刘佳伟

摘 要：本文主要从船用三相异步电动机常见故障进行分析研究，探索造成故障的原因。同时，结合故障分析及船上实际应用环境、使用周期、机组装配等方面阐述电机修理中应注意的事项，并在装配修后运行试验，经过实际使用来验证，均未再发生烧毁、抱死、跑套等现象，对后续船用三相异步电动机的修理、装配具有现实的指导意义。

关键词：船用;电动机;故障分析

引言

三相异步电动机作为船上主要的传动装置，能够驱动阀门、水泵等机械设备的运行，其主要应用于海水冷卻系统、滑油输送系统、污水排除系统、通风空调系统等。具有制造、维修方便、操作简单等优点，且有较高的效率和接近恒速的负载特性。船上应用的电网主要是柴油/汽轮发电机输出的交流电，交流电网作为主电网就使得三相异步电动机在船上被广泛应用。

1 常见故障分析

1.1 定子绕组绝缘低

在修理过程中，发现电机定子绕组绝缘低是一个重要故障点，曾发生过因为绝缘低而导致电机烧毁现象，尤其是封闭式风扇冷却电机逐步被新式开放式电机取代，以主滑油泵电机为例，工作环境在主机舱，主机舱的环境相对其他部位来讲油雾多、潮气大，电机是自冷电机（开放式），在电机运转时，空气从电机的底部被吸入电机内部再从顶部排出进行一个循环，如空气中含有较多的油雾（周边滑油管路、阀门有泄露），则会贴附在电机绕组上造成侵蚀，导致电机绕组的绝缘层逐渐损坏，使电机的绝缘性能下降。

三相异步电机绝缘低修理过程会进行清洗、烘烤、浸漆等不同处理，电机的引出线很小，但大部分对地、对相间绝缘问题都是引出线导致的，如果电机进行浸漆处理，引出线是一个重大关注点。目前电机浸漆大多采用真空浸漆，由此衍生了引出线发硬和裂纹问题，浸漆后的电机需要烘烤，而引出线按照JB/T 6213.4《电机绕组引接软电缆和软线 第4部分：连续运行导体最高温度为180℃的软缆的软线》中，明确了引出线应能够承受浸漆考验，但好多维修人员浸漆前和烘烤过程中未对进出线进行防护，导致引出线也被浸漆，绝缘漆对引出线的外皮进行腐蚀，同时高温烘烤进一步破坏引出线外皮。此次修后虽无异常，但引出线的破坏却为电机的使用留下绝缘和短路的隐患。

1.2电机存在串轴问题

a）轴与转子配合间隙过大，因转子与轴的相对运动，导致定转子铁芯处于对不齐状态，从而加剧了转子及轴相对定子的轴向移动;

b）自带风扇冷却的电机，风扇转动产生轴向力，尤其是转速较快、径向配合间隙相对较松的电机反应最明显，所以在修理过程中风扇不可换型，避免大风扇带来大的轴向力;

c）轴承与轴、轴承与端盖间隙配合不符合标准，导致轴串动，同时还会出现轴承跑套问题。

为了避免轴向力，很多船用电机采用新式开放式的电机（旧型电机为封闭式），例如上海人民电机实业有限公司采用新式的JYDD280S-4C型电机，采用自冷方式，一方面取消了风扇冷却，避免风扇转动引起的轴向力，也减小了机组的噪音和振动，另一方面在上下轴承与轴承端盖间增加了波形弹簧垫圈，有效地防止了电机轴向传动造成轴承发热现象。笔者曾经对比开口和闭口两种波形弹簧垫圈的运用区别，发现开口波形弹簧垫圈对于降低轴向力要明显优于闭口。

1.3电机运行发热问题

电机发热是电机修理中最常见的故障现象，可以分为轴承发热带动全身发热，和绕组发热引起全身发热。

a）轴承发热带动全身发热原因分析

轴承发热主要原因是电机装配问题，电机轴承安装与端盖配合公差过大，则会出现跑套现象，从而导致轴承发热甚至电机抱死，如过小，则电机的轴承在运行中由于机械发热膨胀，与轴承端盖之间会愈来愈紧，也会导致轴承内保持架变形，造成轴承损坏。根据咨询电机设计、生产单位（上海人民电机厂和江苏远东电机制造有限公司），并结合专业标准和我们舰船日常修理积累的经验，分析得出适应于电机端盖与轴承的配合间隙。对间隙过大的解决有四种方法：堆焊、热喷涂、刷镀和激光熔覆，其中刷镀是一种既经济实惠，又简单实效的方式，在电机修理中最为常见。

（b）绕组发热带动全身发热原因分析

电机定子绕组过热主要是负载过大，超过了额定了电流运行或者轴承发热进行热传递到电机绕组。负载大，俗称“小马拉大车”，这时就应该检查负载泵的实际工作情况，很多时候遇到绕组发热，机组的使用人员都怀疑电机的问题，而未检查泵的运行情况。笔者也曾遇到过由于泵叶轮更换，比原来的大1cm，导致负载一直超额定电流，致使电机绕组烧毁的状况。

（4）振动噪声大

振动和噪声是相伴而行的问题，特备是机械噪声，根本的原因就是振动导致。我们在日常修理中把振动噪声导致的原因主要归结为转子动平衡环节，转子不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡。静不平衡导致离心力在两个支架上产生大小相等、相位相同的振动，而动不平衡导致离心力产生大小相等。在实际修理中常见到的不平衡还是混合不平衡，是由残余静不平衡力和动不平衡力偶共同作用在支架上产生的大小不等、相位不同的振动。消除不平衡只有在动平衡专用测试设备上进行加减平衡块进行校验。

在日常修理中引起电机振动的主要原因分析如下：

a）电机拖动的负载传导振动。比如电机拖动海水泵的叶轮或者管路振动引起电机振动;

b）电机与减振结构、电机固定结构固定不牢靠，脚底螺栓松动;

c） 与电机相连接的联轴器有故障，联轴器安装错位、倾斜、间隙过大或磨损严重等都可以造成振动;

d）电机联动部分中心线不重合（对中有问题），主要是组装过程中安装不当造成。

因此，电机在组装前应确定是否对转动部件进行过修复，如修复则需对转子进行动平衡试验，对于与泵刚性连接（同轴、联轴器连接）的要与泵组一起进行动平衡试验，且电机与泵组安装后的固定，一定要经过找正处理才可在船上进行运行试验。

2 结束语

船用三相异步电动机故障现象简单，但故障原因复杂，表象都能够用发热、振动、绝缘低来概括。电机出厂的试验为空载试验，所以许多在带载过程中出现的故障在出厂时并未表现出。本文在简单的故障表象上分析了电机故障的各方面原因，明晰了电机在维修、组装、试验过程的注意事项，尤其是间隙配合的具体要求，为船用三相异步电动机修理质量的提高提供了参考。

参考文献：

[1] 崔和平.电动机振动原因及故障处理方法[J].中国新技术新产品，2011，（4）：270-270

[2] 沈标正.电机故障诊断技术[M].北京：机械工业出版社，1997.46-50

（青岛前进船厂，山东 青岛 266000）