交流異步電動機常見故障的分析、診斷及處理
交流異步電動機做為電力企業(yè)中的重要設(shè)備，各種故障經(jīng)常發(fā)生，有時故障是多種原因同時存在的，通過對電動機的各種故障分析、診斷和處理，并綜合考慮解決設(shè)備的各種方法。達到以最快、最準(zhǔn)確的判斷、處理和檢修設(shè)備的目的，并為廣大職工診斷和處理設(shè)備故障提供借鑒。
【關(guān)鍵詞】 電機；故障；處理；
引言
電力企業(yè)中，電動機的異常會直接導(dǎo)致機械設(shè)備的停轉(zhuǎn)，影響設(shè)備及人身的安全，降低設(shè)備的開動率，造成減產(chǎn)及停產(chǎn)。本人針對交流電動機常見的故障進行了分析與診斷，并做出相應(yīng)的處理措施，及時判斷和處理設(shè)備故障和隱患對設(shè)備的安全穩(wěn)定運行具有很重要的作用。
一、異步電動機的故障分析、診斷與處理
電動機的故障大體歸納為電磁的原因和機械的原因兩個方面。常見故障分析、診斷與處理
1.異步電動機不能起動：
1.1電動機不能起動，有被拖動機械卡住、起動設(shè)備故障和電動機本體故障及其它方面原因：
處理方法：當(dāng)電動機不能起動的故障時，可使用萬用表測量三相電壓，若電壓太低，應(yīng)設(shè)法提高電壓，原因可能有：⑴電源線太細(xì)，起動壓降太大，應(yīng)更換粗導(dǎo)線。⑵三角形接線錯接成星形接線，又是重載起動，應(yīng)按三角形接法起動。⑶送電電壓太低，應(yīng)增高電壓，達到要求的電壓等級。若三相電壓不平衡或缺相，說明故障發(fā)生在起動設(shè)備上。若三相電壓平衡，但電動機轉(zhuǎn)速較慢并有異常聲響，這可能是負(fù)荷太重，拖動機械卡住。此時應(yīng)斷開電源，盤動電動機轉(zhuǎn)軸，若轉(zhuǎn)軸能靈活均衡地轉(zhuǎn)動，說明是負(fù)荷過重；若轉(zhuǎn)軸不能靈活均衡地轉(zhuǎn)動，說明是機械卡阻。若三相電壓正常而電機不轉(zhuǎn)，則可能是電機本體故障或卡阻嚴(yán)重，此時應(yīng)使電動機與拖動機械脫開，分別盤動電動機和拖動機械的轉(zhuǎn)軸，并單獨起動電動機，即可知道故障所在，作相應(yīng)的處理。
1.1.1當(dāng)確定為起動設(shè)備故障時，要檢查開關(guān)，接觸器各觸頭及接線柱的接觸情況；檢查熱繼電器過載保護觸頭的開閉情況和工作電流的調(diào)整值是否合理；檢查熔斷器熔體的通斷情況，對熔斷的熔體在分析原因后應(yīng)根據(jù)電動機起動狀態(tài)的要求重新選擇；若起動設(shè)備內(nèi)部接線有錯，則應(yīng)按照正確接線改正。
1.1.2 當(dāng)確定為電動機本體故障時，則應(yīng)檢查定，轉(zhuǎn)子繞組是否接地或軸承是否損壞。繞組接地或局部匝間短路時，電動機雖能起動但會引起熔體熔斷而停轉(zhuǎn)，短路嚴(yán)重時電動機繞組很快就會冒煙。
檢查繞組接地常采用的方法:用兆毆表檢查繞組的對地絕緣電阻，若存在接地故障，兆毆表指示值為零。繞組短路:通常用雙臂電橋測直阻的平衡情況，對于繞組接地、匝間短路的處理通常都是重新繞制繞組。
1.1.3其它原因
由于軸承損壞而造成電動機轉(zhuǎn)軸竄位、下沉、轉(zhuǎn)子與定子磨擦乃至卡死時，應(yīng)更換軸承。
若在嚴(yán)冬無保溫，環(huán)境較差場所的電動機，應(yīng)檢查潤滑脂。
2、鼠籠式電動機起動后轉(zhuǎn)速低于額定值
2.1電動機運行時的轉(zhuǎn)速降低：
2.1.1電源電壓；如端電壓降低，則電機起動轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速降低。若檢查是電壓太低，則應(yīng)提高電源電壓。電動機接線錯誤，繞組應(yīng)是三角形接線而錯接成星形的也會使相電壓降低。
2.1.2轉(zhuǎn)子電阻；若鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂或開焊，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速和起動轉(zhuǎn)矩下降。導(dǎo)條斷裂和開焊，首先可進行直觀檢查，也可借助于儀表檢查。直觀檢查:就是查看鼠籠導(dǎo)條有沒有電弧灼痕，有無斷裂和細(xì)小裂紋，端環(huán)連接是否良好。借助于儀表檢查:一種方法是在電動機運行時，看指示電動機定子電流的電流表。在鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂或開焊故障時，電流表指針將來回擺動。對于未裝設(shè)電流表的電動機，可將電動機的定子繞組串聯(lián)電流表后接到15-20%Ue（Ue為額定電壓）的三相交流電源上，（用三相自耦調(diào)壓器調(diào)壓），盤動電動機轉(zhuǎn)軸，隨著轉(zhuǎn)子位置不同，定子電流會發(fā)生變化，指針突然下降處即導(dǎo)條斷裂或開焊處。
2.2若檢查是被拖動機械輕微卡住，使轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)不靈活，也會使電動機勉強拖動負(fù)載而引起轉(zhuǎn)速下降。
3、異步電動機運行時三相電流不平衡
造成電動機三相電流不平衡的主要原因：
3.1三相電壓不平衡。若電源電壓不平衡導(dǎo)致電動機運行時三相電流不平衡，可檢查電源電壓，做出處理。
3.2個別繞組匝間短路。將造成各相阻抗不相等,在三相平衡電壓的作用下,使得三相電流不平衡。
3.3由于起動設(shè)備故障造成電動機三相電壓不平衡。對于繞組重新繞制的電動機，除上述原因外，還可能是由于線圈接線有錯誤或部分線圈匝數(shù)有錯誤所造成。對錯誤接線應(yīng)檢查糾正。用雙臂電橋測量各相繞組的直流電阻，若電阻值相差過大，則說明線圈匝數(shù)有誤應(yīng)重新繞制。
4、異步電動機運行時溫升過高
電動機運行時溫升過高?？砂匆韵聨追矫孢M行檢查和處理。
4.1過載運行引起溫升過高。若經(jīng)檢查確定溫升過高是由拖動機械皮帶太緊和轉(zhuǎn)軸運轉(zhuǎn)不靈活引起，應(yīng)會同機械維修人員適當(dāng)?shù)胤潘善?，拆檢機械設(shè)備，使轉(zhuǎn)軸靈活，并應(yīng)保持在額定負(fù)載狀態(tài)下運行。
4.2工作環(huán)境惡劣引起溫升過高。此時可搭簡易涼棚遮陰或用鼓風(fēng)機，風(fēng)扇吹風(fēng)。同時更應(yīng)注意清除電動機本身風(fēng)道的油污及灰塵，以改善自冷條件。
4.3電動機運行故障造成溫升過高。電動機繞組有匝間短路及接地存在，或者因軸承運行中損壞，均會引起局部溫升過高。這時打開電動機，目視鼻聞，有否燒焦。手摸，比較溫度，找出短路處，分開短路部分。軸承損壞可更換軸承。
4.4由于鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂、開焊造成的溫升過高，對電機轉(zhuǎn)子處理后投入運行。
4.5此外，電動機溫升過高還與電動機電壓過高或過低有關(guān)。
4.6重新繞制的電動機，由于繞制參數(shù)變化也可能會造成電動機在試運行時就發(fā)熱。此時可測量電動機的三相空載電流，若大于額定值，則說明匝數(shù)不夠，應(yīng)予增加。
4.7正反轉(zhuǎn)頻繁或起動次數(shù)過多也可引起電機溫升過高，這時應(yīng)減少電機正反轉(zhuǎn)和起動次數(shù)，或改用其他類型的電動機。
5、異步電動機運行時軸承過熱
軸承運行中溫度高于規(guī)定值85℃稱發(fā)熱。電動機運行時軸承過熱，通常是因潤滑不良、安裝不良等原因造成的，當(dāng)出現(xiàn)過熱時，可從以下幾方面查找原因并作相應(yīng)的處理。
5.1.軸承潤滑狀態(tài)是否良好。當(dāng)出現(xiàn)軸承熱時，首先應(yīng)拆開電動機兩端的軸承蓋，對潤滑脂進行外觀檢查。潤滑脂太臟有雜質(zhì)侵入，或已干枯等都會造成軸承過熱，可合理選用潤滑脂進行更換。
5.2軸承室中潤滑脂不宜過多或過少。潤滑脂應(yīng)占整個軸承室容積1/2-2/3為宜。
5.3軸承的安裝必須具備適當(dāng)?shù)墓钆浜稀］S承徑向間隙的過大過小，內(nèi)外套配合過松過緊都是造成電動機運行時軸承過熱的原因。
5.4此外，聯(lián)軸器安裝不當(dāng)，皮帶太緊，電動機運轉(zhuǎn)時有振動等都有可能使軸承發(fā)熱。這時應(yīng)調(diào)整聯(lián)軸器，使兩軸線在一直線上，在不影響轉(zhuǎn)速的情況下適當(dāng)放松皮帶，電動機運轉(zhuǎn)時的振動應(yīng)消除。
6、異步電動機運行時有噪聲
電動機運行時有噪聲，通常是由于起動設(shè)備故障，電動機裝配不良及軸承損壞等原因所造成。
6.1起動設(shè)備主觸頭接觸不良引起缺相運行，或電動機繞組一相斷線，運行時會發(fā)出嗡嗡聲。起動設(shè)備故障可進行處理。后者，則用萬用表或直阻表檢查電動機繞組，并酌情修復(fù)或重新繞制繞組。
6.2電動機裝配不良常見的有兩種情況。一是端蓋與定子（或者軸承蓋與端蓋）的堅固螺釘四周緊固不均勻，以及裝配止口四周嚙合不均勻，造成端蓋（或軸承蓋）安裝不正，影響了定轉(zhuǎn)子的同心度，二是軸承內(nèi)、外套與轉(zhuǎn)軸、端蓋軸孔配合太松，致使定子鐵芯與轉(zhuǎn)子相擦,應(yīng)合理裝配。
6.3軸承滾珠、滾柱、內(nèi)外套和隔離架等嚴(yán)重磨損以及金屬剝落，致使電動機運行時發(fā)出很大的金屬撞擊聲和震動聲，此時應(yīng)更換軸承。另外，定子繞組重新繞制后絕緣紙未修剪而與轉(zhuǎn)子相擦、聯(lián)軸器松動或轉(zhuǎn)軸變形等均可能發(fā)生噪聲，遇有這些情況應(yīng)查明原因后對癥處理。
7、異步電動機運行時振動過大
電動機運行時振動過大，通常是由于電磁和機械兩方面原因所引起。
7.1電源電壓不對稱、繞組短路及多路繞組中個別支路斷路，或者定子鐵芯裝得不緊，鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條有較多的斷裂或開焊等。這些電磁方面的原因會引起電動機運行時發(fā)生振動。電動機轉(zhuǎn)軸彎曲、軸徑成橢圓形或轉(zhuǎn)軸及轉(zhuǎn)軸上所附有的轉(zhuǎn)動機件不平衡等，這些機械方面的原因也會引起電動機運行時發(fā)生振動。因此，當(dāng)電動機發(fā)生振動過大時，可首先檢查傳動部件對電動機的影響，然后再脫開聯(lián)軸器使電動機空轉(zhuǎn)進行檢查。
若電動機空轉(zhuǎn)時振動并不大，這可能是由于電動機與所拖動機械的軸中心找得不準(zhǔn)，也可能是電動機與所拖動機械間的振動引起電動機的振動。確定振動的原因后，即可會同機械維修人員重新校驗，針對機械方面的缺陷進行處理。
7.2若電動機空轉(zhuǎn)時振動較大，則原因在電動機本身。這時應(yīng)切斷電源，以判斷振動是由于機械方面原因還是電磁方面原因所引起。
切斷電源后振動立即消除，說明是電磁方面的原因，應(yīng)檢查繞組并聯(lián)支路有否斷線，鼠籠轉(zhuǎn)子導(dǎo)條是否開焊或斷裂。繞組并聯(lián)支路有否斷線可用萬用表測電阻值進行分析。繞組并聯(lián)支路確有斷線時，應(yīng)仔細(xì)查出斷頭后焊牢并作絕緣處理，必要時要重新繞制繞組。
切斷電源后若振動繼續(xù)存在，說明原因出在機械方面，例如：轉(zhuǎn)子或皮帶不平衡、軸端彎曲、軸承故障等。轉(zhuǎn)子不平衡可將轉(zhuǎn)子作靜平衡或動平衡校驗。皮帶輪不平衡通常是由于軸孔偏心，可車削后鑲套，軸端輕度彎曲可在壓力機上校正或車削1-2mm后鑲套，軸端彎曲過大時可用電焊在彎曲處表面均勻堆焊一層，然后以轉(zhuǎn)子外圓為基準(zhǔn)找中心，在車床、磨床上加工成符合要求的尺寸。此外，電動機的基礎(chǔ)混凝土破裂或地腳螺絲、端蓋螺絲未上緊等都會引起電動機振動過大，查明原因后，可對這些問題進行處理。
8、隔離開關(guān)合上后燒保險絲
隔離開關(guān)合上后燒保險絲主要故障原因:
8.1接頭和定子繞組之間接線有短路。拆開電動機接線頭，檢查導(dǎo)線的絕緣性。
8.2定子繞組接地或短路參閱（1.電機不能起動）中所述的定子繞組接地或短路檢查方法處理。
8.3電機負(fù)載過大或有機械卡住。則用電流表檢查定子電流和轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子有無卡住現(xiàn)象，減輕負(fù)載和消除故障。
8.4保險絲選擇太細(xì)或有虛接,檢查接頭和保險。
9、電動機空載電流偏大
電動機空載電流偏大可從以下幾方面來檢查故障原因：
9.1電源電壓過高。當(dāng)電源電壓高于額定電壓時,使電機的飽和度大大增加,使激磁電流加大,同時鐵心的飽和也使得電機鐵耗加大。檢查電源電壓,若電壓等級過高,則降低電壓等級。電機本身氣隙較大,拆開電機，用內(nèi)卡、外卡測量定子內(nèi)徑和轉(zhuǎn)子外徑。
9.2機定子繞組匝數(shù)未繞夠。重繞定子繞組，增加匝數(shù)。
9.3電機裝配不當(dāng)。用手試轉(zhuǎn)電機，如轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動不靈活。則可能是轉(zhuǎn)子軸向位移過多?；蚨松w螺栓沒有平衡上緊，可放松螺絲再試轉(zhuǎn)。
9.4電機定子繞組應(yīng)該是星形的接線誤接成三角形。檢查定子接線與銘牌規(guī)定。
10、機殼帶電
機殼帶電的主要原因和處理
10.1引出線或接線盒接頭絕緣損壞碰地。檢查后套上絕緣套管或包扎絕緣布。
10.2端部太長碰機殼。端蓋卸下后接地現(xiàn)象即消除。此時應(yīng)將繞組端部刷一層絕緣漆，并墊上絕緣紙再裝上端蓋。
10.3槽子兩端的槽口絕緣損壞,細(xì)心扳動繞組端接部分，耐心找出絕緣損壞處，然后墊上絕緣紙再涂上絕緣漆。
10.4槽內(nèi)有鐵屑等雜物未除盡，導(dǎo)線嵌入后即通地。清除鐵屑等雜物。
10.5在嵌線時，導(dǎo)體絕緣有機械損傷。細(xì)心扳動繞組端接部分，耐心找出絕緣損壞處，然后墊上絕緣紙再涂上絕緣漆。
10.6外殼沒有可靠接地。按上面幾個方法排除故障后，將電機外殼可靠接地。
11、電動機絕緣電阻降低
電動機絕緣電阻降低的主要原因和處理
11.1潮氣浸入或雨水滴入電機內(nèi)。用搖表檢查后，進行烘干處理。
11.2繞組上灰塵污垢太多。清除灰塵、油污后浸漬處理。
11.3引出線和接線盒接頭的絕緣即將老化。重新包扎引出線接線頭。7KW以下電機可重新浸漬處理。
12、常見三相交流繞組燒損故障的特征、原因和處理方法
針對交流電動機的繞組燒損的表象進行原因分析并提出處理辦法。
12.1缺相運行
從目前修理電機工作中可以看出，因缺相運行燒毀繞組的約占修理量50%以上。
造成缺相運行的原因主要是線路和電機引線聯(lián)接不妥，如瓷插式保險絲，掛保險絲的螺釘沒有擰緊,或擰得過緊而將保險絲幾乎壓斷了,有浮接現(xiàn)象,或是把保險絲繞在銅插頭上沒有接觸好,或是電機出線端處理得不好未焊牢等等,這些都引起電阻大。由于電動機起動電流很大，使該處逐步氧化而造成斷路。由于缺相運行而燒毀的電機繞組，其損壞特征明顯，卸開電機端蓋，看到電機繞組端部的1/3或2/3的極相繞組燒黑或變?yōu)樯钭厣?，而其余的兩相繞組完好無損或稍微烤焦。則說明是缺相運行造成的。
電機修復(fù)后，使用和維護者應(yīng)經(jīng)常注意電機線路、閘刀開關(guān)、保險絲、出線盒等處的聯(lián)接線，必須十分可靠，有條件最好采用磁力起動器，選配合適的熱繼電器或自動空氣斷路器，嚴(yán)防兩相運轉(zhuǎn)和過載。
12.2匝間短路
電機制造時的下線質(zhì)量問題。端部碰傷，或原設(shè)計并聯(lián)路數(shù)多，選用導(dǎo)線時線徑太細(xì)，端部機械強度太差，或線徑太粗，不易彎曲整形，都易使絕緣層損傷而造成匝間短路。
因匝間短路而燒壞的電機繞組，其特征也較明顯，在線圈的端部，可以清楚地看到有幾匝或一圈或一極相組燒焦，這部分電磁線往往被燒成裸銅線，而短路部分以外的本相或其他二相線圈都比較完好或稍微燒焦。
處理方法：可以局部修理，換一圈或一組線圈即可。如果雙層繞組而且絕緣已烤硬老化，或槽滿率較高的情況，則不宜局部翻線，還是全部換線圈，質(zhì)量較有保證。
12.3相間短路
相間短路往往是端部相間絕緣薄膜、漆布或雙層線圈的層間墊條沒有墊好，在電機受熱或受潮的情況下，這些薄弱處絕緣下降，最后擊穿形成相間短路。也有組間聯(lián)線套管處理不妥，或有些電機修造者不了解聚氯乙烯等塑料套管的耐熱性較差，而把它應(yīng)用在電機繞組上，由于電機發(fā)熱，使塑料熔化，造成聯(lián)線間短路。
處理方法：換去舊繞組。注意相間的絕緣要墊妥，采用合適耐熱等級的絕緣材料和套管。
12.4接地
接地故障的原因很多，常見的有：
1）修造時下線質(zhì)量不高2）電機機械加工質(zhì)量不高3）高溫或受潮4）雷擊。
處理方法：
有接地故障時，檢查能在槽底或槽口看到明顯的燒傷現(xiàn)象，如看不出來，可用搖表查出故障點：
1）屬于下線質(zhì)量的，在重?fù)Q線圈時務(wù)必注意原來的線圈尺寸是否太小，必要時可稍微修正線模尺寸，改進線規(guī)或匝數(shù)，注意槽絕緣要有足夠的寬度和長度。
2）屬于定轉(zhuǎn)子相擦的，應(yīng)先修好機械部分，防止線圈換新后重又燒壞。
3）因高溫導(dǎo)致絕緣老化的，應(yīng)選用較耐高溫的電磁線、槽絕緣等絕緣材料，例如選用B級絕緣材料。同時注意原來的線圈數(shù)據(jù)是否合理，注意改進浸漆質(zhì)量，加大風(fēng)扇，減輕負(fù)荷等降溫措施。
4）、如果使用環(huán)境比較潮濕，應(yīng)改進繞組浸漆處理的質(zhì)量，不采用紙類絕緣物，而采用薄膜、漆布、玻璃絲等耐水性好的絕緣物，浸無溶劑漆或在端部噴涂環(huán)氧樹脂類漆進行封閉，以防潮氣進入繞組。
二、如何對異步電動機的故障進行診斷和處理
如何準(zhǔn)確判斷和處理各種故障,除要掌握其基本原理的理論知識外，更重要的是在現(xiàn)場中的反復(fù)實踐，不斷總結(jié)積累經(jīng)驗，對故障的檢查處理要做到快、準(zhǔn)、好。
1.當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時；
1）必須先調(diào)查情況，向管理、操作人員詢問電動機與設(shè)備故障前后的運行情況和故障發(fā)生的過程、現(xiàn)象；然后對事故現(xiàn)場進行觀察，看設(shè)備外表有無明顯的損傷或異常氣味；再用手盤動轉(zhuǎn)動部分，檢查它是否靈活或松動、響聲等等，可初步了解電動機內(nèi)部的損壞程度和故障部位。
2）經(jīng)上述檢查而未發(fā)現(xiàn)較大問題時，再測量電源電壓及檢查其絕緣情況，如電機的直阻、接地電阻等。
3）檢查電動機的起動設(shè)備及控制回路的一些電器設(shè)備，如：空氣開關(guān)、交流接觸器、熱繼電器等有無不正確的斷開及閉合。
4）檢查電機繞組接線。
5）拆開電機聯(lián)軸器或皮帶輪，空載起動電動機，查看電機本體有無故障?？蛰d試車時，仔細(xì)觀察其響聲、氣味、振動、溫升、電流、電壓及轉(zhuǎn)速等現(xiàn)象；根據(jù)實際情況作出正確的判斷。
如空載起動，電動機不正常，則必須拆開電機本體，察看電動機的定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承及電機裝配中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題。
如電機無異?，F(xiàn)象，則故障發(fā)生在拖動機械設(shè)備上。有可能是皮帶過緊、負(fù)荷過大或聯(lián)軸器裝配不當(dāng)?shù)鹊仍蛟斐傻?，可會同機械維修人員拆檢拖動機械，消除障礙點。
2.檢測設(shè)備故障的方法；
直觀檢查,通過眼看、耳聽、鼻聞查找故障。查看外表面有無燒焦、變形等，傾聽電機的運行聲音，是否有噪聲及振動等現(xiàn)象。鼻聞設(shè)備是否有異常氣味。在直觀無法判斷時可借助儀器儀表檢測：1）可用萬用表測量線路電壓、電流、電阻。2）雙臂電橋測直阻。3）兆姆表可測量電阻。4）電流表、電壓表測量設(shè)備的電流及電壓。5)鉗型電流表測量三相電流?？膳袛嗑€路是否短路及斷路、匝間短路、接地、繞組絕緣、轉(zhuǎn)子斷條等等故障。
以上所說常見的這些故障，有時不是單獨存在，也有可能是多種原因同時存在的,希望大家能夠綜合考慮以解決設(shè)備的各種問題。
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