电动机故障分析与维护.docx

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电动机故障分析与维护

兰州理工大学

毕业论文

姓名：

宋惠平

专业：

电气工程及其自动化

毕业年限：

2.5年

题目：

电动机故障与维护分析

电动机故障与维护分析

摘要

在现代化生产程度较高的今天，电动机在工农业社会生产中发挥着重要的作用。

但是，电动机在使用过程中时常会发生各种各样的故障。

给人们的生活带来极大的不便本文重点分析了电动机的一些常见故障，以及针对这些故障的一些日常维护措施。

由于电气控制系统的安全保障，在安全管理中占有非常重要的地位。

因此，电气控制系统必须在安全可靠的前提下，满足生产工艺要求，为此在电气控制系统的设计和运行中，必须考虑系统发生各种故障和不正常工作情况的可能性，在控制系统中设置有各种保护装置。

保护环节是所有电气控制系统不可缺少的组成部分。

本文也着重分析了低压电动机所常用控制系统中设置有各种保护装置。

关键词电动机故障分析维护保护装置电气控制系统

目录

一、电动机常见故障分析4

（一）、启动故障分析4

（二）、运行中的故障分析5

1、机械故障5

2、电气故障5

二、电动机的日常维护6

三、低压电动机各种保护装置7

（一）短路保护7

（二）过电流保护7

（三）过载保护8

（四）失电压保护8

（五）欠电压保护9

（六）过电压保护9

（七）断相保护9

（八）弱磁保护10

（九）其他保护10

参考文献10

电动机故障与维护分析

电动机在社会工农业生产中，被当做动力装置广泛使用。

但是，在整个使用过程中，经常会发生诸多故障，尽管其机械故障的出现率较低，但如若不能及时得到处理，将会引起更大的不便。

因此，除了及时的检修之外，电动机的日常维护也是相当重要的。

一、电动机常见故障分析

（一）、启动故障分析

当电器设备接通电源之后，电动机不工作且无声响，则原因有三。

其一是电源线断路或者保险丝被烧断，这时首先要检查的就是有无电机电源来电电压，其次检测电机插头处有无电阻，最后检测电机端口的绕组电阻，为保证电动机的正常工作，应经常检测来电电源、保险、电源进线。

其二是与电动机相匹配的电器设备，若电风扇、洗衣机等电机采用的均是电容器启动运转，电冰箱、冷柜等采用的则是电阻分相启动运转，因此，一旦启动电容器或者分相电阻被损，电动机就无法进行正常工作。

这种情况下，首先在检测前要先排除电路中电容器或者分相电阻故障后，再开始检查电机的故障。

其三是电动机内部绕组短路，导致局部绕组被烧毁，使电动机停止运转工作。

一旦怀疑是电动机本身的原因时，最简单可行的方法是使用万用表电阻档检测各个绕组阻值便可知晓。

首先，用万用表区分判断出电动机的三根引出线ABC。

以洗衣机为例，当测量到电动机引出线AB之间的阻值在95欧姆，BC之间阻值在130欧姆，AC之间阻值在l2欧姆时，则可判断出C是中性线，AC是运行绕组，BC是启动绕组。

以上所测到的均是电动机绕组的正常绕组阻值，若发生短路，则电阻阻值都将小于正常值，电动机的绕组存在故障。

再以电冰箱为例，一般电动机启动绕组无短路情况，电阻值大约在23欧姆上下，运行绕组无短路情况，电阻值大约在l0欧姆下，启动、运行串接绕组阻值在大约35欧姆。

（二）、运行中的故障分析

电动机在运行过程中的故障主要分为两种，即机械故障和电气故障。

1、机械故障

机械故障主要包括：

扫膛、振动、轴承过热、损坏等。

异步电动机定、转子间的气隙比较小，因此很容易导致电动机定、转子的碰撞。

一般端盖轴室内孔磨损或者端盖止口、机座止口磨损变形，则会使转子、端盖、机座不同轴而引起扫膛。

振动故障则应首先区分是电动机本身的故障还是由于传动装置不好引起的，或者是由机械的负载端传递来的，然后根据不同的情况进行故障排除。

如果是电动机本身引起的故障，大多是由于转子的动平衡性不良、轴承不良、转轴弯曲或者转子、端盖、机座不同轴，或者电动机的安装地基不平整，或者安装不规范，紧固件松动等原因造成的。

振动故障会产生噪音和额外负荷。

电动机若在通电后转动无力缓慢，原因有多方面。

是否电动机电容器容量不足、漏电严重、电源电压过低，或者转子的铝条有缩孔断裂，或者定子绕组接法错误，应检查并改正接法，或者轴承磨损过大，造成定、转子相擦等等，尤其是洗衣机的电动机，因为经常启动与正反交替运转，转子铝条的感应电流大，因此致使电磁力增大，产生转子铝条断裂，导致电动机运转缓慢无力，甚至转子发热，产生电火花，烧坏绕组线包。

2、电气故障

电气故障主要包括：

绕组短路和接地、绕组过热和转子断条、定子绕组缺相运行、定子绕组首尾反接、三相电流不平衡等。

其中，定子绕组缺相运行是常见故障之一，总电源线路上因其它设备故障引起一相断电接在该电源线路上的其它三相设备就会缺相运行，一相熔丝接触不良（如螺丝未拧紧）、熔丝氧化严重或受机械损伤（特别是安装时的人为损伤），使一相熔丝提前熔断或者起动设备的闸刀或触头有一相接触不良或未接触上，如触头烧伤或松脱落以及电机一相绕组断路，或接线盒内一相接头松脱都有可能造成缺相运行。

如果三相电动机缺一相电源后在停止状态，合成转矩为零而无法启动，此时电流比正常工作时大很多，因此，此时通电源时间过长、频繁接通电源启动会烧毁电动机如果在运行时电动机缺一相，负载转矩小，尽管速度变慢且有异常声音但还能继续运转。

如果三相绕组首尾接错，通电后会有三相电流不平衡、温升剧增、振动加剧等现象出现。

若保护装置不动作，电动机绕组很容易被烧毁，因此必须在分清楚电动机的出线端首尾后再通电运转。

分析三相电流不平衡的原因，主要是由于电动机外部的电压不平衡引起的，而内部原因则主要是绕组匝间短路或者电动机修理时由于绕组匝数或接线错误引起的。

绕组短路、接地均会引起电流过大，短路故障可以在降低定子绕组电压后通过测量电流或者其直流电阻来判断。

接地故障则可以通过兆欧表检测。

电动机过度升温，既有自身质量问题，电机外部的因素（如电源供电质量差、负载过大、环境温度高和通风不良等等）。

自身原因如长期超负荷工作，散热性差，导致电动机绕组被局部烧毁等。

电动机过度升温最大原因是绕组匝之间的短路，因此此类故障发生时应首先拆开电动机机壳，检查绕组发生故障的具体位置。

若线包没烧毁问题，则将定子放入绝缘漆中进行处理再烘干。

若线包有局部烧毁问题，且短路点在定子的槽内，则必须更换线包。

外部原因有：

环境温度商，电动机表面污垢多，或通风道堵塞或电动机风扇故障，通风不良等等

二、电动机的日常维护

（一）保持使用环境的干燥，保持电动机表面的清洁。

保证进风口不受灰尘纤维等的阻碍。

（二）电动机热保护若连续动作时，首先确定无电压过低、电动机缺相、机械负荷过大、机械卡堵等故障后方可投入运行。

（三）保证电动机运行过程中的润滑，电动机一般运行5000h左右，即应及时补充或者更换润滑脂，运行过程中如果轴承过热、润滑变质，则应及时更换润滑油。

在更换时，首先除去旧的润滑脂，轴承和轴承盖的油槽要用煤油洗干净后，接着将润滑脂填充到轴承内外圈间空腔，转速小于1500r／min轴承腔填充2／3；1500—2890r／min填充量1／2。

（四）当电动机的轴承无法再继续使用时，其运行时振动、噪声将会明显增大，此时在检查轴承径向游隙一定数值时，即应更换电动机轴承。

其振动标准应符合：

转速3000r/min，振动不超过0.06mm，转速1500r/min，振动不超过0.10mm，转速1000r/min，振动不超过0.13mm，转速750r/min，振动不超过0.16mm。

（五）检查外壳和轴承的温度是否正常，没有烫手感为正常，否则为过热。

滑动轴承温度不应超过80℃,滚珠轴承温度不应该超过100℃。

（六）如果要拆电动机，则首先应该做好标记，按标记顺序顺序进行拆卸，可以从轴伸端取出转子，也可以从非轴伸端取出转子若没必要卸下电动机风扇，则从非轴伸端取出转子更为便利，而从定子中取出转子时，要小心防止定子绕组、绝缘不受损坏。

（七）在更换绕组时，首先应该把原绕组的连接形式、尺寸、匝数等记录下来，如果相关数据丢失时，应立即向原制造厂索要，不能随意更改绕组原设计，否则会造成电动机性能的恶化，严重时无法再继续使用可见，电机在运行中故障种类很多。

有些故障现象虽然很相似，但产生的原因却不大一样。

因此，只有深刻理解和体会电机发生故障真实原因，才能迅速采取有效的对策排除电机的故障。

三、低压电动机各种保护装置

（一）短路保护

当电器或线路绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误将产短路保护当电器或线路绝缘遭到损坏、负载短路、接线错误将产生短路现象。

短路时产生的瞬时故障电流，可达到额定电流的十几倍到几十倍，使电气设备或配电线路因过流而产生电动力继而损坏，甚至因电弧而引发火灾。

短路保护要求具有瞬动特性，即要求在很短时间内切断电源。

短路保护的常用方法。

有熔断器保护和低压断路器保护。

（二）过电流保护

过电流保护，是区别于短路保护的一种电流型保护。

所谓过电流，是指电动机或电器元件超过其额定电流的运行状态，一般比短路电流小，不超过6倍额定电流。

在过电流情况下，电器元件并不马上损坏，只要在达到最大允许温升之前，电流值能恢复正常，还是允许的。

但过大的冲击负载，使电动机流过过大的冲击电流，以致损坏电动机。

同时，过大的电动机电磁转矩，也会使机械的传动部件受到损坏。

因此，要瞬时切断电源。

电动机在运行中产生过电流的可能性，要比发生短路的可能性大。

特别是在频繁启动和正反转、重复短时工的电动机中更是如此。

过电流保护，常用过电流继电器来实现，通常是过电流继电器与接触器配合使用，即将过电流继电器线圈，串接在被保护电路中，当电路电流达到其整定值时，过电流继电器动作，而过电流继电器常闭触头串接在接触器线圈电路中，使接触器线圈断电释放，接触器主触头断开来切断电动机电子异步电动机的控制电路中。

若过电流继电器动作电流为源。

这种过电流保护环节，常用于直流电动机和三相绕线转作用。

1.2倍电动机启动电流，则过电流继电器亦可实现短路保护

（三）过载保护

过载保护，是过电流保护中的一种。

过载是指电动机的运行电流大于其额定电流，但在1．5倍额定电流以内。

引起电动机过载的原因很多，如负载的突然增加，缺相运行或电源电压降低等。

若电动机长期过载运行，其绕组的温升将超允许值而使绝缘老化、损坏。

过载保护装置，要求具有反时限过特性，且不会受电动机短时过载冲击电流或短路电流的影响而瞬时动作，所以通常用热继电器作过载保护。

当有6倍以上额定电流通过热继电器时，需经5s后才动作。

这样在热继电器未动作前，可能使热继电器的发热元件先烧坏，所以在使用热继电器作过载保护时，还必须装有熔断器或低压断路器的短路保护装置。

由于过载保护特性与过电流保护不同，故不能用过电流保护方法来进行过载保护。

（四）失电压保护

电动机应在一定的额定电压下才能正常工作，电压过高、过低或者工作过程中非人为因素的突然断电，都可能造成生产机械损坏或人身事故，因此在电气控制电路中，应根据要求设置失电压保护、过电压保护和欠电压保护。

电动机正常工作时，一旦电源电压恢复时，如果因为电源电压消失而停转，有可能自行启动。

电动机的自行启动，将造成人身事故或机械设备损坏。

为防止电压恢复时电动机自行启动或电器元件自行投人工作而设置的保护，即为失电压保护。

采用接触器和按钮控制的启动、停转，就具有失电压保护作用。

这是因为当电源电压消失时，接触器就会自动释放而切断电动机电源，当电源电压恢复时，由于接触器自锁触头已断开，不会白行启动。

如不是采用按钮而是用不能自动

复位的手动开关、行程开关来控制接触器，必须采用专门的零电压继电器。

工作过程中一旦失电，零电压继电器释放，其自锁电路断开，电源电压恢复时不会自行启动。

（五）欠电压保护

电动机运转时，电源过分降低引起电磁转矩下降，在载转矩不变情况下，转速下降，电动机电流增大。

此外，由于负电压的降低引起控制电器释放，造成电路不正常工作。

因此，当电源电压降到60％～80％额定电压时，将电动机电源切除而停止工作。

这样的保护，即为欠电压保护。

除上述采用接触器及按钮控制方式，利用接触器本身的欠电压保护外，还可采用欠电压继电器来进行欠电压保护，吸合电压通常整定为0．8～0．85倍额定电压，释放电压通常整定为O．5—0．7倍额定电压。

其方法是将电压继电器线圈跨接在电源上，其常开触头串接在接触器线圈电路中，当电源电压低于释放值时，电压继电器动作使接触器释放，接触器主触头断开电动机电源实现欠电压保护。

（六）过电压保护

电磁铁、电磁吸盘等大电感负载及直流电磁机构、直流继电器等，在通断时会产生较高的感应电动势，将使电磁线圈绝缘击穿而损坏。

因此，必须采用过电压保护措施。

通常过电压保护，是在线圈两端并联一个电阻，电阻串电容或二极管串电阻，以形成一个放电回路，实现过电压保护。

（七）断相保护

三相异步电动机运行时，如果电源任一相断开，电动机将在缺相情况下低速运转或堵转，定子电流很大。

这是造成电动机绝缘及绕组烧毁的常见故障之一。

因此应进行断相保护，或称缺相保护。

引起电动机断相的原因主要有：

电动机定子绕组一相断线；电源一相断线；熔断器、接触器、低压断路器等接触不良或接头松动等。

断相运行时，线路电流和电动机绕组连接因断相的形式（电源断相、绕组断相等）的不同而不同：

电动机负载越大，故障电流也越大。

断相保护的方法有：

用带断相保护的热继电器、电压继电器、电流继电器与固态断相保护器等。

（八）弱磁保护

直流电动机在轻载运行时，若磁场减弱或消失，将会造成超速运行甚至飞车；直流电动机在重载运行时，若磁场减弱或消失，则电枢电流迅速增加，使电枢绕组绝缘因发热而损坏。

为此应采取弱磁保护。

弱磁保护，是在电动机励磁线圈回路中串人电流继电器磁电流过小，欠电流继电器释放，其常开触头断开，切断接触器线圈，其常开触头串接在电动机电枢回路接触器电路中，当励线圈电路，接触器线圈断电释放，其主触头断开直流电动机电枢回路，电动机断开电源而停转，实现保护电动机的目的。

线圈电路，接触器线圈断电释放，其主触头断开直流电动机电枢回路，电动机断开电源而停转，实现保护电动机的目的。

（九）其他保护

除上述保护外，还有超速保护、行程保护、油压（水压）保护等。

都是在控制电路中串接一个受这些参量控制的常开触头或常闭触头来实现对控制电路的电源控制来实现的。

这些装置有离心开关、测速发电机、行程开关、压力继电器等。

参考文献

[1]杨春荣．电动机的维护与常见故障排障[JJ．科技资讯，2007．

[2]韦海良．电动机常见异常现象及排除方法[J]．科技与经济，2010．

[3]郭亚鹏．电动机常见故障[J]．科学技术，2010．

[4] 李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

[5]高钟毓.机电控制工程[M].北京.清华大学出版社.2002.