低壓電動機故障類別與維護措施

徐 洋

（張家口宣化建投供熱有限責(zé)任公司，河北張家口 075100）

1 電動機簡介

電動機主要是一種將電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，而按照電壓的不同又可以分為低壓和高壓電動機，其中低壓指的就是其交流電壓在1 000 V 以下，而在實際應(yīng)用過程中，低壓電動機的電壓主要包括380 V、440 V 以及660 V 等幾個等級。

2 低壓電動機故障類別

2.1 定子線圈接地故障

對于低壓電動機定子繞組而言，主要包括單相、兩相和三相幾種形式，其達(dá)到絕緣接地的目的主要是根據(jù)不同匝數(shù)的等線圈來實現(xiàn)的。為此，低壓電動機定子線圈接地故障主要是因為初期接線狀態(tài)，此時在單相、兩相或者三相接地的情況下，如果電流逐漸增大則表明發(fā)生了故障。而如果電機處于△接線的情況，對于單相接地而言，其如果出現(xiàn)雙相電流增大的情況則表明發(fā)生了故障，對于兩相接地而言則是出現(xiàn)三相電流明顯增大的情況，則可以判定該電機出現(xiàn)了故障。

2.2 定子斷相運轉(zhuǎn)以及定子繞組短路故障

電動機定子繞組通常情況下會處于一相虛接或者一相沒有電流斷開的情況下運行，為此，當(dāng)進行電機故障檢測過程中，一旦出現(xiàn)輸出功率較少而且運行速度較為低下的情況，則表明該電機發(fā)生了故障。另外，隨著電機的運行有時還會伴有一定的聲響，外殼的溫度也會隨之增高，并在運行一定的時間后出現(xiàn)絕緣焦化的味道或者在啟動之后，電機的聲音非常大甚至嚴(yán)重的時候?qū)е码娏鞅Ｗo裝置運行等，只要出現(xiàn)上述的任意一種情況都表明電機出現(xiàn)了定子線圈斷相運轉(zhuǎn)的故障。

由于定子繞組的絕緣特征導(dǎo)致其在匝間及相間等出現(xiàn)一定的損壞，從而導(dǎo)致電機出現(xiàn)線圈短路故障。在進行電機的啟動過程中雖然會迅速的動作過流保護裝置，此時如果出現(xiàn)尖叫聲則表明出現(xiàn)了定子繞組短路的故障。

2.3 轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)掃膛及軸承損壞故障

由于電機的正常運行勢必會導(dǎo)致定子以及轉(zhuǎn)子之間發(fā)生摩擦，從而導(dǎo)致其出現(xiàn)轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)掃膛故障。在對此類故障的判定過程中可以通過觀察電流表的指針來進行判斷。一旦指針出現(xiàn)不穩(wěn)定且機體發(fā)熱，變化的頻率也逐漸增快、出現(xiàn)摩擦聲響、啟動的電流較大等情況則表明電機發(fā)生了此類故障。

在電機的運行過程中，由于缺油或者長時間的運行等原因極易導(dǎo)致其軸承發(fā)生磨損而發(fā)生故障。電機一旦出現(xiàn)此類故障主要表現(xiàn)形式為軸承在運行過程中會發(fā)出異常的響聲，甚至嚴(yán)重時出現(xiàn)竄動、跳動等，嚴(yán)重時由于軸承端蓋的溫度較高而導(dǎo)致電機出現(xiàn)跳閘。

2.4 三相電流失衡

三相電流失衡故障主要是在手動電動機繞組過程中導(dǎo)致的三相電流不均勻。電機出現(xiàn)此類故障時會出現(xiàn)輕微的振動并伴有局部發(fā)熱的情況。另外，在電機的運行過程中聲音也會時大時小，頻率也變化較快，在啟動過程中電流顯示還會出現(xiàn)低幅度及高頻率的情況。

3 低壓電動機故障判斷的基本方法

一般情況下對于低壓電動機故障判定的方式主要是采取以下幾種措施：①看。仔細(xì)觀察電動機在運行過程中電流、轉(zhuǎn)速等是否正常；觀察配電柜顯示面板是否有異常信號顯示，電流以及電壓值是否在正常的范圍內(nèi)。②聽。在電動機運行過程中聽是否發(fā)生異常的聲響，進而判定其是否存在缺相、過載、軸承或者轉(zhuǎn)子掃膛等故障。③摸。一旦電動機相關(guān)部位發(fā)生故障勢必會導(dǎo)致該環(huán)節(jié)溫度急劇升高，為此，可以通過手摸感知相關(guān)溫度來判定相關(guān)部位是否發(fā)生故障。④聞。如果電動機出現(xiàn)較為嚴(yán)重的發(fā)熱或者過載時間較長的問題，勢必會導(dǎo)致相應(yīng)的絕緣受損從而引發(fā)出一股特殊的氣味，為此可以通過聞是否存有氣味來判定電機是否發(fā)生故障。⑤問。這也是進行電機故障排除最為重要的一步。通過和相關(guān)人員的溝通來了解電機在運行過程中是否出現(xiàn)異常等情況，進而可以及時準(zhǔn)確地找到故障位置并進行處理。同時，由于導(dǎo)致電機故障的原因較為復(fù)雜所以單單通過觀察是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，為此，在此基礎(chǔ)上還可以通過萬用表來進行檢測。通過認(rèn)真的檢測和分析，不僅可以精準(zhǔn)地找到故障位置還能采取針對性的解決辦法，進而防止故障的再次發(fā)生。

4 低壓電動機的故障處理

4.1 更換定子繞組線圈

對定子繞組線圈進行更換，為了增加其絕緣性還需要進行浸絕緣漆處理。對定子繞組線圈進行拆卸的過程中，必須要對其線徑、跨距以及每匝根數(shù)進行精準(zhǔn)測量，并將槽內(nèi)的雜物進行清理。必須要確保更換線圈的參數(shù)相同，下線必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進行，確保定子兩端露出的線頭相同。整理完形體之后，將其穿入壓線板，并入主接線時必須要嚴(yán)格按照每匝線圈的正確順序進行，與接線端子相連。放置電機時要注意按照與軸向垂直的方向，再將其送入到烘干室或者其他熱源，預(yù)熱時要注意溫度設(shè)定為100 ℃，以促使絕緣漆更快更好地滲透。當(dāng)發(fā)現(xiàn)絕緣漆從兩段滲透出來時，再繼續(xù)烘干4 h 左右便可完成，最后再將轉(zhuǎn)子、端蓋安裝完畢進行試運行30 min 左右，留作備用即可。若在浸漆運行過程中發(fā)生接地或者短路等問題時，要及時更換整體線圈。在未進行浸漆之前，若出現(xiàn)電流不平衡或者功率降低等問題，要更換局部的線圈。

4.2 電焊車削

電焊車削的過程中，必須要將軸徑和端蓋內(nèi)孔進行堆焊處理，并以此為基礎(chǔ)，通過車床對尺寸進行加工。在實際開展焊接作業(yè)之前，要將軸、端蓋內(nèi)孔進行預(yù)熱。在焊接過程中，J507Fe 焊條是比較常用的焊條，可以選用普通的鑄鐵焊條焊接端蓋內(nèi)孔。在完成焊接作業(yè)之后，為了冷卻焊條，要將焊條置于干石粉內(nèi)，以避免發(fā)生急冷脆等情況。一般來說，在電焊車削的過程中需要注意以下內(nèi)容：①按照相關(guān)的規(guī)定和要求，同心度的校正值要≤0.015 mm，如果出現(xiàn)偏心的情況，那么會導(dǎo)致頻繁發(fā)出噪聲并伴隨著振動發(fā)熱等異常情況。②電機的軸徑進行堆焊操作時，若小于等于4 cm，可以選用6～8等份線條狀；若大于4 cm，必須要選用滿堆焊的工藝。選擇時要按照軸傳動力的情況進行，要以斷續(xù)焊縫的方式進行堆焊，而且在焊接局部的過程中，不能產(chǎn)生過大的應(yīng)力和過高的溫度，要對軸的同心度進行嚴(yán)格的把控。③在開展車床作業(yè)時，為了確保質(zhì)量，要盡量選用磨床進行精加工。

4.3 膠接銹蝕

若轉(zhuǎn)子和軸未能進行有效的連接，要以502黏著劑對其進行處理，要全面澆灌轉(zhuǎn)子和軸之間所出現(xiàn)的縫隙。在實際開展?jié)补嗟倪^程中，要以最快的速度完成，要垂直方向擺放澆灌物。當(dāng)澆灌完畢兩端之后，要以40%鹽水復(fù)澆灌，再擱置幾天，以最大限度確保裝配效果。

5 電動機故障維修措施

5.1 采購環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制好電動機的質(zhì)量

質(zhì)量是企業(yè)在進行電動機采購時需要嚴(yán)格把控的一項重要工作，要將電動機質(zhì)量從根本上進行把控。①選擇電動機生產(chǎn)廠家時，必須要確保其證件齊全，嚴(yán)禁貪圖一時小利而選擇性忽視企業(yè)的經(jīng)濟效益，這是采購人員的職責(zé)操守。②要全方面檢測采購電動機的軸承、絕緣材料等，以確保電動機的質(zhì)量。③電動機要進行重復(fù)多次的試驗，要以試驗結(jié)果為說服依據(jù)，除了要進行電動機電阻檢測和空負(fù)荷運行試驗，還要進行帶負(fù)荷運行試驗。經(jīng)過以上層層篩選過后，才能確保電動機的質(zhì)量，堅決抵制假冒偽劣產(chǎn)品，以為企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展提供良好的設(shè)備基礎(chǔ)。

5.2 加強電動機保護工作

在電動機進行斷相運行時，接觸器線圈和電動機端線的電壓是相同的，由于電磁感應(yīng)的作用，電動機端線的電壓不會出現(xiàn)迅速下降至零的情況，也不會出現(xiàn)下降至接觸釋放電壓的情況。所以，在電動機實際的制造過程當(dāng)中，相關(guān)從業(yè)人員要正確認(rèn)識到以上保護誤區(qū)，要對低壓電動機的結(jié)構(gòu)特點進行全面科學(xué)的分析和研究，以確保保護方案的科學(xué)性和可行性。

（1）電動機欠壓保護。為了使電動機免于遭受電動機電源電壓下降所造成的危害，通常都會設(shè)定電動機電壓保護的措施。在電動機正常運行的過程中，一旦出現(xiàn)電源電壓急劇下降的情況，電動機的轉(zhuǎn)速隨隨之快速下降，而電動機相應(yīng)繞組的電流就會反向增大，一旦增大的電流不能促使熔斷器或者熱繼電器發(fā)出保護動作，那將會直接縮減電動機的使用壽命。此外，當(dāng)電動機在某些其中場景中作業(yè)時，如果電源電壓出現(xiàn)突然下降，將會導(dǎo)致設(shè)備的承載力降低，很有可能出現(xiàn)重物掉落的情況，所以，電動機的欠壓保護措施是必不可少的。接觸器是電動機欠壓保護常用的元器件，也有一部分會選用電壓繼電器。

（2）電動機短路保護。一旦電動機發(fā)生短路故障，其所造成的危害特別大，輕則電動機燒毀，重則引發(fā)嚴(yán)重火災(zāi)事故，威脅到設(shè)備和人員的安全。電動機發(fā)生短路故障的因素有很多，比如，電動機長期運行導(dǎo)致繞組絕緣老化，電動機導(dǎo)線絕緣護套受到機械破壞，電動機導(dǎo)線連接出現(xiàn)問題等等。若果發(fā)生電動機短路故障，必須要在第一時間將電源斷開。熔斷器保護和低壓斷路器保護是電動機短路保護的主要保護措施，二者的原理大體相同，都是在電動機發(fā)生短路故障時第一時間將回路斷開。低壓斷路器保護的應(yīng)用范圍比較廣泛，熔斷器的靈敏度和反應(yīng)時間都比較低，所以應(yīng)用并不多。

（3）電動機堵轉(zhuǎn)保護或者電動機阻塞保護。二者的功能大體類似，均是用來避免由于電動機轉(zhuǎn)子阻塞而造成電動機被燒毀的情況。但各個廠家對于保護裝置的定義大體分為兩種：①在啟動時投入堵轉(zhuǎn)保護，正常工作時退出；啟動阻塞保護時退出，正常工作時投入。②沒有阻塞保護，只有堵轉(zhuǎn)保護，先啟動后投入。如果保護作用兼具堵轉(zhuǎn)和阻塞兩種，那么僅在啟動時投入堵轉(zhuǎn)保護，而且保護的時間和電流設(shè)定值相比于電動機啟動時間和電流要大，通常來講，時間設(shè)定值為3～5 s，而電流設(shè)定值為6～8倍的額定電流。阻塞保護的時間設(shè)定值一般來說與電動機啟動時間和電流關(guān)系不大，通常啟動時間都是設(shè)定為3～5 s，電流則是3～5倍額定電流。

（4）電動機過電流保護。與電動機短路故障不同，電動機過電流故障主要指的是電動機本身或者其內(nèi)部元器件出現(xiàn)運行電流大于額定電流的情況。同理，電動機過電流保護與短路保護也不相同，主要是當(dāng)出現(xiàn)電動機過流運行的情況時所采取的一種保護措施。當(dāng)電動機發(fā)生過電流情況時，要在升溫允許范圍內(nèi)和電氣元器件毀壞之前及時采取行之有效的措施將異常電流恢復(fù)至正常電流。過電流繼電器是電動機過電流保護比較常用的方法，其切斷電動機電源的方式主要是在電動機運行電流達(dá)到額定電流之前，使電流繼電器線圈按接在保護的回路當(dāng)中，再斷開電流繼電器的主觸頭。三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機和直流電動機的控制回路當(dāng)中常會用到此種過電流保護措施，一旦電動機運行過電流達(dá)到額定電流的1.2倍，電流繼電器也會起到短路保護的效果。

（5）電動機弱磁保護。電動機一旦出現(xiàn)超負(fù)荷工作時，會出現(xiàn)磁場減弱或者磁場消失的情況，電樞電流的繞組保護會在電樞電流運行速度較快的情況下出現(xiàn)薄弱而導(dǎo)致?lián)p耗的情況。此外，一旦直流電動機出現(xiàn)輕負(fù)荷運行的情況，會出現(xiàn)磁場消失的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致電動機出現(xiàn)飛車或者超速的現(xiàn)象。無論是電動機超負(fù)荷運行還是輕負(fù)荷工作，都會在很大程度上損壞電動機，所以，要以電動機的具體磁場性質(zhì)為基礎(chǔ)，設(shè)定相應(yīng)的電動機弱磁保護措施，以有效地保護電動機。

5.3 故障的檢測

作為電動機維修效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，故障檢測主要采用的方法分為兩種，分別是檢測法和經(jīng)驗法。檢測法主要是借助相應(yīng)的儀器儀表對故障進行判斷和分析，檢測法的準(zhǔn)確性可以得到很好的保障，也是在日常電動機故障檢測過程中比較常用的方法，而且隨著科學(xué)技術(shù)的進步，用于檢測的儀器儀表類型越來越多，效果也越來越明顯。經(jīng)驗法主要是憑借著相關(guān)工作人員的豐富工作經(jīng)驗進行故障的檢測，此種方法的不確定性較高，有時出現(xiàn)的偏差較大，對電動機的故障檢測和維修會產(chǎn)生較大的不利影響。例如，選用元器件替換的方法，將懷疑的元器件以新原件進行替換，但實際效果并不一定為如預(yù)期所想。如果故障順利被排除，那說明判斷是正確的；若故障仍然存在，那么就需要繼續(xù)檢測其他的故障原因，因此，將二者有機地結(jié)合起來進行電動機故障檢測工作，能夠有效地保證故障檢測準(zhǔn)確率，并提高故障檢測效率和質(zhì)量。

6 結(jié)束語

總之，作為一種應(yīng)用頻率較高的設(shè)備之一，其主要是將電能有效地轉(zhuǎn)換為機械能，進而為機械設(shè)備的使用提供能量。但由于各方面因素的影響致使其在使用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障，所以可以通過采取控制好采購環(huán)節(jié)電動機的質(zhì)量、加強電動機保護以及檢測等方式來保證低壓電機的運行效率。