摘要：異步電機在生產(chǎn)性行業(yè)扮演著重要角色，它是工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的動力驅(qū)動設(shè)備。在發(fā)生故障時，不僅會對生產(chǎn)活動產(chǎn)生影響，嚴重時甚至會威脅到現(xiàn)場工作人員的安全。因此，異步電機的故障診斷具有重要的研究意義。筆者以三相異步電機為研究對象，對其故障診斷及措施進行研究。

關(guān)鍵詞：三相異步電動機;故障診斷;診斷方法

電機的種類多，用途廣，遍布在人們的生產(chǎn)生活中。但是，由于不同的電機材料不同，工藝不同，工作環(huán)境也都很復(fù)雜。工作在工廠的大型電機常年不停歇，不檢修，受周圍復(fù)雜環(huán)境和超負荷工作的影響，當電機突然出現(xiàn)故障時，會影響整個生產(chǎn)線的產(chǎn)品量，對于不同環(huán)境的電機操控人員素質(zhì)不同，操作不當也會導(dǎo)致電機發(fā)生故障。因此，為了保證生產(chǎn)生活安全、高效率、優(yōu)質(zhì)、低耗運行，電機故障診斷具有重要研究意義。筆者將通過對異步電機的常見故障類型為研究重點，結(jié)合工作實際，對異步電機的故障診斷和診斷措施進行進一步闡述。

一、電氣故障

三相異步電機的電氣故障可分為兩大類：定子故障和轉(zhuǎn)子故障。

定子故障包含了定子繞組故障和外部故障。定子繞組最常見的故障是線圈短路，這就相當于該線組繞組匝數(shù)減少導(dǎo)致了三相電流的不穩(wěn)定，引起相間短路故障或局部接地故障。產(chǎn)生此故障的原因主要有：開關(guān)浪涌、雷擊、鋼絞線振動、背部電暈或是局部放電、匝間絕緣處的化學(xué)反應(yīng)、熱降解或鋼絞線和匝間絕緣材料不良而引起。

轉(zhuǎn)子故障包含了轉(zhuǎn)子斷條、轉(zhuǎn)子彎曲故障。轉(zhuǎn)子斷條故障是三相異步電最為常見的故障之一。其產(chǎn)生故障的原因有：生產(chǎn)水平低、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、沖擊載荷頻繁、制造工藝粗糙、人為誤差控制等。因此，在日常工作中，對三相異步電機轉(zhuǎn)子鏈條故障應(yīng)當定期、及時的診斷和維修，避免因故障導(dǎo)致工業(yè)生產(chǎn)活動的停滯。轉(zhuǎn)子彎曲是指轉(zhuǎn)子中心與旋轉(zhuǎn)軸線不重合的情況，一般分為永久性彎曲和熱彈性彎曲兩種。當出現(xiàn)永彎曲后無法恢復(fù)的狀況稱為永久性彎曲，產(chǎn)生的原因有制造過程中轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計不當，材質(zhì)選取不良，長期擺放位置有誤等。因受熱膨脹而造成轉(zhuǎn)子的彎曲稱為熱彈性彎曲，一般出現(xiàn)熱彈性彎曲后可恢復(fù)因此也稱為臨時性彎曲。在未達到材料所允許的溫度極限時，通常轉(zhuǎn)子溫度均勻后這種彎曲會自行消失。當發(fā)生熱彈性彎曲后，若不立即停機，就可能使轉(zhuǎn)子由暫時的熱彎曲發(fā)展為永久性彎曲。

二、機械故障

三相異步電機的機械故障可分為三個部分：負載故障、軸承故障和偏心故障。

負載故障主要是指三相異步電機的負載發(fā)生波動導(dǎo)致的故障。此故障通常易發(fā)于電機在長時間過載情況下工作而定子電流大于額定值的情況下。工作人員可通過卸下異步電機負載，讓電機在空載情況下運行的狀態(tài)下，感受電機外部是否有明顯過熱的現(xiàn)象發(fā)生來診斷此故障。軸承故障會引起異步電機的異常振動、噪音較大、電機內(nèi)外部溫度升高等不良表現(xiàn)，從而導(dǎo)致電機損壞，導(dǎo)致嚴重故障發(fā)生。軸承作為異步電機的關(guān)鍵部分，若是日常保養(yǎng)維修不當，極易發(fā)生故障，其導(dǎo)致故障的主要原因有三個方面，一是外部振動造成的故障。在日常搬運時因固定不當不慎發(fā)生摔落等情況造成軸承內(nèi)部發(fā)生振動或位移造成的故障;二是錯誤的安裝和裝配造成的故障。一旦軸承發(fā)生故障，將會影響電機的正常使用，嚴重時會威脅電機的有效壽命;三是外部環(huán)境和保養(yǎng)不足造成的故障。在對電機進行潤滑油保養(yǎng)時，如果保養(yǎng)劑潤滑程度不足或是遭到外部污染，必然會導(dǎo)致電機軸承的故障。偏心故障又包含靜態(tài)偏心、動態(tài)偏心和混合偏心三種情況。偏心故障通常是由于電機工作時間過長、軸承過熱或是遭受嚴重磨損、轉(zhuǎn)子剛度不足或因安裝不良所引起的。當偏心程度較重時，會導(dǎo)致異步電機發(fā)生重大故障甚至燒毀報廢。

三、異步電機故障診斷基本措施

三相異步電機常用故障診斷措施主要包含以下幾點，現(xiàn)就其類型及原理一一列舉并作出簡單分析：1、絕緣法。此法可通過絕緣的診斷方法來判定電機的絕緣程度，進一步推算出電機的剩余擊穿電壓和使用壽命。2、化學(xué)診斷法。在電機出現(xiàn)故障時，通過檢測電機內(nèi)潤滑油和部分絕緣材料的分解物、或是軸承及密封件的磨損碎屑，經(jīng)過對比其中化學(xué)成分的含量和比例，進一步發(fā)現(xiàn)和診斷電機相關(guān)部件的故障程度。3、噪聲檢測法。此法較為簡單常用，在電機工作時，若工作人員發(fā)現(xiàn)電機的噪聲發(fā)生較大變化時，可初步診斷為電機出現(xiàn)故障。通過分析和進一步深入檢測，可以診斷電機的具體故障。4、溫度分析法。正常情況下，電機上會安裝溫度檢測器，可用于檢測電機運行時內(nèi)部溫度的實時變化數(shù)據(jù)，若電機溫度出現(xiàn)較大程度變化，工作人員可以通過分析溫度數(shù)據(jù)診斷電機是否發(fā)生故障。5、振動分析法。電機運行時，其內(nèi)部會發(fā)生振動，若出現(xiàn)異常振動，工作人員通過觀察可以大致診斷出電機故障出現(xiàn)的部位或是類型。此法雖簡單易行，但是可能會受到工作環(huán)境的影響，難以實現(xiàn)準確有效的診斷。6、電流分析法。根據(jù)研究表明，電流檢測已經(jīng)被業(yè)界證明為是對電極、軸承和機械結(jié)構(gòu)進行健康檢測最為有效和便捷的方法。電流分析法是指在電機發(fā)生不同故障時表現(xiàn)在定子電流的幅度和波形是不同的，因此可以通過分析定子電流判斷出電機的故障類型。7、磁通檢測法。此法是指工作人員使用探測線圈來對電機故障造成的磁通改變來診斷電機的運行情況，以此來判斷電機發(fā)生故障的類型和嚴重程度。

結(jié)語

本文以三相異步電機常見故障診斷為研究主題，分別對兩種類型的故障進行了研究分析，對三相異步電機常用故障診斷措施進行了較為直觀的對比，取得了一些成果。在完成文章的過程中，筆者通過研讀文獻、深入研究、結(jié)合實際，深知在現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)中異步電機有著舉足輕重的作用，一旦電機出現(xiàn)故障而不能及時診斷和修理，將會為企業(yè)、工廠和日常生活帶來極大的損失和不便利。作為電器工程師，筆者同時也希望后續(xù)能夠?qū)⒋搜芯砍晒麘?yīng)用到實際工作中去，全力保障好企業(yè)的生產(chǎn)。

參考文獻：

[1]劉瑩瑩. 異步電機電氣故障診斷研究[D].上海電機學(xué)院，2020.

[2]梁昱. 基于深度學(xué)習理論的異步電機故障診斷方法研究[D].上海電機學(xué)院，2020.

作者簡介：陳新培，男，本科，電工技師，主要從事現(xiàn)場電氣設(shè)備維護工作。