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維修電工技師申報論文
機電設備電動機損壞的原因與維修預防
中聯重科股份有限公司、夏文
摘要：在現代工業生產中，電動機是機電設備的機械動力輸出源。在實際生產中電動機發生故障，影響了機電設備的使用效率。電動機為什么會發生故障，怎樣維修預防電動機的故障是值得思考和解決的問題。我根據有關資料和多年的實踐經驗闡述一些個人見解，僅供參考，不足之處請提出寶貴意見。
電動機的工作原理式轉子與定子之間形成轉動副，纏繞在轉子上的導線受到的電磁力對轉動副的轉動中心線形成電磁轉矩，驅動轉子轉動。電動機的輸出為轉動，故稱為旋轉電動機（簡稱旋轉電機）。若將電動機沿其徑向剖開，將轉子和定子展開成一直線，分別稱為原邊和副邊。再將轉子與定子之間的轉動副變為移動副，則原邊和副邊間的相對運動將變為直線運動，電動機的輸出為直線運動。所以這類電動機被稱為直線電機。
現代機電設備中電動機應用非常廣泛。機床、水泵、皮帶機、風機等需要電動機帶動；電力機車、電梯，需要電動機牽引。家庭生活中的電扇、冰箱、洗衣機，甚至各種電動機玩具都離不開電動機。電動機已經應用在現代社會生活中的各個方面。機電設備中的電動機發生故障，直接影響了設備的使用效率。那么電動機會發生故障的原因是那些，怎樣維修.預防發生故障呢？ 一、電動機發生故障的原因：
1、電動機過熱
1）、電源方面使電動機過熱的原因
電源方面使電動機過熱原因有以下幾種
(1)、電源電壓過高
當電源電壓過高時，電動機反電動勢、磁通及磁通密度均隨之增大。由于鐵損耗的大小與磁通密度平方成正比，則鐵損耗增加，導致鐵心過熱。而磁通增加，又致使勵磁電流分量急劇增加，造成定子繞
組銅損增大，使繞組過熱。因此，電源電壓超過電動機的額定電壓時，會使電動機過熱。
(2)、電源電壓過低
電源電壓過低時，若電動機的電磁轉矩保持不變，磁通將降低，轉子電流相應增大，定子電流中負載電源分量隨之增加，造成繞線的銅損耗增大，致使定、轉子繞組過熱。
(3)、電源電壓不對稱
當電源線一相斷路、保險絲一相熔斷，或閘刀.起動設備觸頭燒傷致使一相不通，都將造成三相電動機走單相，致使運行的二相繞組通過 大電流而過熱，及至燒毀。
(4)、三相電源不平衡
當三相電源不平衡時，會使電動機的三相電流不平衡，引起繞組過熱。由上述可見，當電動機過熱時，應首先考慮電源方面的原因。確認電源方面無問題后，再去考慮其他方面因素。
2）、負載使電動機過熱的原因
負載方面使電動機過熱原因有以下幾種：
(1)、電動機過載運行
當設備不配套，電動機的負載功率大于電動機的額定功率時，則電動機長期過載運行（即小馬拉大車），會導致電動機過熱。維修過熱電動機時，應先搞清負載功率與電動機功率是否相符，以防盲無目的的拆卸。
(2)、拖動的機械負載工作不正常
設備雖然配套，但所拖動的機械負載工作不正常，運行時負載時大時小，電動機過載而發熱。
(3)、拖動的機械有故障
當被拖動的機械有故障，轉動不靈活或被卡住，都將使電動機過載，造成電動機繞組過熱。故，檢修電動機過熱時，負載方面的因素不能忽視。
3）、電動機本身造成過熱的原因
(1)、電動機繞組斷路
當電動機繞組中有一相繞組斷路，或并聯支路中有一條支路斷路
時，都將導致三相電流不平衡，使電動機過熱。
(2)、電動機繞組短路
當電動機繞組出現短路故障時，短路電流比正常工作電流大得多，使繞組銅損耗增加，導致繞組過熱，甚至燒毀。
(3)、電動機接法錯誤
當三角形接法電動機錯接成星形時，電動機仍帶滿負載運行，定子繞組流過的電流要超過額定電流，乃至導致電動機自行停車，若停轉時間稍長又未切斷電源，繞組不僅嚴重過熱，還將燒毀。當星形連接的電動機錯接成三角形，或若干個線圈組串成一條支路的電動機錯接成二支路并聯，都將使繞組與鐵心過熱，嚴重時將燒毀繞組。當一個線圈、線圈組或一相繞組接反時，都會導致三相電流嚴重不平衡，而使繞組過熱。
(4)、電動機的機械故障
當電動機軸彎曲、裝配不好、軸承有毛病等，均會使電動機電流增大，銅損耗及機械摩擦損耗增加，使電動機過熱。
4）、通風散熱不良使電動機過熱的原因：
(1)、環境溫度過高，使進風溫度高。
(2)、進風口有雜物擋住，使進風不暢，造成進風量小
(3)、電動機內部灰塵過多，影響散熱
(4)、風扇損壞或裝反，造成無風或風量小
(5)、未裝風罩或電動機端蓋內未裝擋風板，造成電動機無一定的風路
2、 三相異步電動機不能起動的原因：
1）、電源未接通 2）、熔絲熔斷 3）、定子或轉子繞組斷路 4）、定子繞組接地 5）、定子繞組相間短路 6）、定子繞組接線錯誤 7）、過載或傳動機械被軋住 8）、轉子銅條松動 9）、軸承中無潤滑油，轉軸因發熱膨脹，妨礙在軸承中回轉 10）、控制設備接線錯誤或損壞 11）、過電流繼電器調得太小 12）、老式起動開關油杯缺油 13）、繞線式轉子電動機起動操作錯誤 14）、繞線式轉子電動機轉子電阻配備不當
15）、軸承損壞
三相異步電動機不能起動因素很多，應根據實際情況及癥狀作詳
細分析、仔細檢查，不能搞強行多次起動，尤其在起動時電動機發出異常聲響或過熱時，應立即切斷電源，在查清原因且排除后再行起動，以防故障擴大。
3、電動機帶負載運行時轉速緩慢的原因
1）、電源電壓過低 2）、鼠籠轉子斷條 3）、線圈或線圈組有短路點 4）、線圈或線圈組有接反處 5）、相繞組反接 6）、過載 7）、繞線式轉子一相斷路 8）、繞線式轉子電動機起動變阻器接觸不良 9）、電刷與滑環接觸不良
4、動機運轉時聲音不正常的原因
1）、定子與轉子相擦 2）、轉子風葉碰殼 3）、轉子擦絕緣紙4）、軸承缺油
5）、電動機內有雜物 6）、電動機二相運轉有嗡嗡聲
5、電動機外殼帶電原因：
1）、電源線與接地線搞錯 2）、電動機繞組受潮，絕緣老化使絕緣性能降低 3）、引出線與接線盒碰殼 4）、局部繞組絕緣損壞使導線碰殼
5）、鐵心松弛刺傷導線6）、接地線失靈7）、接線板損壞或表面油污過多 6、繞組式轉子滑環火花過大原因
1）、滑環表面臟污 2）、電刷壓力過小 3）、電刷在刷內軋住 4）、電刷偏離中性線位置
7．電動機溫升過高或冒煙的原因
1）、電源電壓過高或過低 2）、過載 3）、電動機單相運行 4）、定子繞組接地 5）、軸承損壞或軸承太緊 6）、定子繞組匝間或相間短路
7）、環境溫度過高 8）、電動機風道不暢或風扇損壞
8、電動機空載或負載運行時電流表指針來回擺動的原因
1）、鼠籠式轉子斷條 2）、繞組式轉子一相斷路 3）、繞線式轉子電動機的一相電刷接觸不良4）、繞線式轉子電動機的滑環短路裝置接觸不良5)、機械負荷不平穩
9、電動機振動的原因
1）、轉子不平衡 2）、軸頭彎曲 3）、皮帶盤不平衡 4）、皮帶盤軸孔偏心 5）、固定電動機的地腳螺絲松動 6）、固定電動機的基礎不牢或
不平
二、電動機故障的維修預防
1、對機電設備和電動機進行定時點檢與檢修，從預防事故為主，將故障抹殺在搖籃階段。
1)、根據故障現象維修：
(1)、故障現象 ：電機接通后不能起動原因及處理方法：
a、定子繞組接線錯誤——檢查接線，糾正錯誤
b、定子繞組斷路，短路接地，繞繞轉子電動動機繞組斷路——找出故障點，排除故障
c、負載過重或傳動機構被卡住 ——檢查傳動機構和負載
d、繞線轉子電動機轉子回路開路(電刷與滑環接觸不良，變阻器斷路，引線接觸不良等)——找出斷路點，加以修復
e、電源電壓過低——檢查原因并排除
f、電源缺相——檢查線路，恢復三相
故障現象：電動機溫升過高或冒煙原因及處理方法：
a、負載過重或起動過于頻繁 ——減輕負載，減少起動次數
b、運行過程中缺相 ——檢查線路，恢復三相
c、定子繞組接線錯誤 ——檢查接線，加以糾正
d、定子繞組接地，匝間或相間發生短路——查出接地或短路部位，加以修復
e、籠型轉子繞組斷條——更換轉子
f、繞線轉子繞組缺相運行——找出故障點，加以修復
g、定子與轉子相擦 ——檢查軸承，轉子是否變形，進行修理或更換 h、通風不良——檢查風通是否暢通
i、電壓過高或過低 ——檢查原因并排除
(2)、故障現象：電動機振動過大原因及處理方法：
a、轉子不平衡——校平平衡
b、帶輪不平衡或軸伸彎曲——檢查并校正
c、電動機與負載軸線不對齊——檢查調整機組的軸線
d、電動機安裝不妥——檢查安裝情況及底腳螺絲
e、負載突然過重 ——減輕負載
(3)、運行時有異聲原因及處理方法：
a、定子與轉子相擦——檢查軸承，轉子是否變形，進行修理或更換 b、軸承損壞或潤滑不良——更換軸承，清洗軸承
c、電動機缺相運行 ——檢查斷路點并加以修復
d、風葉碰機殼——檢查并消除故障 (4)、電動機帶負載時轉速過低原因及處理方法：
a、電源電壓過低——檢查電源電壓
b、負載過大——核對負載
c、籠形轉子繞組斷條——更換轉子
d、繞線轉子線組一相接觸不良或斷開——檢查電刷壓力，電刷與滑環接觸情況及轉子繞組
(5)、電動機外殼帶電原因及處理方法：
a、接地不良或接地電阻太大 ——按規定接好地線，排除接地不良故障
b、繞組受潮——進行烘干處理
c、絕緣損壞，引線碰殼 ——浸漆修補絕緣，重接引線。
2)、電動機運行或故障時，可通過看、聽、聞、摸四種方法來及http://salifelink.com/news/55CA6FF07FCF1F53.html時預防和排除故障，保證電動機的安全運行。
(1)、看：觀察電動機運行過程中有無異常，其主要表現為以下幾種情況。
a、定子繞組短路時，可能會看到電動機冒煙。
b、電動機嚴重過載或缺相運行時，轉速會變慢且有較沉重的"嗡嗡"聲。
c、電動機正常運行，但突然停止時，會看到接線松脫處冒火花;保險絲熔斷或某部件被卡住等現象。
d、若電動機劇烈振動，則可能是傳動裝置被卡住或電動機固定不良、底腳螺栓松動等。
e、若電動機內接觸點和連接處有變色、燒痕和煙跡等，則說明可能有局部過熱、導體連接處接觸不良或繞組燒毀等。
(2)、聽：電動機正常運行時應發出均勻且較輕的"嗡嗡"聲，無雜音和特別的聲音。若發出噪聲太大，包括電磁噪聲、軸承雜音、通風噪
聲、機械摩擦聲等，均可能是故障先兆或故障現象。
對于電磁噪聲，如果電動機發出忽高忽低且沉重的聲音，則原因可能有以下幾種。
a、定子與轉子間氣隙不均勻，此時聲音忽高忽低且高低音間隔時間不變，這是軸承磨損從而使定子與轉子不同心所致。
b、三相電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地、短路或接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說明電動機嚴重過載或缺相運行。
c、鐵芯松動。電動機在運行中因振動而使鐵芯固定螺栓松動造成鐵芯硅鋼片松動，發出噪聲。
對于軸承雜音，應在電動機運行中經常監聽。監聽方法是：將螺絲刀一端頂住軸承安裝部位，另一端貼近耳朵，便可聽到軸承運轉聲。若軸承運轉正常，其聲音為連續而細小的"沙沙"聲，不會有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲。若出現以下幾種聲音則為不正常現象。
a、軸承運轉時有"吱吱"聲，這是金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應拆開軸承加注適量潤滑脂。
b、若出現"唧哩"聲，這是滾珠轉動時發出的聲音，一般為潤滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂。
c、若出現"喀喀"聲或"嘎吱"聲，則為軸承內滾珠不規則運動而產生的聲音，這是軸承內滾珠損壞或電動機長期不用，潤滑脂干涸所致。 若傳動機構和被傳動機構發出連續而非忽高忽低的聲音，可分以下幾種情況處理。
a、周期性"啪啪"聲，為皮帶接頭不平滑引起。
b、周期性"咚咚"聲，為聯軸器或皮帶輪與軸間松動以及鍵或鍵槽磨損引起。
c、不均勻的碰撞聲，為風葉碰撞風扇罩引起。
(3)、聞:通過聞電動機的氣味也能判斷及預防故障。若發現有特殊的油漆味，說明電動機內部溫度過高;若發現有很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。
(4)、摸:摸電動機一些部位的溫度也可判斷故障原因。為確保安全，用手摸時應用手背去碰觸電動機外殼、軸承周圍部分，若發現溫度異常，其原因可能有以下幾種。
a、通風不良。如風扇脫落、通風道堵塞等。
b、過載。致使電流過大而使定子繞組過熱。
c、定子繞組匝間短路或三相電流不平衡。
d、頻繁啟動或制動。
e、若軸承周圍溫度過高，則可能是軸承損壞或缺油所致。
2、認真做好維護保養工作，建立先進的管理方式。
根據國際公認比較先進的“TPM管理”：利用包括操作者在內的生產維護保全活動，對電動機軸承定時加油，螺絲緊固，清灰等。發現異常及時可以得到處理。
3、應用保護功能電器對電動機可靠保護
電機保護就是給電機全面的保護，即在電機出現過載、缺相、堵轉、短路、過壓、欠壓、漏電、三相不平衡、過熱、軸承磨損、定轉子偏心、軸向竄動徑向跳動時，予以報警或保護；為電動機提供保護的裝置是電機保護器，包括熱繼電器、電子式保護器和智能型保護器，目前大型和重要電機一般采用智能性保護裝置。
（1）、微型電動機的線圈通常是由很細的銅絲繞成，耐電流的能力較差。當電機負載較大或電機卡住時，流過線圈的電流會快速增加，同時電機溫度急劇升高，銅絲繞阻極易被燒毀。如果能夠在電動機線圈中串接高分子PTC熱敏電阻，則會在電機過載時提供及時的保護功能，避免電機被燒毀。熱敏電阻通常被至于線圈的附近，這樣熱敏電阻更易于感受溫度，使保護更加迅速有效。用于初級保護的熱敏電阻通常選用耐壓等級較高的KT250型熱敏電阻，用于次級保護的熱敏電阻通常選用耐壓等級較低的KT60-B、KT30-B、KT16-B及片狀電機。瑞典的科尼公司設計制造的鏈式起重機的電動機里面就串接了PTC熱敏電阻，實際證明可以有效保護電動機因過載溫度過高而燒毀，使電動機壽命延長。
（2）、進入20世紀90年代以來，由于微機通訊技術和網路技術的發展國外一些公司又提出了兼有監控、保護功能的智能化保護器。它能與中央控制系統進行雙向通訊，形成監控、保護與信息網絡；也能監視電動機各種運行參數，不但能測量當前數據，并能對過去的運行參數及故障情況做出統計，幫助操作人員做出預測以減少線路和設備的
停機和維修時間。大大提高了整個系統的可靠性。目前國外大中型智能保護裝置已經比較成熟，廣泛的應用與我國的工業生產。
只要我們在日常的工作生產中使用先進的管理方法，維修方法。加強對于電氣設備的維修及保養，運用成熟先進技術，預防電動機故障。這樣不僅可以提高企業機電設備的使用效率，創造經濟效益，而且可以提高我們自身素質和實際能力及水平。
注釋：安維勝：《現代機電設備》，北京：電子工業版社，2008年，第25頁
參考文獻
[1]宋健雄.低壓電氣設備運行與維修.高等教育出版社.2005.1
[2]何煥山.工廠電氣控制設備.高等教育出版社.2006.7
[3]李顯全.維修電工.中國勞動出版社.2002.12
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