电动机在生产过程中的常见问题及解决方案全解.docx
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电动机在生产过程中的常见问题及解决方案全解
渤海船舶职业学院
毕业设计（论文）
题目：
电动机在生产过程中的常见问题及解决方案
系：
机电工程系专业：
机电一体化
姓名：
杨昊达指导教师：
刘凯
班级：
12G451评阅教师：
刘凯
学号：
24完成日期：
2015-04-12
摘要•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
关键词•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
一、研究任务••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1、课题内容••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
2、课题要求••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
二、电动机的选用••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
1、电动机的工作环境•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
2、电动机的工作制•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
3、变频电动机的工作频率•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
4、电动机的起动次数换算•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
5、电动机的功率选用•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
三、三相异步电动机电机启动常见故障及解决方案••••••••••••7
1、交流电动机在运行中由于摩擦、振动、绝缘老化等原因造成的故障的检查方法•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
2、电动机绕组局部烧毁的原因及对策•••••••••••••••••••••••••••••8
3、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁的原因及对策•••••••••••••••10
4、其他常见问题汇总及解决方案•••••••••••••••••••••••••••••••••11
四、直流电动机的常见故障及修···································14
1、直流电动机的工作原理········································14
2、电枢绕组接地故障的检修······································16
3、电枢绕组断路故障的检修······································17
4、换向器故障的检修···········································18
（1）片间短路故障·············································18
（2）换向器接地故障···········································19
（3）云母片凸出···············································19
5、电刷中性线位置的确定及电刷的研磨····························19
（1）确定电刷中性线的位置····································19
（2）电刷的研磨··············································20
6、直流电动机的常见故障及排除·································20
五、结束语·······················································22
六、心得会······················································22
七、致谢·······················································23
八、参考文献····················································24
生产过程中电动机常见的一些问题及解决方案
摘要
电动机在人们的工农业生产中发挥着巨大的作用，在生产过程中发挥着极其重要的作用，同时给人们的生活带来了极大的便利。
但由于大部分电动机使用年限较长，且不少电动机长年累月运行在较恶劣的环境中，电动机烧毁的事故常有发生，而且呈上升趋势，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。
结合生产运行与检修实践对生产过程中电动机常见的一些问题及解决方案检修工艺标准工艺卡作一简要分析和介绍，希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。
关键词：
交直流电动机；常见故障及解决方案
一、研究任务
1、课题内容
电动机常见的一些问题及解决方案。
2、课题要求
通过自己的亲身经历，善于发现实际生产中所遇到的问题，并养成解决问题的好习惯，然后总结经验，改变和完善自身的不足，最后达到成绩的进步和层次的提高，争取对社会做出自己那微不足道的贡献。
二、电动机的选用
1、电动机的工作环境
1）最高环境空气温度
一般起重用电动机最高环境空气温度不超过40℃；冶金用电动机最高环境空气温度不超过60℃。
2）海拔
电动机工作地的海拔一般不超过1000m。
超过1000m使用时，高于海拔1000m的环境温度必须补偿量为每高出100m降低1%温升限值，则运行地点的最高环境温度见表1。
表1假定的最高环境温度
海拔
F级（起重电机）
H级（冶金电机）
1000m
40℃
60℃
2000m
30℃
48℃
3000m
19℃
35℃
4000m
9℃
23℃
如环境温度超过上表温度值，则选型时可选大一个功率等级的电机。
3）电动机的周围空气不应含有腐蚀性、可然性及爆炸性气体。
4）用于亚热带、沿海地区应适用热带或三防电机。
5）对具有凝露环境的地方、应选用有防冷凝加热器的电机。
2、电动机的工作制
电动机的工作制分为：
短时工作制S2；断续周期工作制S3、S4、S5；连续工作制S1及其他非周期性工作制。
短时工作制的持续时间为：
30min和60min。
断续周期工作制的每一工作周期的时间为10min。
负载持续率分为：
15%、25%、40%、60%和100%，以40%为基准负载持续率。
电动机每小时起动次数：
S3工作制为6次；S4、S5工作制分150、300和600次三个等级
3、变频电机的工作频率
变频电机一般设计以50Hz为基准点5（3）～50Hz为恒转矩调速，50～100Hz为恒功率调速，选用时应充分考虑最低工作频率。
4、电动机的起动次数换算
电动机从静止状态起动，达到额定转速称为一次起动，若电动机转速没达到额定转速即停止运转，称为点动。
点动：
最终转速不超过额定转速的25%；电制动：
制动到额定转速的33.3%。
选用电动机时，各种起动及制动状态均要按等效发热折算成每小时等效全起动次数，以该等效全起动次数确定电动机的定额。
折算的方法：
点动四次相当于1次全起动；电制动1次相当于0.8次全起动。
折算典型例子见表2。
表2
工作方式
起制动状态
热等效全起动次数
每小时起动次数
每小时点动次数
每小时制动次数
每小时制动并反转次数
S3
S3
S3
6
4
2
0
8
8
0
0
2
0
0
0
6
S4
S4
S5
S5
S5
150
100
80
65
30
0
200
0
130
160
0
0
85
65
30
0
0
0
0
30
150
S4
S4
S5
S5
S5
300
200
160
130
60
0
400
0
260
320
0
0
160
130
60
0
0
0
0
60
300
S4
S4
S5
S5
S5
600
400
320
260
120
0
800
0
520
640
0
0
320
200
120
0
0
0
0
120
600
5、电动机功率的选用
1）起重机用电动机功率的计算
（1）负载持续率Fc的选择
起重机械类型不同，负载持续率也不一样，通常如表3所示。
表3
类型
轻
中
重
特重
Fc%
15
25
40
60
起重机械种类
手动和吊钩起重机
抓斗、冶金及热加工专用桥式起重机，龙门吊，装卸桥等。
（2）初算电动机功率P2
P2=（FV*10-8）η或P2=（TL-n）/9555η（kW）
式中n——起重机转速（r/min）；TL——回转阻力矩（N·m）；V——起重机的运动速度（m/s）；F——沿运动方向的运动阻力（N）。
对于起重机各种行走机构
F=GΣ（c+7V）·9.8（N）
式中GΣ——运动部分总量重量（kg）；c——行走阻力系数，采用滚动轴承时，c=10～12；采用滑动轴承时，c=20～25。
提升机构：
以额定的提升重量GN（kg）计算，即
F=9.8GN（N）
η——机构的总效率，数值范围如表4。
表4
机构
传动型式
机构总效率
用滚动轴承
用滑动轴承
提升机构
圆柱正齿轮传动
0.8～0.85
0.7～0.8
蜗轮蜗杆传动
0.65～0.7
0.65～0.7
运行机构
圆柱正齿轮传动
0.8～0.9
0.75～0.85
蜗轮蜗杆传动
0.65～0.75
0.65～0.75
回转机构
齿轮传动
0.75～0.85
0.7～0.8
蜗轮蜗杆传动
0.5～0.7
0.5～0.7
（3）功率校验
初算的功率，有时不一定满足电机发热的要求，因此应进行发热校验。
平均损耗法是一种行之有效的校验方法。
短时工作的电机，一般不需要进行发热校验只注意短时过载能力和起动转矩的校验。
选用电动机短时额定时间应大于短时工作时间。
若选用断续工作制电动机作短时工作使用时，其等效额定时间Tstr与Fc的对应关系如表5。
表5
FC（%）
Tstr（min）
15
25
40
15
30
60
若需进行发热校验，可按下式进行：
tc=Tln[ΣP/（ΣP-ΣPN100）]≥t（s）
式中ΣPN100——连续工作制电动机的额定损耗或断续工作制电动机FC=100%时的额定损耗（kW）
ΣPN100=（1/ηN-1）PN100
ΣP——短时负载下功率损耗（kW）；tc——电动机允许的通电时间（s）；t——实际的短时工作时间（s）；
T——电机的发热时间常数（h），对Y系列，T=0.45～0.95。
2）断续周期工作制下电动机功率的一般计算方法
首先根据实际工作的负载持续率FC：
选取接近的电机额定负载持续率FCz。
然后计算电机的等效功率Pe。
电机的实际负载持续率FCz为：
选取电机的额定功率PN≥Pe。
三、三相异步电动机电机启动常见故障及解决方案
一）交流电动机在运行中由于摩擦、振动、绝缘老化等原因造成的故障的检查方法
1、听声音，仔细找故障点交流异步电机在运行中，若发现较细的“嗡嗡”声，没有忽高忽低的变化，是一种正常的声音，若声音粗、且有尖锐的“嗡嗡”、“咝咝”声是存在故障的先兆，应考虑以下原因：
（！
）铁芯松动电机在运行中的振动，温度忽高忽低的变化，会使铁芯固定螺栓变形，造成硅钢片松动，产生大的电磁噪声。
（2）转子噪声转子旋转发出的声音，由冷却风扇产生的，是一种“呜呜”声，著有像敲鼓时的“咚咚”声，这是电机在骤然启动、停止、反接制动等变速情况下，加速力矩使转子铁芯与轴的配合松动所造成的，轻者可继续使用，重者拆开检查和修理。
（3）轴承噪声电机在运行中，必须注意轴承声音的文化，把螺丝刀的一端触及在轴承盖上，另一端贴在耳朵上，可以听到电机内部的声音变化，不同的部位，不同的故障，有不同的声音。
如“嘎吱嘎吱”声，是轴承内滚枪的不规则运动所产生，它与轴承的间隙、润滑脂状态有关。
“咝咝”声是金属摩擦声，一般由轴承缺油于磨所致，应拆开轴承添润滑脂剂等。
2.利用嗅觉，分析故障电机在正常运行中是没有异味的，若嗅到异昧，便是故障信号，如焦糊味，是绝缘物烧烤发出的，且随电机温度的升高，严重时还会冒烟；如油焦味，多半是轴承缺油，在接近干磨状态时油气蒸发出现的异味。
3．利用手感，检查故障用手触摸电视的外壳，可以大致判断温升的高低，若用手一触及电机外壳便感到很烫，温度值很高，应检查原因，如：
负荷过重、电压过高等，然后针对原因排除故障。
二）电机绕组局部烧毁的原因及对策
1.由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。
相应对策：
①尽量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；②检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；③对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。
2．由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。
严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。
轴承损坏一般由下列原因造成：
①轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。
无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。
但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。
②轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。
例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。
③轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。
④由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。
⑤由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。
⑥由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。
⑦轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。
⑧备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。
相应对策：
①卸装轴承时，一般要对轴承加热至80℃~100℃，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。
②安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。
③尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。
④组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。
⑤电机外壳洁净见本色，通风必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。
⑥禁止多种润滑油脂混用。
⑦安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。
⑧对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。
3．由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。
相应对策：
电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。
检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，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。
动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。
电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。
4．由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或对地短路等现象使绕组局部烧毁。
相应对策：
①尽量避免电动机过载运行。
②保证电动机洁净并通风散热良好。
③避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。
5．电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）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，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。
相应对策：
①尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。
②保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。
三）三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策
如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），一般都是因为缺相运行所致。
在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。
如图1所示为三相异步电动机绕组为△接法的情况：
图2 Y接法电动机缺相运行示意图
当电机不论何种原因缺相后（如图1b所示），电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。
如图2所示为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：
电源缺相后（如图2b），电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时烧坏。
图1 △接法电动机缺相运行示意图
这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。
因此，电源缺相时电动机不能启动。
但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。
相应对策：
无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏。
与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。
特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。
其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。
所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。
尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。
杜绝缺相运行。
四）常见问题汇总，详见附表。
附表:
三相异步电动机常见故障及处理方法
序号
故障现象
故障原因
处理方法
1
通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。
1．电源未通（至少两相未通）；
2．熔丝熔断（至少两相熔断）；
3．控制设备接线错误；
4．电机已经损坏。
1．检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；
2．检查熔丝型号、熔断原因，更换熔丝；
3． 检查电机，修复。
2
通电后电动机不转，然后熔丝烧断。
1．缺一相电源，或定子线圈一相反接；
2． 定子绕组相间短路；
3． 定子绕组接地；
4．定子绕组接线错误；
5． 熔丝截面过小；
6． 电源线短路或接地。
1．检查刀闸是否有一相合
好，或电源回路有一相断线；消除反接故障；
2． 查处短路点，予以修复；
3． 消除接地；
4． 查出误接，予以更正；
5． 更换熔丝；
6． 消除接地点。
3
通电后电动机不转，有嗡嗡声。
1．定子、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；
2．绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；
3．电源回路接点松动，接触电阻大；
4．电动机负载过大或转子卡住；
5． 电源电压过低；
6．小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬，轴承卡住。
1．查明断点，予以修复；
2．检查绕组极性；判断绕组首末端是否正确；
3．紧固松动的接线螺栓，用万用表判断各接头是否假接，予以
修复；
4．减载或查出并消除机械故障；
5． 检查是否把规定的△接法误接为Y接法；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正；
6． 重新装配使之灵活；更换合格油脂，修复轴承。
4
电动机起动困难，带额定负载时，电动机转速低于额定转速叫多。
1．电源电压过低；
2．△接法误接为Y接法；
3．笼形转子开焊或断裂；
4．定子、转子局部线圈错接、接反；
5．电机过载。
1．测量电源电压，设法改善；
2．纠正接法；
3．检查开焊和断点并修复；
4．查出误接处，予以改正；
5．减载。
5
电动机空载电流不平衡，三相相差大。
1．绕组首尾端接错；
2．电源电压不平衡；
3．绕组有匝间短路、线圈反接等故障。
1、检查并纠正；
2、测量电源电压，设法消除不平衡；
3、消除绕组故障。
6
电动机空载电流平衡，但数值大。
1．电源电压过高；
2．Y接电动机误接为△接；
3．隙过大或不均匀。
1．检查电源，设法恢复额定电压；
2．改接为Y接；
3．更换新转子或调整气隙。
7
电动机运行时响声不正常，有异响。
1．转子与定子绝缘低或槽楔相擦；
2．轴承磨损或油内有砂粒等异物；
3．定子、转子铁心松动；
4．轴承缺油；
5．风道填塞或风扇擦风罩；
6．定子、转子铁心相擦；
7．电源电压过高或不平衡；
8．定子绕组错接或短路。
1．修剪绝缘，削低槽楔；
2．更换轴承或清洗轴承；
3．检查定子、转子铁心；
4．加油；
5．清理风道，重新安装风罩；
6．消除擦痕，必要时车小转子；
7．检查并调整电源电压；
8．消除定子绕组故障。
8
运行中电动机振动叫大。
1．由于磨损，轴承间隙过大；
2．气隙不均匀；
3．转子不平衡；
4．转轴弯曲；
5．铁心变形或松动；
6．联轴器（皮带轮）中心未校正；
7．风扇不平衡；
8．机壳或基础强度不够；
9．电动机地脚螺丝松动；
10．笼形转子开焊、断路、绕组转子断路；
11．定子绕组故障。
1．检查轴承，必要时更换；
2．调整气隙，使之均匀；
3．校正转子动平衡；
4．校直转轴；
5．校正重叠铁心；
6．重新校正，使之符合规定；
7．检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；
8．进行加固；
9．紧固地脚螺栓；
10．修复转子绕组；
11．修复定子绕组。
9
轴承过热。
1．润滑脂过多或过少；
2．油质不好含有杂质；
3．轴承与轴颈或端盖配合不当；
4．轴承盖内孔偏心，与轴相擦；
5．电动机与负载间联轴器未校正，或皮带过紧；
6．轴承间隙过大或过小；
7．电动机轴弯曲。
1． 按规定加润滑油脂（容积的三分之一至三分之二）；
2．更换为清洁的润滑油脂；
3．过松可用粘结剂修复；
4．修理轴承盖，消除擦点；
5．重新装配；
6．重新校正，调整皮带张力；
7．更换新轴承；
8．矫正电机轴或更换转子。
10
电动机过热甚至冒烟。
1．电源电压过高，使铁心发热大大增加；
2．电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；
3．定子、转子铁心相擦，电
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