李旭東

摘 要：改革后，我國的科學水平不斷進步，帶動了個領域的發展。目前，電機是電場核心運行設備，在實際運行過程中，電機容易出現各種各樣故障，針對該問題，提出了電機運行過程中故障診斷與解決措施。根據電機不同結構，分析電機啟動控制線路故障原因和轉子故障原因，并提出相應解決措施，使電機能夠重新安全穩定運行。

關鍵詞：電機運行;故障診斷;啟動控制線路;轉子

引言

電機廣泛應用在機械制造、冶金煤炭和石油化工等生產領域，對國民經濟的發展具有支撐性的作用，然而由于電機所處的工作環境和運行方式的不同，每年均會發生因電機故障導致的各種生產線停產的事故，嚴重破壞生產秩序，制約著生產節奏，因此尋求一種可靠的電機診斷技術用于指導電機的日常保養，開展針對性的周期維護工作對生產線的穩定運行具有重要的意義。

1電機故障診斷方法的研究現狀

電機故障診斷開始于上世紀六七十年代，歷經事后維修、基于CBM狀態維修（Condition - basedmaintenance）、PM預測維修（Predictive Maintenance）等階段，從而逐步加強電機運行系統的穩定性、安全性、可靠性、維修經濟性。但是由于電機故障診斷來自于電機本身結構復雜性，故障關聯影響，以及電機涉及機械、電氣等故障診斷問題，因而對電機故障診斷極為復雜，涉及技術較多?；趥鹘y電機故障診斷方法一般根據建實際測量電機運行參數基礎上，采用信號處理方法，提取一些故障特征量進行診斷分析。隨著對電機模型深入研究及實際應用工程參數分析的研究，對異步電機定子電流包含的電機運行狀態信息及信號的分析，開展了電機電氣類故障檢測和電機振動信號、故障交互影響等研究，并且基于電機運行狀態的特征量分析，提取出關鍵故障特征量進行電機故障診斷識別，大大提高了故障檢測水平和能力。通過對比分析現場動力運行系統中記錄的各類電機運行歷史數據，對于電機運行條件、調節方式、變負荷運行狀態、電機軸承振動特性、節能效果等方面進行分析，研究轉速大范圍變化狀態下的電機結構共振問題，同時研究故障信號特征提取方法，比如傅里葉短時變換算法、魏格納一維爾分布、經驗模態分解、小波變換等，引入信號分析應用到電機運行狀態檢測和故障診斷中，極大提高了信號高頻部分的頻率分辨率。

隨著人工智能、機器學習技術的應用，智能獲取數據驅動信息，實現設備自動學習及記憶診斷，最大程度減少人為性干預，從而實現機械故障診斷大數據化與智能化，完成整個電機運行狀態的識別，利用小波尺度域濾波消除干擾噪聲，提高關聯維數計算的準確性和穩定性。

2電機運行過程中故障解決措施

2.1電機轉子解決措施

采用信號注入法，其基本思想是：在電機定子繞組中，用頻率信號之外的電源頻率分量，為電機定子繞組產生與負序旋轉磁場引入的轉子繞組不對稱的新元件，從而產生新的故障特征元件，從而避免電源頻率分量的影響。這種電源是由晶閘管逆變器提供的，它的電壓和電流含有大量的諧波，這些諧波在某種程度上可以被視為注入信號。所以在消除電機噪聲之前，先采集電源定子電流信號，分析電機故障簡單實用。

2.1.1鋼轉子繞組

關于鋼轉子繞組故障解決措施如下所示：轉子銅桿斷條的主要原因是銅桿焊接處脫焊和短路環，此時，處理更加方便，就像對電機處理一樣，先清理，再焊接。電機運轉時間長，轉子上有大量灰塵、油污、苔蘚可以清潔。要用銼刀和電動研磨機耐心地研磨，而且必須研磨干凈，不然無法焊接一半。中間的轉子槽已被發現銅桿折斷，破碎的銅棒應全部打碎，然后對核心部位的雜物進行仔細清理，根據槽的大小，將新的銅棒推入投幣孔。用端環焊接牢固。將環氧樹脂填充于轉子槽的氣隙中，使銅棒與鐵芯凝固為一體，可有效防止銅棒內部振動，防止疲勞斷裂。

2.1.2鑄鋁轉子繞組

關于鑄鋁轉子繞組解決措施如下所示：（1）讓生產廠家重鑄;（2）在熔煉整個轉子鑄鋁后，改用銅帶子。特定程序是：鑄鋁完全熔化后，空心鑄鋁槽，增加整個紫銅帶，形成幾個矩形的平行六面體，根據槽的形狀和大小，以及它的表面積應該小于2/3的油罐區域，這樣就可以避免這樣的問題，比如減小扭矩時開始減小，定子電流增加時開始減小，使汽車在全負荷下平穩運行，銅帶子的長度和寬度要符合一定的比例，槽內不能有過多的間隙，以免振動。

2.2電機振動故障解決措施

電動機振動故障主要由于機軸承振動超標、電機軸承溫度過高、葉片磨損、動葉卡澀、漏油、旋轉失速與喘振、電磁振動和轉子產生的機械振動等原因造成。電機軸承振動超標主要原因在于葉片非工作面積灰、葉片磨損、葉片腐蝕等。電機軸承振動超標極容易造成電動機螺栓松動、軸承和葉片的損壞、機殼等部位的損壞故障。電機葉輪氣流由在葉片非工作面產生旋渦，氣流中積灰累積達到一定閥值時，將在各葉片上積灰不均勻，容易造成葉輪質量的動態不平衡分布，造成電機振動增大。電機葉片發生磨損時，葉輪動平衡狀態發生變化，導致導致電機振動緩慢上升;另外電動機處于低溫腐蝕狀態下，容易造成腐蝕小薄鋼片脫落直接打在葉片上，造成葉片的動不平衡鞥形成振動;再有，風道系統振動導致電機負荷增大，電機軸承的振動會逐漸加大，再有電機內風葉與靜止結構發生碰摩、葉片松動使其晃度變大、軸與軸承松動、軸承損壞、主軸彎曲等也容易引起電動機振動加劇。另外，轉子過臨界轉速引起共振、聯軸器中心偏差大、基礎或機座剛性不夠、原動機振動等原因，產生電動機振動超標現象。電動機軸承溫度異常升高原因主要在于軸承冷卻不足、潤滑效果不良、軸承發生異常;電動機漏油主要是因為軸承骨架油封密封老化、變形、潤滑油質不合格、軸承雜質進入潤滑系統損傷磨壞密封件，軸承箱骨架油封壓環外鎖緊螺母松動造成潤滑油系統漏油等原因引起;動葉卡澀主要在于電動機動葉片與輪毅間存在空隙，不完全燃燒碳垢、灰塵落入空隙，引起動葉調節困難;旋轉失速和喘振是電動機的兩種基本異常工況，由于氣流發生離心造成大量區域渦流容易引起電機旋轉失速。喘振是因為電機處在不穩定的工作區運行出現流量、風壓大幅度波動的現象，產生旋轉氣流。電機內電氣回路產生電磁振動和轉子產生機械振動，導致三相電壓、電流不平衡、轉子籠條斷裂、各相電阻電抗不平衡、電機設計缺陷、定轉子氣隙不均勻、線圈松動等引起電磁振動增大;再有軸頸橢圓、電機轉子動平衡不良、軸承座固定螺絲松動、軸承跑內圈、軸承跑外圈、軸承中心不正、軸頸軸套配合緊力不夠，軸承間隙過大等容易引起電機轉子機械振動增大。

結語

電機運行過程中故障會導致相關生產或工藝設備非正常運行，造成生產停頓，重要設備停用，日常生活不方便，給個人和企業帶來無法彌補的經濟損失，甚至帶來災難性的后果。電機故障診斷技術是在了解、總結反映電機故障前后運行狀態的物理量變化規律的基礎上逐步發展起來的，從根本上講，在電機負荷運行或微小拆卸時，通過對其狀態參數的檢測與分析，就能判斷出是否有異常，故障發生的位置及原因，以及對設備及未來狀態的預測，從而及時維修車輛。

參考文獻

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