臧彩虹

（紅云紅河集團紅河卷煙廠復(fù)烤部，云南彌勒 652399）

1 三相異步電機故障及分析

查閱相關(guān)文獻發(fā)現(xiàn)，三相電機運行故障中85%是電氣故障，15%是機械故障和其他原因造成的故障[1]。

1.1 電機機械故障

電機的功能是在高速運行過程中將電能轉(zhuǎn)化為機械能。對于機械故障，有15%機械故障屬于異常振動和異常響聲兩個方面[2]。機械故障主要由轉(zhuǎn)子與定子摩擦，軸承磨損，機座、抱閘、機蓋變形等引起。

（1）異常振動且電機溫度正常故障，常伴有異常振動和撞擊聲音。這類故障主要原因有：電機的基礎(chǔ)與底座固定架連接松動、聯(lián)軸器磨損、轉(zhuǎn)子變形、軸承缺油、軸承端蓋間隙過大、轉(zhuǎn)子冷卻風(fēng)扇碰殼。處理方法簡單容易：電機或靜動平衡校正，碰撞或相互干涉的零件更換和矯正。

（2）異常振動且電機溫度升高故障。檢查方法是查找電機的溫度升高位置，電機軸承，定子、轉(zhuǎn)子與外殼等部位有無異常變化。如果發(fā)現(xiàn)軸承附近過熱，應(yīng)立即停機檢查，重點是軸承的滾動體、滾道表面有無裂紋、劃傷或缺油。解決方法：①若軸承出現(xiàn)裂紋，需要更換軸承；②如果定子、轉(zhuǎn)子摩擦或端蓋軸承孔與機座止口不同心，則需要清洗軸承，加入符合該電機允許的潤滑脂，必要時更換軸承或者端蓋。

1.2 電機電氣故障

1.2.1 電機運行中溫度故障

三相電機溫度高可以采用手摸，原因可能有：①電源供電問題，例如，電壓過高、電壓過低、電機缺相運行；②電機超負荷工作；③電機定子、轉(zhuǎn)子以及絕緣問題；④電機散熱不佳。按照電機銘牌檢查三相電機，某三相異步電機由昆明電機廠生產(chǎn)，參數(shù)：型號Y2-225S-4，功率37 kW，頻率50 Hz，額定電流69.9 A，額定電壓380 V，絕緣等級F，功率因數(shù)0.85，重量280 kg，額定轉(zhuǎn)速1475 r/min，效率0.9。

（1）電源供電問題。電壓過高、過低和電壓不平衡都會導(dǎo)致電流升高，引起電機發(fā)熱。一般采用萬用表測量，要求電源電壓波動不超過±5%，改善供電可以解決。針對電機缺相問題，例如，星型接法，如果缺1相，其余電流會增大1.7倍，且啟動時電流是額定電流的6倍，電機很快因過流而急速升溫。原因可能有：缺相、熔斷器開路、接觸器或者觸點損壞，以及閘刀接觸故障。使用萬用表測量三相電壓是否平衡，可以發(fā)現(xiàn)是否缺相。

（2）電機處于超負荷工作狀態(tài)。三相電機負載過重，會導(dǎo)致定子中電流增加，繞組過熱。原因是軸承磨損、軸承潤滑不足、電機卡塞和電機軸承潤滑破壞等。應(yīng)采取措施查明原因，恢復(fù)電機正常運行。

（3）電機定子、轉(zhuǎn)子以及絕緣問題。三相電機長期處于運行狀態(tài)，如果絕緣電阻值不符合要求或者絕緣電阻降低，原因一般有：①電機受潮；②電機繞組老化；③軸承漏油和繞組上灰塵過多；④引出線和接線盒內(nèi)絕緣不良；⑤摩擦產(chǎn)生的鐵屑落入繞組內(nèi)部，造成轉(zhuǎn)子絕緣電阻降低。檢測方法：利用搖表（兆歐表）測量，保持搖表水平，當轉(zhuǎn)速到120 r/min保持勻速，如果電阻值低于0.5 MΩ（電機絕緣電阻值規(guī)定：400 V以下電機要求不小于0.5 MΩ），說明電機繞組絕緣性下降。分析和處理：①外接線絕緣套管老化、開裂；②長時間使用，繞組絕緣老化；③繞組受潮，可以利用燈泡烘干方法解決，也可以采用銅損加熱法，烘干溫度不得高于80 ℃，直流電不得高于額定直流電的50%；④煙塵或者鐵屑導(dǎo)致絕緣下降，可以采用皮球吹氣除塵解決。

（4）電機散熱不佳。首先判斷是電機通風(fēng)道堵塞和風(fēng)扇損壞，應(yīng)及時清掃。其次是繞組表面覆蓋煙塵和油污，影響散熱。這些故障都可以通過清理異物來解決。如果是環(huán)境溫度過高，應(yīng)采取降溫措施來解決。

1.2.2 電機運行中異味故障

電機運行中出現(xiàn)異味，表明電機內(nèi)部即將出現(xiàn)故障。應(yīng)該及時斷電檢查。①煙味，說明煙葉進入電機；②油漆味，說明內(nèi)部繞組溫度過高；③濃烈的燒焦味，說明絕緣層被擊穿。處理方法：及時斷電，參照1.2.3方法逐一檢查，排除故障。

1.2.3 電機運行中冒煙

三相電機運行中出現(xiàn)冒煙，說明內(nèi)部溫度異常升高，原因有：①風(fēng)道有異物或者通風(fēng)不暢；②轉(zhuǎn)子和定子故障；③供電異常。具體分析如下：

（1）電機過載，負載過重導(dǎo)致絕緣線冒煙。

（2）環(huán)境溫度高，且電機風(fēng)葉損壞和風(fēng)道堵塞。

（3）電源電壓過高，定子中繞組電流升高，根據(jù)電機發(fā)熱公式Q=I2Rt，電機的發(fā)熱量正比于電流的平方。因此，電機各部分溫度急劇升高，使鐵芯發(fā)熱大大增加。

（4）電源電壓過低，旋轉(zhuǎn)磁場減弱導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩不足。因為電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓平方成正比，這會造成電機啟動困難。

（5）電機頻繁啟動。電機啟動需要較大電流，且功率越大就需要更大的啟動電流。因此，電氣頻繁啟動，則電機易冒煙，甚至燒毀。

（6）缺相導(dǎo)致溫度升高冒煙。

（7）籠型轉(zhuǎn)子斷條[3]。直觀感受是機身振動且伴有噪聲。電機轉(zhuǎn)速降低，且隨負載增加而迅速下降，甚至負荷無力?？蛰d電流增加，電流表指針周期性擺動，嚴重時無法啟動。原因有：定子澆鑄質(zhì)量不佳；頻繁啟動的負荷沖擊；操作不當和違章操作；使用過程負載過大，造成轉(zhuǎn)子槽內(nèi)導(dǎo)條燒斷；使用場所對電機的腐蝕。

（8）繞組重繞后，定子線圈浸漆不充分，導(dǎo)致繞組間絕緣性能下降或者定子繞組內(nèi)部短路。

（9）電機風(fēng)扇故障，通風(fēng)不良。定子繞組故障，如相間、匝間短路，定子繞組內(nèi)部連接錯誤等。

故障排除方法：①機械類故障。清洗電機軸承，恢復(fù)正常負載，清除通道煙灰雜物，更換風(fēng)葉降低溫度。轉(zhuǎn)子斷條解決方法是更換斷條；②電氣類故障。如果是缺相和繞組短路，按照前面技術(shù)路徑解決?；謴?fù)額定電源電壓（如調(diào)整供電變壓器分接頭），若是電機Y、△接法錯誤引起，則應(yīng)改正接法；局部短路可采用真空浸漆及二次浸漆工藝；按照規(guī)定次數(shù)啟動，避免頻繁啟動。

1.2.4 繞組對地短路故障

電機繞組對地短路故障將嚴重影響設(shè)備和人身安全。表現(xiàn)為電機空載無法啟動，熔絲熔斷，開關(guān)跳閘，觸電傷人。主要原因如下。

（1）繞組短路至絕緣破壞。

（2）自然環(huán)境如潮濕、灰塵或者異物等造成電機絕緣性能下降，對地短路。

（3）轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)件松動或脫落，刮破電機繞組絕緣結(jié)構(gòu)。

解決辦法：首先測量電機繞組的絕緣電阻，如果阻值低于0.5 MΩ，說明電機定子繞組受潮，絕緣降低，可采用通電法、氮氣吹除法干燥。如果電機絕緣電阻下降幅度不大，則與電機使用環(huán)境潮濕有關(guān)，應(yīng)對電機繞組進行加熱烘干處理或者二次浸漆，并重新測定絕緣電阻。

2 三相異步電機保養(yǎng)方法

復(fù)烤部門的電機長期處于滿負荷狀態(tài)且環(huán)境灰塵大，定期進行電機保養(yǎng)維護可以延長電機壽命，降低事故發(fā)生概率。一般電機需要每隔1～2年進行一次徹底檢修。大多數(shù)部門也可結(jié)合實際生產(chǎn)情況，如果今年已經(jīng)檢修，電機一直處于正常狀態(tài)，則3年內(nèi)不需要檢修。但是若電機發(fā)生故障或者停機，將直接干擾工廠正常生產(chǎn)秩序，耽誤復(fù)烤煙葉生產(chǎn)任務(wù)，損失巨大。因此，要研究與探討三相異步電機保養(yǎng)與維護方法，最大程度避免電機發(fā)生故障。

2.1 三相異步電機拆卸與安裝

2.1.1 保養(yǎng)前的工具、材料準備

材料和工具的準備，體現(xiàn)一個工廠的管理規(guī)范和技術(shù)工人的基本素質(zhì)。在電機保養(yǎng)過程中，工具的放置、拆卸部件放置規(guī)范，現(xiàn)場6S標準清潔和操作人員的行為等都需要按時、按質(zhì)和按規(guī)范操作完成。三相異步電機的保養(yǎng)需要使用的工具有：開口扳手、梅花扳手、活動扳、套筒扳手、內(nèi)六角扳手、大小十字一字起刀、銅棒、平口鏨子、卡簧鉗（內(nèi)外卡）、毛刷、拉馬、軸承加熱器，如圖1所示。保養(yǎng)所需材料有：手套、軸承潤滑脂、塑料盆、軸承清洗劑、砂紙、棉紗、擦拭紙、油性記號筆，如圖2所示。

圖1 保養(yǎng)工具

圖2 保養(yǎng)所需材料

2.1.2 電機的拆卸步驟

電機拆卸規(guī)范操作：①分斷隔離開關(guān)，掛牌、拆線；②拆卸防護罩、帶輪，調(diào)整位置；③拆下風(fēng)扇罩，取出卡簧或定位銷，用拉馬拉出風(fēng)扇和抱閘機構(gòu)；④拆卸前后端蓋；⑤電機轉(zhuǎn)子脫出。

（1）拆卸前后端蓋的難點主要體現(xiàn)在電機后端端蓋拆卸和電機后端軸承拆卸。如圖3a所示，電機后端部分包括風(fēng)扇、抱閘機構(gòu)和電機后端端蓋，其中抱閘電源電纜連接到電機接線盒內(nèi)。因此先拆卸電機風(fēng)扇，再拆卸抱閘機構(gòu)。在這個過程中，電機抱閘線圈線電纜、電機后端端蓋，由于受力不平衡，要小心謹慎，團隊合作，必要時用銅棒敲打端蓋。

（2）電機轉(zhuǎn)子脫出。如圖3b所示，用合適的拉馬扣住電機后端端蓋耳朵，由于后端端蓋受力均勻，可以較輕松地把電機轉(zhuǎn)子從電機線圈中脫出。

（3）電機后端軸承拆卸。如圖3c所示，電機后端軸承前面有個間隙很小的齒輪，需要在軸承與齒輪之間嵌入一個特殊的平面環(huán)形拉馬。然后再用拉馬拉撥，直至齒輪拆除，最后再用拉馬取出后端軸承。

2.1.3 電機的安裝

（1）檢查電機定子內(nèi)部是否有摩擦痕跡、是否有異物，清潔灰塵、油污。

圖3 前后端蓋的拆卸

（2）將電機轉(zhuǎn)子按原來的方向放入定子內(nèi)，注意方向不能裝反。放入轉(zhuǎn)子時需要小心，不要讓轉(zhuǎn)子擦傷定子線圈漆包線油漆。

（3）按原來的記號，安裝電機兩端蓋，上緊后還需轉(zhuǎn)動一下電機軸，確認轉(zhuǎn)動是否靈活。

（4）安裝風(fēng)扇，有卡簧、銷釘?shù)囊欢ú灰┭b。安裝風(fēng)扇罩，手動轉(zhuǎn)動電機確認是否靈活，風(fēng)扇是否會接觸風(fēng)扇罩。

2.2 電機保養(yǎng)

2.2.1 軸承的故障分析和保養(yǎng)方法

（1）軸承故障分析。軸承性能分析方法有軸向間隙判斷，油封、油脂的判斷，軸承振動，軸承顏色、軌道判斷。①軸承疲勞剝落和磨損。該故障能產(chǎn)生沖擊脈沖，頻率可從直流延展到100～500 kHz。磨損振動信號呈現(xiàn)較強的隨機性，峰值與方均根值的比值一般在5.5～6；②膠合。開始時振動加速度略微下降，溫度緩慢上升，此后振動加劇而溫度略微下降，最后是溫度和振動急劇上升，直至發(fā)生膠合。此時頻繁的金屬間直接接觸及滑動，潤滑劑將會發(fā)生炭化，產(chǎn)生膠合問題；③軸承變色。軸承、滾珠、夾持器、內(nèi)外鋼圈等因受熱而變成紫藍色，此時軸承的硬度因退火而降低，其使用壽命和機械強度會縮短，肉眼容易分辨；④軸承珠痕。滾道產(chǎn)生永久變形，稱為珠痕。原因是軸承安裝方法不正確，傳動膠帶拉得太緊[4]。

（2）軸承的保養(yǎng)方法。①軸承清洗、潤滑。用棉紗、擦拭紙擦凈軸承內(nèi)能擦到的潤滑脂；用軸承清洗劑洗凈軸承油，清洗干凈后，檢查軸承轉(zhuǎn)動是否平滑；用空壓氣吹出殘留的清洗劑，注意吹掃時不要讓軸承高速運轉(zhuǎn)，避免加速軸承磨損；②潤滑脂的更換。對于雙面密封的軸承，潤滑脂加注量占軸承內(nèi)部空間的40%～50%即可，對于無密封的軸承，加脂量占軸承內(nèi)部空間的60%左右。若潤滑脂量不足，則不能保證正常潤滑效果。若潤滑脂量過多，一方面軸承在運轉(zhuǎn)過程中會甩出潤滑脂，造成軸承內(nèi)潤滑脂不足；另一方面潤滑脂在軸承內(nèi)的阻力增大，潤滑脂的內(nèi)磨擦子增大，使得溫度升高，加速潤滑脂的變質(zhì)和溢出，加速軸承磨損速度；③軸承安裝。較小軸承的安裝使用專用的軸承裝配工具，用力均勻且不傷及線圈、軸及軸承的工作面等；較大軸承的安裝使用軸承加熱器加熱至80～90 ℃，趁熱用手套包住軸承，有字的一面向外，一次將軸承安裝到位。

2.2.2 電機抱閘的拆裝保養(yǎng)及間隙調(diào)整方法

（1）如圖4a所示，電機抱閘由制動線圈、制動端蓋、壓力盤、摩擦片、手動釋放機構(gòu)、制動盤和制動彈簧構(gòu)成。依次取出各部件，使用空壓及毛巾清潔抱閘內(nèi)部各配件表面粉末、灰塵等。

（2）如圖4b所示，制動線圈和發(fā)熱線圈表面燒灼嚴重，制動盤磨損裂紋明顯，需更換相關(guān)配件。

（3）使用塞尺沿抱閘3個定位螺栓孔測量抱閘圓周各點的間隙大小，將3點間隙統(tǒng)一調(diào)整到0.5 mm，保證間隙均勻且符合規(guī)定值。

（4）恢復(fù)電機抱閘的安裝。使用內(nèi)六角扳手手動釋放抱閘，并轉(zhuǎn)動抱閘檢查是否脫閘，抱閘的轉(zhuǎn)動是否有摩擦，轉(zhuǎn)動順滑是否靈活、卡阻等，最后安裝抱閘保護橡膠套。最后，上電測試抱閘工作及確認有無異常刺耳等聲音現(xiàn)象。

圖4 電機抱閘部件組成

2.2.3 電機接線部分的保養(yǎng)

電機接線部分的保養(yǎng)，主要是檢查電機的進線和引出線是否正常。若電機引出線的線鼻子壓接不良，就會發(fā)熱，熱量通過接線柱、壓緊螺母、墊片等傳到進線上，導(dǎo)致進線線鼻子發(fā)熱變色，甚至燒焦進線。

3 結(jié)語

需要樹立安全意識，牢記安全規(guī)范。為保證電機安全運行，日常維護、定期檢修需要做到以下5點。

（1）建立完善的電機設(shè)備檔案，或者設(shè)備檔案APP，方便職工調(diào)閱。

（2）加強安全意識教育，責任到人，巡檢設(shè)備運行狀態(tài)。

（3）制定設(shè)備生命期的保養(yǎng)及檢修計劃，檢修檔案。

（4）日常密切注意電機溫度、振動、聲音、通風(fēng)環(huán)境、軸承等運行情況。

（5）完善的故障上報制度。