淺析異步電機(jī)的常見故障及診斷--2

1、淺析異步電機(jī)的常見故障及診斷牛學(xué)峰（新能能源有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯）摘要：異步電機(jī)常見的故障有電氣故障、機(jī)械故障及絕緣損壞，電氣故障發(fā)生較多，如電源問題，電機(jī)繞組短路、斷路、缺相運(yùn)行等。機(jī)械方面的故障有軸承過熱、損壞，轉(zhuǎn)子掃堂、電機(jī)振動(dòng)等?？赏ㄟ^更換軸承及校直變形的轉(zhuǎn)軸等方法來處理。關(guān)鍵詞：振動(dòng)、斷路、短路、溫升一、常見電氣故障分析（一）、電動(dòng)機(jī)繞組斷路的原因及檢修斷相指電機(jī)三相繞組中有一相發(fā)生了斷路，表現(xiàn)為不能啟動(dòng)或轉(zhuǎn)速下降，伴有“嗡嗡”聲響，電機(jī)斷相運(yùn)行時(shí)，其他兩相電流很大，容易將電機(jī)燒毀。需立即停車，為了防止電機(jī)的斷相運(yùn)行，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，如選用JR1B-/3D型三相熱繼電保護(hù)器作三

2、相斷相保護(hù)或過載保護(hù)。造成斷相的原因很多，如線頭接觸不良，斷線、一個(gè)熔斷器燒壞等。一相斷相可用萬用表通過測(cè)量通斷來檢查。7KW以上的電機(jī)繞組通常用二根以上的導(dǎo)線并繞或兩路并聯(lián)的，可能產(chǎn)生一根導(dǎo)線或一路繞組斷路的，表現(xiàn)為電機(jī)在運(yùn)行中有較大嗡嗡聲、三相電流不平衡或過熱，可用以下方法來檢測(cè)。當(dāng)繞組是Y接法時(shí)，可將三相繞組并聯(lián)后通入三相大電流低電壓交流電（電源可用交流弧焊機(jī)），如果三相電流相差5%以上時(shí)，電流較小的一相為斷相，對(duì)于接繞組可改為Y接后用上述方法檢查。如圖1-1也可用雙臂電橋來測(cè)量三相繞的電阻，若三相繞組的電阻值相差5%以上，則電阻較大的一相繞組可能斷相。（二）、繞組短路故障的檢查和維修定

3、子繞組短路主要是相間短路、匝間短路和繞組接地。引起相間短路的原因，可能是繞組連接線或出線套管絕緣被擊穿、或槽內(nèi)相間絕緣被擊穿，可用萬用表、兆歐表逐級(jí)檢查。當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中繞組訊速發(fā)熱、冒煙并產(chǎn)生異味，甚至熔斷保險(xiǎn)時(shí)，應(yīng)首先檢查接線是否正確，接線無誤，則可能是匝間短路，可用下述方法檢查。1、外表檢查法 如果是小型電機(jī)，將電機(jī)空轉(zhuǎn)一分鐘，然后停車，訊速打開端蓋，取出轉(zhuǎn)子，用手摸繞組端部，如果繞組線圈發(fā)熱，即表示此繞組匝間短路。出果空轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生冒煙或焦臭味時(shí)，應(yīng)立即切斷電源。2、開口變壓器檢查法 為了不使短路的線圈受到較大電波的燒傷，最好用開口變壓器（短路偵察器）來檢查，將偵察器放在定子鐵心中所要檢查的線

4、圈邊的槽口上，把偵察器的線圈通入交流電，發(fā)生電磁感應(yīng)，偵察器線圈相當(dāng)于變壓器一次繞組，被測(cè)的線圈相當(dāng)于二次繞組。若被測(cè)線圈有短路，則串在偵察器線圈回路里的電流讀數(shù)就大。 二、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械故障及分析（一）電機(jī)異常振動(dòng)的主要原因及其特征1、定子異常產(chǎn)生的電磁振動(dòng)：其特征有振動(dòng)頻率為電源頻率的2倍，當(dāng)切斷電源后，電磁振動(dòng)立即消失，振動(dòng)可以在定子機(jī)座和軸承上測(cè)得，振動(dòng)與機(jī)座剛度和電機(jī)的負(fù)載有關(guān)。2、氣隙不均勻引起的電磁振動(dòng)：氣隙不均勻（或稱氣隙偏心）有兩種情況，一種是靜態(tài)不均勻；其特征有：振動(dòng)頻率為電源頻率的2倍；振動(dòng)隨偏心值的增大而增加，與電動(dòng)機(jī)負(fù)荷關(guān)系也是如此；氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動(dòng)與定子異常產(chǎn)生

5、的電磁振動(dòng)類似。另一類是動(dòng)態(tài)不均勻，其特征為：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速頻率的電磁振動(dòng)都可以出現(xiàn)；電磁振動(dòng)以1/2sf周期在脈動(dòng)（s為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率，f為電源頻率）。因此，電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加，s加大時(shí)，其脈動(dòng)節(jié)拍增快，電動(dòng)機(jī)往往發(fā)生與脈動(dòng)節(jié)拍一致的電磁噪聲。3、轉(zhuǎn)子不平衡引起的機(jī)械振動(dòng)，其特征為：振動(dòng)頻率與轉(zhuǎn)速頻率相等；振動(dòng)值隨轉(zhuǎn)速增加而增大，但與電機(jī)負(fù)載無關(guān)，振動(dòng)值以徑向?yàn)樽畲?，軸向很小。4、滾動(dòng)軸承異常產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)，其特征為：振動(dòng)頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率相同，振動(dòng)幅值以軸向?yàn)樽畲?，與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。5、滑動(dòng)軸承的振動(dòng)，其特征是振動(dòng)頻率等于轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)速接近一階臨界轉(zhuǎn)速2倍的大型

6、高速柔性轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)易發(fā)生滑膜振蕩，其為徑向振蕩?？刹捎脺p少轉(zhuǎn)子不平衡、降低油脂粘度和提高油溫，能使油膜振動(dòng)消失。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)值不應(yīng)超過下列數(shù)值：額定轉(zhuǎn)速r/min300015001000750以下振動(dòng)值（雙振幅mm）0.060.100.130.166、電動(dòng)機(jī)測(cè)振的要求：測(cè)振時(shí)電機(jī)應(yīng)在空載狀態(tài)進(jìn)行，直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓應(yīng)保持額定值，交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)在電源頻率和電壓額定時(shí)測(cè)定；多速電機(jī)應(yīng)在電機(jī)最大轉(zhuǎn)速下測(cè)定；測(cè)量時(shí)傳感器與觸點(diǎn)接觸良好，當(dāng)測(cè)振儀讀數(shù)出現(xiàn)周期性穩(wěn)擺動(dòng)時(shí)，取其最大值。7、電機(jī)測(cè)振點(diǎn)的選擇：軸中心高45400mm的電機(jī)，測(cè)點(diǎn)數(shù)為6點(diǎn)，在電機(jī)兩端的軸向、垂直徑向、水平徑向各取一點(diǎn)。各測(cè)點(diǎn)測(cè)

7、量方向延長(zhǎng)線應(yīng)盡可能通過軸承支撐點(diǎn)中心。（三）、電機(jī)過熱的原因及檢測(cè)處理造成電機(jī)溫度升高的因素主要有以下幾點(diǎn)：1、由于負(fù)載電流流過工作繞組，因繞組存在電阻而產(chǎn)生基本銅耗，是一種負(fù)載損耗。2、由于交變磁通在磁路中的渦流和磁滯現(xiàn)象產(chǎn)生的鐵損。3、由風(fēng)摩損耗、軸承摩擦損耗和電刷摩擦損耗引起的機(jī)械摩擦損耗。運(yùn)行中電動(dòng)機(jī)的溫升、溫度，應(yīng)遵守制造廠的規(guī)定，無資料時(shí)可參考下下值：電要絕緣等級(jí)：A、E、B、F、H；對(duì)應(yīng)最高允許溫度：105、120、130、155、180；滑動(dòng)軸承最高允許溫度：80；滾動(dòng)軸承最高允許溫度：95。（以上溫度單位均為。）三、電機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)檢測(cè)及處理方法（一）、絕緣老化是造成電機(jī)故障的

8、主要原因之一，絕緣老化有以下幾種：1、熱老化：因常期受熱會(huì)產(chǎn)生各種物理和化學(xué)變化（如揮發(fā)、裂解、起層、龜裂等），導(dǎo)致材料變質(zhì)而劣化。2、電老化，主要表現(xiàn)在絕緣結(jié)構(gòu)局部放電、漏電和電腐蝕。3、機(jī)械老化，主要表現(xiàn)在絕緣結(jié)構(gòu)疲勞、裂紋、松弛、摩損等。4、環(huán)境老化，主要表現(xiàn)為灰塵、油污和其他一些腐蝕性物質(zhì)對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)的污染和侵蝕。視情況不同，可將繞組進(jìn)行干燥處理，去除污垢或更換繞組；如果有可能加裝漏電保護(hù)器。電機(jī)進(jìn)行絕緣結(jié)構(gòu)診斷的主要目的是為了檢驗(yàn)絕緣的可靠性，考驗(yàn)絕緣系統(tǒng)是否具有足夠機(jī)械和電氣強(qiáng)度，并推斷絕緣老化的程度，以進(jìn)一步推算出剩余破壞強(qiáng)度和剩余壽命。（二）、電機(jī)絕緣檢測(cè)的主要方法有：1、絕緣擊

9、穿試驗(yàn)即電機(jī)上取出線圈，測(cè)定擊穿電壓，推斷剩余壽命。2、耐電壓試驗(yàn)，包含內(nèi)容有交流耐電壓試驗(yàn)，有交流電流試驗(yàn)、介質(zhì)損耗角正切值及其增量的測(cè)定，局部放電的檢測(cè)，從不同角度來評(píng)價(jià)絕緣結(jié)構(gòu)老化的程度。直流耐電壓試驗(yàn)包括絕緣電阻測(cè)定、極化指數(shù)測(cè)定和直流泄漏試驗(yàn)。檢驗(yàn)絕緣是否存在吸潮和局部缺陷沖擊耐電壓試驗(yàn)；極低頻率耐電壓試驗(yàn)。（三）、電機(jī)軸承故障及處理軸承內(nèi)部潤(rùn)滑油過多或過少，軸承與軸配合過松或過緊時(shí)，維持適時(shí)的潤(rùn)滑油（一般為軸承內(nèi)室容積的2/3或3/4）；軸承與軸配合過松或過緊；過松時(shí)，可用金屬噴鍍或鑲套筒；過緊時(shí)，則需重心加工。當(dāng)軸承磨損嚴(yán)重時(shí)，則需更換軸承。結(jié)論：以上內(nèi)容從電氣、機(jī)械、絕緣幾個(gè)方面介紹了異步電機(jī)比較長(zhǎng)見的故障，總結(jié)了可能出現(xiàn)的