电动机常见故障分析与维护

苏国伟

(中国计量学院，浙江 杭州 310018)

1 电动机的的概念及工作原理

电动机是一种旋转式机器，主要工作原理是把电能转换成机械能，它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动,这些机器中有些类型可作电动机用,也可作发电机用。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机都被广泛地应用着。随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件，人造卫星的自动控制系统中，电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来。但是在日常生活中，电动机和机械系统不可避免地劣化并发生故障，这些故障可能使生产停顿，导致代价昂贵的维修和停机损失。因此如何在运行中更早知道电机的运行状态，做出维修计划。在故障来临之际如何快速、及时、准确地在线检测出电机的故障，是运行部门和维护部门十分关心的一个重要议题。

2 电动机的故障原因及分析

2.1 电动机的起动故障

起动机不转。故障现象与故障原因：起动时，起动机不转动，可能故障如下:

电源故障：蓄电池严重亏电或极板硫化、短路等，蓄电池极桩与线夹接触不良，起动电路导线连接处松动而接触不良等。起动机故障：换向器与电刷接触不良，激磁绕组或电枢绕组有断路或短路，绝缘电刷搭铁，电磁开关线圈断路、短路、搭铁或其触点烧蚀等。起动继电器故障：起动继电器线圈断路、短路、搭铁或其触点接触不良。点火开关故障：点火开关接线松动或内部接触不良。起动系线路故障：起动线路中有断路、导线接触不良或松脱等。

故障诊断方法：检查电源：按喇叭或开大灯，如果喇叭声音小或嘶哑，灯光比平时暗淡，说明电源有问题。检查起动机：用起子将起动机电磁开关上连接蓄电池和电动机导电片的接线柱短接，如果起动机不转，则说明是电动机内部有故障，应拆检起动机。检查电磁开关：用起子将电磁开关上连接起动继电器的接线柱与连接蓄电池的接线柱短接，若起动机不转，则说明起动机电磁开关有故障，应拆检电磁开关。 检查起动继电器：用起子将起动继电器上的“电池”和“起动机”两接线柱短接，若起动机转动，则说明起动继电器内部有故障。否则应再作下一步检查。

检查点火开关及线路：将起动继电器的“电池”与点火开关用导线直接相连，若起动机能正常运转，则说明故障在起动继电器至点火开关的线路中，可对其进行检修。

故障诊断方法：如出现起动机运转无力，首先检查起动机电源，如果起动电源无问题，则应拆检起动机，首先检查电磁开关接触盘、换向器与电刷的接触情况，其次检查激磁绕组和电枢绕组。

起动机空转。故障现象与故障原因。接通起动开关后，只有起动机快速旋转而发动机曲轴不转。这种症状表明起动机电路畅通，故障在于起动机的传动装置和飞轮齿圈等处。

故障诊断方法：若在起动机空转的同时伴有齿轮的撞击声，则表明飞轮齿圈牙齿或起动机小齿轮牙齿磨损严重或已损坏，致使不能正确地啮合；起动机传动装置故障有：单向啮合器弹簧损坏；单向啮合器滚子磨损严重；单向啮合器套管的花键槽锈蚀，这些故障会阻碍小齿轮的正常移动，造成不能与飞轮齿圈准确啮合等；有的起动机传动装置采用一级行星齿轮减速装置，其结构紧凑，传动比大，效率高。但使用中常会出现载荷过大而烧毁卡死。有的采用摩擦片式离合器，若压紧弹簧损坏，花键锈蚀卡滞和摩擦离合器打滑，也会造成起动机。

2.2 电动机的振动故障

振动故障一般包括机械和电气两方面的故障机械部分故障主要有以下几点：

联动部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中，对中不良、安装不当造成的。还有一种情况，就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的，但运行一段时间后由于转子支点，基础等变形，中心线又被破坏，因而产生振动。

与电机相联的齿轮、联轴器有毛病。这种故障主要表现为齿轮咬合不良，轮齿磨损严重，对轮润滑不良，联轴器歪斜、错位，齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重，都会造成一定的振动。

电机本身结构的缺陷和安装的问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆，转轴弯曲，轴与轴瓦间间隙过大或过小，轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够，电机与基础板之间固定不牢，底脚螺栓松动，轴承座与基础板之间松动等。而轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。

电机拖动的负载传导振动。例如：汽轮发电机的汽轮机振动，电机拖动的风机、水泵振动，引起电机振动。

电气部分的故障是由电磁方面的原因造成的。主要包括：交流电机定子接线错误、绕线型异步电动机转子绕组短路，同步电机励绕组匝间短路，同步电机励磁线圈联接错误，笼型异步电动机转子断条，转子铁心变形造成定、转子气隙不均，导致气隙磁通不平衡从而造成振动。

1.2 分组 ①观察组中，男58例，女42例;平均年龄76.5岁;Braden量表评分13分者68例，14分者32例。②对照组1中，男46例，女54例;平均年龄74.1岁;Braden量表评分13分者55例，14分者45例。③对照组2中，男52例，女48例;平均年龄73.5岁;Braden量表评分13分者51例，14分者49例。3组患者一般资料比较差异无统计学意义。

2.3 电动机的噪声故障

区分的方法是，先运行电动机，仔细听运转时的声音，然后停电。若不正常声音消失，说明系电动机电磁部分故障，否则是机械故障。

机械噪声。轴承发出的噪声。可能是轴承钢珠破碎，润滑油太少。检查方法是，用螺丝刀头部顶在轴承盖的外面，耳朵附在柄部，可近到“咕噜咕噜”的声音（用合适的空心管最好，听出的声音极清楚），说明系轴承故障；空气摩擦产生的噪声很均匀，不强烈，是正常现象；电动机扫膛引起的噪声，为“嚓嚓”声。新修复的电动机运行时，如发现噪声，可检查电动机电流是否平衡，转动是否灵活，是否达到额定转速。若无以上问题，可能是定子槽内绝缘纸或竹楔突出槽口外，致使转子与某处摩擦。其声音既尖又高。

电磁噪声。转子和定子配合不好。正常情况下，定子长度应比转子长度略长一点，噪声为低沉的嗡声。

3 转子轴向移位。造成电磁噪声而且空载电流增大，电动机电磁性能降低。

产生原因为定子、转子槽数配合不当；误装了其他电动机的转子，定、转子间隙不均匀；电动机绕组缺相，匝间短路，相间短路；过载运行都能引起电磁噪声。

4 电动机的日常维护

为了保证电动机正常工作，除按操作规程正确使用电动机，运行过程中注意正常监视外，还应对电动机进行定期检查维护，其主要内容有：

清擦电动机外部，及时除去机座外部的灰尘、油污。检查、清擦电动机接线端子，观察接线螺丝是否松动、烧伤等。

检查传动装置包括皮带轮或联轴器等有无破裂、损坏，安装是否牢固等。

定期检查、清洗电动机轴承，更换润滑油。

电机绝缘性能的检查。电动机绝缘性能的好坏不仅影响到电动机本身的正常工作，而且还会危急人身安全，故电动机在使用过程中，应检查绝缘电阻，特别是电机搁置一段时间不用后及在雨季电动机受潮后，还要注意查看电动机壳接地是否可靠。

清扫电刷与换向器表面，检查电刷与换向器接触是否良好，电刷压力是否适当。

[1]《农业机械化与现代化》2005年第四期

[2]《电动机使用与故障分析》2004年第三期

[3]徐刚.《最新电机常用数据、技术参数与性能测试及国内外最新标准实务全书》.中国科学技术文献出版社.