三相異步電動(dòng)機(jī)常見故障分析和運(yùn)行維護(hù)

潘愛民

（廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西河池547000）

0 引言

電動(dòng)機(jī)經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行難免會(huì)出現(xiàn)故障，只有根據(jù)故障現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生原因，才能采用恰當(dāng)?shù)姆椒右耘懦ＷC電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。本文從三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理著手分析出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，然后得出對(duì)運(yùn)行中的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視維護(hù)的內(nèi)容，從而減少故障的發(fā)生。

1 三相異步電動(dòng)機(jī)常見故障

1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行

當(dāng)電源線因故障一相斷線，如開關(guān)或接觸器觸頭一相接觸不良、熔斷器一相熔絲熔斷等，如圖1所示；或者Y聯(lián)結(jié)的定子繞組一組斷線，如圖2所示，三相異步電動(dòng)機(jī)就會(huì)出現(xiàn)單相運(yùn)行故障。斷相時(shí)，若電動(dòng)機(jī)仍拖動(dòng)較大的負(fù)載，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)明顯下降，定子電流將大大超過額定電流，若裝有過電流保護(hù)器，保護(hù)器會(huì)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)將因過熱而燒毀。

圖1 電源斷線引起的單相運(yùn)行

圖2 星形聯(lián)結(jié)的定子繞組斷線引起的單相運(yùn)行

若停車后再重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，將不能成功，并伴有明顯的電磁“嗡嗡”聲，此時(shí)應(yīng)立即切斷電源。

1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)V形運(yùn)行

△聯(lián)結(jié)的定子繞組當(dāng)一相繞組斷線后，其余兩相繞組成為V形聯(lián)結(jié)，如圖3所示。V形運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)僅有兩相繞組在工作，其功率下降。若電動(dòng)機(jī)仍拖動(dòng)較大的負(fù)載，其轉(zhuǎn)速會(huì)明顯下降，且定子電流超過額定電流，電動(dòng)機(jī)溫升明顯增高，還伴有振動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間一長(zhǎng)，過電流保護(hù)會(huì)切斷電源，否則電動(dòng)機(jī)會(huì)因過熱而燒毀。

圖3 三相異步電動(dòng)機(jī)的V形運(yùn)行

V形運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)可以啟動(dòng)，但啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩減小，啟動(dòng)慢，當(dāng)重載啟動(dòng)時(shí)，可能因啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩而無法啟動(dòng)。

1.3 定子繞組接地故障

定子繞組接地故障是指繞組與鐵芯、繞組或引出線與機(jī)殼之間的絕緣破壞而引起的接地現(xiàn)象。繞組接地后，會(huì)使機(jī)殼帶電，造成接地短路。同時(shí)該相繞組的部分匝數(shù)被短接，其有效匝數(shù)減少，電流增大，引起繞組發(fā)熱，甚至燒毀繞組。

1.4 定子繞組短路故障

三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組短路故障分為兩種：一是匝間短路，即同一只線圈里導(dǎo)線之間短路；二是相間短路，即兩相繞組之間短路。發(fā)生匝間短路后，由于線圈匝數(shù)減少，會(huì)形成較大的電流，使短路相的溫度迅速上升，甚至燒毀冒煙。短路掉的線圈匝數(shù)越多，情況越嚴(yán)重。發(fā)生匝間短路故障時(shí)，電動(dòng)機(jī)一般仍能繼續(xù)工作，但會(huì)發(fā)出異常的電磁噪聲，且該相電流增大，電動(dòng)機(jī)過熱，如果兩相繞組的相鄰線圈發(fā)生短路，輕則三相電流不對(duì)稱，短路的兩相電流增大；若被短接的線圈匝數(shù)較多，故障現(xiàn)象嚴(yán)重，電動(dòng)機(jī)可能過熱冒煙燒毀。

1.5 籠型轉(zhuǎn)子斷籠

鑄鋁轉(zhuǎn)子常見的故障是斷籠，斷籠分為斷條與斷環(huán)兩種，斷條是指籠條中一根或數(shù)根導(dǎo)體斷裂（或有嚴(yán)重氣泡），斷環(huán)是指端環(huán)中一處或幾處裂開。

轉(zhuǎn)子斷籠后有下列異常現(xiàn)象：負(fù)載運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速比正常時(shí)低，機(jī)身振動(dòng)且伴有噪聲，隨著負(fù)載的增大，情況更加嚴(yán)重，同時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)矩降低。用三相電流表測(cè)定子電流時(shí)，表針有周期性擺動(dòng)；若使轉(zhuǎn)子慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)，則三相電流交替變化，變化的最大值和最小值三相基本相同。上述現(xiàn)象隨著轉(zhuǎn)子斷路的增多而加劇，重新啟動(dòng)時(shí)更加困難。

1.6 掃膛

電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子與定子內(nèi)膛相碰擦，稱為“掃膛”。掃膛會(huì)引起定子、轉(zhuǎn)子摩擦發(fā)熱，增加電動(dòng)機(jī)的溫升。嚴(yán)重掃膛產(chǎn)生的高溫會(huì)使槽的絕緣材料老化，引起電路故障，機(jī)身產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。特別嚴(yán)重的掃膛可使轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動(dòng)。

2 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的監(jiān)視

根據(jù)上述分析，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)必須嚴(yán)密監(jiān)視，通過耳、眼、鼻、手等感覺器官和安裝相應(yīng)監(jiān)視儀表對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、溫度、振動(dòng)和噪聲情況進(jìn)行監(jiān)視，來判斷電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是否正常。如果出現(xiàn)不正常現(xiàn)象應(yīng)立即停止運(yùn)行，檢查和排除故障。電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行中監(jiān)視內(nèi)容包括：

（1）監(jiān)視電動(dòng)機(jī)各部位的溫升不超過允許限值。

（2）監(jiān)視電流不超過額定值。

（3）監(jiān)視電源電壓不超過額定范圍。

（4）注意各導(dǎo)電接頭不發(fā)熱，防止缺相運(yùn)行。

（5）注意電動(dòng)機(jī)的氣味、振動(dòng)和噪聲。

（6）經(jīng)常檢查軸承發(fā)熱、漏油情況，及時(shí)定期更換潤(rùn)滑油（脂）。

（7）保持電動(dòng)機(jī)清潔，防止異物進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。

3 三相異步電動(dòng)機(jī)的定期維護(hù)

異步電動(dòng)機(jī)定期維修是消除故障隱患、防止故障發(fā)生的重要措施。電動(dòng)機(jī)的維修分為月維修和年維修，俗稱小修和大修。

3.1 定期小修內(nèi)容（不拆開電動(dòng)機(jī)）

（1）清擦電動(dòng)機(jī)機(jī)殼外部塵垢。

（2）測(cè)量絕緣電阻；清擦電動(dòng)機(jī)接線端子，擰緊接線螺釘。

（3）檢查電動(dòng)機(jī)端蓋、軸承蓋螺釘和接地螺栓是否緊固。

（4）拆下軸子蓋，檢查軸承油是否變臟、干涸，缺少時(shí)須適量補(bǔ)充；檢查軸承是否有雜音。

（5）檢查傳送帶或聯(lián)軸器有無破裂損壞，安裝是否牢固。

（6）檢查繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的集電環(huán)表面是否異常磨損、圓度情況，有無局部變色以及火花痕跡程度。

（7）檢查啟動(dòng)設(shè)備和保護(hù)設(shè)備是否良好，并清擦外部塵垢。

3.2 定期大修內(nèi)容（將電動(dòng)機(jī)全部拆開）

（1）檢查電動(dòng)機(jī)外部有無損壞，零部件是否齊全；徹底清擦，去掉塵垢，補(bǔ)修損壞部分。

（2）檢查電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，清除定子上的灰塵，擦去污垢，仔細(xì)檢查繞組絕緣是否出現(xiàn)深棕色的老化痕跡，或絕緣有無局部脫落，若有，應(yīng)補(bǔ)修，刷漆；檢查轉(zhuǎn)子繞組污損污染和損傷情況，轉(zhuǎn)子端壞是否斷裂；用目測(cè)或錘子敲擊檢查繞組端部綁扎線和鐵芯是否松動(dòng)；檢查定、轉(zhuǎn)子鐵芯有無磨損變形，如有變形，則應(yīng)予以修整。

（3）檢查定子繞組和繞線轉(zhuǎn)子繞組是否有相間短路、匝間短路、斷路、錯(cuò)接等現(xiàn)象；檢查籠型轉(zhuǎn)子是否斷條，針對(duì)出現(xiàn)的問題予以修理；用絕緣電阻表測(cè)量所有帶電部位的絕緣電阻。

（4）用柴油或汽油清洗軸承，清洗后的軸承應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不松動(dòng)；檢查軸承磨損情況，若軸承表面粗糙，則說明潤(rùn)滑油（脂）不合格；若滾珠或軸圈等處出現(xiàn)藍(lán)紫色，則說明軸承已受熱退火，嚴(yán)重者應(yīng)更換軸承，并重新裝入潤(rùn)滑油（脂）。

（5）以上工作完成后，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行裝配、安裝，并進(jìn)行修理后的檢查，電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)0.5h，然后帶負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行監(jiān)視和維護(hù)，是保證電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施。這不僅可以減少故障的發(fā)生，還能有效延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命，提高效益，同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障能準(zhǔn)確、迅速地找出原因和故障點(diǎn)并排除故障，更是尤為重要。