三相交流异步电动机常见故障预防及解决措施探析

三相交流异步电动机常见故障预防及解决措施探析

郑健

河北大唐国际王滩发电有限责任公司     河北省唐山市    063000

摘要：三相交流异步电动机作为火力发电厂重要驱动设备，要求其在运行中应具备较高的可靠性，因此维护人员需详细掌握三相交流异步电机原理结构、故障类型及处理方法。只有快速排除电机故障，并结合定期维护与检修，才能有效提高三相交流异步电机的寿命。

关键词：三相交流异步电动机；故障；措施

三相交流异步电动机以其结构简单、价格低廉、经久耐用、使用维护方便等优点，广泛应用于发电厂电气设备中。为确保三相交流异步电动机的安全运行，尽快发现与消除故障，维护人员必须掌握异步电动机安全运行的基本知识及故障排除技巧。能否及时判断三相交流异步电动机故障原因并进行处理，防止故障扩大，已成为确保设备正常运行的重要工作。

一、三相异步电动机结构和原理

三相异步电动机由定子、转子、附属结构(端盖、轴承、风扇等)三部分组成。其中，定子是三相异步电动机的固定部分，用来产生旋转磁场，包括定子铁心、定子绕组、基础三部分；转子是三相异步电动机的旋转部分，包括转子铁心、转子绕组、转轴三部分。定子和转子间还应预留0.2mm～1.0mm的空气间隙，以确保转子能自由旋转。三相异步电动机通过电磁感应现象，将电能转化为机械能。当三相交流电通入定子绕组后，形成旋转磁场，该磁场的磁力线被转子绕组切合，从而在转子中产生感应电动势和感应电流，转子形成电磁转矩，带动电动机旋转。由于转子的转速始终小于旋转磁场转速，二者间存在一个转差率，因此称为“异步”。

二、三相交流异步电动机机械故障

由于三相交流异步电动机运行中转子和定子间气隙较小，一旦轴承损坏定转子间就会失去支撑造成扫膛，随即出现相间短路、匝间短路、绕组接地和电动机烧毁等，严重过热时还会发生转轴焊附以及轴弯曲等现象。

1、轴承损坏原因。①轴承同轴颈或端盖未恰当装配，例如，冷装时，不均匀敲击轴承内圈会磨损其轴，导致轴承和轴承内圈失去过盈量或过盈量出现变小情况，这可能会导致跑内圈现象；②润滑油脂中有杂质，或轴承内加油补充不及时，会导致轴承缺油降低使用寿命；③轴承与端盖配合不符合要求，需更换加工，电机嵌套后过盈量偏大或椭圆度超过既定表示，导致运行期间轴承摩擦力增大；④不同油脂出现混用也会损坏轴承；⑤对于轴承本身，安装前应严格检查轴承质量，保证正品。

2、故障消除。①在安装轴承时，需将轴承加热至80～100℃，例如使用油煮或轴承加热器等。型号306及以下的轴承，可采用内径略大于电机轴直径的钢管敲击轴承内圈或使用专用冷装工具，保证其受力均匀，从而提高轴承装配质量；②装配轴承前，必须仔细清洗轴承内膛，清洁润滑脂加油量为轴承盒的1/3至1/2左右即可，过多或过少均会造成运行中轴承过热；③做好电机重新嵌套加工，做好新轴承的更换处理；④重新校正电机和负载联轴器，并调整皮带张力。

除此之外，在正常运行期间，电机应保持自身的稳定性，其声音应均匀低沉振动达标。对于电机的振动，先要确定是因转动装置安装问题造成，还是电机本身问题引起，或是机械负载端传递的，然后根据实际情况排除故障。

三、三相交流异步电动机电气故障

1、电压不正常。若高压电源增加励磁电流，电机将过热。若电压过高，电机的绝缘将很危险，甚至有可能击穿。若电源本身太低，电磁转矩将降低，若负载扭矩未降低，将导致过载而使电机发热，若长时间加热也会影响电机本身寿命。当三相电压相电压不平衡时，会增加电机相电流引起的发热，降低转矩，并发出“嗡嗡”声，时间过长将烧毁绕组。因此，为避免这一问题，根据国家标准，电源输出电压不平衡率应控制在额定值的5%以内，电动机的输出功率应保持在额定值范围内。运行中各相电流之差不得超过10%，且不能缺相运行。

2、绕组接地。若电机绕组本身的绝缘受损，则带有导体的绕组或铁芯将相互接触，出现局部发热，严重时会烧毁绕组。绕组接地大多数由电机受潮情况引起，除绝缘脆化、老化、烧焦外，其余部分可进行局部处理。一般来说，若电机端部的绕组接地，可将绝缘纸或天然云母片插入线圈与故障绕组之间，然后用绝缘胶带包扎并用环氧绝缘漆固化，绝缘漆干燥后剔除毛边及凸起部分；若铁芯槽内表层绕组出现接地，则可使用绝缘漆固化上层线匝或更换槽楔内衬方式来处理损伤，若故障发生在槽或多个绝缘损坏区域底部，则重新绕线是最佳方法。

3、匝间或相间短路。若绕组内两条相邻导线绝缘损坏，一旦导体相互接触，绕组将短路。同相绕组的绕组短路称为匝间短路，而两相绕组间的绕组短路则称为相间短路。然而，无论是哪种类型的短路，都会增加某一相或两相电流，导致局部发热，最终导致电机损坏。当绕组短路时，若短路点出现在槽外，极易处理，但若出现在槽内，但线圈损坏程度不高，可加热软化槽线圈边，然后将受损部分翻出来，更换新的槽绝缘，用薄绝缘带将线圈受损部分包号，然后涂上绝缘漆进行烘干处理，配合上万用表的检查，等待确定完好后，将其嵌入到槽内，等待绝缘处理后，可继续使用。但若损伤过多或线圈烧坏，则必须更换新绕组。

4、缺相故障。在运行中，三相交流异步电动机的一根相线或一相绕组断开，称为缺相。若轴上负载未改变，电机将始终处于严重过载状态。若定子电流超过额定值较大，短时间内电机将会烧毁。一般来说，缺相是由于熔断器熔体接触不良，或将熔丝拧的较紧，导致发生压断情况，一旦电流增加，可能发生熔断现象，尤其是启动电流对电机的冲击，更易出现熔断情况。此外，电机缺相运行也可由于电机开关控制或铁芯吸合程度不好造成。当然，在敷设过程中，可能因动力线路未能按具体规范操作，或电机负载线路断路，最终出现缺相运行。另外，长期使用电机绕组的内部接头，或局部过热或引线松动，都可能导致电机发生缺相运行。但无论是哪种情况造成的缺相，只要及时发现故障或故障原因，对电机的危害都不会太大。因此，为避免电机缺相运行，除低压电气设备的正常选择和安装外，还需按相应规范敷设馈电线路，并配合定期检查和维护，以控制缺相事故发生。

5、电机烧线圈。当轴承损坏和负载卡住时，电机常烧线圈，所以安装热保护器件，如热继电器。当然，若可测知正常运行期间的工作电流，也可使用电流继电器。其中，热继电器是最佳选择之一，运行的稳定性和可靠性经过了长时间考验，价格也较合理。

四、三相交流异步电动机日常维护保养

首先，做好电机的内部清洁，防止电机因内部受潮或污垢腐蚀等影响绝缘，造成匝间短路，导致电机烧毁，同时检修后避免异物进入定转子气隙防止电机扫膛。其次做好电机的外部清洁，确保电机通风散热良好，加强对电机的日常巡检，在电机运行时一旦出现异常气味、过热、噪音或震动较大，必须及时找出原因，消除隐患。再次需要监听好轴承声音，对于轴承声音较差的要及时补油脂。同时定期检查电机的机械配套部件，确保电机制动器及负载的制动器启闭同步，机械传动部件运行平稳，减少配套的机械部件对电机的冲击。最后，定期检查电机配套的电缆接头、接触器触点等薄弱部位是否接触良好，做好除尘工作，确保电机的电源安全。

五、总结

三相交流异步电动机在各行各业中应用广泛，但由于长期处于较复杂系统条件下，冲击负荷大、电压谐波大、工况变化频繁，以及运行环境复杂多样，三相交流异步电动机的故障率也一直相对较高。因此，研究三相交流异步电动机的常见故障与处理措施，对保障系统安全稳定运行具有重要作用。

参考文献：

[1]常勇.浅议三相异步电动机的常见故障分析与处理[J].中国高新技术企业,2014(03):65-67.

[2]张本安.对三相异步电动机故障的分析及处理[J].黑龙江科技信息,2015(23):143-144.