三相异步电动机的维修与故障排除

第一章：三相电动机的故障查找与维修..................................２

第二章：电机在使用过程中的节能分析.................6

第三章：电动机的日常维护…………………………………..8

结束语…………………………………………………………10

参考文献………………………………………………………10

电动机的日常维修

摘要：本文主要介绍了三相异步电动机的故障排除方法及维修日常，此外还对电动机的节能和维护作了概述。电机故障往往由外界环境有很大的联系，在电动机故障时查看其工作环境及时查出原因才能更快的维修，并要求在工作中总结经验，将电动机保养作为重点做到预防为主。

关键词：额定负载，过负载，空载电流，机械损耗，摩擦损耗 

Abstract : This paper describes a three-phase asynchronous motor troubleshooting methods and routine maintenance. In addition to the energy-saving electrical and maintenance outlined. Electrical Fault from the outside often have significant links Motor failure to check his work environment to identify the reasons for the timely maintenance can be faster, and called for the work of summing up experiences, as a key motor maintenance done on prevention.

Keywords : Rated load, over load, no-load current, mechanical wear and tear, friction loss 

第一章：三相电动机的故障查找与维修

一、通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。 

　　1．故障原因①电源未通（至少两相未通）；②熔丝熔断（至少两相熔断）；③过流继电器调得过小；④控制设备接线错误。 

　　2．故障排除①检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；②检查熔丝型号、熔断原因，换新熔丝；③调节继电器整定值与电动机配合；④改正接线。 

　二、通电后电动机不转，然后熔丝烧断 

　　1．故障原因①缺一相电源，或定干线圈一相反接；②定子绕组相间短路；③定子绕组接地；④定子绕组接线错误；⑤熔丝截面过小；⑤电源线短路或接地。 

　　2．故障排除①检查刀闸是否有一相未合好，可电源回路有一相断线；消除反接故障；②查出短路点，予以修复；③消除接地；④查出误接，予以更正；⑤更换熔丝；③消除接地点。 

　　三、通电后电动机不转有嗡嗡声 

　　l．故障原因①定、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；②绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；③电源回路接点松动，接触电阻大；④电动机负载过大或转子卡住；⑤电源电压过低；⑥小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬；⑦轴承卡住。 

　　2．故障排除①查明断点予以修复；②检查绕组极性；判断绕组末端是否正确；③紧固松动的接线螺丝，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；④减载或查出并消除机械故障，⑤检查是还把规定的面接法误接为Y；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正，⑥重新装配使之灵活；更换合格油脂；⑦修复轴承。 

　　四、电动机起动困难，额定负载时，电动机转速低于额定转速较多 

　　1．故障原因①电源电压过低；②面接法电机误接为Y；③笼型转子开焊或断裂；④定转子局部线圈错接、接反；③修复电机绕组时增加匝数过多；⑤电机过载。 

　　2．故障排除①测量电源电压，设法改善；②纠正接法；③检查开焊和断点并修复；④查出误接处，予以改正；⑤恢复正确匝数；⑥减载。 

　　五、电动机空载电流不平衡，三相相差大 

　　1．故障原因①重绕时，定子三相绕组匝数不相等；②绕组首尾端接错；③电源电压不平衡；④绕组存在匝间短路、线圈反接等故障。 

　　2．故障排除①重新绕制定子绕组；②检查并纠正；③测量电源电压，设法消除不平衡；④峭除绕组故障。 

     六、电动机空载，过负载时，电流表指针不稳，摆动　 

　　1．故障原因①笼型转子导条开焊或断条；②绕线型转子故障（一相断路）或电刷、集电环短路装置接触不良。　　 

　　2．故障排除①查出断条予以修复或更换转子；②检查绕转子回路并加以修复。 

　　七、电动机空载电流平衡，但数值大　 

　　1．故障原因①修复时，定子绕组匝数减少过多；②电源电压过高；③Y接电动机误接为Δ；④电机装配中，转子装反，使定子铁芯未对齐，有效长度减短；⑤气隙过大或不均匀；⑥大修拆除旧绕组时，使用热拆法不当，使铁芯烧损。　 

　　2．故障排除①重绕定子绕组，恢复正确匝数；②设法恢复额定电压；③改接为Y；④重新装配；③更换新转子或调整气隙；⑤检修铁芯或重新计算绕组，适当增加匝数。 

　 八、电动机运行时响声不正常，有异响　

　1．故障原因①转子与定子绝缘纸或槽楔相擦；②轴承磨损或油内有砂粒等异物；③定转子铁芯松动；④轴承缺油；⑤风道填塞或风扇擦风罩，⑥定转子铁芯相擦；⑦电源电压过高或不平衡；⑧定子绕组错接或短路。　 

　　2．故障排除①修剪绝缘，削低槽楔；②更换轴承或清洗轴承；③检修定、转子铁芯；④加油；⑤清理风道；重新安装置；⑥消除擦痕，必要时车内小转子；⑦检查并调整电源电压；⑧消除定子绕组故障。 

　 九、运行中电动机振动较大　 

　　1．故障原因①由于磨损轴承间隙过大；②气隙不均匀；③转子不平衡；④转轴弯曲；⑤铁芯变形或松动；⑥联轴器（皮带轮）中心未校正；⑦风扇不平衡；⑧机壳或基础强度不够；⑨电动机地脚螺丝松动；⑩笼型转子开焊断路；绕线转子断路；加定子绕组故障。　 

　　2．故障排除①检修轴承，必要时更换；②调整气隙，使之均匀；③校正转子动平衡；④校直转轴；⑤校正重叠铁芯，⑥重新校正，使之符合规定；⑦检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；⑧进行加固；⑨紧固地脚螺丝；⑩修复转子绕组；修复定子绕组。 

　 十、轴承过热　 

　　1．故障原因①滑脂过多或过少；②油质不好含有杂质；③轴承与轴颈或端盖配合不当（过松或过紧）；④轴承内孔偏心，与轴相擦；⑤电动机端盖或轴承盖未装平；⑥电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；⑦轴承间隙过大或过小；⑧电动机轴弯曲。　 

　　2．故障排除①按规定加润滑脂（容积的1/3-2/3）；②更换清洁的润滑滑脂；③过松可用粘结剂修复，过紧应车，磨轴颈或端盖内孔，使之适合；④修理轴承盖，消除擦点；⑤重新装配；⑥重新校正，调整皮带张力；⑦更换新轴承；⑧校正电机轴或更换转子。 

　 十一、电动机过热甚至冒烟　 

　　1．故障原因①电源电压过高，使铁芯发热大大增加；②电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；③修理拆除绕组时，采用热拆法不当，烧伤铁芯；④定转子铁芯相擦；⑤电动机过载或频繁起动；⑥笼型转子断条；⑦电动机缺相，两相运行；⑧重绕后定于绕组浸漆不充分；⑨环境温度高电动机表面污垢多，或通风道堵塞；⑩电动机风扇故障，通风不良；定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。　 

　　2．故障排除①降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、Δ接法错误引起，则应改正接法；②提高电源电压或换粗供电导线；③检修铁芯，排除故障；④消除擦点（调整气隙或挫、车转子）；⑤减载；按规定次数控制起动；⑥检查并消除转子绕组故障；⑦恢复三相运行；⑧采用二次浸漆及真空浸漆工艺；⑨清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施；⑩检查并修复风扇，必要时更换；检修定子绕组，消除故障。 

第二章：电机在使用过程中的节能分析

一、异步电动机能量损耗的组成

1、铜损耗：定子铜损；转子铜损；杂散损耗。

2、铁芯损耗。

3、机械损耗：通风损耗；摩擦损耗。

从以上列出的异步电动机能量损耗看，铜损耗和铁损耗我们在检修中是不宜改变的，它们是由设计决定的，而机械损耗是可以改变的。异步电动机一般来说级数少的即转数高的电动机机械损耗较大，铜损耗较小；而级数多的即转数低的电动机铜损耗占的比例较机械损耗就大。所以，我们要降低电动机的能量损耗就要从减少电动机的机械损耗入手解决。

二、减少电动机机械损耗的主要方法

减少电动机机械损耗主要从以下几个方面入手解决：

 (1)采用高效率的风扇（如机翼型轴流风扇）；

（2）调整风罩与扇叶外圆之间的间隙；

（3）轻载电动机适当缩小风扇外径；

（4）采用高质量的轴承；

（5）采用优质润滑剤；

（6）提高电机装配质量；

三、减少电动机机械损耗的具体措施

（一）调整电机风扇以降低机械损耗

首先，我们来看如何通过改变风扇尺寸进行节能：大家都知道电动机是把电能转变成机械能的设备，在转换过程中要产生损耗，这些损耗是以热的形式出现的，它使电动机发热。定子绕组有电流流过后产生铜损耗，经槽绝缘材料把热传导给定子铁芯，再由定子铁芯传给电机外壳散发到空间。转子的热量是由转子铝耗及其摩擦产生的，它传给转子铁芯和内风扇表面，靠内风扇搅拌使热量散发在电机内空间，再传给定子铁芯、端盖、机座，定、转子这两股热量均由外风扇吹散。因此，外风扇风量的大小是决定电动机的温度不能超过其绝缘材料等级所允许温度的关键。

国家标准规定了各种绝缘等级的电动机在额定运行条件下的允许温升，要求电动机中最热点温度不允许超过其绝缘等级的极限温度，而电机常用绝缘等级如下表：

其中：允许温升=允许温度极限—环境温度规定值—热点温差

绕组的热点温差是指当电动机带额定负载时，绕组热点的稳定温度与绕组平均温度之差。

表内数值单位皆为摄氏度：

由于外风扇的冷却风量减少，使电动机温升上升，但仍能保持电动机温升在绝缘等级允许的范围内。同时，我们还要看到由于外扇叶直径缩小电动机机械损耗降低，又会使电动机温升进一步降低。尤其对于2，4级这样高转速的电动机，当风扇外径缩小14%—16%时，通风损耗下降20%—40%。另外，改变扇叶直径的同时，要相应改变挡风板或风扇罩尺寸，使它们互相配合的尺寸符合规定。风扇叶与风扇罩的间隙不可过大，一般在10—15之间，过大会增大高压区回流到低压区的漏风损耗，同时要保持扇叶与风扇罩之间原有的角度，其作用是使进风的一部分动压力转变为静压力而减少损耗。当然，我们还可以在温升许可的范围内，为了降低风扇的风量亦可降低风扇的等级来使用。比如8号机座用的风扇经过调整和修整可使用在9号机座轻载的电动机上，这样就可使9号机座轻载的电动机降低机械损耗，并使温升提高些来提高电动机的效率和功率因数。

（二）减少摩擦以降低机械损耗

电动机轴承的正常运转、噪声、振动、过热、寿命等因素均与合理选择润滑脂有关，目前通常是选用3号锂基脂为好，可以降低机械损耗，不过当前随着科学技术的飞速发展又出现了许多性能优越的润滑脂，如：国产‘中小型电动机轴承润滑脂’其性能经有关部门测试达到日本JIS2220—80滚动轴承润滑脂的标准，接近瑞士SKF65C润滑脂的水平，含杂质极低，价格与3号锂基脂相当。再有当前在市场上出现的美国艾索润滑脂性能也不错。我们完全可以使用这些性能不错的润滑脂来改善电动机的运行状况以降低机械损耗。做为电动机专业检修人员我们还可以在合理选用轴承上下功夫，也可以节能降耗；既然我们以经知道级数少的电动机机械损耗大，级数多的电动机机械损耗小。我们就可以在修理电动机时有选择地使用轴承。例如，在高转速的电动机上我们可以使用进口轴承或国产高级别的B、C级优质轴承使损耗降到最小。而在低转速的电动机上我们可以使用国产中高级的轴承C、D级，这样在轴承上我们就可以省下一笔资金，从而达到节能降耗的目的。

（三）提高功率因数以降低机械损耗

发电厂里的转机拖动设备95%是交流异步电动机，而交流异步电动机是低功率因数的设备。如果提高其功率因数可以充分发挥供电设备潜力，同时又可降低生产成本和节约电能。下面，就如何提高功率因数的问题我们进行讨论。

1、合理调整运行设备，提高功率因数

在未进行人工补偿前，应考虑对电厂现有设备进行检查和调整，使其合理运行，从而提高功率因数。

（1）一般来说电厂內的设备都是配套的无需我们在容量和选型上考虑，只需考虑运行中的电机，避免“大马拉小车”现象，当负载率低于40%时，可以考虑更换小容量的电动机。当负载率低于30%时，可将三角接线的绕组改为星形接线的与运行方式，这样一来电动机的效率和功率因数均有所提高。

（2）对老系列的电动机如：JO、JO2系列的老式电机进行改造或淘汰，更换Y系列的节能电动机。

（3）正确使用和维护电机，注意控制其频繁启动（频繁启动时功率因数很低），精心的检修，在电动机安装时调整好中心线及电机转、静子间隙也是必不可少的，因为气隙不均会造成空载电流增大，功率因数降低。

2、加装变频器，提高功率因数

使用变频器进行调速来实现提高功率因数的目的，也是常用的节能方法，即在普通的交流异步电动机上加装变频器，此方法安装简单，操作方便，节能效果显著。

变频器在国外早以大量使用，我国也开始普及，因此，我们来分析一下普通电动机采用变频器后的损耗情况。

感应电动机投入电源后要吸收电功率，即输入功率P1，经过内部电磁转化，变成转轴上的机械功率输出，即输出功率P2。在转化过程中要产生损耗，那么当电动机采用频率变换器供电后并以恒转矩运行时，电动机的损耗会有哪些变化呢？

（1）电机的转、静子铜损是与频率变化无关的常数，但是在实际拖动中，为了补偿定子绕组电压降，要适当降低频率或者适当提高外施电源电压，因此U1/f不能保持比值不变。再有，为了电动机处于最佳运行状态，也要求改变U1/f的比值，所以实际电流也多少有些变化，因此铜耗也多少随频率改变而改变，但变化不大。

（2）铁耗。铁损耗随频率的降低而降低，但是由于采用电压型逆变器的变频电源供给电动机，电源电压波形中含有高次谐波分量，与具有正弦波电源相比，铁损耗要增加。再有，所有杂散损耗也均随高次谐波分量的增大而增大。

（3）机械损耗。通常，轴承摩擦损耗与电动机转速的1--2次方成正比，而通风损耗是与电动机转速的3次方成正比，所以当电源频率降低时，机械损耗也降低。但我们大家都知道机械损耗在整个电动机的损耗中只占总损耗的50%以下，所以其变化量可忽略不计。综合以上分析我们可以看到，使用变频电源后的电动机总的损耗降低了。

第三章：电动机的日常维护

一：日常维护

电动机日常维护检查的要点是及早发现设备的异常状态，及时进行处理，防止事故扩大。维护人员根据继电器保护装置的动作和信号可以发现异常现象，也可以依靠维护人员的经验来判断事故苗。

1.外观检查

首先是外观检查，靠视觉可以发现下列异常现象：电动机外部紧固件是否松动，零部件是否有损坏，设备表面是否有油污、腐蚀现象。电动机的各接触点和连接处是否有变色、烧痕和烟迹等现象，发生这些现象原因是由于电动机局部过热、导体接触不良或绕组烧毁等。仪表指示是否正常，电压表无指示或不正常，则表明电源电压不平衡、熔断器烧断、转子三相电压不平衡、单相运转、导体接触不良等；电流表指示过大，则表明电动机过载、轴承故障、绕组匝间短路等。电动机停转，造成的原因有电源停电、单相运转、电压过低、电动机转矩太小、负载过大、单相电动机的离心开关有故障、电压降过大、轴承烧毁、机械卡住等。

2．用听音棒检查

采用听音棒靠听觉可以听到电动机的各种杂音，其中包括电磁噪声、通风噪声、机械摩擦声、轴承杂音等，从而可判断出电动机的故障原因。引起噪声大的原因，在机械方面有：轴承故障、机械不平衡、紧固螺钉松动、联轴器连接不符要求、定转子铁心相擦等；在电气方面有：电压不平衡、单相运行、绕组有断路或击穿故障、起动性能不好、加速性能不好等。

3．靠嗅觉检查

靠嗅觉可以发现焦味、臭味。造成这种现象的原因是：电动机过热、绕组烧毁、单相运行、润滑不好、轴承烧毁、绕组击穿等。

4．靠触觉检查

靠触觉用手摸机壳表面可以发现电动机的温度过高和振动现象。

造成振动的原因是：机械负载不平衡、各紧固零部件有松动现象、电动机基础强度不够、联轴点连接不当、气隙不均或混入杂物、电压不平衡、单相运行、绕组故障、轴承故障等。

造成电动机温度过高的原因是：过载、冷却风道堵塞、单相运行、匝间短路、电压过高或过低、三相电压不平衡、加速特性不好使起动时间过长、定转子铁心相擦、起动器连接不良、频繁起动和制动或反接制动、进口风温过高、机械卡住等。

用手摸电动机表面估计温度高低时，由于每个人的感觉不同，带有主观性，因此要由经验来决定。通常人手感觉与温度的关系如表所示。

电机外壳表面温度与手感的关系:

机壳温度（℃） 手感 说明

30 稍冷 机壳比体温低，故感觉比体温低

40 稍温 感到温和

45 温和 用手一摸，就感到暖和

50 稍热 长时间用手摸时，手掌变红

55 热 仅能用手摸5—6s

60 甚热 仅能用手摸3—4s

65 非常热 仅能用手摸2—3s，离开后还感到手热

70 非常热 用一个手指出触摸，只能坚持3s左右

75 极热 用一个手指出触摸，只能坚持1--2s左右

80 极热，以为电机烧毁 手指稍触便热想离开

80--90 极热，疑为电机烧毁 用手指稍触摸一下就感到烫得不得了

注：当机壳为钢板时，每种温度均应减去5℃。

二．例行维护检查

电动机例行维护检查有日常检查、每月或定期巡回检查以及每年检查。

在日常检查中，主要检查润滑系统、外观、温度、噪声、振动以及异常现象，还要检查通风冷却系统、滑动摩擦状况以及各部分紧固情况，认真作好检查记录。

每月或定期巡回检查中，主要检查开关、配线、接地装置等是否有松动现象，有无破损部位，如有要提出计划和修理措施；检查粉尘堆积情况，要及时清扫；检查引出线和配线是否有损伤和老化问题。测试绝缘电阻并记录，检查电刷、集电环磨损情况，电刷在刷握内是否灵活等。

每年的检查内容除上述项目外，还要检查和更换润滑剂，必要时要解体电动机进行抽心检查，清扫或清洗油垢，检查绝缘电阻，进行干燥处理，检查零部件生锈和腐蚀情况等。

结束语：电动机的日常维修可以很大程度上减少维修次数，从而可以减少维修过程中出现的不合理出现严重的电能损耗，因此三者是相互联系相互影响的。只有在工作中注重维修和保养，就可以最大限度的延长其使用寿命，才能发挥电动机的最大利用效率，同时为生产创造出更大的收益。在电动机的维修过程中还有许多需要继续探索，一些捷径的开辟会让电动机的维修更加快捷方便。限于水平问题和经验不足，请予以更正批评。

参考文献

1林行辛． 钢铁工业自动化的进展与展望[Ｊ]．河北冶金，1998（1）

2殷际英． 光机电一体化实用技术[Ｍ]．北京：化学工业出版社，2003

3 芮延年． 机电一体化系统设计[Ｍ]． 北京：机械工业出版社，2004．

4 邓兵，等．数字阀门电动执行机构［J］．自动化仪表，2001(1)． 

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5 Liu Jianhou．The research on reliability and environmentadaptability of electric control valve used in unclear powerstation［J］．Maintainability and Safety，vol．2，Dalian，China，28－31 August2001． 

6  Antsaklis PJ．Intelligence andlearning［J］．IEEEControl Syst Mag，1995(15)． 

7　王福瑞，等．单片机微机测控系统设计大全［M］．北京航空航天大学出版社，1999，9－249．