糧食加工企業電機常見故障分析與維修方法

 

電動機是驅動機器的主要動力器，也是糧食企業使用最廣泛的基本設備之一，電機故障不僅會影響企業的生產，而且還可能引起重大安全事故。因此，如何及時診斷 和排除故障，預防事故發生，確保電機安全、可靠、高效運轉，對企業而言顯得尤為重要。電機的故障類型多，情況復雜，可概括為機械與電氣兩方面，機械方面有 掃膛、振動、軸承過熱、損壞等故障；電氣方面故障有定子繞組缺相運行，定子繞組首尾反接，三相電流不平衡，繞組短路和接地繞組過熱和轉子斷條、斷路等。本 文就糧食企業常用的相異步電機故障問題進行分析，介紹一些有效的電機故障診斷方法和維護修理措施。

1 機械方面故障

1.1 掃膛

機座加工壓裝方式及加工設備是導致掃膛故障的主要原因。按掃膛發生部位分類主要有以下情況：①掃膛部位發生在定子大頭鐵芯端部，它與定子導入機座有直接關 系，如定子壓入機座過程中未導正，致使定子大頭沖片受擠壓而凸片掃膛。②掃膛部位發生在定子大頭或小頭端部，位置不確定與機座同心度、端蓋止口及軸承符合 性有關。③分散間或性與鐵芯疊壓質量有直接關系。④轉子偏心所致的掃膛，這種情況相對較少。⑤定子個別槽楔扭斜彈出，定子槽楔高出鐵芯內圓，均是導致掃膛 的原因。⑥YZ、YZR大規格電機定子鐵芯與機座定位扭曲變形導致定子壓入機座時定子片發生徑向位移。⑦機座存在質量隱患（機座止口端面低于外緣，機座止 口或端面因砂眼修補后未處理到位）導致掃膛。⑧定子鐵芯本身存在隱患（如凸片、馬蹄）導致掃膛。

1.2 振動

振動應先區分是電動機本身引起的，還是傳動裝置不良所造成的，或者是機械負載端傳遞過來的，然后針對具體情況進行排除。屬于電動機本身引起的振動，多數是 由于轉子動平衡不好，以及軸承不良、轉軸彎曲，或端蓋、機座、轉子不同軸，或者電動機安裝地基不平、安裝不到位，緊固件松動造成的。振動會產生噪聲，還會 產生額外負荷。

1.3 雜音

⑴擋風板異響，與擋風板的符合性有極大關系，加工過程中焊接點粗糙，擋風板小口邊緣高低不一致，裝配時常與轉子端部發生摩擦。

⑵電磁聲響，分為高頻和低頻兩種。軸鐵芯位斜槽度符合性不好，鐵芯內膛不光，轉子外徑加工不一致是導致該2類故障的不可忽視的因素。通常采用換穿轉子方式 消除和解決該類問題。

⑶電動機發出忽高忽低且沉重的聲音。原因可能有：①定子與轉子間氣隙不均勻，此時聲音忽高忽低且高低音間隔時間不變，這是軸承磨損使定子與轉子不同心所 致。②三相電流不平衡。這是三相繞組存在誤接地、短路或接觸不良等原因，若聲音很沉悶則說明電動機嚴重過載或缺相運行。③鐵芯松動。

電動機在運行中因振動而使鐵芯固定螺栓松動造成鐵芯硅鋼片松動，發出噪聲。

⑷軸承噪聲，軸承在運轉中都會發出一定的聲響。若軸承運轉正常，其聲音為連續而細小的“沙沙”聲，不會有忽高忽低的變化及金屬摩擦聲。若出現以下幾種聲音 則為正常現象。①軸承運轉時有“吱吱”聲，這是金屬摩擦聲，一般為軸承缺油所致，應拆開軸承加注適量潤滑脂。②若出現“唧哩”聲，這是滾珠轉動時發出的聲 音，一般為潤滑脂干涸或缺油引起，可加注適量油脂。③若出現“喀喀”聲或“嘎吱”聲，則為軸承內滾珠不規則運動而產生的聲音，這是軸承內滾珠損壞或電動機 長期不用，潤滑脂干涸所致。

⑸ 不均勻的碰撞聲，為風葉碰撞風扇罩引起。

⑹定轉子虛擦造成的雜音，是屬掃膛的一種極限狀態。

⑺絕緣紙響聲，由于定子或轉子槽絕緣放置不恰當造成的雜音，該類故障處理時不容易找到具體位置。

⑻其他是因槽楔局部彈出、振動、軸承蓋固定螺栓長等因素，也是導致雜音的部分原因。

2 電器方面故障

2.1 對地短路

對地短路可分為定子對地和轉子對地兩種。按修復情況又分為可修復對地和不可修復對地（死對地）。

2.1.1 定子對地

①定子引線與機殼發生對地，是由于裝配過程中拉傷引線或引線僵硬破損所致。②定子壓入機座過程中，因端板不符合、沖片松動或導入不正等因素造成沖片徑向或 軸向位移劃破絕緣對地。③接線時引線與本線連接出綁子捆扎不規范，造成裝配時空間緊張，與端蓋發生對地。④死對地，該類故障具體對地位置不詳。

2.1.2 轉子對地

①轉子繞組對地。一般發生在槽口與槽內，大多是由于鐵芯毛刺大，理線時槽絕緣受損所致。②其他類型，集電環擋圈對地一般是由于集電環及擋圈本身的結構所 致，該類故障一般發生在小規格電機上，碳刷尾辮與刷桿座對地及轉子內風扇與繞組對地。

2.2 空載電流和空載損耗過大

轉子外徑小、車內膛、用錯轉子、鐵重嚴重不足這些都是導致該類故障的原因。

⑴空載電流和空載損耗均大，但定子繞組直流電阻值合適。這可能是鐵芯質量不符合要求，定子、轉子鐵芯因裝配不到位而未對齊，或是定位尺寸不符合。

⑵空載電流大，空載損耗正常。這是由于電機氣隙過大或磁路飽和引起。如果空載電流大，空載損耗也大，則說明電動機的鐵耗偏大。

⑶空載損耗大且空載電流不平衡，表明繞組各并聯支路的匝數不相等，或者是少數線圈有局部短路現象。

⑷空載電流正常但空載損耗大。有以下原因 ：①因裝配不當造成轉子轉動不靈或軸承質量不佳，軸承內所加潤滑脂過多使機械耗過大；②錯用了大風扇或風葉較多的風扇；③硅鋼片質量差；④鐵芯長度不足或 疊壓不實造成有限長度不足。

2.3 匝間短路

定子的匝間短路，主要原因是使用的硅鋼片質量較差，模具質量存在問題，電磁線質量不穩定。在做堵轉試驗時，若發現有 很重的糊味或焦臭味，則可能是絕緣層被擊穿或繞組已燒毀。

2.4 相間短路

2.4.1 定子相間短路

①定子端部相間塊部位短路。這種相間短路一般是由于相間塊大小不合適或定子在搬運過程中受力移位造成。輕微的相間短路可以修復、嚴重的會造成相間放炮致定 子報廢。②定子引線與本線的焊接部位發生相間短路，這種相間短路一般可以修復。

2.4.2 轉子相間短路

轉子分軟繞組產品和硬繞組產品，硬繞組轉子相間短路情況極少，軟繞組相間短路一般發生在繞組端部。

2.5 三相電流不平衡

電動機外部電源電壓不平衡所引起；其內部原因主要是繞組匝間短路或在電動機重繞組修理時線圈匝數錯誤或接線錯誤。籠 型電動機轉子鑄鋁導線斷條或繞線式電動機轉子繞組斷路時，會造成定子電流不正常，出現時高時低周期性變化，還出現忽大忽小的噪聲和振動。負載越重時，這種 現象越顯著。

3 故障診斷與維修

3.1 診斷方法

3.1.1 搖表測量對地電阻診斷故障

電機運行出現故障時，用0—500v低壓搖表測量三相繞組對地電阻。將接線柱子的三相聯片拆開，如測出的對地阻值為 0，則可診斷為定子線圈對地故障。如測出的對地阻值很大，但電機又確實有燒壞的跡象，這時可診斷繞組匝間、相間短路故障。因為槽口中的玻璃絕緣紙的絕緣仍 未破壞，所以不接地。

3.1.2 萬用表測量線阻診斷故障

用普通萬用表對電機繞組進行線阻測量，如測出的線阻比原設計大時，可診斷為輸出功率不足之故障；如測出的線阻大小不 一時，可診斷為三相電流失衡之故障；如測出的線阻比原設計小時，可診斷為定子線圈短路之故障。

3.1.3 鉗形表測量電流診斷故障

用普通鉗形表對電機進行電流大小的測量。如三相電流大小不等，顯然是三相電流失衡故障；比額定電流小時，可診斷為輸 出功率不足故障；比額定電流大時，可診斷為軸承損壞故障；電流大小不一有波動時，可診斷為轉子掃膛故障。

3.1.4 聲音差異診斷

用一定長度的金屬桿狀物做“聽診器”，聽辯電機運行聲音變化的差異診斷故障類別，桿狀物尖端放在電機軸承端蓋處，聽 到的聲音尖銳或粗大沙沙響，可診斷為軸承損壞或缺油故障；聽到有鐵之間摩擦狀的呼啦聲，可診斷為軸承跑內外圈故障，桿狀物尖端放在電機殼體表面，聽到高頻 摩擦斷續聲或高頻撞擊聲，可診斷為轉子運行掃膛故障；如有嗡嗡作響的聲音且冗長粗大高頻變化，為電氣類故障。上述任何一種故障，如不及時排除，任其發展下 去，均會導致電機燒壞。

3.1.5 峰值能量法

峰值能量法就是將振動信號加以濾波放大處理，僅拾取各頻分量，根據能量的大小判斷電機的故障。如軸承一旦出現故障， 如內、外圍裂紋，滾動體點蝕缺油等，在轉動導流中，往往產生很高頻率的振動，這種頻率一般是轉速頻率的10-50倍。甚至更高，若其它因素，如不對中、不 平衡，機座松動等，則所造成的振動頻率較低，往往在基頻的5倍以內，甚至更低。因此，傳感器拾取的振動信號中，只要濾去各種低頻信號；僅拾取高頻分量，即 可得到軸承的特征故障信號；反之，濾去各種高頻信號，僅拾取低頻分量，即可得到其他的特征故障信號。

3.2 常見故障維修

3.2.1 繞組故障維修

（1）應急修理。單相電機的運轉，起動繞組是對稱的。當起動繞組發生碰殼、部分燒壞時可以采用應急修理方法。碰殼、部分燒壞往往是一個繞組，可以將故障繞 組一端剪斷，使其不起作用，只用完好繞組作起動用。因起動繞組工作時間很短，所以電機仍可繼續使用，僅起動電流比原來稍大。應注意的是，多極電機采用此法 應急處理時應將故障側完好起動繞組斷開，只用正常側繞組作起動用，以保證磁極正常。

（2）局部修理。當起動繞組損壞較嚴重而運轉繞組完好時，可采用局部修理方法。方法是：將損壞的起動繞組拆除，按原來線圈大小、匝數和線徑重繞新線圈嵌 入。接好線頭，試轉正常再絕緣處理即可。如果故障繞組是下層，可先設法拆除故障（可用酒精或甲苯泡軟）繞組，并清理干凈、墊好絕緣紙，將完好線圈加熱至變 軟，向下壓。這樣原來上層線圈就變成了下層。按故障線圈大小、匝數用同線徑線繞新線圈嵌在上面，接線仍和原來一樣。雖然上下層線圈調換了位置，但電流方向 與原來相同，并不影響電機性能。接好線頭試轉正常，再進行絕緣處理即可恢復正常使用。

3.2.2 掃膛故障維修

當軸承內圈與軸頸或外圈與端蓋間隙大于0.1mm時，定、轉子就可能相擦（掃膛）。掃膛較輕時，電機尚能起動運轉，但溫升高，時間長了易燒壞繞組，較重時 就不能起動運轉。拆開有掃膛故障的電機能看到呈紫藍色的擦傷面。發生軸承轉套現象的電機大多是鋁殼電機。產生轉套的原因有2：①加工精度較差，②拆裝頻繁 且不合理。軸承內套與軸頸是緊配合的，外套與端蓋是加工成零配合或稍有緊度。

有的電機為防止軸承外套與端蓋轉套，在外套與端蓋間加裝了特制的鋼片。有的將軸承打上打下（正確拆裝軸承應加熱）或將防轉鋼片丟失，均會產生軸承轉套現 象。對于有軸承轉套現象的電機，以往大多采用鑿毛法修理，但效果（尤其是端蓋）并不理想。經實踐，認為采用膠粘法修理，效果較好。功率較大、轉速較高的電 機用金屬膠，功率較小、轉速不高的電機用氯酊膠。方法是，先將轉套處擦洗干凈，加好潤滑脂，然后涂上膠，再將電機裝復。對于轉套較嚴重，軸承內圈與軸頸或 外套與端蓋間隙較大者，可用適當厚度的金屬片墊在間隙內。為了保證同心度應將金屬片做成斜口。實踐表明，絕大多數電機，用適當的膠涂在間隙中即可恢復正 常。

3.2.3 線圈燒毀故障的維修

拆除燒毀的線圈，更換新燒的線圈，并進行浸絕緣漆增強絕緣處理的一種方法。在拆除燒毀的線阻時，必須量準線徑，數準每匝根數、跨距，記清接線方式，清理槽 中的雜物。用相同參數的線圈，按規定的要求逐一下線，進行工藝整形，使露出的定子兩端的圈頭相等。形體服帖后，穿入壓線板，把每匝線圈的頭尾按順序并入主 接線，分相入接線端子，再將電機沿軸向垂直放置，進烘干室或其他安全熱源，用100℃左右進行預加熱，以利絕緣漆的滲透。

兩端分別浸好漆后，再烘干（85-110℃）4h即可。最后裝上轉子、端蓋，試轉0.5h，待用。浸漆運行后，出現接地、短路等故障時，采用整體更換線圈 排除故障。修復未浸漆前，檢查出電流失衡，功率減少等故障時，采用局部更換線圈排除故障。

3.2.4 軸承故障維修

軸承內外圈套、滾動體損失嚴重時，需要更換新軸承。（1）軸承磨損時，有些可采用焊車的方法修復。如在軸承跑內外圈時，用電焊對軸頸和端蓋內孔進行堆焊， 然后用車床加工成所需尺寸。焊前預熱軸和端蓋內孔（150-250℃）預熱。軸一般選用J507Fe焊條，端蓋內孔永普通鑄鐵焊條。焊接結束時，立即深埋 于干石灰粉中緩慢冷卻，控制急冷脆性現象。永電焊車削修理時，須注意：①同心度校正值不大于0.015mm，防止偏心時高速運轉噪聲增大、振動發熱，使電 機使用壽命縮短；②電機軸頸＜40mm時，宜采用6-8等份線條狀堆焊的方式，＞40mm的軸頸宜采用滿堆焊的方式。這是軸在輸出功率時傳力大小所決定 的。不管是哪種堆焊方式，均要注意采用斷續式運條，對稱性焊接，以防局部焊接應力過大和首問過高，造成軸的同心度變化加大。③車床加工時，11KW以下電 機軸的車削粗糙度控制3.2左右，11KW電機軸和端蓋孔車削后，最好再用磨床精加工，以保證質量。⑵當出現轉子與軸分離時，先用耐高溫的502粘接劑對 復位的轉子與軸之間隙進行注灌，被注灌件要垂直放置，動作要迅速。兩端注灌后，再用40%的鹽水復澆灌，放置幾天后，便可裝配使用。

4 結束語

通過對糧食企業電機常見故障進行分析，提出了相應的診斷方法和維修措施。除此之外，為了保證電動機的安全運行，日常的維護也很重要。如（1）認真做好定期 的檢查保養。在年度大修理時，對電機進行解體保養、軸承清洗加油或更換、絕緣監測、完善冷卻系統等，確保電機處于完好狀態下運行；（2）強化運行中的綜合 管理。電機使用過程中，嚴格落實責任制度。維護人每班次定時定量巡檢，對電機進行觀察監控，發現問題及時處理；（3）保證維修質量。電機維修時，要保證各 種參數符合原機技術要求，嚴格控制更換的配件及漆包線的質量，正確操作各道工序，防止人為遺留各種事故隱患，提高修理后的電機運行質量；（4）確保控制系 統完好運行。對控制電機的二次線內的各個電器元件，要定期進行檢查維護，保證完好，對過流短路保護裝置要定期進行校驗，保證動作可靠靈敏，使電機始終處于 良好的運行狀態。