刘英斌

（中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113004）

电动机故障及处理方法*

刘英斌

（中国石油抚顺石化公司，辽宁 抚顺 113004）

电动机在石油石化企业生产中发挥着巨大的作用，但在工作中电动机经常出现电气故障和机械故障。电气故障大都由于电机本身的质量或者选用的形式和环境不相适应而造成的；机械故障大都由于运行环境影响和运行中维护不当引起的。要解决这俩个故障，主要应选择合适的电动机、改善其运行环境、缩短维修周期、提高维护维修质量，以保证其正常运行，发挥其最大功效。

电动机；故障；处理方法；环境运行；维护检修

在石油石化企业设备维护中，电动机日常维护、定期检修和故障修理工作量很大。因各生产装置为连续生产和工序生产，所以对设备维护、检修和故障修理的及时准确提出较高要求。本文就电动机使用过程中常出现的电气和机械故障总结、分析，以供处理故障时参考。

1 电动机故障及处理方法

电动机故障一方面多发生在运行环境恶劣如现场跑漏严重的场所，另外一方面是由于维护检修不良如轴承选择、拆装不当，缺陷消除不彻底等。综合分析有以下两部分：

1.1 电动机电气故障

电气方面故障有定子绕组缺相运行，定子绕组首尾反接，三相电流不平衡，绕组短路和接地，绕组过热和转子断条、断路等[1]。

1.1.1 电机质量及选用形式和环境不相适应

由于电机本身的质量或者选用的形式和环境不相适应，加之环境中的酸、碱、盐等液体或气体的污染，电机内部进了水或其它有害液体，使得电机绕组绝缘受到浸蚀，从而使绕组线圈对地短路，或相间短路，或匝间短路，导致电机绕级局部损坏。

处理方法：（1）根据工作环境选择质量好、形式合理的电机，在有有害液体或气体的环境下，挑选密封型的电机，在易燃、易爆环境中，应挑选防爆电机。（2）检修和维护时注意搞好电机每个部位的密封。如电机易漏、易浸入液体或污物的地方应做防护罩，或塗密封胶。（3）尽量改善工作环境，消除生产工艺和设备的跑、冒、滴、漏现象。（4）在恶劣环境中运行的电机要缩短小修和中修的周期，平时加强维护保养。

1.1.2 三相电流不平衡的故障。

常常由于电动机外部电源电压不平衡所引起，其内部原因主要是绕组匝间短路或在电动机重绕修理时线圈匝数错误或接线错误。部分电机绕组的端部较长，在维修和运行时都容易受到绝缘损伤，造成绕组接地和匝间短路，造成运行电流过大而导致绕组局部烧毁[2]。

处理方法：（1）在维护保养或维修时，一定要注意保护好绕组的端部。电机转子抽芯时，必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦，电机回装前必须对绕组线圈进行认真、仔细的检查。（2）定期用兆欧表检测电机绝缘及早发现接地故障。（3）测量运行电动机三相电流不应超过10%，可以测量其直流电阻来判断匝间短路。

1.1.3 长期过载或过热运行

由于长期过载或过热运行，机械传动机构故障引起电动机负荷大，电动机散热性能差，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱的点，引起匝间短路，相间短路或对地短路等现象，使电动机绕组局部短路烧毁等一系列情况。

处理方法：（1）尽量避免电机过载或过热运行。检查过载原因，如是机械有卡住现象，设法排除；如是电机和负载不匹配，则需掉换功率大一级的电机。（2）保证电机外壳有洁净的通风通道；（3）保证有良好的风扇，风叶，损坏的要及时更换。（4）尽量避免电机频繁启动。

1.1.4 电机绕组绝缘受机械振动

电机绕组绝缘受机械振动，如启动时大电流的冲击，所拖动的机械设备振动，电机转子的不平衡等作用，使绕组出现匝间松驰，绝缘裂纹等不良现象。破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速绝缘老化，最终导致绕组局部烧毁[3]。

处理方法：（1）尽量避免电机的频繁启动，大功率电机应采用软启动，以减少启动电流的冲击。（2）保证被拖动的机械设备振动在规定的范围内。（3）在有振动场合下运行的电机要缩短小修和中修时间，定期检查电机绕组的绝缘情况。

1.2 电动机机械故障

机械方面有扫膛、机械振动、轴承过热（滑动轴承落架）、转轴损坏（抱轴）等故障。异步电动机定、转子之间气隙很小，机械故障非常容易导致定、转子之间摩擦相碰损坏定子、转子[4]。

1.2.1 轴承损坏

由于轴承损坏，转轴变形致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁芯温度急剧上升，烧毁槽绝缘和匝间绝缘，从而造成绕组线圈对地短路或匝间短路形成“崩烧”。严重时，会使定子铁芯变形，转轴磨损、端盖报废等。

处理方法：（1）卸装轴承时，最好将轴承加热到80～90℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等。这样才能保证轴承的装配质量。（2）冷装轴承装配，应均匀地敲击轴承内圈，不使转轴受损，致使轴承内圈与轴配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时应均匀地敲击不致端盖轴承室与轴承外圈过松而跑外套。无论跑外套还是跑内套都会引起轴承运行温度急剧上升，而引起绕组过热以致烧毁。（3）安装轴承之前，清洗工作要认真、仔细，不得在轴承腔内留有杂质，所加的油脂也要确保洁净。

1.2.2 轴承干磨直到烧毁

电机长时间运行，本体运行温度升高，轴承的润滑油脂没有及时补充，引起轴承干磨，温度升高直到烧毁。另外不同的油脂混用、轴承本身的质量问题、长期停用，油脂变质等原因都可能因此而损坏电机。

处理方法：（1）定子外壳要求清洁，无杂物，保证有良好的通风通道。（2）应按电动机要求累计运行时间添加润滑油脂，无特殊要求的每2 000 h添加1次。（3）长期停用的电机，启用时必须进行必要的解体检查，更换轴承润滑油脂。（4）春秋两季温度变化较大，储油腔润滑油脂储量易引起电动机温度变化，应试量加减润滑油脂量，保证轴承润滑。

1.2.3 轴承损坏和跑套故障

电动机机械振动加速轴承损坏和发生跑套故障。振动应先区分是电动机本身引起的，还是传动装置不良所造成的，或者是机械负载端传递过来的，而后针对具体情况进行排除。属于电动机本身引起的振动，多数是由于转子动平衡不好，以及轴承不良，转轴弯曲，或端盖、机座、转子不同轴，或者电动机安装地基不平，安装不到位，紧固件松动造成的。振动会产生噪声，还会产生额外负荷。

处理方法：（1）保证被拖动的机械设备振动在规定的范围内。（2）确定振动原因尽早处理消除振动源，防止故障发生。（3）在有振动场合下运行的电机要缩短小修和中修时间，及时更换受损原配件。

1.2.4 定子电流不正常

鼠笼型电动机转子铸铝导体断条或绕线式电动机转子绕组断路时，会造成定子电流不正常，出现时高时低周期性变化，还出现忽大忽小的噪声和振动。负载越重时，这种现象越显著。

处理方法：（1）电动机在通电后发现转速无力很慢时、电动机定子电流摆动及时停机，解体检查转子，到专业厂家修理。（2）正反转电动机经常起动和正反交替运转，操作时应间断一定时间保证电动机静止后再反向启动。（3）绕线式电动机定期检查、处理滑环。

2 故障分析实例

图1 温度变化曲线Fig.1 temperature movement curve

测量轴承、端盖和内外挡油小盖的定位尺寸，经测量并计算：L=66.1mm，L1=7.7mm，L2=50.0 mm，L3=7.7mm；

一台常压塔塔底泵160 kW电动机[5]（型号YB 315M-2转速2 977 r/min），运行过程中电动机前轴承的温度出现异常（91℃），并发生振动。用测振仪（VM-63）测量轴承的幅值振动值为0.12 mm（3 000 r/min的标准值＜0.05 mm），温度异常时加速度值为55.2 m/s2，（标准值28 m/s2）。同时运行过程中，电动机出现一阵一阵的声音，电动机的电流波动。该电动机轴伸端采用深沟球轴承N316承载，非负荷端也采用深沟球轴承N316承载。由于轴伸端采用间隙配合，无法调整轴承的轴向定位尺寸。在检修过程中发现内油盖有稍微的磨损痕迹；并且轴承有两个深沟球有损伤。经过2次检修更换深沟球轴承N316，轴承温度升高没有改变，最高时达100℃。温度变化测量曲线如图1，轴承处剖面图见图2，轴承正视图见图3。

图2 轴承处剖面图Fig.2 bearing section

其中：L——实际装配时电动机的大端盖尺寸；

L1——外挡油环小盖到大盖止口；

L3——内挡油环小盖到大盖止口；

L2——轴承的宽度；

X——轴承与端盖间的间隙。

经过计算轴承的允许间隙为0.7 mm，当电动机的轴承温度达到90℃，轴承的膨胀值约0.9 mm，不能达到电动机正常运行的要求。

故障分析处理：经过多次更换深沟球轴承，电动机的轴承高温度不仅没有消失，并且轴承的润滑油脂熔化。根据轴承的特点进行分析：由于电动机原来采用深沟球轴承，不能满足电动机轴向的串动，有挡边，因此不能承受机轴热膨胀引起的长度变化，产生如上图的向轴伸端的推力F，分散作用在轴承内外圈两侧，引起轴承作用负荷增大，同时电动机转子重力的作用使轴承运动时的轨迹不是一个圆形而是一个椭圆，运行时由于滚道之间存在间隙，运行时受力的不同使得轨道成椭圆形，轴承的受力主要是下部受力较大，使得电机转动产生振动，加速了温度升高和轴承损坏。更换为NU型深沟柱轴承后，能满足一定的轴向串动，减少轴承侧向力，降低轴承运行温度，滚珠与滚道的接触受力点始终为一直线段，因此运行平稳，振动消失了。

图3 轴承正视图Fig.3 bearing elevation

通过将深沟球轴承更换为深沟柱轴承，电动机运行时轴承的温度保持正常（空运1 h轴承温度28℃）；同时电动机的振动平稳，振幅值为0.013 mm，高频干扰加速度值为2.8 m/s2，带负荷性能稳定，电动机运行的声音正常。通过长时间的运行，电动机的运行平稳，各项参数正常，达到了更换轴承的效果。

电动机轴承的选择对于设备的正常运行是很重要的。在检修过程中认真分析电动机的运行状况，判断产生故障的原因；同时分析设备的性质，通过科学的分析与计算，注意选择质量和间隙好的轴承。

3 结束语

随着电动机及控制设备的不断发展，软启动、变频器、电动机运行实时监测、电子式多功能电动机保护装置广泛应用，都大大减少了电动机故障的发生，提高了判断故障产生原因的能力。国内各种先进加工设备的出现大大提高了原配件的质量，通过选择高精度的原配件，能大大提高设备的安全运行状况。此外，还需要在实际工作中不断积累经验，判断电动机及控制设备存在的问题与故障处理，找出故障原因并加以分析，及时采取对策，以保证电动机及传动设备的正常运行。

[1] 胡安定，刘汉文，谭万龄，等.石油化工设备维护检修规程应用手册[M].第一、三分册.北京：中国石化出版社，2005.

[2] 张家生.电机原理与拖动基础[M].北京：邮电大学出版社，2006.

[3] 陈世坤.电机设计[M].北京:机械工业出版社,2004.

[4] 沈标正.电机故障诊断技术[M].北京：机械工业出版社，2003.

[5]国家机械工业委员会.防爆电机电器产品样本[M].北京：机械工业出版社，1988.

Motor Faults and Processing Methods

LIU Ying-bin
（Petrochina Fushun Petrochemical Company，Liaoning Fushun 113004，China）

Motor in petrochemical enterprise production plays an enormous role,but it often appears electric fault and mechanical trouble.Electrical fault is mostly due to bad motor quality or unfit type for environment，mechanical trouble is mostly due to bad running environment and improper operation maintenance.To solve these two main faults，proper motor should be chosen，the working environment should be improved，repair cycle should be shorten，the quality of maintenance should be improved，which can ensure their normal operation and develop their the biggest effect.

Motor；Fault；Processing methods；Environmental operation；Repair and maintenance

TM32

A

1671-0460（2010）03-0329-04

2010-03-05

刘英斌（1973-），男，辽宁抚顺人，工程师，1996年毕业于大连理工大学工业电气自动化专业，目前从事工业电气自动化专业。E-mail：lyb123@petrochina.com.cn。