由溫升引起的電動機(jī)故障處理方法

在我國工農(nóng)業(yè)各類生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)工作量方面，電動機(jī)的維護(hù)占有較大的比例。電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的原動機(jī)，生產(chǎn)中實際應(yīng)用的電動機(jī)按電源分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)。大家知道衡量電動機(jī)發(fā)熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”，當(dāng)溫升突然增大或超過最高工作溫度時，是電動機(jī)異常運行和發(fā)生故障的重要信號。因此，正確分析溫升的原因及及時處理故障電動機(jī)，對電動機(jī)及生產(chǎn)系統(tǒng)安全、可靠和穩(wěn)定運行具有重要意義。筆者從事中等職業(yè)院校電機(jī)教學(xué)工作多年，從安全生產(chǎn)角度出發(fā)，將電動機(jī)溫升理論與實際情況結(jié)合，應(yīng)用到電動機(jī)維護(hù)和故障處理中去。

1 電動機(jī)溫升與材料的絕緣等級

電動機(jī)的溫升限度是由所用絕緣材料的絕緣等級決定的。在—般使用條件下 （冷卻介質(zhì)溫度低于40℃，海拔不超過1 000 m），電動機(jī)額定運轉(zhuǎn)時各部件的溫升及最高允許溫度限度如表1所示。

表1 電動機(jī)絕緣等級與溫升表

檢測溫升的方法較多，對于大型電動機(jī)，線圈溫度一般可以通過線棒下的熱敏電阻測得，能比較直觀地反映電動機(jī)的線圈溫度；對于沒有采用熱敏電阻的電動機(jī)，一般用酒精溫度（0～100℃）法，把電動機(jī)外殼頂上的吊環(huán)螺絲擰下來，將溫度計插入吊環(huán)孔內(nèi)，再用棉紗等隔熱材料塞好吊環(huán)孔，所測得的溫度是繞組的表面溫度，比繞組最熱點的溫度要低10℃左右，將測量溫度再加10℃就是繞組最熱點的實際溫度。將這一實際溫度減去當(dāng)時的環(huán)境溫度，就是電動機(jī)在運行中的溫升。

所謂絕緣材料的最高允許溫度，系指電動機(jī)在設(shè)計預(yù)期壽命內(nèi)，運行時繞組絕緣中最熱點的溫度。如果運行溫度長期超過材料的最高允許溫度，則絕緣老化加劇，壽命大大縮短，所以電動機(jī)在運行中，溫度是影響電動機(jī)壽命的主要因素之一。

2 溫升產(chǎn)生的原因

溫升是電動機(jī)與環(huán)境的溫度差，是由電動機(jī)發(fā)熱引起的。運行中的電動機(jī)鐵芯處在交變磁場中會產(chǎn)生鐵損，繞組通電后會產(chǎn)生銅損，還有其他雜散損耗等，這些都會使電動機(jī)溫度升高。另一方面電動機(jī)也會散熱，當(dāng)發(fā)熱與散熱相等時即達(dá)到平衡狀態(tài)，溫度不再上升而穩(wěn)定在一個水平上。當(dāng)發(fā)熱增加或散熱減少時就會破壞平衡，使溫度繼續(xù)上升，擴(kuò)大溫差，則增加散熱，在另一個較高的溫度下達(dá)到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比以前增大了，所以說溫升是電動機(jī)設(shè)計及運行中的一項重要指標(biāo)，標(biāo)志著電動機(jī)的發(fā)熱程度，在運行中，如電動機(jī)溫升突然增大，說明電動機(jī)有故障。其原因主要有以下幾個方面。

2.1 電源方面

（1）電壓過高，當(dāng)電壓超過額定電壓10%以上時，鐵芯磁路飽和，主磁通的增加使激磁電流急劇增加，從而使定子電流增大，電動機(jī)過熱，致使溫升超過允許值而燒毀。

（2）電壓過低，當(dāng)電壓過低（低于額定電壓5%以上）時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩因與電壓成平方關(guān)系而大幅下降，如果負(fù)載不變，轉(zhuǎn)子就要保持必需的電磁轉(zhuǎn)矩來平衡負(fù)載的阻力矩，這就迫使正在運行的電動機(jī)轉(zhuǎn)子電流增大，造成電動機(jī)過熱，溫升增高。

（3）三相電源電壓相間不平衡，不平衡度超過5%時，引起三相電流不平衡，使定子及轉(zhuǎn)子過熱。

（4）一相熔絲斷路或電源開關(guān)接觸不好，造成缺相運行而過熱。

2.2 電動機(jī)本身

（1）定子鐵芯部分硅鋼片之間絕緣不良或有毛刺，會使鐵損增大而過熱。

（2）定子繞組匝間或相間短路或接地，使電流增大，銅損增加而過熱。

（3）定子一相繞組斷路或并聯(lián)某一斷線支路，引起三相電流不平衡而使繞組過熱。

（4）電動機(jī)受潮或浸漆后沒烘干，絕緣性能過低而產(chǎn)生過熱。

（5）繞組接線錯誤，將星形接成三角形，或?qū)⑷切谓有切危陬~定負(fù)載下運行都會使電動機(jī)過熱。

2.3 負(fù)載方面

（1）負(fù)載過大，使電動機(jī)定子繞組電流增大，如長期運行就會導(dǎo)致運行中電動機(jī)過熱。

（2）所傳動的機(jī)械發(fā)生故障（有不正常摩擦或卡澀），引起電動機(jī)過電流發(fā)熱；嚴(yán)重時電動機(jī)甚至卡住不轉(zhuǎn)，使電動機(jī)溫度急劇上升，繞組很快被燒毀。

（3）過載時間過長，用連續(xù)定額的電動機(jī)來承受短時或周期性沖擊負(fù)載，若沖擊時間過長，就會使電動機(jī)過熱，溫升升高。

（4）啟動過于頻繁，使電動機(jī)過熱溫升升高。

2.4 通風(fēng)散熱方面

（1）環(huán)境溫度過高（超過40℃），使電動機(jī)進(jìn)風(fēng)太熱，散熱困難，從而引起電動機(jī)溫升過高。

（2）周圍環(huán)境粉塵污染嚴(yán)重，電動機(jī)吸入大量粉塵，使端部線圈間的間隙、鐵芯通風(fēng)道堵塞（若軸承漏油，堵塞更為嚴(yán)重），造成吸入的風(fēng)量大大減小，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。

（3）冷風(fēng)和熱風(fēng)短路。對于離心式風(fēng)扇，由于端蓋的擋風(fēng)圈與風(fēng)扇的間隙過大，低壓風(fēng)與高壓風(fēng)短路，減小了進(jìn)入電動機(jī)內(nèi)部的風(fēng)量，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。

（4）電動機(jī)冷卻器發(fā)生故障，或堵漏風(fēng)不嚴(yán)，熱風(fēng)直接漏入冷風(fēng)區(qū)，使電動機(jī)入口風(fēng)溫增高，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。

（5）內(nèi)排風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障，電動機(jī)排出的熱風(fēng)不能很快排散，又被電動機(jī)吸入，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。

（6）采用軸流式風(fēng)扇的電動機(jī)，如果風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)方向反了，或末裝風(fēng)扇，或風(fēng)扇損壞，都會引起電動機(jī)過熱。

2.5 其他方面

（1）與電動機(jī)繞組接觸的鐵芯及其他部件，其溫升不應(yīng)超過所接觸的絕緣繞組用電阻法測溫的溫升限度。

（2）對不絕緣的短路繞組（如鼠籠繞組）、不與繞組接觸的鐵芯及其他部件的溫升，不應(yīng)達(dá)到足以使任何鄰近的絕緣或其他材料有損壞危險的數(shù)值。

（3）集電環(huán)的溫升應(yīng)不超過本身所用的絕緣等級的容許限度，短時定額電動機(jī)的溫升，比上述數(shù)值提高10℃。因為短時負(fù)載的電動機(jī)，溫升只是在短時間內(nèi)高出10℃，而長期處于冷狀態(tài)，因而其使用壽命仍可與連續(xù)負(fù)載正常溫升的電動機(jī)接近。

（4）在環(huán)境溫度40℃時，滑動軸承的溫度應(yīng)不超過80℃，滾動軸承應(yīng)不超過95℃，特種軸承采用特殊的潤滑脂后，工作溫度允許升高到制造廠規(guī)定的數(shù)值?；瑒虞S承工作溫度過高，會加速潤滑油氧化變質(zhì)，并使其黏度降低、油膜不穩(wěn)定，甚至引起軸承合金與轉(zhuǎn)軸干摩擦而熔化。滾動軸承溫度過高，會引起潤滑油脂變質(zhì)、硬化、分解，有效潤滑期縮短。軸承工作溫度過高，會造成軸承退火、硬度降低，壽命縮短，軸承游隙減小，摩擦損耗劇增，潤滑脂熔化而嚴(yán)重漏油，軸承發(fā)生干摩擦而損壞。另外，潤滑油和潤滑脂的黏度隨溫度升高而降低。環(huán)境溫度升高時，軸承摩擦損耗減小，軸承溫升也稍降低，因此在運行中，潤滑油溫度要保持在一定的范圍內(nèi)，并非越低越好。

3 電動機(jī)發(fā)熱故障的排除

當(dāng)電動機(jī)溫度超過最高工作溫度，溫升超過規(guī)定，或溫升雖然未超過限度，但在低負(fù)荷時溫升突然增大，說明電動機(jī)有故障，其判斷和排除方法如下。

（1）在額定負(fù)荷下溫升未超過溫升限度，僅由于環(huán)境溫度超過40℃，而使電動機(jī)溫度超過最大允許工作溫度。這種現(xiàn)象說明電動機(jī)本身是正常的。解決的辦法是用人工方法降低環(huán)境溫度；如辦不到，則必須減負(fù)載運行。

（2）在額定負(fù)載下溫升超出銘牌規(guī)定。不管什么情況，均屬電動機(jī)有故障，必須停機(jī)檢查，特別對溫升突然變大更要注意。其外部原因有：電網(wǎng)電壓太低或線路壓降太大 （超過10%），負(fù)載太重 （超過10%），電動機(jī)與機(jī)械配合不當(dāng)；內(nèi)部原因有：單相運行、匝間短路、相間短路、定子接地、風(fēng)扇損壞或未固緊、風(fēng)道阻塞、軸承損壞、定轉(zhuǎn)子相擦、電動機(jī)與電纜接頭發(fā)熱（特別是銅鋁或鋁鋁連接）、電動機(jī)受腐蝕或受潮等。此外，從理論上講電動機(jī)均可正反轉(zhuǎn)，但有些電動機(jī)的風(fēng)扇有方向性，如反了，溫升會超出許多。總之，必須針對各種具體情況，排除故障。

（3）電動機(jī)在運行中應(yīng)沒有振動、噪聲和異味。若出現(xiàn)振動，則會引發(fā)與電動機(jī)相連接的負(fù)載部分與電動機(jī)不同軸，增大負(fù)載電流，從而燒毀電動機(jī)；因此，要經(jīng)常檢查引起振動的地腳螺栓、電機(jī)端蓋、軸承壓蓋等處，不得有松動，連接裝置必須可靠，尤其對大功率的電動機(jī)，必須及時發(fā)現(xiàn)及時排除。噪聲和異味是電動機(jī)運行異常的重要標(biāo)志，也是重大事故的前兆，必須及時發(fā)現(xiàn)，即時查明原因加以排除，否則會延誤時機(jī)，擴(kuò)大故障范圍，釀成燒毀電動機(jī)的嚴(yán)重事故。

（4）啟動前要認(rèn)真檢查和正確操作。①啟動前要檢查線路電壓是否正常，過高或過低都不宜啟動，通常應(yīng)不超過額定電壓值10%，才能進(jìn)行啟動。②啟動前要檢查電動機(jī)有無卡澀，尤其是傳動皮帶不得過緊或過松，聯(lián)軸器螺母、鍵等不能有松動。③清除電動機(jī)上的污垢及附近的雜物、易燃品、爆炸品。④限制啟動次數(shù)，電動機(jī)連續(xù)啟動的次數(shù)不得超過3～5次（空載狀態(tài)）；工作后再停機(jī)不久而啟動的，不應(yīng)超過2次，否則易燒毀電機(jī)。⑤多臺電動機(jī)的啟動，應(yīng)按次序一臺一臺操作，不得幾臺同時啟動。⑥當(dāng)啟動出現(xiàn)反轉(zhuǎn)時應(yīng)立即停機(jī)，將任意兩相電源線對調(diào)后再啟動。

在電動機(jī)的啟動過程中要密切監(jiān)視電流表指針變化及電動機(jī)運轉(zhuǎn)是否正常，電動機(jī)啟動后應(yīng)能很快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)運行，若轉(zhuǎn)速、聲音或振動出現(xiàn)異常，則要及時停機(jī)進(jìn)行檢查，一切正常后方可再次啟動。