劉彬

摘 要：眾所周知，船用電機在使用過程中會出現(xiàn)各種故障，影響電機的正常工作。基于此，本文通過對大量資料的分析和研究，總結(jié)出船用電機各類故障的判斷及維修方法，以期提升船用電機的可靠性及使用壽命，為電機的故障維修提供極有價值的參考。

關(guān)鍵詞：船用電機；故障分析；檢測維修

中圖分類號：U672 文獻標志碼：A

為了提高電機的壽命和工作效率，應(yīng)該對電氣設(shè)備的各種安全隱患進行一一排查，針對這些安全隱患制定出相應(yīng)的檢修維護措施，從而使故障排查和處理的速率得到提升，保障了船舶電器系統(tǒng)的安全運行，使船用電機的使用壽命得到有效的延長。

1 判斷船用三相異步電動機故障

三相異步電動機的故障總共分為兩種——電氣故障和機械故障。電氣故障包括開關(guān)、熔斷器、按鈕、定子繞組和啟動設(shè)備故障等；機械故障包括軸承、機殼、轉(zhuǎn)軸、風葉和端蓋故障等。電子電氣員負擔頗重，他們要熟知各種電動機故障，一旦三相異步電動機出現(xiàn)故障，船舶電子電氣員必須在短時間內(nèi)準確地找到故障發(fā)生的原因及部位，運用電機學理論對不同的故障進行比較，分析，排除無關(guān)因素，最后得出故障原因及部位，以下為判斷故障的具體步驟：

（1）熟練掌握電動機的運行狀態(tài)，電動機的結(jié)構(gòu)，規(guī)格和工作機理。在平時電動機正常運行時，時刻關(guān)注其運行狀態(tài)，一旦電動機發(fā)生異常（如電機溫度突然升高、電機聲音非常態(tài)），電子電氣員要立即檢修。

（2）在電動機發(fā)生故障后，仔細觀察發(fā)生鼓掌的諸多異?，F(xiàn)象（如聲響、震動、溫度、煙霧、轉(zhuǎn)速、焦臭味、電源電壓和電流等）。

（3）當電機故障異?，F(xiàn)象不明顯時，需要借助專用儀表進行排查，找出發(fā)生故障的具體原因及部位。

在排查故障時，電子電氣員首先應(yīng)該準確區(qū)分電動機出現(xiàn)的故障類型（電氣故障或機械故障）。這里有一種簡單的判別方法：將電動機的電源接通短時間內(nèi)再斷開，若故障同時存在于接通和斷開的階段，那么此故障屬于機械故障；若只是在接通電源時存在，則是電氣故障。

2 船用三相異步電動機常見故障的檢查及維修方法

2.1 電機軸承故障

電機故障中發(fā)生概率最高的是電機軸承故障。軸承是機械運作的關(guān)鍵部件，電機的軸承出現(xiàn)故障，極易導(dǎo)致機械在運作過程中發(fā)生振動。滾動軸承的損壞首先表現(xiàn)在過大的噪聲上，而更嚴重的是，電動機的機械振動會因此變得劇烈，各部件也會由于這種劇烈振動而在一定程度上出現(xiàn)損傷。電機的徑向軸承和偏心軸承出現(xiàn)故障后，不僅轉(zhuǎn)子軌跡會顯得雜亂或者成橢圓形，而且會使徑向振動加強。電機軸承發(fā)生故障的原因很多，例如元件制造工藝、軸承安裝工藝以及一些元件本身的質(zhì)量等可能造成這種故障。處理船舶電機故障，其實有很多的可行性方法：振動診斷法、溫度診斷法、氣隙轉(zhuǎn)矩分析法，還有瞬時功率法、參數(shù)辨析法等。不同的方法都有優(yōu)缺點。所以在不同的故障環(huán)境下，選擇合適的分析方法判定軸承的好壞尤為重要。在此基礎(chǔ)上調(diào)整軸承的位置，如果損壞程度嚴重，那么必須將其替換。

2.2 轉(zhuǎn)子故障

轉(zhuǎn)子故障可以分為兩類，一類是轉(zhuǎn)子繞組的故障，一類是轉(zhuǎn)子本身的故障。造成轉(zhuǎn)子故障的主要原因是轉(zhuǎn)子的制作工藝存在一定的缺陷，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不合格或者轉(zhuǎn)子在負荷的作用下本身結(jié)構(gòu)鏈接松動，進而使支架、鐵芯等部件松動和開裂。轉(zhuǎn)子的不平衡通常由其匝間的斷條、短路以及轉(zhuǎn)子零部件的松動及脫落、轉(zhuǎn)子端環(huán)移位或者轉(zhuǎn)子安裝未校正造成。這些異常一旦發(fā)生，電機就會產(chǎn)生異常振動和噪聲。如果是安裝未校正而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子不平衡，可以采用在其不平衡的一端配重的方法進行修正。此外，當出現(xiàn)電流擺動及三相電流不平衡的現(xiàn)象時，最大的可能是由于轉(zhuǎn)子繞組的絕緣過熱、損傷和繞組間的污垢積聚而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子繞組的匝間短路。當出現(xiàn)電機啟動困難且電機電流擺動時，其原因可能是轉(zhuǎn)子設(shè)計和制造的缺陷，也有可能是電機長期過載，焊接不良而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子繞組斷路。若電機反復(fù)正反轉(zhuǎn)啟動，或者長期工作在重負荷下，船用電機很可能會發(fā)生斷條。在這種情況下，故障發(fā)生表現(xiàn)為電機在斷條運行時出現(xiàn)周期性的振動以及噪聲。

2.3 定子故障

定子故障可以分為以下幾大類：定子繞組接地故障、定子繞組短路故障和定子繞組斷路故障。如果轉(zhuǎn)子的氣隙磁場發(fā)生畸變，就會多多少少引起轉(zhuǎn)子動偏心，這是定子繞組出現(xiàn)故障時的表現(xiàn)；如果繞組的自感、互感發(fā)生變化，則三相交流電動機的定子發(fā)生了短路故障。在發(fā)生短路故障時，三相電流之間的相位差會發(fā)生改變，源于定子電流的高次諧波增強。若要準確判斷定子繞組有無發(fā)生短路故障，可以采用定子電流相位的診斷方法。因為現(xiàn)實的制作工藝不可能滿足電機完全對稱，所以判定定子繞組出現(xiàn)短路故障的條件是：三相電流的不對稱程度大于8%，且三相電流之間的相位差的最大值大于7%。

電動機的接地故障是由于電動機的機殼帶電，繞組過熱，導(dǎo)致電路出現(xiàn)短路，從而使電動機工作發(fā)生異常。檢查定子繞組接地故障的方法很多，任何一種方法，在檢查接地故障前，都要先將各相的繞組接線端的連接片拆分開，一定要讓各部分分開檢測是否發(fā)生了接地故障。從眾多的實例中發(fā)現(xiàn)，電動機的接地很大一部分發(fā)生在超出鐵心端部的線圈槽口位置，所以，可以用觀察法檢查該位置有無焦黑現(xiàn)象來檢測該故障。

若電動機在啟動過程中出現(xiàn)難以啟動，甚至無法啟動的現(xiàn)象，則可以判斷是電動機的定子繞組發(fā)生了斷路故障。常用的故障檢測方法有以下幾種：檢驗燈法；三相電流平衡法；電阻法和萬用表法等。檢驗燈法的具體操作方法是：將一個小燈泡與一節(jié)電池串聯(lián)，然后其中任意一相繞組的首尾分別與兩根引線相連。當有并聯(lián)支路時，則必須拆開并聯(lián)支路的連接線，讓各支路互不連通。假如小燈泡不亮，則可以判定繞組發(fā)生了斷路故障，測量方法如圖1所示。

2.4 電機絕緣故障

船舶環(huán)境具有特殊性，其電機在運行過程中發(fā)生絕緣故障的概率往往較高。在船用電機的制造上，世界各國都根據(jù)其不同的使用環(huán)境制訂了不同的標準和要求，以此降低在特殊環(huán)境中電機故障的發(fā)生率，長期以來，造船行業(yè)和電機行業(yè)在電機的絕緣研究上都極度重視，但是船用電機也依舊時常出現(xiàn)絕緣故障。其主要故障原因是繞組的機械性能和耐電性能不夠好以及絕緣性能很差。許多廠商為了降低制造成本，在制造過程中降低用料的質(zhì)量，并且制造工藝落后，從而導(dǎo)致了電機絕緣性的下降。在電機的惡劣工作環(huán)境里，絕緣層壽命縮短了很多。電機的制作工藝、絕緣材料本身的質(zhì)量以及電機本身的結(jié)構(gòu)特點、工作環(huán)境和日常的維護是分析其故障最主要的幾個方面。要想電機的壽命延長，定期的檢查和保養(yǎng)必不可少。

結(jié)論

船用電機在使用過程中會不可避免地發(fā)生故障。使用過程中，需要熟悉電機的各種障礙發(fā)生時的現(xiàn)象以及成因，以便能精準地解決問題，減少維修時間。電機在日常的運行中，時時對點機運行情況進行監(jiān)測，是保證船舶安全必不可少的措施。

參考文獻

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