三相異步電動機故障的診斷及應對措施思考

［摘 要］三相異步電動機是一種利用銅線或鋁線，與磁場相互影響，并有效獲取電能的設備。目前，三相異步電動機已經在人們的日常生產與生活中得到廣泛的應用。但是，三相異步電動機運行故障的出現，不僅會對電動機的穩定運行產生影響，還有可能引發嚴重的安全生產事故。文章重點針對三相異步電動機故障的診斷及應對措施進行了詳細的分析，希望能夠為相關人員提供參考和借鑒。

［關鍵詞］三相異步電動機；運行故障；診斷；應對

［中圖分類號］TM343.2 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0033–03

三相異步電動機是一種感應電動機，具有結構簡單、運行可靠、維修便捷、保養難度低等應用優勢。但三相異步電動機在運行一段時間之后，不可避免地會出現各種運行故障，并對企業生產活動的正常開展產生影響。所以，必須要準確把握三相異步電動機的結構組成與運行原理，加強設備運行故障的診斷與分析，并制訂出針對性的應對措施，恢復三相異步電動機的正常運行。

1 三相異步電動機的故障診斷重要性

目前，三相異步電動機的結構設計比較復雜，一旦其在運行過程中出現故障問題，必然會使生產企業遭受較大的經濟損失。只有加強三相異步電動機運行故障的診斷、分析與處理，及時消除電動機運行故障隱患，才能使電動機長時間維持在正常運行狀態，防止電動機因為運行故障，而導致設備內部的零部件或線路出現損壞。另外，在三相異步電動機的運行中，通常伴隨一定熱量的產生[1]。如果電動機出現運行故障，這些熱量的散發必然會對電動機內部的絕緣材料產生影響，降低繞組的絕緣性能，進而影響企業生產活動的正常進行，并對周圍的生態環境產生污染。因此，加強三相異步電動機故障的診斷、分析與應對，顯得尤為重要。

（1）在電動機出現運行故障之后，電動機的使用壽命會大幅度縮短。對這些運行故障進行妥善的處理與解決，能夠降低運行故障對電動機的影響，延長電動機的使用壽命。

（2）在電動機出現運行故障之后，設備內部的繞組絕緣材料會出現老化、短路等問題。做好運行故障的處理與解決，能夠優化繞組絕緣性能，并為企業生產活動的正常開展提供保證。

（3）在電動機出現運行故障之后，不僅會使設備內部產生較多的熱量，出現明顯的異常噪聲，還有可能損壞繞組的絕緣性能。做好運行故障的處理與解決，能夠讓電動機處于正常運行狀態，消除內部過熱或噪聲過大等問題。

2 三相異步電動機的結構組成和運行原理

2.1 結構組成

三相異步電動機主要由定子和轉子兩部分構成。定子由鐵心、定子繞組、機組構成，主要作用為在電機中形成旋轉磁場。轉子由鐵心、轉子繞組、轉軸構成，主要作用為支撐轉子，傳遞電機轉矩。為了保證轉子旋轉的有效性與穩定性，需要在定子部分與轉子部分之間預留足夠的空氣間隙。

2.2 運行原理

三相異步電動機屬于交流電動機，定子部分的三個相位繞組與三相交流電源相連。轉子部分通過軸與外部負載相連。三相交流電源為三相異步電動機提供穩定的電流，使電動機產生旋轉磁場，使轉子處于旋轉狀態。分析轉子轉動的原因，主要與旋轉磁場與轉子導體之間的電磁感應有關。轉子在旋轉的過程中，就完成了能量轉換和動力輸出。圖1 為三相異步電動機的運行原理。

3 三相異步電動機的常見故障分析

3.1 電動機通電后未啟動

某些三相異步電動機在通電后，并沒有正常啟動。分析這一故障的原因，主要與電源故障、繞組故障等因素有關。要想解決這一問題，檢修人員需要先對電動機的電源是否正常進行全面而詳細的檢查，對電動機接觸器的開關性能，回路接觸的通暢性等進行檢查，排除電源未接通的可能性[2]。然后再參照繞組接線圖，對接線回路進行檢查和校對，排查繞組接線方面的原因。

3.2 電動機冒煙或高溫

三相異步電動機的運行溫度，與其負載量的大小相關。如果三相異步電動機運行過程中，出現內部溫度過高，甚至是冒煙的現象，那么要考慮是否與操作人員頻繁啟動設備，或者設備負載過大等因素有關。因設備啟動過于頻繁，或者負載過大，可能會增大定子繞組接線方面的故障發生概率。

3.3 電動機振動異常

如果三相異步電動機在運行過程中出現異常振動現象，可能與以下3 方面因素有關：①三相異步電動機的風向葉片出現損壞；②三相異步電動機的皮帶輪或轉子安裝質量較差，不能保證安裝精確度；③三相異步電動機的底座連接牢固性較差。

3.4 電動機絕緣電阻故障

三相異步電動機的絕緣電阻出現故障，會對電動機的運行安全產生影響。分析絕緣電阻出現故障的原因，主要與設備運行時間過長，運行溫度過高，使絕緣材料出現老化或受損有關。一般情況下，利用烘烤的方式，可有效增強絕緣電阻的性能。

4 三相異步電動機故障的診斷與維修措施

4.1 通電后未啟動故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動機在通電后未正常啟動的原因，主要與電動機電力不足或零配件受損等因素有關。所以，在對此類故障進行診斷時，需要對電動機的電線進行檢查，確保電線處于正常供電狀態。在這一過程中，檢修人員可利用電流檢測法，對電動機內部是否存在電流經過痕跡進行判斷[3]。如果電動機內部沒有任何電流經過痕跡，則代表電線線路方面出現了問題。如果電線線路沒有問題，則需要對電動機內部的零配件進行檢查，判斷電動機內部的熔絲是否被燒斷，其他零部件是否出現性能異常，然后再采取針對性的維修措施。

4.2 運行噪聲過大故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動機在運行過程中噪聲過大的原因，主要與設備內部零部件老化問題嚴重有關。設備內部的零部件老化問題越嚴重，各零部件之間的摩擦也就越嚴重。另外，如果有異物混入電動機設備內部，在電動機啟動后，異物也會與電動機設備內部的零部件發生摩擦。針對這類故障，檢修人員可從這兩方面入手，在確定故障原因之后，再采取針對性的解決措施。

4.3 運行振動過大故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動機在運行過程中，如果出現振動幅度過大的問題，檢修人員可直接用肉眼觀察到。所以，檢修人員可通過主觀檢查法，對設備的振動部位進行重點檢查[4]。另外，電動機振動幅度過大，還與以下3 方面因素有關：①設備出現明顯位移；②定子部分或轉子部分的工作軌跡異常；③設備內部混入異物。要想排除這3 方面的原因，檢修人員需要借助先進的檢測儀器設備，對振動部位和振動原因進行確定，然后再采取針對性的維修措施。

4.4 運行溫度過高故障的診斷與維修

針對三相異步電動機運行溫度過高的故障，需要利用專門的儀器設備，對設備的運行溫度進行實時檢測與監控，以免運行溫度過高，使設備內部零部件受損，降低設備內部絕緣材料性能，對設備的運行性能或使用壽命產生影響。三相異步電動機的運行溫度過高，主要與定子部分和轉子部分的運行異常有關。例如，如果定子和轉子的轉向不正確，或者轉動速度比較快，就有可能產生較多的熱量，使設備出現運行溫度過高的問題。另外，如果電動機內部的某些零部件老化嚴重，那么在電動機運行過程中，這些零部件的損耗也會比較嚴重，并因此產生較多的熱量。在查找電動機運行溫度過高的原因時，檢修人員需要對電動機內部的每個零部件進行全面而細致的檢查和測試，有效鎖定故障位置，并采取針對性的處理應對措施。

4.5 絕緣性能差和接地異常故障的診斷與維修

在三相異步電動機運行過程中，可能會出現絕緣性能差或接地異常故障。針對這類故障，可采用兆歐表測量檢查法和高壓試驗檢查法。在利用兆歐表測量檢查法時，如果發現絕緣電阻超過0.5 MΩ，意味著電動機擁有較好的絕緣性能。如果絕緣電阻低于0.5 MΩ，則意味著電動機出現了繞組受潮或繞組絕緣材料老化問題[5]。如果絕緣電阻直接為0，則意味著該電動機出現了繞組接地故障。另外，如果使用校驗燈進行檢查，需要先將電動機所有相的繞組接頭打開，將燈泡與36 V 的低壓電源串聯在一起，然后在通電情況下，對繞組和機座的絕緣性能進行逐一檢查。在這一過程中，如果檢驗燈的燈泡發紅，意味著繞組絕緣性能較差或者存在著繞組受潮問題。如果燈泡發亮，則意味著電動機出現了繞組接地故障。使用高壓試驗檢查法時，需要確保試驗電壓的大小為“電動機額定電壓的2 倍+1 000 V”。

4.6 定子繞組斷路故障的診斷與維修

在三相異步電動機的運行過程中，還有可能出現定子繞組斷路的故障。針對這類故障，建議通過三相電流平衡法和電阻檢查法進行診斷。三相電流平衡法針對的繞組主要是星形連接的繞組[6]。在繞組并聯后，如果三相電流值的差超過5%，那么電流小的一相就是斷路相。如果將三相電流平衡法應用到三角形連接的繞組檢查中，需要對所有相進行逐一檢查，電流小的一相就是斷路相。如果采用電阻檢查法，在電阻值差超過5% 時，電阻值小的一相就是斷路相。

4.7 定子繞組短路故障的診斷與維修

在三相異步電動機的運行過程中，出現定子繞組短路故障的概率也比較高。針對這類故障的診斷，最常用的幾種方法為：①觀察、觸摸和聞的方法；②兆歐表測量法；③電流平衡法；④電阻檢查法；⑤短路專門測試儀器檢查法。如果選擇第1 種檢查方法，需要對定子繞組是否存在冒煙問題、絕緣材料是否出現變色或者燒焦問題進行重點觀察，在電動機處于斷電狀態時，還要通過觸摸繞組的方式，了解是否存在設備局部過熱問題[7]。如果選擇第2 種檢查方法，需要對每相間的絕緣電阻進行測量，如果電阻值偏低，則說明兩相之間存在短路故障。如果選擇第3 種檢查方法，通常電流大的一相就是短路故障位置所在。如果選擇第4 種檢查方法，電阻小的一相就是短路故障位置所在。如果選擇第5 種檢查方法，若電流表讀數非常小，則說明被測定子繞組不存在短路故障。若發現電流表讀數非常大，則說明被測定子繞組存在短路故障。

5 結束語

三相異步電動機的運行質量，對企業的生產效率有著直接的影響。但是，其在運行過程中，卻存在著各種各樣的故障隱患。只有根據故障癥狀，采用專業的診斷方法明確故障位置，找出故障原因，并采取針對性的維修措施，才能夠快速恢復電動機的運行狀態。在科學技術不斷發展的今天，三相異步電動機的診斷與維修必然還會面臨更多的挑戰與壓力。所以，相關人員還要在故障診斷與維修技術方面進行更為深入的研究，持續提高檢修人員的檢修技術水平。

參考文獻

[1] 劉月. 三相異步電動機故障智能檢測與診斷方法研究[D].湖南：湘潭大學，2020.

[2] 劉耀華. 三相異步電動機常見故障分析及檢修方法[J]. 電力系統裝備，2021（8）：102-103.

[3] 汪楷文. 三相異步電動機故障分析、診斷及保護[J]. 數碼設計（上），2021，10（2）：65-66.

[4] 任翔宇. 三相異步電動機的常見故障與檢修方法[J]. 科技資訊，2023，21（6）：35-38.

[5] 秦德超. 淺析常見三相異步電動機故障要析[J]. 時代農機，2018，45（5）：193-194.

[6] 楊作林. 淺析三相異步電動機的維修及故障排除措施[J].礦業裝備，2022（1）：284-285.

[7] 魏冬. 三相異步電動機的運行故障與維修技術研究[J]. 中國科技縱橫，2021（13）：52-53.