船用三相異步電動機(jī)常見故障的檢查及維修

赫永霞

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船用三相異步電動機(jī)常見故障的檢查及維修

赫永霞

（天津海運職業(yè)學(xué)院，天津 300350）

為了讓船舶電子電氣員（ETO）掌握正確分析、判斷船用三相異步電動機(jī)的故障及進(jìn)行相應(yīng)的維修，在此以舉例的形式將船用三相異步電動機(jī)常見故障的檢查步驟和維修方法進(jìn)行總結(jié)，希望可以為ETO在實際工作過程中解決常見故障提供分析依據(jù)及作為參考使用。

三相異步電動機(jī) 故障檢查 維修

0 引言

隨著STCW公約馬尼拉修正案即將生效以及國內(nèi)相關(guān)履約文件的出臺，船舶上強(qiáng)制配置電子電氣員[1]，這將在很大程度上減少輪機(jī)員對于船舶電氣設(shè)備的管理難度，但是隨之而來的是船舶電子電氣員要全面負(fù)責(zé)船舶電氣設(shè)備的管理，那么面對全船的電氣設(shè)備，特別是目前船舶上比較常用的三相異步電動機(jī)。船舶電子電氣員應(yīng)如何應(yīng)對船用三相異步電動機(jī)的常見故障及維修呢？現(xiàn)將如何分析、判斷三相異步電動機(jī)故障及進(jìn)行相應(yīng)的維修進(jìn)行介紹。

1 如何分析、判斷三相異步電動機(jī)的故障

三相異步電動機(jī)的故障有電氣和機(jī)械兩種故障，例如開關(guān)、按鈕、熔斷器、定子繞組及啟動設(shè)備等故障都屬于電氣故障，而機(jī)殼、軸承、風(fēng)葉及轉(zhuǎn)軸、端蓋等故障就屬于機(jī)械故障[2]。

三相異步電動機(jī)一旦出現(xiàn)故障，要求船舶電子電氣員必須快速、準(zhǔn)確地找到出現(xiàn)故障的原因。為此，電子電氣員要熟悉各種發(fā)電機(jī)故障，運用電機(jī)學(xué)理論對于不同的故障進(jìn)行分析、比較，最終判斷出產(chǎn)生故障的原因，一般的操作步驟如下：

1）能夠清楚熟悉電動機(jī)的使用情況，以及電動機(jī)的規(guī)格、結(jié)構(gòu)和工作原理。并且日常工作時就要注意電動機(jī)的運行情況，如有異常現(xiàn)象（電動機(jī)聲音異常、電動機(jī)溫度升高等）要立即進(jìn)行檢修；

2）仔細(xì)觀察電動機(jī)，特別是故障發(fā)生后的現(xiàn)象，例如電源電壓、電流、聲響、震動、轉(zhuǎn)速、溫度、煙霧、焦臭味等；

3）如果故障現(xiàn)象不是很顯著，就可以借助儀器儀表進(jìn)行檢驗，最終找出故障原因。

2 三相異步電動機(jī)常見故障的確定

熟悉電動機(jī)的故障特性，并結(jié)合故障時電動機(jī)所表現(xiàn)的異常現(xiàn)象，可以達(dá)到快速、準(zhǔn)確判斷故障原因的目的。

首先應(yīng)該正確區(qū)別電動機(jī)所出現(xiàn)的故障是電氣故障還是機(jī)械故障，常用的簡單方法就是將電動機(jī)接通電源進(jìn)行試運行，若電動機(jī)接通電源時和斷開電源時故障都存在，這顯然是屬于機(jī)械故障。如果電動機(jī)接通電源時故障存在，而斷開電源時故障就不存在了，那就屬于電氣故障。

常見的電動機(jī)電氣故障有：定子繞組短路、斷路和接地以及轉(zhuǎn)子斷條或端環(huán)斷裂等。而這些故障又有相似之處，也有不同之處，這就要求電子電氣員要熟悉這些故障的特征。現(xiàn)將幾種常見故障特征列舉如下：

1）如果出現(xiàn)短路的故障，其特征是電動機(jī)發(fā)熱快，并伴隨有冒煙、火花和焦臭味。

2）若定子繞組是一路串聯(lián)的電路出現(xiàn)斷路故障，此時電動機(jī)仍能旋轉(zhuǎn)，但是電動機(jī)的動力減小，且電流增加；而在電動機(jī)停機(jī)后將無法再啟動。

3）若定子繞組是兩路并聯(lián)的電路出現(xiàn)斷路故障時，電動機(jī)可以重新啟動，但是三相電流出現(xiàn)嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)象。

4）電動機(jī)的接地故障是指電動機(jī)外殼帶電，用驗電筆就可以很容易進(jìn)行確定。

5）若是轉(zhuǎn)子斷條或端環(huán)斷裂，則表現(xiàn)出電動機(jī)帶不動負(fù)載，以及三相電流也表現(xiàn)出嚴(yán)重不平衡的現(xiàn)象，且伴隨有噪聲和振動等現(xiàn)象。

3 船用三相異步電動機(jī)常見故障檢測與維修舉例

3.1 定子繞組短路故障的檢查與維修

3.1.1定子繞組短路故障

定子繞組的故障分為兩類：匝間短路和相間短路。匝間短路是指定子繞組相鄰的兩個線圈絕緣漆皮破損而相互連接在一起形成的短路。相間短路是指三相繞組之間因絕緣損壞而產(chǎn)生的短路。產(chǎn)生前者的原因是嵌線時損傷定子繞組匝間絕緣，或是取出轉(zhuǎn)子時不小心碰破了線圈端的漆膜；或是定子繞組的漆包線制作時漆膜太薄或存在缺點；或是由于電動機(jī)長時間運行，因過熱而使線匝之間絕緣皮老化，起不到絕緣效果。出現(xiàn)后者的主要原因是：繞組端部的相間絕緣出現(xiàn)薄弱點，被電場擊穿而短路；線鼻子在焊接處絕緣做的不到位，導(dǎo)致裸露部分因長時間灰塵積累及受潮引起爬電現(xiàn)象而產(chǎn)生的短路等。

3.1.2定子繞組短路故障的檢查

檢查上述定子繞組短路故障的常用簡單方法有以下幾種：

1）當(dāng)電動機(jī)在運行中出現(xiàn)短路故障時，首先將電動機(jī)斷電，待停機(jī)后，迅速打開電動機(jī)，直接查看線圈燒灼焦痕及變色情況。

2）讓出現(xiàn)故障的電動機(jī)空轉(zhuǎn)一會后再斷電停機(jī)，并迅速打開電動機(jī)，直接用手感受線圈的發(fā)熱情況，如果繞組溫度明細(xì)較高，嚴(yán)重時伴有焦糊味，則斷定有短路發(fā)生。

3）借助萬用表或者兆歐表進(jìn)行測試。首先將三相繞組的頭部和尾部進(jìn)行拆開，用萬用表或兆歐表測量相間電阻，如果阻值很小或為零，則表明哪一相出現(xiàn)短路。

4）使用電橋測量直流電阻的方法也可以檢查哪一相短路。具體方法是用雙臂電橋分別測量三相繞組的直流電阻，測得電阻較小的那一項即為短路。

3.1.3定子繞組短路故障的維修

如果成功檢查出故障原因，那么接下來就是對于故障的維修，下面針對前面所述的幾類定子繞組短路故障的修復(fù)進(jìn)行介紹：

1）線圈間或匝間短路。視短路的具體情況而定：如果短路發(fā)生在端部或槽口處，對繞組進(jìn)行絕緣修復(fù)就可以了。如果是由于線圈端部出現(xiàn)破損導(dǎo)致的線圈匝間短路，那么要小心撬開線圈，將破損處涂上絕緣漆。如果是只有少數(shù)導(dǎo)線的絕緣被損壞嚴(yán)重導(dǎo)致的短路，使用加熱的方法將絕緣軟化后，將損壞部分的端部剪掉，再換上新的，將接頭處理得當(dāng)就可以了。如果是整個線圈都燒壞了，那就換一個新的線圈。

2）線圈間短路。這時只要用絕緣紙或絕緣漆將短路部分處理一下就可以了。

3）極相組間短路。只要將繞組進(jìn)行加熱，待軟化后，重新做好絕緣。

4）相間短路。一般這種故障發(fā)生在繞組端部，只要將繞組進(jìn)行加熱，待軟化后，小心打開故障處的線包，用絕緣紙墊好，重新綁好端部就行。

3.2 轉(zhuǎn)子故障的檢查與維修

3.2.1轉(zhuǎn)子故障

目前，幾乎所有需要進(jìn)行變速控制的船舶拖動設(shè)備，例如起貨機(jī)、錨機(jī)等[3]，也正在逐步采用三相異步電動機(jī)作為動力設(shè)備，所有甲板機(jī)械及機(jī)艙輔機(jī)動力電動機(jī)都是采用三相鼠籠式異步電動機(jī)。在此主要分析籠式轉(zhuǎn)子的故障，常見故障是斷籠。斷籠主要是因為制作過程中，制作質(zhì)量及結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，當(dāng)電動機(jī)長時間工作或使用條件惡劣及操作不當(dāng)時，就會造成籠中的一根或多根斷裂的現(xiàn)象。

當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)故障時，電動機(jī)負(fù)載能力和轉(zhuǎn)速都下降，且定子繞組的三相電流也不平衡。電流表指針擺動不定，還伴有“嗡嗡”的聲音。如果轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂數(shù)量到達(dá)一定數(shù)量，電動機(jī)就無法工作了。

3.2.2轉(zhuǎn)子故障的檢查

檢查轉(zhuǎn)子故障的常見簡單方法可以總結(jié)為：

1）觀察法。就是將電動機(jī)打開，取出轉(zhuǎn)子，仔細(xì)查看轉(zhuǎn)子表面，如果有裂紋、發(fā)熱或變色等現(xiàn)象，則表明出現(xiàn)轉(zhuǎn)子故障。

2）測量法。首先得將定子繞組接到低壓電源上（電壓值約為額定值的10%），通過緩慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，用電流表測量定子的三相電流，如果三相電流基本恒定不變，則表明轉(zhuǎn)子導(dǎo)條沒有問題，否則表明轉(zhuǎn)子導(dǎo)條有斷裂。但是這種方法的靈敏度不高，且不能準(zhǔn)確判斷出故障位置。

3）鐵粉檢測法。在轉(zhuǎn)子兩端通過低壓大電流，利用電流產(chǎn)生磁場和磁場具有吸引鐵磁物質(zhì)的性質(zhì)，在轉(zhuǎn)子表面均勻撒下鐵粉，如果鐵粉均勻、整齊的沿直線排列在每根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上，則表明轉(zhuǎn)子沒有故障。若某條導(dǎo)條沒有鐵粉，則表明該導(dǎo)條出現(xiàn)斷裂。

3.2.3轉(zhuǎn)子故障的維修

轉(zhuǎn)子故障進(jìn)行維修是比較困難的，在船舶上一般采用以下維修方法：

1）更換新的轉(zhuǎn)子。一般船舶上都有備用電動機(jī)，可以使用備用的，待有時間或是等船舶靠岸直接與廠商聯(lián)系，更換新的轉(zhuǎn)子。

2）局部修補法。若斷條數(shù)量少，且斷裂在表面時，可以采用氣焊的方法進(jìn)行修補。修補時，焊條的配方比例是：錫63%，鋅33%，鋁4%。

在此，主要是將三相異步電動機(jī)常見的定子和轉(zhuǎn)子故障的檢查及維修作以介紹，其實在實際船舶上進(jìn)行操作時，還要結(jié)合船舶的特殊環(huán)境由電子電氣員進(jìn)行具體操作。

[1] 聯(lián)合國國際海事組織. 《1978海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國際公約》2010修正案.

[2] 盛國林. 電氣檢修技術(shù). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.

[3] 趙殿禮. 船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng),大連: 大連海事大學(xué)出版社, 2008.

Fault Check and Repair of Marine Three-phase Asynchronous Motor

He Yongxia

(Tianjin maritime college, Tianjin 300350, China)

TM343

A

1003-4862（2014）02-0035-03

2013-05-06

赫永霞（1982-），女，講師。研究方向：海上交通信息及智能控制。