臧彩虹

（红云红河集团红河卷烟厂复烤部，云南弥勒 652399）

1 三相异步电机故障及分析

查阅相关文献发现，三相电机运行故障中85%是电气故障，15%是机械故障和其他原因造成的故障[1]。

1.1 电机机械故障

电机的功能是在高速运行过程中将电能转化为机械能。对于机械故障，有15%机械故障属于异常振动和异常响声两个方面[2]。机械故障主要由转子与定子摩擦，轴承磨损，机座、抱闸、机盖变形等引起。

（1）异常振动且电机温度正常故障，常伴有异常振动和撞击声音。这类故障主要原因有：电机的基础与底座固定架连接松动、联轴器磨损、转子变形、轴承缺油、轴承端盖间隙过大、转子冷却风扇碰壳。处理方法简单容易：电机或静动平衡校正，碰撞或相互干涉的零件更换和矫正。

（2）异常振动且电机温度升高故障。检查方法是查找电机的温度升高位置，电机轴承，定子、转子与外壳等部位有无异常变化。如果发现轴承附近过热，应立即停机检查，重点是轴承的滚动体、滚道表面有无裂纹、划伤或缺油。解决方法：①若轴承出现裂纹，需要更换轴承；②如果定子、转子摩擦或端盖轴承孔与机座止口不同心，则需要清洗轴承，加入符合该电机允许的润滑脂，必要时更换轴承或者端盖。

1.2 电机电气故障

1.2.1 电机运行中温度故障

三相电机温度高可以采用手摸，原因可能有：①电源供电问题，例如，电压过高、电压过低、电机缺相运行；②电机超负荷工作；③电机定子、转子以及绝缘问题；④电机散热不佳。按照电机铭牌检查三相电机，某三相异步电机由昆明电机厂生产，参数：型号Y2-225S-4，功率37 kW，频率50 Hz，额定电流69.9 A，额定电压380 V，绝缘等级F，功率因数0.85，重量280 kg，额定转速1475 r/min，效率0.9。

（1）电源供电问题。电压过高、过低和电压不平衡都会导致电流升高，引起电机发热。一般采用万用表测量，要求电源电压波动不超过±5%，改善供电可以解决。针对电机缺相问题，例如，星型接法，如果缺1相，其余电流会增大1.7倍，且启动时电流是额定电流的6倍，电机很快因过流而急速升温。原因可能有：缺相、熔断器开路、接触器或者触点损坏，以及闸刀接触故障。使用万用表测量三相电压是否平衡，可以发现是否缺相。

（2）电机处于超负荷工作状态。三相电机负载过重，会导致定子中电流增加，绕组过热。原因是轴承磨损、轴承润滑不足、电机卡塞和电机轴承润滑破坏等。应采取措施查明原因，恢复电机正常运行。

（3）电机定子、转子以及绝缘问题。三相电机长期处于运行状态，如果绝缘电阻值不符合要求或者绝缘电阻降低，原因一般有：①电机受潮；②电机绕组老化；③轴承漏油和绕组上灰尘过多；④引出线和接线盒内绝缘不良；⑤摩擦产生的铁屑落入绕组内部，造成转子绝缘电阻降低。检测方法：利用摇表（兆欧表）测量，保持摇表水平，当转速到120 r/min保持匀速，如果电阻值低于0.5 MΩ（电机绝缘电阻值规定：400 V以下电机要求不小于0.5 MΩ），说明电机绕组绝缘性下降。分析和处理：①外接线绝缘套管老化、开裂；②长时间使用，绕组绝缘老化；③绕组受潮，可以利用灯泡烘干方法解决，也可以采用铜损加热法，烘干温度不得高于80 ℃，直流电不得高于额定直流电的50%；④烟尘或者铁屑导致绝缘下降，可以采用皮球吹气除尘解决。

（4）电机散热不佳。首先判断是电机通风道堵塞和风扇损坏，应及时清扫。其次是绕组表面覆盖烟尘和油污，影响散热。这些故障都可以通过清理异物来解决。如果是环境温度过高，应采取降温措施来解决。

1.2.2 电机运行中异味故障

电机运行中出现异味，表明电机内部即将出现故障。应该及时断电检查。①烟味，说明烟叶进入电机；②油漆味，说明内部绕组温度过高；③浓烈的烧焦味，说明绝缘层被击穿。处理方法：及时断电，参照1.2.3方法逐一检查，排除故障。

1.2.3 电机运行中冒烟

三相电机运行中出现冒烟，说明内部温度异常升高，原因有：①风道有异物或者通风不畅；②转子和定子故障；③供电异常。具体分析如下：

（1）电机过载，负载过重导致绝缘线冒烟。

（2）环境温度高，且电机风叶损坏和风道堵塞。

（3）电源电压过高，定子中绕组电流升高，根据电机发热公式Q=I2Rt，电机的发热量正比于电流的平方。因此，电机各部分温度急剧升高，使铁芯发热大大增加。

（4）电源电压过低，旋转磁场减弱导致电机转矩不足。因为电磁转矩与电源电压平方成正比，这会造成电机启动困难。

（5）电机频繁启动。电机启动需要较大电流，且功率越大就需要更大的启动电流。因此，电气频繁启动，则电机易冒烟，甚至烧毁。

（6）缺相导致温度升高冒烟。

（7）笼型转子断条[3]。直观感受是机身振动且伴有噪声。电机转速降低，且随负载增加而迅速下降，甚至负荷无力。空载电流增加，电流表指针周期性摆动，严重时无法启动。原因有：定子浇铸质量不佳；频繁启动的负荷冲击；操作不当和违章操作；使用过程负载过大，造成转子槽内导条烧断；使用场所对电机的腐蚀。

（8）绕组重绕后，定子线圈浸漆不充分，导致绕组间绝缘性能下降或者定子绕组内部短路。

（9）电机风扇故障，通风不良。定子绕组故障，如相间、匝间短路，定子绕组内部连接错误等。

故障排除方法：①机械类故障。清洗电机轴承，恢复正常负载，清除通道烟灰杂物，更换风叶降低温度。转子断条解决方法是更换断条；②电气类故障。如果是缺相和绕组短路，按照前面技术路径解决。恢复额定电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、△接法错误引起，则应改正接法；局部短路可采用真空浸漆及二次浸漆工艺；按照规定次数启动，避免频繁启动。

1.2.4 绕组对地短路故障

电机绕组对地短路故障将严重影响设备和人身安全。表现为电机空载无法启动，熔丝熔断，开关跳闸，触电伤人。主要原因如下。

（1）绕组短路至绝缘破坏。

（2）自然环境如潮湿、灰尘或者异物等造成电机绝缘性能下降，对地短路。

（3）转子上的旋转结构件松动或脱落，刮破电机绕组绝缘结构。

解决办法：首先测量电机绕组的绝缘电阻，如果阻值低于0.5 MΩ，说明电机定子绕组受潮，绝缘降低，可采用通电法、氮气吹除法干燥。如果电机绝缘电阻下降幅度不大，则与电机使用环境潮湿有关，应对电机绕组进行加热烘干处理或者二次浸漆，并重新测定绝缘电阻。

2 三相异步电机保养方法

复烤部门的电机长期处于满负荷状态且环境灰尘大，定期进行电机保养维护可以延长电机寿命，降低事故发生概率。一般电机需要每隔1～2年进行一次彻底检修。大多数部门也可结合实际生产情况，如果今年已经检修，电机一直处于正常状态，则3年内不需要检修。但是若电机发生故障或者停机，将直接干扰工厂正常生产秩序，耽误复烤烟叶生产任务，损失巨大。因此，要研究与探讨三相异步电机保养与维护方法，最大程度避免电机发生故障。

2.1 三相异步电机拆卸与安装

2.1.1 保养前的工具、材料准备

材料和工具的准备，体现一个工厂的管理规范和技术工人的基本素质。在电机保养过程中，工具的放置、拆卸部件放置规范，现场6S标准清洁和操作人员的行为等都需要按时、按质和按规范操作完成。三相异步电机的保养需要使用的工具有：开口扳手、梅花扳手、活动扳、套筒扳手、内六角扳手、大小十字一字起刀、铜棒、平口錾子、卡簧钳（内外卡）、毛刷、拉马、轴承加热器，如图1所示。保养所需材料有：手套、轴承润滑脂、塑料盆、轴承清洗剂、砂纸、棉纱、擦拭纸、油性记号笔，如图2所示。

图1 保养工具

图2 保养所需材料

2.1.2 电机的拆卸步骤

电机拆卸规范操作：①分断隔离开关，挂牌、拆线；②拆卸防护罩、带轮，调整位置；③拆下风扇罩，取出卡簧或定位销，用拉马拉出风扇和抱闸机构；④拆卸前后端盖；⑤电机转子脱出。

（1）拆卸前后端盖的难点主要体现在电机后端端盖拆卸和电机后端轴承拆卸。如图3a所示，电机后端部分包括风扇、抱闸机构和电机后端端盖，其中抱闸电源电缆连接到电机接线盒内。因此先拆卸电机风扇，再拆卸抱闸机构。在这个过程中，电机抱闸线圈线电缆、电机后端端盖，由于受力不平衡，要小心谨慎，团队合作，必要时用铜棒敲打端盖。

（2）电机转子脱出。如图3b所示，用合适的拉马扣住电机后端端盖耳朵，由于后端端盖受力均匀，可以较轻松地把电机转子从电机线圈中脱出。

（3）电机后端轴承拆卸。如图3c所示，电机后端轴承前面有个间隙很小的齿轮，需要在轴承与齿轮之间嵌入一个特殊的平面环形拉马。然后再用拉马拉拨，直至齿轮拆除，最后再用拉马取出后端轴承。

2.1.3 电机的安装

（1）检查电机定子内部是否有摩擦痕迹、是否有异物，清洁灰尘、油污。

图3 前后端盖的拆卸

（2）将电机转子按原来的方向放入定子内，注意方向不能装反。放入转子时需要小心，不要让转子擦伤定子线圈漆包线油漆。

（3）按原来的记号，安装电机两端盖，上紧后还需转动一下电机轴，确认转动是否灵活。

（4）安装风扇，有卡簧、销钉的一定不要漏装。安装风扇罩，手动转动电机确认是否灵活，风扇是否会接触风扇罩。

2.2 电机保养

2.2.1 轴承的故障分析和保养方法

（1）轴承故障分析。轴承性能分析方法有轴向间隙判断，油封、油脂的判断，轴承振动，轴承颜色、轨道判断。①轴承疲劳剥落和磨损。该故障能产生冲击脉冲，频率可从直流延展到100～500 kHz。磨损振动信号呈现较强的随机性，峰值与方均根值的比值一般在5.5～6；②胶合。开始时振动加速度略微下降，温度缓慢上升，此后振动加剧而温度略微下降，最后是温度和振动急剧上升，直至发生胶合。此时频繁的金属间直接接触及滑动，润滑剂将会发生炭化，产生胶合问题；③轴承变色。轴承、滚珠、夹持器、内外钢圈等因受热而变成紫蓝色，此时轴承的硬度因退火而降低，其使用寿命和机械强度会缩短，肉眼容易分辨；④轴承珠痕。滚道产生永久变形，称为珠痕。原因是轴承安装方法不正确，传动胶带拉得太紧[4]。

（2）轴承的保养方法。①轴承清洗、润滑。用棉纱、擦拭纸擦净轴承内能擦到的润滑脂；用轴承清洗剂洗净轴承油，清洗干净后，检查轴承转动是否平滑；用空压气吹出残留的清洗剂，注意吹扫时不要让轴承高速运转，避免加速轴承磨损；②润滑脂的更换。对于双面密封的轴承，润滑脂加注量占轴承内部空间的40%～50%即可，对于无密封的轴承，加脂量占轴承内部空间的60%左右。若润滑脂量不足，则不能保证正常润滑效果。若润滑脂量过多，一方面轴承在运转过程中会甩出润滑脂，造成轴承内润滑脂不足；另一方面润滑脂在轴承内的阻力增大，润滑脂的内磨擦子增大，使得温度升高，加速润滑脂的变质和溢出，加速轴承磨损速度；③轴承安装。较小轴承的安装使用专用的轴承装配工具，用力均匀且不伤及线圈、轴及轴承的工作面等；较大轴承的安装使用轴承加热器加热至80～90 ℃，趁热用手套包住轴承，有字的一面向外，一次将轴承安装到位。

2.2.2 电机抱闸的拆装保养及间隙调整方法

（1）如图4a所示，电机抱闸由制动线圈、制动端盖、压力盘、摩擦片、手动释放机构、制动盘和制动弹簧构成。依次取出各部件，使用空压及毛巾清洁抱闸内部各配件表面粉末、灰尘等。

（2）如图4b所示，制动线圈和发热线圈表面烧灼严重，制动盘磨损裂纹明显，需更换相关配件。

（3）使用塞尺沿抱闸3个定位螺栓孔测量抱闸圆周各点的间隙大小，将3点间隙统一调整到0.5 mm，保证间隙均匀且符合规定值。

（4）恢复电机抱闸的安装。使用内六角扳手手动释放抱闸，并转动抱闸检查是否脱闸，抱闸的转动是否有摩擦，转动顺滑是否灵活、卡阻等，最后安装抱闸保护橡胶套。最后，上电测试抱闸工作及确认有无异常刺耳等声音现象。

图4 电机抱闸部件组成

2.2.3 电机接线部分的保养

电机接线部分的保养，主要是检查电机的进线和引出线是否正常。若电机引出线的线鼻子压接不良，就会发热，热量通过接线柱、压紧螺母、垫片等传到进线上，导致进线线鼻子发热变色，甚至烧焦进线。

3 结语

需要树立安全意识，牢记安全规范。为保证电机安全运行，日常维护、定期检修需要做到以下5点。

（1）建立完善的电机设备档案，或者设备档案APP，方便职工调阅。

（2）加强安全意识教育，责任到人，巡检设备运行状态。

（3）制定设备生命期的保养及检修计划，检修档案。

（4）日常密切注意电机温度、振动、声音、通风环境、轴承等运行情况。

（5）完善的故障上报制度。