电流必然会造成阻尼条发热膨胀，正常情况下由于起动时间短，阻尼绕组起动后很快就会冷却，但在电动机堵转，缺相，起动时间过长等情况下，若不及时停机，将会造成阻尼条脱焊断裂等情况。阻尼绕组是同步电动机部件中较为薄弱的环节，阻尼绕组常见的故障有：阻尼条脱焊、断裂，阻尼环间放电大火，阻尼环变形严重。这些故障都会影响同步电动机的起动。阻尼条脱焊，选用银铜焊条，采用气焊焊接，电机抽心后，将转子在烘箱内加热至200摄氏度，取出后，将转子垂直放置，采用750摄氏度左右的焊接温度，将阻尼条和阻尼环之间的缝隙全部焊满，再清除焊渣，；对于断裂的阻尼条，取下原来的阻尼条后，选用材质相同的材料，装好阻尼条后采用上述方法焊接。阻尼环间大火，主要是阻尼环间接触不良或接触面积不够造成的。阻尼环变形严重主要是阻尼条在槽中固定不一致，在焊接时阻尼条插入阻尼环孔不正，焊接后出现附加应力，在加上阻尼环强度不够所致，处理方法是松开所有阻尼环的连接螺栓，对变形不大的阻尼环，经气焊加热后用专用夹具调平，对变形严重的更换新阻尼环。

2 - 实例分析

实例1一台同步电动机采用异步起动法，投入励磁电流后却难以牵入同步。

针对上述情况，停机后，首先检查电源电压是否正常，然后利用万用表和示波器对励磁装置仔细检查，励磁电压、电流是否正常，最后是怀疑励磁绕组短路所致，。按前文给的方法，可在转子引出线上通入低电压（约30V），用一根手工钢锯条放在磁极面上，逐个检查磁极，发现锯条微振动或不振，说明该磁极短路。卸下该磁极后，用摇表检查，确定该磁极绕组短路。进一步检查，发现靠外层的两层线匝绝缘损坏，将线圈放在烘箱中加热至150摄氏度，使线匝间绝缘软化，轻轻撬起短路处铜排，用0.03mm后环氧玻璃布板垫入，再刷一层1032油漆后，放在烘箱靠烤干，最后刷一层183^#绝缘漆，安装磁极。电机组装起动后顺利牵入同步。

实例2某厂一台同步电动机起动时，因机械卡死，起动时间过长，未及时停车，再起动时，阻尼环放电。

针对上述情况，打开电机端盒，检查阻尼环成“S”形，有的阻尼条和阻尼环脱焊。原因分析：该电机分六极实心磁极，由于重载频繁起动，以前出现过阻尼条脱焊、断裂，阻尼环变形严重的故障，采取补焊，更换断裂的阻尼条，更换阻尼环等措施。如这次采用相同的处理措施，故障得不到彻底解除。考虑到该阻尼环为整体式结构，大电流流过时因发热而膨胀严重，而实心磁极再起动时仅磁靴表面发热，膨胀较小，与阻尼环之间因膨胀程度不同，引起二者之间产生相对位移和热应力，导致阻尼环变形严重、脱焊等故障，。为了克服这种缺陷，本次对该阻尼环进行改造，将阻尼环均切成6段扇状环，在每只环两端钻孔再一一连接成分段式阻尼环，这样可消除整体阻尼环所产生的内应力和热应力。

3 - 结语

当同步电动机出现故障时，要仔细分析可能的原因，逐步排除，必要时查看相关资料，吸取经验，提出改进措施。分析电机故障不仅需要有扎实的理论知识和丰富的维修经验，还要针对具体故障，深思熟虑，勇于创新，确保故障排除后的电机能长期稳定运行。