三相異步電動機振動故障診斷及處理方法探討

程思 程建平 蘇曉潔

摘 要： 在三相異步電動機的運行過程中，容易出現(xiàn)機械振動故障問題，需要對其進行快速診斷和處理。本文首先對幾種三相異步電動機的常見振動故障類型進行介紹，并分析其診斷方法。在此基礎(chǔ)上，探討三相異步電動機的故障處理技術(shù)，結(jié)合實際案例，分析故障處理方法的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 三相異步電動機；振動故障診斷；處理方法

前言：三相異步電動機的振動故障問題會導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部繞組出現(xiàn)松動，進而容易引發(fā)電氣事故，縮短設(shè)備使用壽命。嚴(yán)重的電動機振動故障問題還會對同一系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備運行產(chǎn)生影響，給生產(chǎn)實踐帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。因此，必須掌握三相異步電動機的常見故障類型和故障原因，采用有效的診斷和處理方法，及時解決電動機振動故障問題，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

一、三相異步電動機的振動故障類型及診斷方法

（一）電磁性振動故障及其診斷方法

按照引起三相異步電動機振動故障的原因進行劃分，其振動故障具體可以分為電磁性故障和機械性故障兩大類。從電磁性振動故障方面來看，三相異步電動機依靠繞組電流與基波旋轉(zhuǎn)磁通產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)動，如果電動機的繞組出現(xiàn)接線錯誤、線圈出現(xiàn)斷路或開焊故障、轉(zhuǎn)子鼠籠出現(xiàn)松動或斷條、以及電動機接地故障等，都會引起三相電動機的電壓、電流或電阻阻抗不平衡，進而導(dǎo)致電動機處于不對稱運行狀態(tài)，發(fā)生電磁性振動故障。此外，由于氣隙不對稱引起的基波和諧波磁通不平衡，也會導(dǎo)致電動機出現(xiàn)電磁性故障。一般要采用斷電法對電磁性故障進行判定，即在電機運轉(zhuǎn)到最高速時，突然切斷電源，觀察電動機振動現(xiàn)象，若電動機振動幅度明顯減小，則可以判斷是電磁性振動故障，否則可能是由于機械方面原因?qū)е碌墓收蟍1]。

（二）機械性振動故障及其診斷方法

引起機械性振動故障的原因主要包含兩個方面，一是三相異步電動機自身的問題，比如電動機內(nèi)部軸承受到磨損，發(fā)生彎曲變形，或定轉(zhuǎn)子的鐵芯磁中心不一致、動平衡不良等原因，都會導(dǎo)致電動機發(fā)生振動故障。此外，由于安裝施工質(zhì)量較差，電動機的地腳未固定牢靠、基礎(chǔ)臺面出現(xiàn)傾斜、電動機的軸線中心與拖動設(shè)備軸線中心不一致等問題，也會導(dǎo)致電動機出現(xiàn)振動故障。要判斷電動機機械故障的具體原因，首先應(yīng)區(qū)分自身故障和負(fù)載引起的故障。一般采用振動表輔助故障診斷，分別測量垂直和水平向的振動值，對其進行記錄。并傾聽電動機的軸承轉(zhuǎn)動聲音，查看電動機地腳，如果未發(fā)現(xiàn)明顯異常，還需要斷開電源進行檢查，拆開電動機軸聯(lián)器，進行空轉(zhuǎn)試驗，從而判斷引發(fā)機械故障的具體原因。如果斷開負(fù)載后，電動機機械振動發(fā)生明顯變化，說明是由負(fù)載引起的振動故障，若無明顯變化，則是電動機自身原因?qū)е碌恼駝庸收蟍2]。

二、三相異步電動機的振動故障處理方法及應(yīng)用

（一）電磁性振動故障處理方法

通過采用上述方法診斷出電動機的電磁性振動故障后，可以通過以下幾個步驟，對電磁性振動故障進行處理：（1）采用試燈對繞組機械故障進行檢查，并對接地處進行絕緣處理。采用萬用表對定子三相繞組電阻值進行測量，觀察繞組絕緣表面，查看是否有燒焦痕跡，從而判斷是否存在匝間短路，必要時更換部分元件；（2）對電源進行檢查，采用鉗形電流表，檢測三相電流，如果電流不平衡，應(yīng)停止設(shè)備運行，切斷電源后拆下轉(zhuǎn)子，對鼠籠松動缺陷進行檢查。如果發(fā)現(xiàn)籠條松動，應(yīng)清洗轉(zhuǎn)子，烘干后，將籠條與鐵芯槽擠壓牢靠，矯正變形籠條，對開焊的籠條進行重新焊接；（3）對電動機轉(zhuǎn)子氣隙進行檢查，一般采用四點法，檢查水平和垂直方向的4個氣隙位置，去平均測量值對其進行判斷。如果轉(zhuǎn)子氣隙過大，可以通過調(diào)整基礎(chǔ)墊片厚度的方法進行修正，確保轉(zhuǎn)子氣隙的誤差值在5%以內(nèi)。

（二）機械性振動故障處理方法

對于機械性振動故障，可通過以下方法進行處理：（1）檢查電動機的地腳是否安裝牢靠，如果地腳松動，要緊固螺栓，如果基礎(chǔ)臺面出現(xiàn)明顯傾斜或剛性不足，要對其進行整平和加固；（2）對軸聯(lián)器的加工和裝配情況進行檢查，可以在停電后拆開軸聯(lián)器，檢查轉(zhuǎn)子平衡狀態(tài)，并根據(jù)故障情況，選擇是否更換轉(zhuǎn)子；（3）對于定轉(zhuǎn)子鐵芯磁中心不一致的振動故障問題，可通過調(diào)整軸承位置、加墊圈等方法進行處理，對于大型電機，則應(yīng)采取調(diào)整定子軸向位置的處理方法；（4）如果在檢察過程中發(fā)現(xiàn)軸的彎曲變形程度超出了標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)對其進行直軸處理，對于容易發(fā)生彎曲故障的電動機，應(yīng)在每次大修后檢測轉(zhuǎn)軸彎曲情況，確保軸承質(zhì)量；（5）在對電動機軸承內(nèi)圈進行檢查時，應(yīng)判斷內(nèi)圈與軸檔、外圈與端蓋之間的配合是否出現(xiàn)松動或配合過緊現(xiàn)象。如果出現(xiàn)松動，可以采用鑲套工藝進行處理，如果過緊，則應(yīng)加工值標(biāo)準(zhǔn)尺寸。此外還要檢查軸承潤滑脂干稠度，若過稀需要更換潤滑脂。

（三）三相異步電動機振動故障診斷及處理案例

在對某型號動車組三相交流異步牽引電機高級修檢修過程時，出廠試驗時，振動值始終過高，經(jīng)2次重新裝配問題仍未得到有效解決。采用上述故障診斷及處理方法對該電動機振動故障問題進行檢修。首先采用改變頻率控制速度法，通過對電動機振動值的變化情況進行觀察和測量，發(fā)現(xiàn)隨著頻率降低振動值減小效果不明顯，初步懷疑是出現(xiàn)轉(zhuǎn)子動平衡故障。在隨后的電動機內(nèi)外運行環(huán)境監(jiān)察中，發(fā)現(xiàn)電機機座底部不平整，運行時容易出現(xiàn)較大幅度振動。基于此，在試驗過程中墊橡膠墊，但振動仍超過標(biāo)準(zhǔn)。再次拆解，發(fā)現(xiàn)此轉(zhuǎn)子裝配硅鋼片一齒部存在輕微變形，將此轉(zhuǎn)子裝配在其他定子內(nèi)，仍發(fā)生振動現(xiàn)象?；诖?，對該轉(zhuǎn)子裝配進行更換處置，振動超故障消除。

結(jié)束語：綜上所述，三相異步電動機可能由于多種原因出現(xiàn)振動故障，對其具體類型、原因及故障診斷方法進行分析，可以為實際故障診斷提供借鑒。在此基礎(chǔ)上，分別針對不同的故障原因，采取相應(yīng)處理方法，可以恢復(fù)電動機正常運行，確保電動機的運行穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]許允之，程昭竣，王鴻雁，邊寧，李澤農(nóng)，王紀(jì)恩.基于主成分分析的故障電動機異常點搜索方法[J].煤礦機電，2015（04）：31-33+37.

[2]陳兆明.三相異步電動機機械振動故障處理方法[J].冶金動力，2013（08）：12-13.