船用三相异步电动机常见故障的检查及维修

赫永霞



船用三相异步电动机常见故障的检查及维修

赫永霞

（天津海运职业学院，天津 300350）

为了让船舶电子电气员（ETO）掌握正确分析、判断船用三相异步电动机的故障及进行相应的维修，在此以举例的形式将船用三相异步电动机常见故障的检查步骤和维修方法进行总结，希望可以为ETO在实际工作过程中解决常见故障提供分析依据及作为参考使用。

三相异步电动机 故障检查 维修

0 引言

随着STCW公约马尼拉修正案即将生效以及国内相关履约文件的出台，船舶上强制配置电子电气员[1]，这将在很大程度上减少轮机员对于船舶电气设备的管理难度，但是随之而来的是船舶电子电气员要全面负责船舶电气设备的管理，那么面对全船的电气设备，特别是目前船舶上比较常用的三相异步电动机。船舶电子电气员应如何应对船用三相异步电动机的常见故障及维修呢？现将如何分析、判断三相异步电动机故障及进行相应的维修进行介绍。

1 如何分析、判断三相异步电动机的故障

三相异步电动机的故障有电气和机械两种故障，例如开关、按钮、熔断器、定子绕组及启动设备等故障都属于电气故障，而机壳、轴承、风叶及转轴、端盖等故障就属于机械故障[2]。

三相异步电动机一旦出现故障，要求船舶电子电气员必须快速、准确地找到出现故障的原因。为此，电子电气员要熟悉各种发电机故障，运用电机学理论对于不同的故障进行分析、比较，最终判断出产生故障的原因，一般的操作步骤如下：

1）能够清楚熟悉电动机的使用情况，以及电动机的规格、结构和工作原理。并且日常工作时就要注意电动机的运行情况，如有异常现象（电动机声音异常、电动机温度升高等）要立即进行检修；

2）仔细观察电动机，特别是故障发生后的现象，例如电源电压、电流、声响、震动、转速、温度、烟雾、焦臭味等；

3）如果故障现象不是很显著，就可以借助仪器仪表进行检验，最终找出故障原因。

2 三相异步电动机常见故障的确定

熟悉电动机的故障特性，并结合故障时电动机所表现的异常现象，可以达到快速、准确判断故障原因的目的。

首先应该正确区别电动机所出现的故障是电气故障还是机械故障，常用的简单方法就是将电动机接通电源进行试运行，若电动机接通电源时和断开电源时故障都存在，这显然是属于机械故障。如果电动机接通电源时故障存在，而断开电源时故障就不存在了，那就属于电气故障。

常见的电动机电气故障有：定子绕组短路、断路和接地以及转子断条或端环断裂等。而这些故障又有相似之处，也有不同之处，这就要求电子电气员要熟悉这些故障的特征。现将几种常见故障特征列举如下：

1）如果出现短路的故障，其特征是电动机发热快，并伴随有冒烟、火花和焦臭味。

2）若定子绕组是一路串联的电路出现断路故障，此时电动机仍能旋转，但是电动机的动力减小，且电流增加；而在电动机停机后将无法再启动。

3）若定子绕组是两路并联的电路出现断路故障时，电动机可以重新启动，但是三相电流出现严重不平衡的现象。

4）电动机的接地故障是指电动机外壳带电，用验电笔就可以很容易进行确定。

5）若是转子断条或端环断裂，则表现出电动机带不动负载，以及三相电流也表现出严重不平衡的现象，且伴随有噪声和振动等现象。

3 船用三相异步电动机常见故障检测与维修举例

3.1 定子绕组短路故障的检查与维修

3.1.1定子绕组短路故障

定子绕组的故障分为两类：匝间短路和相间短路。匝间短路是指定子绕组相邻的两个线圈绝缘漆皮破损而相互连接在一起形成的短路。相间短路是指三相绕组之间因绝缘损坏而产生的短路。产生前者的原因是嵌线时损伤定子绕组匝间绝缘，或是取出转子时不小心碰破了线圈端的漆膜；或是定子绕组的漆包线制作时漆膜太薄或存在缺点；或是由于电动机长时间运行，因过热而使线匝之间绝缘皮老化，起不到绝缘效果。出现后者的主要原因是：绕组端部的相间绝缘出现薄弱点，被电场击穿而短路；线鼻子在焊接处绝缘做的不到位，导致裸露部分因长时间灰尘积累及受潮引起爬电现象而产生的短路等。

3.1.2定子绕组短路故障的检查

检查上述定子绕组短路故障的常用简单方法有以下几种：

1）当电动机在运行中出现短路故障时，首先将电动机断电，待停机后，迅速打开电动机，直接查看线圈烧灼焦痕及变色情况。

2）让出现故障的电动机空转一会后再断电停机，并迅速打开电动机，直接用手感受线圈的发热情况，如果绕组温度明细较高，严重时伴有焦糊味，则断定有短路发生。

3）借助万用表或者兆欧表进行测试。首先将三相绕组的头部和尾部进行拆开，用万用表或兆欧表测量相间电阻，如果阻值很小或为零，则表明哪一相出现短路。

4）使用电桥测量直流电阻的方法也可以检查哪一相短路。具体方法是用双臂电桥分别测量三相绕组的直流电阻，测得电阻较小的那一项即为短路。

3.1.3定子绕组短路故障的维修

如果成功检查出故障原因，那么接下来就是对于故障的维修，下面针对前面所述的几类定子绕组短路故障的修复进行介绍：

1）线圈间或匝间短路。视短路的具体情况而定：如果短路发生在端部或槽口处，对绕组进行绝缘修复就可以了。如果是由于线圈端部出现破损导致的线圈匝间短路，那么要小心撬开线圈，将破损处涂上绝缘漆。如果是只有少数导线的绝缘被损坏严重导致的短路，使用加热的方法将绝缘软化后，将损坏部分的端部剪掉，再换上新的，将接头处理得当就可以了。如果是整个线圈都烧坏了，那就换一个新的线圈。

2）线圈间短路。这时只要用绝缘纸或绝缘漆将短路部分处理一下就可以了。

3）极相组间短路。只要将绕组进行加热，待软化后，重新做好绝缘。

4）相间短路。一般这种故障发生在绕组端部，只要将绕组进行加热，待软化后，小心打开故障处的线包，用绝缘纸垫好，重新绑好端部就行。

3.2 转子故障的检查与维修

3.2.1转子故障

目前，几乎所有需要进行变速控制的船舶拖动设备，例如起货机、锚机等[3]，也正在逐步采用三相异步电动机作为动力设备，所有甲板机械及机舱辅机动力电动机都是采用三相鼠笼式异步电动机。在此主要分析笼式转子的故障，常见故障是断笼。断笼主要是因为制作过程中，制作质量及结构设计不合理，当电动机长时间工作或使用条件恶劣及操作不当时，就会造成笼中的一根或多根断裂的现象。

当转子出现故障时，电动机负载能力和转速都下降，且定子绕组的三相电流也不平衡。电流表指针摆动不定，还伴有“嗡嗡”的声音。如果转子导条断裂数量到达一定数量，电动机就无法工作了。

3.2.2转子故障的检查

检查转子故障的常见简单方法可以总结为：

1）观察法。就是将电动机打开，取出转子，仔细查看转子表面，如果有裂纹、发热或变色等现象，则表明出现转子故障。

2）测量法。首先得将定子绕组接到低压电源上（电压值约为额定值的10%），通过缓慢转动转子，用电流表测量定子的三相电流，如果三相电流基本恒定不变，则表明转子导条没有问题，否则表明转子导条有断裂。但是这种方法的灵敏度不高，且不能准确判断出故障位置。

3）铁粉检测法。在转子两端通过低压大电流，利用电流产生磁场和磁场具有吸引铁磁物质的性质，在转子表面均匀撒下铁粉，如果铁粉均匀、整齐的沿直线排列在每根转子导条上，则表明转子没有故障。若某条导条没有铁粉，则表明该导条出现断裂。

3.2.3转子故障的维修

转子故障进行维修是比较困难的，在船舶上一般采用以下维修方法：

1）更换新的转子。一般船舶上都有备用电动机，可以使用备用的，待有时间或是等船舶靠岸直接与厂商联系，更换新的转子。

2）局部修补法。若断条数量少，且断裂在表面时，可以采用气焊的方法进行修补。修补时，焊条的配方比例是：锡63%，锌33%，铝4%。

在此，主要是将三相异步电动机常见的定子和转子故障的检查及维修作以介绍，其实在实际船舶上进行操作时，还要结合船舶的特殊环境由电子电气员进行具体操作。

[1] 联合国国际海事组织. 《1978海员培训、发证和值班标准国际公约》2010修正案.

[2] 盛国林. 电气检修技术. 北京: 化学工业出版社, 2008.

[3] 赵殿礼. 船舶电气设备及系统,大连: 大连海事大学出版社, 2008.

Fault Check and Repair of Marine Three-phase Asynchronous Motor

He Yongxia

(Tianjin maritime college, Tianjin 300350, China)

TM343

A

1003-4862（2014）02-0035-03

2013-05-06

赫永霞（1982-），女，讲师。研究方向：海上交通信息及智能控制。