三相异步电动机振动故障诊断及处理方法探讨

程思 程建平 苏晓洁

摘 要： 在三相异步电动机的运行过程中，容易出现机械振动故障问题，需要对其进行快速诊断和处理。本文首先对几种三相异步电动机的常见振动故障类型进行介绍，并分析其诊断方法。在此基础上，探讨三相异步电动机的故障处理技术，结合实际案例，分析故障处理方法的应用。

关键词： 三相异步电动机；振动故障诊断；处理方法

前言：三相异步电动机的振动故障问题会导致设备内部绕组出现松动，进而容易引发电气事故，缩短设备使用寿命。严重的电动机振动故障问题还会对同一系统内的其他设备运行产生影响，给生产实践带来严重的经济损失。因此，必须掌握三相异步电动机的常见故障类型和故障原因，采用有效的诊断和处理方法，及时解决电动机振动故障问题，确保系统的稳定运行。

一、三相异步电动机的振动故障类型及诊断方法

（一）电磁性振动故障及其诊断方法

按照引起三相异步电动机振动故障的原因进行划分，其振动故障具体可以分为电磁性故障和机械性故障两大类。从电磁性振动故障方面来看，三相异步电动机依靠绕组电流与基波旋转磁通产生的电磁转矩进行转动，如果电动机的绕组出现接线错误、线圈出现断路或开焊故障、转子鼠笼出现松动或断条、以及电动机接地故障等，都会引起三相电动机的电压、电流或电阻阻抗不平衡，进而导致电动机处于不对称运行状态，发生电磁性振动故障。此外，由于气隙不对称引起的基波和谐波磁通不平衡，也会导致电动机出现电磁性故障。一般要采用断电法对电磁性故障进行判定，即在电机运转到最高速时，突然切断电源，观察电动机振动现象，若电动机振动幅度明显减小，则可以判断是电磁性振动故障，否则可能是由于机械方面原因导致的故障[1]。

（二）机械性振动故障及其诊断方法

引起机械性振动故障的原因主要包含两个方面，一是三相异步电动机自身的问题，比如电动机内部轴承受到磨损，发生弯曲变形，或定转子的铁芯磁中心不一致、动平衡不良等原因，都会导致电动机发生振动故障。此外，由于安装施工质量较差，电动机的地脚未固定牢靠、基础台面出现倾斜、电动机的轴线中心与拖动设备轴线中心不一致等问题，也会导致电动机出现振动故障。要判断电动机机械故障的具体原因，首先应区分自身故障和负载引起的故障。一般采用振动表辅助故障诊断，分别测量垂直和水平向的振动值，对其进行记录。并倾听电动机的轴承转动声音，查看电动机地脚，如果未发现明显异常，还需要断开电源进行检查，拆开电动机轴联器，进行空转试验，从而判断引发机械故障的具体原因。如果断开负载后，电动机机械振动发生明显变化，说明是由负载引起的振动故障，若无明显变化，则是电动机自身原因导致的振动故障[2]。

二、三相异步电动机的振动故障处理方法及应用

（一）电磁性振动故障处理方法

通过采用上述方法诊断出电动机的电磁性振动故障后，可以通过以下几个步骤，对电磁性振动故障进行处理：（1）采用试灯对绕组机械故障进行检查，并对接地处进行绝缘处理。采用万用表对定子三相绕组电阻值进行测量，观察绕组绝缘表面，查看是否有烧焦痕迹，从而判断是否存在匝间短路，必要时更换部分元件；（2）对电源进行检查，采用钳形电流表，检测三相电流，如果电流不平衡，应停止设备运行，切断电源后拆下转子，对鼠笼松动缺陷进行检查。如果发现笼条松动，应清洗转子，烘干后，将笼条与铁芯槽挤压牢靠，矫正变形笼条，对开焊的笼条进行重新焊接；（3）对电动机转子气隙进行检查，一般采用四点法，检查水平和垂直方向的4个气隙位置，去平均测量值对其进行判断。如果转子气隙过大，可以通过调整基础垫片厚度的方法进行修正，确保转子气隙的误差值在5%以内。

（二）机械性振动故障处理方法

对于机械性振动故障，可通过以下方法进行处理：（1）检查电动机的地脚是否安装牢靠，如果地脚松动，要紧固螺栓，如果基础台面出现明显倾斜或刚性不足，要对其进行整平和加固；（2）对轴联器的加工和装配情况进行检查，可以在停电后拆开轴联器，检查转子平衡状态，并根据故障情况，选择是否更换转子；（3）对于定转子铁芯磁中心不一致的振動故障问题，可通过调整轴承位置、加垫圈等方法进行处理，对于大型电机，则应采取调整定子轴向位置的处理方法；（4）如果在检察过程中发现轴的弯曲变形程度超出了标准要求，应对其进行直轴处理，对于容易发生弯曲故障的电动机，应在每次大修后检测转轴弯曲情况，确保轴承质量；（5）在对电动机轴承内圈进行检查时，应判断内圈与轴档、外圈与端盖之间的配合是否出现松动或配合过紧现象。如果出现松动，可以采用镶套工艺进行处理，如果过紧，则应加工值标准尺寸。此外还要检查轴承润滑脂干稠度，若过稀需要更换润滑脂。

（三）三相异步电动机振动故障诊断及处理案例

在对某型号动车组三相交流异步牵引电机高级修检修过程时，出厂试验时，振动值始终过高，经2次重新装配问题仍未得到有效解决。采用上述故障诊断及处理方法对该电动机振动故障问题进行检修。首先采用改变频率控制速度法，通过对电动机振动值的变化情况进行观察和测量，发现随着频率降低振动值减小效果不明显，初步怀疑是出现转子动平衡故障。在随后的电动机内外运行环境监察中，发现电机机座底部不平整，运行时容易出现较大幅度振动。基于此，在试验过程中垫橡胶垫，但振动仍超过标准。再次拆解，发现此转子装配硅钢片一齿部存在轻微变形，将此转子装配在其他定子内，仍发生振动现象。基于此，对该转子装配进行更换处置，振动超故障消除。

结束语：综上所述，三相异步电动机可能由于多种原因出现振动故障，对其具体类型、原因及故障诊断方法进行分析，可以为实际故障诊断提供借鉴。在此基础上，分别针对不同的故障原因，采取相应处理方法，可以恢复电动机正常运行，确保电动机的运行稳定性。

参考文献

[1]许允之，程昭竣，王鸿雁，边宁，李泽农，王纪恩.基于主成分分析的故障电动机异常点搜索方法[J].煤矿机电，2015（04）：31-33+37.

[2]陈兆明.三相异步电动机机械振动故障处理方法[J].冶金动力，2013（08）：12-13.