船载雷达驱动电机常见故障及处置策略

马红涛

（中国卫星海上测控部,江苏 江阴 214431）

1 引言

电动机在船载雷达伺服系统中广泛使用，发挥着极其重要的作用。但由于海上环境特殊，电机长时间工作在腐蚀性大的气候里，电机的绕组部分受潮而容易造成烧毁，这严重影响着海上任务的正常开展和人员的生命财产安全，制约着海上任务的顺利执行，现针对电机绕组烧毁原因及处置策略做一分析和讨论[1]。

2 船载雷达驱动电机绕组烧毁的原因及相应处置机制

2.1 船载雷达驱动电机本身原因造成的烧毁

海上风浪大，船体晃动大，造成电动机密封不严，带有腐蚀性的海水或盐雾进入电动机内部，驱动电机绕组绝缘受到腐蚀，造成绝缘差的部位产生一点对地、相间短路或匝间短路[2]，最终使线圈烧损而不能正常工作。

处置策略：（1）选用密封性能好的电动机作为雷达的驱动机构；（2）电动机检测或维护时注意电机的关键部位的密封，必要时在各密封关键点涂抹密封硅胶，若电机暴露在易侵入液体和污物的环境当中应做安全防护罩；（3）若条件允许尽可能缩短电动机小修和中修周期。

2.2 硬件设备原因导致的烧毁

电机主轴定位运转过程中被烧毁的现象比较严重，如转子不平衡、滑环变形、轴承损坏或联轴器连接不好等原因造成伺服电机振动值超标，引起铁芯温度的急剧上升，烧毁绕组绝缘，进一步发生短路现象，从而损坏电动机。一般由下列原因引起：

（1）被烧毁的原因包括：轴向载荷过大，配合间隙不标准，外部颗粒侵入、润护系统不完善。船载雷达电动机轴承自身装配不严格，造成电动机不是跑内圈就是跑外圈。无论哪一种现象都会引起铁芯温度过高而烧毁电动机。

（2）带悬架体（轴承箱）的离心，如果机械密封漏水，会从轴承油封上冲进去，时间长了，油封由于没有油润滑，会磨损轴套或轴，进水量大，油水会形成悬浊液，轴承由于得不到润滑，很容易磨损造成的径向跳动。

（3）船载雷达电动机内部不干净。例如涂抹油脂时掺入了一些微小刚性颗粒，轴承在运行的时候就会受损，进一步造成自身温度过高而导致轴承烧毁。

处置策略：（1）为了避免电机主轴定位轴承被损坏，使用较多的办法是靠轴窜动，较大多部分轴向扭力传递到外部；（2）大部分电机都是轴可窜动的，靠一个波形弹簧垫圈来调整、可稳定的小幅度的调整轴窜动。以此卸掉，轴承的轴向扭力，并且轴窜动已经有了完整的操控系统，可根据设备运转情况对轴窜动频率和幅度进行调整，有效的避免了定位轴承被烧的现象；（3）轴承在装配组合之前，必须要彻底地进行清洗，电动机内部不能留有其它杂质，所用油脂必须洁净；（4）对于备用伺服电动机，使用前要进行相应的检测和加电维护。

2.3 负荷过大过热造成的烧毁

由于过热保护器损坏，扬程小于额定点，流量大于额定电流量，导致电机过载运行长时间运行后，湿度过大，绕组绝缘老化加速，电动机受潮短路导致船载电动机绕组烧毁[3]。

处置策略：（1）避免船载电动机长时间工作运行；（2）加强设备所需工作电源电压电流检测，保证不大于伺服电动机额定电压电流；（3）提高设备防潮除潮能力，避免电动机受潮。

2.4 船体振动引起的烧毁

船载伺服电机受船体晃动作用，加之电机本身的工作振动，使绕组部分受到强烈振动，破坏了绕组匝间和绝缘，使之发生松弛和裂纹，这种现象不断积累，最终导致绝缘被损毁直至烧毁电机。

处置策略：（1）日常保养时要加固螺栓；（2）必要时增加防松设备，如在电机上设置振动检测装置；（3）保证轴承端盖螺丝的紧固。

3 船载雷达驱动电机一相或两相绕组烧毁的原因及相应处置机制

船载雷达驱动电机出现一相或两相绕组烧毁，大都是因为电源缺相造成的。在电机正常工作过程中，电源缺相之后，电机仍能保持转动，但转速开始变小，其中的两相变为串联，并与另一相并联，致使单相电源电流过大，使该相绕组温度过高而烧毁[4]。若船载雷达驱动电机的绕组为Y接法：电源少一相后，电机仍能保持转动，但同样转速开始下降，磁场切割导体的速率开始加大，此时电动机的单相绕组被开路，另外两相绕组之间变为串联关系且通过电流很大，在工作较长时间后，会使电动机的两相绕组出现同时被烧坏的现象。

若要启动船载雷达驱动电机，在少一相电源的情况下，设备加电后，电机只会发出嗡嗡声而不能将其启动，这种情况是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁芯中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁芯中产生的是单相脉动磁场，这将使电动机不能产生启动所需的转矩。因此，电源少一相的情况下，船载伺服电机不能启动。但船载伺服电机在运行过程中，电机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆旋转磁场，所以正在运行中的电动机缺相后仍能转动，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终造成船载伺服电机绕组被烧毁的故障。

处置策略：船载伺服电机启动前，用兆欧表测量电机电枢的绝缘情况，检查电缆连接是否正常，并用高压万用表测量380V电压的供电是否正常，一般电动机的额定电压允许波动范围为±5%，三相之差不得大于5%。启动后，用高压万用表检查三相负荷电流的工作情况，各相电流不平衡值不得超过10%，并判断是否是缺相运行。在电机电源前端设置相应的监测点，放置电压表和电流表实时监测电机的供电情况。

4 结束语

如果想要采用正确的方法快速准确地排除电动机出现的故障，船载雷达伺服工作人员就一定要努力提高自身的科学文化水平，熟悉电机发生故障的特点原因及处置策略，才能迅速地将故障排除，使电机处于正常的运转状态，保证设备及人员安全，确保海上任务顺利进行。

[1]汪国梁.电机学[M].北京机械工业出版社,2003.

[2]汪婷.简析电动机电机启动常见故障[J].科技风，2013(05):85.

[3]刘宏涛.浅谈直流伺服电动机常见故障及维护[J].中小企业管理与科技，2010(03):229.

[4]张清勇.电机常见故障及其诊断与预防[J].中国新技术新产品，2012(23):161-162.