三相异步电动机常见故障分析

李吉贵，郭宏伟

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯154002)



三相异步电动机常见故障分析

李吉贵，郭宏伟

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯154002)

通过对三相异步电动机运行过程中出现的故障进行分析，着重从机械和电气两方面产生故障的原因及处理的方法进行了阐述。经过实践证明该方法减少了电动机的事故率，提高了电动机的使用效率。

电动机；机械故障；电气故障

0　引言

三相异步电动机在运行过程中的常见故障主要分为机械故障和电气故障两种，这些故障会给电动机的安全运行带来极大的威胁，因此对电动机的故障分析维护与检修显得至关重要。为了保证异步电动机的安全运行，电气技术人员必须掌握有关异步电动机的安全运行的基本知识，了解对异步电动机的安全评估，做到及时发现并消除电动机的事故隐患，以保证电动机安全运行。

1　故障类型及处理方法

1.1机械故障

机械故障主要有扫膛、振动、噪声大、轴承过热、损坏、通风散热不良等。

1.1.1异步电动机定、转子之间气隙很小，容易导致定、转子之间相碰。一般由于轴承过渡磨损，严重超差及端盖内孔磨损或端盖止口与机座止口磨损变形，使机座、端盖、转子三者不同轴心而引起扫膛。如发现是轴承问题应及时更换，如是端盖问题应进行更换或止口刷镀处理。

1.1.2振动应先区分引起原因并针对具体情况进行排除。属于电动机自身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，轴承不良或间隙过大，转轴弯曲，风扇不平衡，端盖、机座、转子不同轴心，或者电动机安装地基不平，安装不到位，紧固件松动造成的。振动会产生噪声，还会产生额外负荷。处理方法：更换轴承；校正转轴或更换转子；风扇校静平衡；校对转子平衡；将电动机安装平稳底座，保证平衡性；进行皮带轮或联轴器校平衡以及基础强度加固等。

1.1.3电机噪声大致可分为三大类：电磁噪声、机械噪声、空气动力噪声。电磁噪声是由气隙磁场作用于定子铁心的径向分量所产生的，会使定子铁心产生振动变形。其次是气隙磁场的切向分量，它与电磁转矩相反，使铁心齿局部变形振动。当径向电磁力波与定子的固有频率接近时，就会引起共振，使振动与噪声大大增强，甚至危及电机的使用寿命。我们可尽量采用正弦绕组，削减谐波成份；选择恰当的气隙磁密，不应过高，但过低又会影响材料的利用率；选择适宜的槽配合，避免出现低次力波；采用转子斜槽，斜一个定子槽距；定、转子磁路对称均匀，迭压严密；定、转子加工与装配，注意它们的圆度与同轴度；避开它们的共振频率。机械噪声主要是轴承噪声、因转子不平衡及装配偏心而引起的噪声。可检查轴承与轴承室的配合、转子的平衡与装配情况，必要时选择密封轴承或低噪声轴承。空气动力噪声与转速、风扇与转子的形状、粗糙度、不平衡量及气流的风道截面的变化和风道形状有关，应根据现场情况选择合适的风扇和风道或把刚性联接改为弹性联接。

1.1.4如果轴承工作不正常，可根据经验用听噪声及温升来判断。用听棒(铜棒)接触轴承盒，若听到冲击声，就表示可能有一只或几只滚珠扎碎；如果听到有咝咝声，那就是表示轴承的润滑油不足或油质不好含有杂质，因为电动机要每运行3000～5000h左右更换一次润滑脂。如油质中含有杂质则立即清理废旧润滑油更换新的润滑脂，在添润滑脂时不宜太多，如果太多会使轴承旋转部分和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热，一般轴承盒内所放润滑脂约为全容积1/2到2/3(一般2P电机为轴承室内外圈间体积的1/2；2P以上电机为内外圈间体积的2/3)。在轴承安装时如果不正确，配合公差太紧或太松，也都会引起轴承发热。在卧式电动机中装配良好的轴承只受径向应力，如果配合过盈过大，装配后会使轴承间隙过小，有时接近于零，用手转动不灵活，这样运行中就会导致发热。

1.1.5环境温度过高，使进风温度高；进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小；电动机内部灰尘过多，影响散热；风扇损坏或装反，造成无风或风量小；未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路等，这些都是造成通风散热不良使电动机过热产生故障的原因。应采取相应的措施清洗电动机，改善环境温度，采用合理的降温措施，修复风扇，必要时进行更换风扇等。

1.2电气故障

电气故障主要有电压不正常、绕组接地、绕组短路、绕组断路、缺相运行等。

1.2.1电源电压偏高，磁通增加，激磁电流增大，造成定子绕组铜损增大，电动机会过分发热，过分的高电压会危及电动机的绝缘，使其有被击穿的危险；电源电压过低时，定子绕组所产生的旋转磁场减弱，而电磁转矩与电源电压平方成正比，所以电动机起动转矩不够，造成电动机起动困难，如果负载转距没有减小，转子转数过低，这时转差率增大造成电动机过载而发热，长时间会影响电动机的寿命。另外，当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，会导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁绕组。当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。当三相电压不对称时，即一相电压偏高或偏低时，也会导致某相电流过大，电动机发热，同时转距减小会发出嗡嗡声，时间长会损坏绕组。总之无论电压过高、过低或三相电压不对称都会使电流增加，电动机发热而损坏电动机。所以按照国家标准电动机电源电压在额定值±5%内变化，电动机输出功率保持额定值。电动机三相电源电压不平衡度不允许超过额定值的±5%，严格上应该控制在±2%以内比较安全。

1.2.2电动机绕组绝缘受到损坏，及绕组的导体和铁心、机壳之间相碰即为绕组接地。这时会造成该相绕组电流过大，局部受热，严重时会烧毁绕组。出现绕组接地多数是电动机受潮或淋水引起，有的是在环境恶劣时金属物或有害粉末等进入电动机绕组内部造成。电动机出现绕组接地后，除了绝缘已老化、枯焦、发脆外都可以局部处理，绕组接地一般发生在绕组端部，这时可在故障处用天然云母片或绝缘纸插入铁心和绕组之间，再用绝缘带包扎好涂上绝缘漆烘干即可。如果接地点在铁心槽内时，如果上成边绝缘损坏，可以打出槽楔修补槽衬或抬出上成线匝进行处理，处理后进行绝缘、直流电阻、耐压等测试，若故障在槽底或者多处绝缘受损，最好办法就是更换绕组。

1.2.3绕组中相邻两条导线之间的绝缘损坏后，使两导体相碰，就称为绕组短路。可用兆欧表、三相电流平衡检测、直流电桥测量等检查定子绕组短路故障。发生在同一绕组中的绕组短路称为匝间短路；发生在两相绕组之间的绕组短路称为相间短路。绕组发生短路后在故障处产生高热使绝缘焦脆，可在绕组外观察有与烧焦的地方及嗅到难闻的气味。不论是那一种，都会引起某一相或两相电流增加，引起局部发热，使绝缘老化损坏电动机。出现绕组短路时，短路点在槽外修理并不难。当发生在槽内，如果线圈损坏不严重，可将该槽线圈边加热软化后翻出受损部分，换上新的槽绝缘，将线圈受损的部位用薄的绝缘带包好并涂上绝缘漆进行烘干，用万用表或直流电桥等方法检查。证明已修好后，再重新嵌入槽内，进行绝缘处理和测试后就可继续使用，如果线圈受损伤的部位过多，或者包上新绝缘后的线圈边无法嵌入时，只好更换新的绕组。

1.2.4绕组断路是指电动机的定子或转子绕组碰断或烧断造成的故障，可以用兆欧表检查电动机绕组是否断路。定子绕组断路的部位大部分为各绕组元件的接头处及引出线附近。这些部位都露在电动机铁心外面导线容易碰断，接头处也会因焊接不实长期使用后松脱，发现后重新接好，包好并涂上绝缘漆后就可使用，如果因故障造成的绕组被烧断则需要更换绕组。如转子绕组发生断路时，可根据电动机转动情况判断。一般表现为转速变慢，转动无力，定子三相电流增大和有嗡嗡声的现象，有时不能起动等现象。

1.2.5三相异步电动机在运行过程中，断一相绕组就会形成缺相运行(俗称单相)，如果轴上负载没有改变，则电动机将处于严重过载状态，定子电流将达到额定值的二倍甚至更高，时间稍长电动机就会烧毁。在各行业中，因缺相运行而烧毁的电动机所占比重最大。一般电动机缺相是由于某相熔断器的熔体接触不良，或熔丝拧的过紧而几乎压断，或熔体电流选择过小，这样通过的电流稍大就会熔断，尤其是在电动机起动电流的冲击下，更容易发生熔体非故障性熔断。有时电动机负荷线路断线，一般是安装不当引起的断线，特别是单芯导线放线时产生的小圈扭结，接头受损等都可能使导线在运行过程中发生断线。由于电动机长期使用使绕组的内部接头或引线松脱或局部过热把绕组烧断电动机出现缺相运行时。总之不管是什么样的缺相，只要能及时发现，对电动机不会造成大的危害。为了预防电动机出现缺相运行，除了正确选用和安装低压电器外，还应严格执行有关规范敷设馈电线路，同时加强定期检查和维护。

1.2.6电动机接地是一个重要环节，可是有的单位往往忽视了这点，因为电动机不明显接地也可以运转，但这给生产及人身安全埋下了安全隐患。因为绝缘一旦损坏后外壳会产生危险的对地电压，这样直接威胁人身安全及设备的稳定性。所以电动机一定要有安全接地。所谓的电动机接地就是将电气设备在正常情况下不带电的某一金属部分通过接地装置与大地做电气连接，而电动机的接地就是金属外壳接地。这样即使设备发生接地和碰壳短路时，电流也会通过接地向大地做半球形扩散，电流在向大地中流散时形成了电压降，确保设备及人身安全。

2　结语

综上所述，无论是电动机的机械故障还是电气故障，只有采取正确的方法进行故障的判断和修理，才能节省时间，尽快排除故障，使电动机处于正常的运转状态。同时要定期做好电动机的检查和维护工作，这也是保证电动机安全运行，延长电动机使用寿命的有效措施。

[1]GB 755—2008旋转电机.定额和性能.

[2]JB/T 5271—2010 Y系列三相异步电动机技术条件.

[3]孙克军.电工手册.北京：化学工业出版社，2009.

[4]才家刚.电机使用与维护.北京：化学工业出版社，2010.

Analysis on Common Fault of Three-Phase Induction Motor

Li Jigui and Guo Hongwei

(JiamusiExplosion-proofElectricMachineInstitute,Jiamusi154002,China)

By analyzing faults in operation of three-phase induction motor, reason and processing method are stated in mechanical and electrical aspects. Practice has proved that accident rate of the motor can be reduced and service efficiency can be improved by using this method.

Motor；mechanical fault；electrical fault

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.04.11

TM343+.2；TM307+.1

B

1008-7281(2016)04-0033-003

李吉贵 男1978年生；毕业于佳木斯大学电气自动化专业，现从事防爆电气审查工作.

2016-05-25