電機作為一種將電能與機械能相互轉換的電磁機械裝置，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，作旋轉運動的稱為轉子。定、轉子之間有空氣隙，以便轉子旋轉。電磁轉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生。通過電磁轉矩的作用，發電機從機械系統吸收機械功率，電動機向機械系統輸出機械功率。

電機的極數是指電機內部的磁場極對數，它決定了電機的同步轉速。極數越少，同步轉速越高。常見的低極數電機主要有兩極電機、四極電機等。這些電機在工業生產中應用廣泛，但由于其結構特點，也更容易出現相間故障。

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，甚至可能引發嚴重的設備損壞和安全事故。從故障電機的統計可以發現，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：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，較容易出現相間絕緣故障。

三、測試與質量控制

● 耐電壓測試局限性：雖然規范的電機廠家在生產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。

● 出廠試驗限制：電機負載試驗是型式試驗的重要環節，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。如果操作不規范，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，低極數電機多出現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。為了確保電機質量，必須從制造工藝的規范性著手，嚴格把控每一個環節，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