交流異步電動機常見故障的分析，診斷及處理論文
【摘 要】 交流異步電動機做為電力企業中的重要設備，各種故障經常發生，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，并綜合考慮解決設備的各種方法。達到以最快、最準確的判斷、處理和檢修設備的目的，并為廣大職工診斷和處理設備故障提供借鑒。
【關鍵詞】 電機；故障；處理；
引言
電力企業中，電動機的異常會直接導致機械設備的停轉，影響設備及人身的安全，降低設備的開動率，造成減產及停產。本人針對交流電動機常見的故障進行了分析與診斷，并做出相應的處理措施，及時判斷和處理設備故障和隱患對設備的安全穩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、起動設備故障和電動機本體故障及其它方面原因：
處理方法：當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，應設法提高電壓，原因可能有：
⑴電源線太細，起動壓降太大，應更換粗導線。
�、迫切谓泳�錯接成星形接線，又是重載起動，應按三角形接法起動。
�、撬碗婋妷禾停瑧龈唠妷�，達到要求的電壓等級。
若三相電壓不平衡或缺相，說明故障發生在起動設備上。若三相電壓平衡，但電動機轉速較慢并有異常聲響，這可能是負荷太重，拖動機械卡住。此時應斷開電源，盤動電動機轉軸，若轉軸能靈活均衡地轉動，說明是負荷過重；若轉軸不能靈活均衡地轉動，說明是機械卡阻。若三相電壓正常而電機不轉，則可能是電機本體故障或卡阻嚴重，此時應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軸，并單獨起動電動機，即可知道故障所在，作相應的處理。
1.1.1當確定為起動設備故障時，要檢查開關，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根據電動機起動狀態的要求重新選擇；若起動設備內部接線有錯，則應按照正確接線改正。
1.1.2 當確定為電動機本體故障時，則應檢查定，轉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，短路嚴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軸竄位、下沉、轉子與定子磨擦乃至卡死時，應更換軸承。
若在嚴冬無保溫，環境較差場所的電動機，應檢查潤滑脂。
2、鼠籠式電動機起動后轉速低于額定值
2.1電動機運行時的轉速降低：
2.1.1電源電壓；如端電壓降低，則電機起動轉矩減小，轉速降低。若檢查是電壓太低，則應提高電源電壓。電動機接線錯誤，繞組應是三角形接線而錯接成星形的也會使相電壓降低。
2.1.2轉子電阻；若鼠籠轉子導條斷裂或開焊，表現為轉速和起動轉矩下降。導條斷裂和開焊，首先可進行直觀檢查，也可借助于儀表檢查。直觀檢查:就是查看鼠籠導條有沒有電弧灼痕，有無斷裂和細小裂紋，端環連接是否良好。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。在鼠籠轉子導條斷裂或開焊故障時，電流表指針將來回擺動。對于未裝設電流表的電動機，可將電動機的定子繞組串聯電流表后接到15-20%Ue（Ue為額定電壓）的三相交流電源上，（用三相自耦調壓器調壓），盤動電動機轉軸，隨著轉子位置不同，定子電流會發生變化，指針突然下降處即導條斷裂或開焊處。
2.2若檢查是被拖動機械輕微卡住，使轉軸轉不靈活，也會使電動機勉強拖動負載而引起轉速下降。
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有錯誤所造成。對錯誤接線應檢查糾正。用雙臂電橋測量各相繞組的直流電阻，若電阻值相差過大，則說明線圈匝數有誤應重新繞制。
4、異步電動機運行時溫升過高
電動機運行時溫升過高。可按以下幾方面進行檢查和處理。
4.1過載運行引起溫升過高。若經檢查確定溫升過高是由拖動機械皮帶太緊和轉軸運轉不靈活引起，應會同機械維修人員適當地放松皮帶，拆檢機械設備，使轉軸靈活，并應保持在額定負載狀態下運行。
4.2工作環境惡劣引起溫升過高。此時可搭簡易涼棚遮陰或用鼓風機，風扇吹風。同時更應注意清除電動機本身風道的油污及灰塵，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由于鼠籠轉子導條斷裂、開焊造成的溫升過高，對電機轉子處理后投入運行。
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。
4.6重新繞制的電動機，由于繞制參數變化也可能會造成電動機在試運行時就發熱。此時可測量電動機的三相空載電流，若大于額定值，則說明匝數不夠，應予增加。
4.7正反轉頻繁或起動次數過多也可引起電機溫升過高，這時應減少電機正反轉和起動次數，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定值85℃稱發熱。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，當出現過熱時，可從以下幾方面查找原因并作相應的處理。
5.1.軸承潤滑狀態是否良好。當出現軸承熱時，首先應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的公差配合。軸承徑向間隙的過大過小，內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，聯軸器安裝不當，皮帶太緊，電動機運轉時有振動等都有可能使軸承發熱。這時應調整聯軸器，使兩軸線在一直線上，在不影響轉速的情況下適當放松皮帶，電動機運轉時的振動應消除。
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，運行時會發出嗡嗡聲。起動設備故障可進行處理。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，影響了定轉子的同心度，二是軸承內、外套與轉軸、端蓋軸孔配合太松，致使定子鐵芯與轉子相擦，應合理裝配。
6.3軸承滾珠、滾柱、內外套和隔離架等嚴重磨損以及金屬剝落，致使電動機運行時發出很大的金屬撞擊聲和震動聲，此時應更換軸承。另外，定子繞組重新繞制后絕緣紙未修剪而與轉子相擦、聯軸器松動或轉軸變形等均可能發生噪聲，遇有這些情況應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，鼠籠轉子導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生振動。電動機轉軸彎曲、軸徑成橢圓形或轉軸及轉軸上所附有的轉動機件不平衡等，這些機械方面的原因也會引起電動機運行時發生振動。因此，當電動機發生振動過大時，可首先檢查傳動部件對電動機的影響，然后再脫開聯軸器使電動機空轉進行檢查。
若電動機空轉時振動并不大，這可能是由于電動機與所拖動機械的軸中心找得不準，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若電動機空轉時振動較大，則原因在電動機本身。這時應切斷電源，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，應檢查繞組并聯支路有否斷線，鼠籠轉子導條是否開焊或斷裂。繞組并聯支路有否斷線可用萬用表測電阻值進行分析。繞組并聯支路確有斷線時，應仔細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存在，說明原因出在機械方面，例如：轉子或皮帶不平衡、軸端彎曲、軸承故障等。轉子不平衡可將轉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，然后以轉子外圓為基準找中心，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、隔離開關合上后燒保險絲
隔離開關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，檢查導線的絕緣性。
8.2定子繞組接地或短路參閱中所述的'定子繞組接地或短路檢查方法處理。
8.3電機負載過大或有機械卡住。則用電流表檢查定子電流和轉動轉子有無卡住現象，減輕負載和消除故障。
8.4保險絲選擇太細或有虛接，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，用內卡、外卡測量定子內徑和轉子外徑。
9.2機定子繞組匝數未繞夠。重繞定子繞組，增加匝數。
9.3電機裝配不當。用手試轉電機，如轉子轉動不靈活。則可能是轉子軸向位移過多。或端蓋螺栓沒有平衡上緊，可放松螺絲再試轉。
9.4電機定子繞組應該是星形的接線誤接成三角形。檢查定子接線與銘牌規定。
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。端蓋卸下后接地現象即消除。此時應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槽內有鐵屑等雜物未除盡，導線嵌入后即通地。清除鐵屑等雜物。
10.5在嵌線時，導體絕緣有機械損傷。細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。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為深棕色，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。
電機修復后，使用和維護者應經常注意電機線路、閘刀開關、保險絲、出線盒等處的聯接線，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，嚴防兩相運轉和過載。
12.2匝間短路
電機制造時的下線質量問題。端部碰傷，或原設計并聯路數多，選用導線時線徑太細，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，而把它應用在電機繞組上，由于電機發熱，使塑料熔化，造成聯線間短路。
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）修造時下線質量不高2）電機機械加工質量不高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象，如看不出來，可用搖表查出故障點：
1）屬于下線質量的，在重換線圈時務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，改進線規或匝數，注意槽絕緣要有足夠的寬度和長度。
2）屬于定轉子相擦的，應先修好機械部分，防止線圈換新后重又燒壞。
3）因高溫導致絕緣老化的，應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據是否合理，注意改進浸漆質量，加大風扇，減輕負荷等降溫措施。
4）、如果使用環境比較潮濕，應改進繞組浸漆處理的質量，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，更重要的是在現場中的反復實踐，不斷總結積累經驗，對故障的檢查處理要做到快、準、好。
1.當設備發生故障時；
1）必須先調查情況，向管理、操作人員詢問電動機與設備故障前后的運行情況和故障發生的過程、現象；然后對事故現場進行觀察，看設備外表有無明顯的損傷或異常氣味；再用手盤動轉動部分，檢查它是否靈活或松動、響聲等等，可初步了解電動機內部的損壞程度和故障部位。
2）經上述檢查而未發現較大問題時，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備及控制回路的一些電器設備，如：空氣開關、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，仔細觀察其響聲、氣味、振動、溫升、電流、電壓及轉速等現象；根據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、轉子、繞組、軸承及電機裝配中出現的各種質量問題。
如電機無異常現象，則故障發生在拖動機械設備上。有可能是皮帶過緊、負荷過大或聯軸器裝配不當等等原因造成的，可會同機械維修人員拆檢拖動機械，消除障礙點。
2.檢測設備故障的方法；
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象。鼻聞設備是否有異常氣味。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、電壓表測量設備的電流及電壓。
5）鉗型電流表測量三相電流。
可判斷線路是否短路及斷路、匝間短路、接地、繞組絕緣、轉子斷條等等故障。
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備的各種問題。
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