電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障分析與維護(hù)

蘇國(guó)偉

(中國(guó)計(jì)量學(xué)院，浙江 杭州 310018)

1 電動(dòng)機(jī)的的概念及工作原理

電動(dòng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式機(jī)器，主要工作原理是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，它主要包括一個(gè)用以產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個(gè)旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子,其導(dǎo)線中有電流通過(guò)并受磁場(chǎng)的作用而使轉(zhuǎn)動(dòng),這些機(jī)器中有些類型可作電動(dòng)機(jī)用,也可作發(fā)電機(jī)用。在機(jī)械、冶金、石油、煤炭、化學(xué)、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動(dòng)機(jī)都被廣泛地應(yīng)用著。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機(jī)作為自動(dòng)化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電機(jī)也是不可缺少的。此外在國(guó)防、文教、醫(yī)療及日常生活中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動(dòng)機(jī)也愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用起來(lái)。但是在日常生活中，電動(dòng)機(jī)和機(jī)械系統(tǒng)不可避免地劣化并發(fā)生故障，這些故障可能使生產(chǎn)停頓，導(dǎo)致代價(jià)昂貴的維修和停機(jī)損失。因此如何在運(yùn)行中更早知道電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，做出維修計(jì)劃。在故障來(lái)臨之際如何快速、及時(shí)、準(zhǔn)確地在線檢測(cè)出電機(jī)的故障，是運(yùn)行部門和維護(hù)部門十分關(guān)心的一個(gè)重要議題。

2 電動(dòng)機(jī)的故障原因及分析

2.1 電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)故障

起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。故障現(xiàn)象與故障原因：起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，可能故障如下:

電源故障：蓄電池嚴(yán)重虧電或極板硫化、短路等，蓄電池極樁與線夾接觸不良，起動(dòng)電路導(dǎo)線連接處松動(dòng)而接觸不良等。起動(dòng)機(jī)故障：換向器與電刷接觸不良，激磁繞組或電樞繞組有斷路或短路，絕緣電刷搭鐵，電磁開(kāi)關(guān)線圈斷路、短路、搭鐵或其觸點(diǎn)燒蝕等。起動(dòng)繼電器故障：起動(dòng)繼電器線圈斷路、短路、搭鐵或其觸點(diǎn)接觸不良。點(diǎn)火開(kāi)關(guān)故障：點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接線松動(dòng)或內(nèi)部接觸不良。起動(dòng)系線路故障：起動(dòng)線路中有斷路、導(dǎo)線接觸不良或松脫等。

故障診斷方法：檢查電源：按喇叭或開(kāi)大燈，如果喇叭聲音小或嘶啞，燈光比平時(shí)暗淡，說(shuō)明電源有問(wèn)題。檢查起動(dòng)機(jī)：用起子將起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)上連接蓄電池和電動(dòng)機(jī)導(dǎo)電片的接線柱短接，如果起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則說(shuō)明是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部有故障，應(yīng)拆檢起動(dòng)機(jī)。檢查電磁開(kāi)關(guān)：用起子將電磁開(kāi)關(guān)上連接起動(dòng)繼電器的接線柱與連接蓄電池的接線柱短接，若起動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，則說(shuō)明起動(dòng)機(jī)電磁開(kāi)關(guān)有故障，應(yīng)拆檢電磁開(kāi)關(guān)。 檢查起動(dòng)繼電器：用起子將起動(dòng)繼電器上的“電池”和“起動(dòng)機(jī)”兩接線柱短接，若起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，則說(shuō)明起動(dòng)繼電器內(nèi)部有故障。否則應(yīng)再作下一步檢查。

檢查點(diǎn)火開(kāi)關(guān)及線路：將起動(dòng)繼電器的“電池”與點(diǎn)火開(kāi)關(guān)用導(dǎo)線直接相連，若起動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則說(shuō)明故障在起動(dòng)繼電器至點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的線路中，可對(duì)其進(jìn)行檢修。

故障診斷方法：如出現(xiàn)起動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)力，首先檢查起動(dòng)機(jī)電源，如果起動(dòng)電源無(wú)問(wèn)題，則應(yīng)拆檢起動(dòng)機(jī)，首先檢查電磁開(kāi)關(guān)接觸盤、換向器與電刷的接觸情況，其次檢查激磁繞組和電樞繞組。

起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。故障現(xiàn)象與故障原因。接通起動(dòng)開(kāi)關(guān)后，只有起動(dòng)機(jī)快速旋轉(zhuǎn)而發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不轉(zhuǎn)。這種癥狀表明起動(dòng)機(jī)電路暢通，故障在于起動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)裝置和飛輪齒圈等處。

故障診斷方法：若在起動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的同時(shí)伴有齒輪的撞擊聲，則表明飛輪齒圈牙齒或起動(dòng)機(jī)小齒輪牙齒磨損嚴(yán)重或已損壞，致使不能正確地嚙合；起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置故障有：?jiǎn)蜗驀Ш掀鲝椈蓳p壞；單向嚙合器滾子磨損嚴(yán)重；單向嚙合器套管的花鍵槽銹蝕，這些故障會(huì)阻礙小齒輪的正常移動(dòng)，造成不能與飛輪齒圈準(zhǔn)確嚙合等；有的起動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置采用一級(jí)行星齒輪減速裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，效率高。但使用中常會(huì)出現(xiàn)載荷過(guò)大而燒毀卡死。有的采用摩擦片式離合器，若壓緊彈簧損壞，花鍵銹蝕卡滯和摩擦離合器打滑，也會(huì)造成起動(dòng)機(jī)。

2.2 電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)故障

振動(dòng)故障一般包括機(jī)械和電氣兩方面的故障機(jī)械部分故障主要有以下幾點(diǎn)：

聯(lián)動(dòng)部分軸系不對(duì)中，中心線不重合，定心不正確。這種故障產(chǎn)生的原因主要是安裝過(guò)程中，對(duì)中不良、安裝不當(dāng)造成的。還有一種情況，就是有的聯(lián)動(dòng)部分中心線在冷態(tài)時(shí)是重合一致的，但運(yùn)行一段時(shí)間后由于轉(zhuǎn)子支點(diǎn)，基礎(chǔ)等變形，中心線又被破壞，因而產(chǎn)生振動(dòng)。

與電機(jī)相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴(yán)重，對(duì)輪潤(rùn)滑不良，聯(lián)軸器歪斜、錯(cuò)位，齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對(duì)、間隙過(guò)大或磨損嚴(yán)重，都會(huì)造成一定的振動(dòng)。

電機(jī)本身結(jié)構(gòu)的缺陷和安裝的問(wèn)題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉(zhuǎn)軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小，軸承座、基礎(chǔ)板、地基的某部分乃至整個(gè)電機(jī)安裝基礎(chǔ)的剛度不夠，電機(jī)與基礎(chǔ)板之間固定不牢，底腳螺栓松動(dòng)，軸承座與基礎(chǔ)板之間松動(dòng)等。而軸與軸瓦間間隙過(guò)大或過(guò)小不僅可以造成振動(dòng)還可使軸瓦的潤(rùn)滑和溫度產(chǎn)生異常。

電機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載傳導(dǎo)振動(dòng)。例如：汽輪發(fā)電機(jī)的汽輪機(jī)振動(dòng)，電機(jī)拖動(dòng)的風(fēng)機(jī)、水泵振動(dòng)，引起電機(jī)振動(dòng)。

電氣部分的故障是由電磁方面的原因造成的。主要包括：交流電機(jī)定子接線錯(cuò)誤、繞線型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短路，同步電機(jī)勵(lì)繞組匝間短路，同步電機(jī)勵(lì)磁線圈聯(lián)接錯(cuò)誤，籠型異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條，轉(zhuǎn)子鐵心變形造成定、轉(zhuǎn)子氣隙不均，導(dǎo)致氣隙磁通不平衡從而造成振動(dòng)。

1.2 分組 ①觀察組中，男58例，女42例;平均年齡76.5歲;Braden量表評(píng)分13分者68例，14分者32例。②對(duì)照組1中，男46例，女54例;平均年齡74.1歲;Braden量表評(píng)分13分者55例，14分者45例。③對(duì)照組2中，男52例，女48例;平均年齡73.5歲;Braden量表評(píng)分13分者51例，14分者49例。3組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 電動(dòng)機(jī)的噪聲故障

區(qū)分的方法是，先運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，仔細(xì)聽(tīng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的聲音，然后停電。若不正常聲音消失，說(shuō)明系電動(dòng)機(jī)電磁部分故障，否則是機(jī)械故障。

機(jī)械噪聲。軸承發(fā)出的噪聲。可能是軸承鋼珠破碎，潤(rùn)滑油太少。檢查方法是，用螺絲刀頭部頂在軸承蓋的外面，耳朵附在柄部，可近到“咕嚕咕?！钡穆曇簦ㄓ煤线m的空心管最好，聽(tīng)出的聲音極清楚），說(shuō)明系軸承故障；空氣摩擦產(chǎn)生的噪聲很均勻，不強(qiáng)烈，是正常現(xiàn)象；電動(dòng)機(jī)掃膛引起的噪聲，為“嚓嚓”聲。新修復(fù)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，如發(fā)現(xiàn)噪聲，可檢查電動(dòng)機(jī)電流是否平衡，轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。若無(wú)以上問(wèn)題，可能是定子槽內(nèi)絕緣紙或竹楔突出槽口外，致使轉(zhuǎn)子與某處摩擦。其聲音既尖又高。

電磁噪聲。轉(zhuǎn)子和定子配合不好。正常情況下，定子長(zhǎng)度應(yīng)比轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度略長(zhǎng)一點(diǎn)，噪聲為低沉的嗡聲。

3 轉(zhuǎn)子軸向移位。造成電磁噪聲而且空載電流增大，電動(dòng)機(jī)電磁性能降低。

產(chǎn)生原因?yàn)槎ㄗ印⑥D(zhuǎn)子槽數(shù)配合不當(dāng)；誤裝了其他電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，定、轉(zhuǎn)子間隙不均勻；電動(dòng)機(jī)繞組缺相，匝間短路，相間短路；過(guò)載運(yùn)行都能引起電磁噪聲。

4 電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)

為了保證電動(dòng)機(jī)正常工作，除按操作規(guī)程正確使用電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行過(guò)程中注意正常監(jiān)視外，還應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行定期檢查維護(hù)，其主要內(nèi)容有：

清擦電動(dòng)機(jī)外部，及時(shí)除去機(jī)座外部的灰塵、油污。檢查、清擦電動(dòng)機(jī)接線端子，觀察接線螺絲是否松動(dòng)、燒傷等。

檢查傳動(dòng)裝置包括皮帶輪或聯(lián)軸器等有無(wú)破裂、損壞，安裝是否牢固等。

定期檢查、清洗電動(dòng)機(jī)軸承，更換潤(rùn)滑油。

電機(jī)絕緣性能的檢查。電動(dòng)機(jī)絕緣性能的好壞不僅影響到電動(dòng)機(jī)本身的正常工作，而且還會(huì)危急人身安全，故電動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中，應(yīng)檢查絕緣電阻，特別是電機(jī)擱置一段時(shí)間不用后及在雨季電動(dòng)機(jī)受潮后，還要注意查看電動(dòng)機(jī)殼接地是否可靠。

清掃電刷與換向器表面，檢查電刷與換向器接觸是否良好，電刷壓力是否適當(dāng)。

[1]《農(nóng)業(yè)機(jī)械化與現(xiàn)代化》2005年第四期

[2]《電動(dòng)機(jī)使用與故障分析》2004年第三期

[3]徐剛.《最新電機(jī)常用數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)與性能測(cè)試及國(guó)內(nèi)外最新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)務(wù)全書(shū)》.中國(guó)科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.