［摘 要］三相異步電動(dòng)機(jī)是一種利用銅線或鋁線，與磁場相互影響，并有效獲取電能的設(shè)備。目前，三相異步電動(dòng)機(jī)已經(jīng)在人們的日常生產(chǎn)與生活中得到廣泛的應(yīng)用。但是，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障的出現(xiàn)，不僅會(huì)對電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，還有可能引發(fā)嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。文章重點(diǎn)針對三相異步電動(dòng)機(jī)故障的診斷及應(yīng)對措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供參考和借鑒。

［關(guān)鍵詞］三相異步電動(dòng)機(jī)；運(yùn)行故障；診斷；應(yīng)對

［中圖分類號］TM343.2 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）03–0033–03

三相異步電動(dòng)機(jī)是一種感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維修便捷、保養(yǎng)難度低等應(yīng)用優(yōu)勢。但三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間之后，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種運(yùn)行故障，并對企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常開展產(chǎn)生影響。所以，必須要準(zhǔn)確把握三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成與運(yùn)行原理，加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行故障的診斷與分析，并制訂出針對性的應(yīng)對措施，恢復(fù)三相異步電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。

1 三相異步電動(dòng)機(jī)的故障診斷重要性

目前，三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，一旦其在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障問題，必然會(huì)使生產(chǎn)企業(yè)遭受較大的經(jīng)濟(jì)損失。只有加強(qiáng)三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障的診斷、分析與處理，及時(shí)消除電動(dòng)機(jī)運(yùn)行故障隱患，才能使電動(dòng)機(jī)長時(shí)間維持在正常運(yùn)行狀態(tài)，防止電動(dòng)機(jī)因?yàn)檫\(yùn)行故障，而導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部的零部件或線路出現(xiàn)損壞。另外，在三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行中，通常伴隨一定熱量的產(chǎn)生[1]。如果電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障，這些熱量的散發(fā)必然會(huì)對電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的絕緣材料產(chǎn)生影響，降低繞組的絕緣性能，進(jìn)而影響企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行，并對周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，加強(qiáng)三相異步電動(dòng)機(jī)故障的診斷、分析與應(yīng)對，顯得尤為重要。

（1）在電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障之后，電動(dòng)機(jī)的使用壽命會(huì)大幅度縮短。對這些運(yùn)行故障進(jìn)行妥善的處理與解決，能夠降低運(yùn)行故障對電動(dòng)機(jī)的影響，延長電動(dòng)機(jī)的使用壽命。

（2）在電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障之后，設(shè)備內(nèi)部的繞組絕緣材料會(huì)出現(xiàn)老化、短路等問題。做好運(yùn)行故障的處理與解決，能夠優(yōu)化繞組絕緣性能，并為企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的正常開展提供保證。

（3）在電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行故障之后，不僅會(huì)使設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生較多的熱量，出現(xiàn)明顯的異常噪聲，還有可能損壞繞組的絕緣性能。做好運(yùn)行故障的處理與解決，能夠讓電動(dòng)機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，消除內(nèi)部過熱或噪聲過大等問題。

2 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和運(yùn)行原理

2.1 結(jié)構(gòu)組成

三相異步電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。定子由鐵心、定子繞組、機(jī)組構(gòu)成，主要作用為在電機(jī)中形成旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子由鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，主要作用為支撐轉(zhuǎn)子，傳遞電機(jī)轉(zhuǎn)矩。為了保證轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的有效性與穩(wěn)定性，需要在定子部分與轉(zhuǎn)子部分之間預(yù)留足夠的空氣間隙。

2.2 運(yùn)行原理

三相異步電動(dòng)機(jī)屬于交流電動(dòng)機(jī)，定子部分的三個(gè)相位繞組與三相交流電源相連。轉(zhuǎn)子部分通過軸與外部負(fù)載相連。三相交流電源為三相異步電動(dòng)機(jī)提供穩(wěn)定的電流，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。分析轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的原因，主要與旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體之間的電磁感應(yīng)有關(guān)。轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的過程中，就完成了能量轉(zhuǎn)換和動(dòng)力輸出。圖1 為三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理。

3 三相異步電動(dòng)機(jī)的常見故障分析

3.1 電動(dòng)機(jī)通電后未啟動(dòng)

某些三相異步電動(dòng)機(jī)在通電后，并沒有正常啟動(dòng)。分析這一故障的原因，主要與電源故障、繞組故障等因素有關(guān)。要想解決這一問題，檢修人員需要先對電動(dòng)機(jī)的電源是否正常進(jìn)行全面而詳細(xì)的檢查，對電動(dòng)機(jī)接觸器的開關(guān)性能，回路接觸的通暢性等進(jìn)行檢查，排除電源未接通的可能性[2]。然后再參照繞組接線圖，對接線回路進(jìn)行檢查和校對，排查繞組接線方面的原因。

3.2 電動(dòng)機(jī)冒煙或高溫

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度，與其負(fù)載量的大小相關(guān)。如果三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，出現(xiàn)內(nèi)部溫度過高，甚至是冒煙的現(xiàn)象，那么要考慮是否與操作人員頻繁啟動(dòng)設(shè)備，或者設(shè)備負(fù)載過大等因素有關(guān)。因設(shè)備啟動(dòng)過于頻繁，或者負(fù)載過大，可能會(huì)增大定子繞組接線方面的故障發(fā)生概率。

3.3 電動(dòng)機(jī)振動(dòng)異常

如果三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常振動(dòng)現(xiàn)象，可能與以下3 方面因素有關(guān)：①三相異步電動(dòng)機(jī)的風(fēng)向葉片出現(xiàn)損壞；②三相異步電動(dòng)機(jī)的皮帶輪或轉(zhuǎn)子安裝質(zhì)量較差，不能保證安裝精確度；③三相異步電動(dòng)機(jī)的底座連接牢固性較差。

3.4 電動(dòng)機(jī)絕緣電阻故障

三相異步電動(dòng)機(jī)的絕緣電阻出現(xiàn)故障，會(huì)對電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全產(chǎn)生影響。分析絕緣電阻出現(xiàn)故障的原因，主要與設(shè)備運(yùn)行時(shí)間過長，運(yùn)行溫度過高，使絕緣材料出現(xiàn)老化或受損有關(guān)。一般情況下，利用烘烤的方式，可有效增強(qiáng)絕緣電阻的性能。

4 三相異步電動(dòng)機(jī)故障的診斷與維修措施

4.1 通電后未啟動(dòng)故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動(dòng)機(jī)在通電后未正常啟動(dòng)的原因，主要與電動(dòng)機(jī)電力不足或零配件受損等因素有關(guān)。所以，在對此類故障進(jìn)行診斷時(shí)，需要對電動(dòng)機(jī)的電線進(jìn)行檢查，確保電線處于正常供電狀態(tài)。在這一過程中，檢修人員可利用電流檢測法，對電動(dòng)機(jī)內(nèi)部是否存在電流經(jīng)過痕跡進(jìn)行判斷[3]。如果電動(dòng)機(jī)內(nèi)部沒有任何電流經(jīng)過痕跡，則代表電線線路方面出現(xiàn)了問題。如果電線線路沒有問題，則需要對電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的零配件進(jìn)行檢查，判斷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熔絲是否被燒斷，其他零部件是否出現(xiàn)性能異常，然后再采取針對性的維修措施。

4.2 運(yùn)行噪聲過大故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中噪聲過大的原因，主要與設(shè)備內(nèi)部零部件老化問題嚴(yán)重有關(guān)。設(shè)備內(nèi)部的零部件老化問題越嚴(yán)重，各零部件之間的摩擦也就越嚴(yán)重。另外，如果有異物混入電動(dòng)機(jī)設(shè)備內(nèi)部，在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，異物也會(huì)與電動(dòng)機(jī)設(shè)備內(nèi)部的零部件發(fā)生摩擦。針對這類故障，檢修人員可從這兩方面入手，在確定故障原因之后，再采取針對性的解決措施。

4.3 運(yùn)行振動(dòng)過大故障的診斷與維修

通過上文分析，三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)振動(dòng)幅度過大的問題，檢修人員可直接用肉眼觀察到。所以，檢修人員可通過主觀檢查法，對設(shè)備的振動(dòng)部位進(jìn)行重點(diǎn)檢查[4]。另外，電動(dòng)機(jī)振動(dòng)幅度過大，還與以下3 方面因素有關(guān)：①設(shè)備出現(xiàn)明顯位移；②定子部分或轉(zhuǎn)子部分的工作軌跡異常；③設(shè)備內(nèi)部混入異物。要想排除這3 方面的原因，檢修人員需要借助先進(jìn)的檢測儀器設(shè)備，對振動(dòng)部位和振動(dòng)原因進(jìn)行確定，然后再采取針對性的維修措施。

4.4 運(yùn)行溫度過高故障的診斷與維修

針對三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度過高的故障，需要利用專門的儀器設(shè)備，對設(shè)備的運(yùn)行溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測與監(jiān)控，以免運(yùn)行溫度過高，使設(shè)備內(nèi)部零部件受損，降低設(shè)備內(nèi)部絕緣材料性能，對設(shè)備的運(yùn)行性能或使用壽命產(chǎn)生影響。三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行溫度過高，主要與定子部分和轉(zhuǎn)子部分的運(yùn)行異常有關(guān)。例如，如果定子和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向不正確，或者轉(zhuǎn)動(dòng)速度比較快，就有可能產(chǎn)生較多的熱量，使設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行溫度過高的問題。另外，如果電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的某些零部件老化嚴(yán)重，那么在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，這些零部件的損耗也會(huì)比較嚴(yán)重，并因此產(chǎn)生較多的熱量。在查找電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫度過高的原因時(shí)，檢修人員需要對電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的每個(gè)零部件進(jìn)行全面而細(xì)致的檢查和測試，有效鎖定故障位置，并采取針對性的處理應(yīng)對措施。

4.5 絕緣性能差和接地異常故障的診斷與維修

在三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，可能會(huì)出現(xiàn)絕緣性能差或接地異常故障。針對這類故障，可采用兆歐表測量檢查法和高壓試驗(yàn)檢查法。在利用兆歐表測量檢查法時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)絕緣電阻超過0.5 MΩ，意味著電動(dòng)機(jī)擁有較好的絕緣性能。如果絕緣電阻低于0.5 MΩ，則意味著電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了繞組受潮或繞組絕緣材料老化問題[5]。如果絕緣電阻直接為0，則意味著該電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了繞組接地故障。另外，如果使用校驗(yàn)燈進(jìn)行檢查，需要先將電動(dòng)機(jī)所有相的繞組接頭打開，將燈泡與36 V 的低壓電源串聯(lián)在一起，然后在通電情況下，對繞組和機(jī)座的絕緣性能進(jìn)行逐一檢查。在這一過程中，如果檢驗(yàn)燈的燈泡發(fā)紅，意味著繞組絕緣性能較差或者存在著繞組受潮問題。如果燈泡發(fā)亮，則意味著電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了繞組接地故障。使用高壓試驗(yàn)檢查法時(shí)，需要確保試驗(yàn)電壓的大小為“電動(dòng)機(jī)額定電壓的2 倍+1 000 V”。

4.6 定子繞組斷路故障的診斷與維修

在三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中，還有可能出現(xiàn)定子繞組斷路的故障。針對這類故障，建議通過三相電流平衡法和電阻檢查法進(jìn)行診斷。三相電流平衡法針對的繞組主要是星形連接的繞組[6]。在繞組并聯(lián)后，如果三相電流值的差超過5%，那么電流小的一相就是斷路相。如果將三相電流平衡法應(yīng)用到三角形連接的繞組檢查中，需要對所有相進(jìn)行逐一檢查，電流小的一相就是斷路相。如果采用電阻檢查法，在電阻值差超過5% 時(shí)，電阻值小的一相就是斷路相。

4.7 定子繞組短路故障的診斷與維修

在三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)定子繞組短路故障的概率也比較高。針對這類故障的診斷，最常用的幾種方法為：①觀察、觸摸和聞的方法；②兆歐表測量法；③電流平衡法；④電阻檢查法；⑤短路專門測試儀器檢查法。如果選擇第1 種檢查方法，需要對定子繞組是否存在冒煙問題、絕緣材料是否出現(xiàn)變色或者燒焦問題進(jìn)行重點(diǎn)觀察，在電動(dòng)機(jī)處于斷電狀態(tài)時(shí)，還要通過觸摸繞組的方式，了解是否存在設(shè)備局部過熱問題[7]。如果選擇第2 種檢查方法，需要對每相間的絕緣電阻進(jìn)行測量，如果電阻值偏低，則說明兩相之間存在短路故障。如果選擇第3 種檢查方法，通常電流大的一相就是短路故障位置所在。如果選擇第4 種檢查方法，電阻小的一相就是短路故障位置所在。如果選擇第5 種檢查方法，若電流表讀數(shù)非常小，則說明被測定子繞組不存在短路故障。若發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)非常大，則說明被測定子繞組存在短路故障。

5 結(jié)束語

三相異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，對企業(yè)的生產(chǎn)效率有著直接的影響。但是，其在運(yùn)行過程中，卻存在著各種各樣的故障隱患。只有根據(jù)故障癥狀，采用專業(yè)的診斷方法明確故障位置，找出故障原因，并采取針對性的維修措施，才能夠快速恢復(fù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，三相異步電動(dòng)機(jī)的診斷與維修必然還會(huì)面臨更多的挑戰(zhàn)與壓力。所以，相關(guān)人員還要在故障診斷與維修技術(shù)方面進(jìn)行更為深入的研究，持續(xù)提高檢修人員的檢修技術(shù)水平。

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