三相交流電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及處理

劉華鋒

摘要：電動(dòng)機(jī)作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的常見(jiàn)設(shè)備，在一定程度上確保了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。但是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)。本文通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的故障進(jìn)行分析，將故障消除在萌芽狀態(tài)，進(jìn)而確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī) 軸承 繞組 絕緣

三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為普通的電氣設(shè)備，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中得到廣泛的使用，通過(guò)能量轉(zhuǎn)換，電能經(jīng)過(guò)三相交流異步電動(dòng)機(jī)被轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，進(jìn)而服務(wù)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。異步電動(dòng)機(jī)種類(lèi)比較繁多、形狀各異，其中鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)備受消費(fèi)者的廣泛關(guān)注和喜愛(ài)，其主要原因是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，性能可靠，起步方便，堅(jiān)固耐用，并且維護(hù)、檢修比較簡(jiǎn)單。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，為了確保異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性，要求電動(dòng)機(jī)的操作人員熟悉電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全知識(shí)，熟練掌握評(píng)估電動(dòng)機(jī)的安全性能的方法等。為了最大限度地確保電動(dòng)機(jī)的安全性，需要操作人員及時(shí)、準(zhǔn)確地排除電動(dòng)機(jī)存在的安全隱患。

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于某些原因經(jīng)常造成電動(dòng)機(jī)故障。通常情況下，機(jī)械故障與電氣故障是電動(dòng)機(jī)故障中最為常見(jiàn)的類(lèi)型。

1 機(jī)械故障

掃膛、振動(dòng)、軸承過(guò)熱、損壞等是電動(dòng)機(jī)比較常見(jiàn)的機(jī)械故障。

1.1 掃膛。產(chǎn)生掃膛的主要原因是由于定、轉(zhuǎn)子之間氣隙較小，使得彼此之間發(fā)生碰撞，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)掃膛故障。在軸承嚴(yán)重超差的影響下，端蓋內(nèi)孔遭受一定的磨損，以及因磨損造成端蓋與止口出現(xiàn)嚴(yán)重的形變，導(dǎo)致機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)子三者在一定程度上出現(xiàn)不同軸心進(jìn)而發(fā)生掃膛。作為操作人員，在檢查電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)掃膛故障，需要對(duì)軸承或者端蓋進(jìn)行及時(shí)的更換，或者通過(guò)其他措施對(duì)其進(jìn)行處理。

1.2 振動(dòng)。通常情況下，電動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)的主要原因包括：第一電動(dòng)機(jī)自身引起；第二傳動(dòng)裝置造成；第三負(fù)載端傳遞引起。如果電動(dòng)機(jī)發(fā)生振動(dòng)故障，需要對(duì)上述三個(gè)方面進(jìn)行核實(shí)，然后根據(jù)實(shí)際情況排除振動(dòng)源。對(duì)于由電動(dòng)機(jī)自身引起的振動(dòng)，其振動(dòng)原因主要涉及以下內(nèi)容：轉(zhuǎn)子缺乏動(dòng)平衡性，軸承存在質(zhì)量問(wèn)題，轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲，安裝電動(dòng)機(jī)的地基不平，電動(dòng)機(jī)安裝不到位，緊固件出現(xiàn)松動(dòng)，以及端蓋、機(jī)座、轉(zhuǎn)子出現(xiàn)不同軸心等。出現(xiàn)振動(dòng)故障，通常情況下會(huì)增加電動(dòng)機(jī)的噪音或者導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的額外負(fù)荷增大等。

1.3 軸承出現(xiàn)問(wèn)題。一般情況下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通過(guò)聽(tīng)覺(jué)，以及觸摸電動(dòng)機(jī)的表面溫度進(jìn)行判斷。在利用聽(tīng)棒或銅棒對(duì)軸承盒進(jìn)行接觸時(shí)，如果軸承發(fā)出沖擊的聲音，那么意味著軸承內(nèi)部可能出現(xiàn)扎碎的滾珠；如果軸承內(nèi)部發(fā)出咝咝的聲音，那么就意味著軸承內(nèi)部零部件之間缺少潤(rùn)滑油，通常情況下，每運(yùn)行3000-5000小時(shí)，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行更換或添加潤(rùn)滑脂。例如，我廠(chǎng)有一臺(tái)型號(hào)JR138-8245KW的電動(dòng)機(jī)，安全運(yùn)行一年后，軸承盒內(nèi)經(jīng)常發(fā)出異常的響聲，利用聽(tīng)針接觸軸承盒進(jìn)行檢查，結(jié)果在軸承盒內(nèi)部傳出“咝咝”的響聲，并伴有“噠噠”的撞擊聲，為了確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性，我們對(duì)該電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了檢修，軸承盒拆開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)軸承盒內(nèi)嚴(yán)重缺油，并且在軸承滾珠表面出現(xiàn)許多細(xì)微的麻痕。處理結(jié)果是：對(duì)軸承進(jìn)行更換，添加潤(rùn)滑油脂。為了避免故障的發(fā)生，在添加潤(rùn)滑脂時(shí)，量不能太多。如果軸承內(nèi)的潤(rùn)滑脂過(guò)多，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，軸承與潤(rùn)滑脂因相互磨擦產(chǎn)生大量的熱，在一定程度上會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。所以，在總?cè)莘e的二分之一到三分之二的范圍內(nèi)添加潤(rùn)滑脂。

2 電氣故障

電壓不正常、繞組接地、繞組短路、繞組斷路、缺相運(yùn)行、接地裝置等是電動(dòng)機(jī)比較常見(jiàn)的電氣故障。

2.1 電壓不正常。通常情況下，電源電壓不正常會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的正常工作。當(dāng)電源電壓較高時(shí)，流過(guò)的激磁電流就會(huì)增大，進(jìn)而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大量的熱，破壞電動(dòng)機(jī)的絕緣部件，使其面臨被擊穿的危險(xiǎn)。當(dāng)電源電壓過(guò)低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩就會(huì)出現(xiàn)不同程度的降低，在沒(méi)有減小電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)距的情況下，如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)出現(xiàn)過(guò)低的現(xiàn)象，這時(shí)轉(zhuǎn)差率就會(huì)增大，因過(guò)載導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。另外，如果三相電壓中，其中一相電壓出現(xiàn)偏高或偏低時(shí)，某相的電流就會(huì)出現(xiàn)過(guò)大的現(xiàn)象，造成電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，同時(shí)減小了轉(zhuǎn)矩，使得電動(dòng)機(jī)發(fā)出“翁嗡”的響聲，如果電流過(guò)大持續(xù)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)繞組就會(huì)受到不同程度的損壞?？傊?，電源電壓過(guò)高、過(guò)低或三相電壓不對(duì)稱(chēng)等都會(huì)不同程度地增大電動(dòng)機(jī)電流，致使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生熱，進(jìn)而損壞電動(dòng)機(jī)。按照國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為了確保電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的安全性，電源電壓與其額定值之間的誤差控制在±5%，并且輸出功率值不得超過(guò)其額定值。

2.2 繞組接地。通常情況下，電動(dòng)機(jī)的繞組絕緣遭到損壞，或者繞組導(dǎo)體、鐵心、機(jī)殼之間發(fā)生相互碰撞等構(gòu)成繞組接地。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)繞組接地故障時(shí)，流過(guò)繞組的電流就會(huì)增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)局部溫度過(guò)高，嚴(yán)重時(shí)燒毀繞組等。通常情況下，電動(dòng)機(jī)受潮容易發(fā)生繞組接地，電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部進(jìn)入了金屬物或有害粉末也會(huì)使繞組發(fā)生接地故障。發(fā)生繞組接地故障后，對(duì)故障進(jìn)行局部處理。通常情況下，伸出槽外的交接部位的繞組，繞組接地故障容易發(fā)生在端部，此時(shí)處理繞組接地故障的具體流程為：將天然云母片或絕緣紙插入鐵心和繞組之間，使用絕緣帶對(duì)繞組進(jìn)行包扎，同時(shí)涂刷絕緣漆并進(jìn)行烘干處理。如果繞組接地發(fā)生在鐵心槽內(nèi)部，并且上成的絕緣遭到損壞，通過(guò)修補(bǔ)槽襯或者直接抬出上成線(xiàn)匝進(jìn)行處理。當(dāng)繞組接地發(fā)生在槽底或者多處絕緣受到損壞，要對(duì)繞組進(jìn)行更換處理。

2.3 繞組短路。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，在繞組的內(nèi)部，因絕緣發(fā)生損壞導(dǎo)致相鄰導(dǎo)線(xiàn)之間彼此發(fā)生碰撞，將這種現(xiàn)象稱(chēng)為繞組短路。繞組短路分為兩類(lèi)：一類(lèi)是在同一繞組中發(fā)生的繞組短路稱(chēng)匝間短路；另一類(lèi)是在兩相繞組之間發(fā)生繞組短路稱(chēng)相間短路。無(wú)論短路以何種形式存在，某一相或兩相的電流都會(huì)不同程度地增加，造成電動(dòng)機(jī)的局部溫度過(guò)高，破壞電動(dòng)機(jī)的絕緣性能。當(dāng)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)繞組短路故障時(shí)，如果在槽外發(fā)生短路，維修比較簡(jiǎn)單，也比較容易；如果在槽內(nèi)發(fā)生短路，同時(shí)伴有線(xiàn)圈發(fā)生輕微的損壞，處理流程為：對(duì)槽線(xiàn)圈邊進(jìn)行加熱軟化，翻出受損部分，對(duì)槽絕緣進(jìn)行更換，同時(shí)對(duì)受損部位用絕緣帶進(jìn)行包扎，涂刷絕緣漆并進(jìn)行烘干處理，檢查確認(rèn)后，重新嵌入槽內(nèi)繼續(xù)使用。如果繞組短路故障較為嚴(yán)重，就直接更換新的繞組。

2.4 繞組斷路。定子或轉(zhuǎn)子因碰斷或燒斷繞組，造成電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障。發(fā)生定子繞組斷路故障后及時(shí)處理。發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組斷路，當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組斷路后，電動(dòng)機(jī)主要表現(xiàn)為：轉(zhuǎn)速變慢且無(wú)力，伴有“嗡嗡”的響聲，甚至電動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子發(fā)生繞組斷路故障后，需要檢查斷路部位，通常情況下，滑環(huán)和轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈的交接處容易發(fā)生斷裂造成斷路故障，經(jīng)過(guò)焊接處理可以繼續(xù)使用。

2.5 缺相運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，火線(xiàn)或者繞組發(fā)生斷裂，電動(dòng)機(jī)在缺相的環(huán)境下運(yùn)行，此時(shí)軸上負(fù)載如果沒(méi)有改變，那么電動(dòng)機(jī)就處于過(guò)載狀態(tài)，在這種情況下，電動(dòng)機(jī)定子的電流超過(guò)其額定值，如果電動(dòng)機(jī)在此狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，那么就容易燒毀電動(dòng)機(jī)。因缺相運(yùn)行導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀在各行業(yè)中占據(jù)較大的比重。通常情況下，電動(dòng)機(jī)受到熔斷器的熔體接觸不良、熔絲擰的過(guò)緊、熔體電流選擇過(guò)小等的影響都會(huì)出現(xiàn)缺相，當(dāng)流過(guò)的電流過(guò)大就會(huì)發(fā)生熔斷，電動(dòng)機(jī)的熔體出現(xiàn)非故障性熔斷在啟動(dòng)電流的沖擊下更容易發(fā)生。

2.6 接地裝置。正常情況下，在安裝電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，將電動(dòng)機(jī)的某一金屬部件通過(guò)接地裝置與大地進(jìn)行連接，該過(guò)程就是電動(dòng)機(jī)接地。將電動(dòng)機(jī)的金屬外殼與大地相連，就完成了接地處理。對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了接地處理后，當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生接地或者出現(xiàn)碰殼短路，電流通過(guò)接地向大地做半球形擴(kuò)散，進(jìn)而降低了電壓，在一定程度上確保了人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。在使用電動(dòng)機(jī)的過(guò)程中，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行接地處理是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，這也是許多單位容易忽視的地方。在不明顯接地的情況下，電動(dòng)機(jī)也能運(yùn)行，處于這種亞安全狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，直接威脅著電氣設(shè)備和人身安全。這是因?yàn)椋绻^緣出現(xiàn)損壞，在電動(dòng)機(jī)的外殼表面就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的對(duì)地電壓，直接威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以，安裝電動(dòng)機(jī)時(shí)做好安全接地處理，是確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)電動(dòng)機(jī)的故障部位進(jìn)行定位，需要熟悉、了解電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的特點(diǎn)及原因。進(jìn)而在排查故障時(shí)，能夠節(jié)省大量的排查時(shí)間，在較短的時(shí)間內(nèi)排除故障，最大限度地確保電動(dòng)機(jī)處于安全狀態(tài)。通常情況下，確保電動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)使用壽命，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期的檢查和維護(hù)是重要的舉措。

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