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。在此基礎上，探討三相異步電動機的故障處理技術，結合實際案例，分析故障處理方法的應用。

關鍵詞： 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致設備內部繞組出現松動，進而容易引發電氣事故，縮短設備使用壽命。嚴重的電動機振動故障問題還會對同一系統內的其他設備運行產生影響，給生產實踐帶來嚴重的經濟損失。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，確保系統的穩定運行。

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磁通產生的電磁轉矩進行轉動，如果電動機的繞組出現接線錯誤、線圈出現斷路或開焊故障、轉子鼠籠出現松動或斷條、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，進而導致電動機處于不對稱運行狀態，發生電磁性振動故障。此外，由于氣隙不對稱引起的基波和諧波磁通不平衡，也會導致電動機出現電磁性故障。一般要采用斷電法對電磁性故障進行判定，即在電機運轉到最高速時，突然切斷電源，觀察電動機振動現象，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導致的故障[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，比如電動機內部軸承受到磨損，發生彎曲變形，或定轉子的鐵芯磁中心不一致、動平衡不良等原因，都會導致電動機發生振動故障。此外，由于安裝施工質量較差，電動機的地腳未固定牢靠、基礎臺面出現傾斜、電動機的軸線中心與拖動設備軸線中心不一致等問題，也會導致電動機出現振動故障。要判斷電動機機械故障的具體原因，首先應區分自身故障和負載引起的故障。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動聲音，查看電動機地腳，如果未發現明顯異常，還需要斷開電源進行檢查，拆開電動機軸聯器，進行空轉試驗，從而判斷引發機械故障的具體原因。如果斷開負載后，電動機機械振動發生明顯變化，說明是由負載引起的振動故障，若無明顯變化，則是電動機自身原因導致的振動故障[2]。

二、三相異步電動機的振動故障處理方法及應用

（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，應停止設備運行，切斷電源后拆下轉子，對鼠籠松動缺陷進行檢查。如果發現籠條松動，應清洗轉子，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。如果轉子氣隙過大，可以通過調整基礎墊片厚度的方法進行修正，確保轉子氣隙的誤差值在5%以內。

（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，如果基礎臺面出現明顯傾斜或剛性不足，要對其進行整平和加固；（2）對軸聯器的加工和裝配情況進行檢查，可以在停電后拆開軸聯器，檢查轉子平衡狀態，并根據故障情況，選擇是否更換轉子；（3）對于定轉子鐵芯磁中心不一致的振動故障問題，可通過調整軸承位置、加墊圈等方法進行處理，對于大型電機，則應采取調整定子軸向位置的處理方法；（4）如果在檢察過程中發現軸的彎曲變形程度超出了標準要求，應對其進行直軸處理，對于容易發生彎曲故障的電動機，應在每次大修后檢測轉軸彎曲情況，確保軸承質量；（5）在對電動機軸承內圈進行檢查時，應判斷內圈與軸檔、外圈與端蓋之間的配合是否出現松動或配合過緊現象。如果出現松動，可以采用鑲套工藝進行處理，如果過緊，則應加工值標準尺寸。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，發現隨著頻率降低振動值減小效果不明顯，初步懷疑是出現轉子動平衡故障。在隨后的電動機內外運行環境監察中，發現電機機座底部不平整，運行時容易出現較大幅度振動。基于此，在試驗過程中墊橡膠墊，但振動仍超過標準。再次拆解，發現此轉子裝配硅鋼片一齒部存在輕微變形，將此轉子裝配在其他定子內，仍發生振動現象。基于此，對該轉子裝配進行更換處置，振動超故障消除。

結束語：綜上所述，三相異步電動機可能由于多種原因出現振動故障，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。在此基礎上，分別針對不同的故障原因，采取相應處理方法，可以恢復電動機正常運行，確保電動機的運行穩定性。

參考文獻

[1]許允之，程昭竣，王鴻雁，邊寧，李澤農，王紀恩.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.