由溫升引起的電動機故障處理方法

在我國工農業各類生產設備的維護工作量方面，電動機的維護占有較大的比例。電動機是將電能轉變為機械能的原動機，生產中實際應用的電動機按電源分為交流電動機和直流電動機。大家知道衡量電動機發熱程度是用“溫升”而不是用“溫度”，當溫升突然增大或超過最高工作溫度時，是電動機異常運行和發生故障的重要信號。因此，正確分析溫升的原因及及時處理故障電動機，對電動機及生產系統安全、可靠和穩定運行具有重要意義。筆者從事中等職業院校電機教學工作多年，從安全生產角度出發，將電動機溫升理論與實際情況結合，應用到電動機維護和故障處理中去。

1 電動機溫升與材料的絕緣等級

電動機的溫升限度是由所用絕緣材料的絕緣等級決定的。在—般使用條件下 （冷卻介質溫度低于40℃，海拔不超過1 000 m），電動機額定運轉時各部件的溫升及最高允許溫度限度如表1所示。

表1 電動機絕緣等級與溫升表

檢測溫升的方法較多，對于大型電動機，線圈溫度一般可以通過線棒下的熱敏電阻測得，能比較直觀地反映電動機的線圈溫度；對于沒有采用熱敏電阻的電動機，一般用酒精溫度（0～100℃）法，把電動機外殼頂上的吊環螺絲擰下來，將溫度計插入吊環孔內，再用棉紗等隔熱材料塞好吊環孔，所測得的溫度是繞組的表面溫度，比繞組最熱點的溫度要低10℃左右，將測量溫度再加10℃就是繞組最熱點的實際溫度。將這一實際溫度減去當時的環境溫度，就是電動機在運行中的溫升。

所謂絕緣材料的最高允許溫度，系指電動機在設計預期壽命內，運行時繞組絕緣中最熱點的溫度。如果運行溫度長期超過材料的最高允許溫度，則絕緣老化加劇，壽命大大縮短，所以電動機在運行中，溫度是影響電動機壽命的主要因素之一。

2 溫升產生的原因

溫升是電動機與環境的溫度差，是由電動機發熱引起的。運行中的電動機鐵芯處在交變磁場中會產生鐵損，繞組通電后會產生銅損，還有其他雜散損耗等，這些都會使電動機溫度升高。另一方面電動機也會散熱，當發熱與散熱相等時即達到平衡狀態，溫度不再上升而穩定在一個水平上。當發熱增加或散熱減少時就會破壞平衡，使溫度繼續上升，擴大溫差，則增加散熱，在另一個較高的溫度下達到新的平衡。但這時的溫差即溫升已比以前增大了，所以說溫升是電動機設計及運行中的一項重要指標，標志著電動機的發熱程度，在運行中，如電動機溫升突然增大，說明電動機有故障。其原因主要有以下幾個方面。

2.1 電源方面

（1）電壓過高，當電壓超過額定電壓10%以上時，鐵芯磁路飽和，主磁通的增加使激磁電流急劇增加，從而使定子電流增大，電動機過熱，致使溫升超過允許值而燒毀。

（2）電壓過低，當電壓過低（低于額定電壓5%以上）時，電動機轉矩因與電壓成平方關系而大幅下降，如果負載不變，轉子就要保持必需的電磁轉矩來平衡負載的阻力矩，這就迫使正在運行的電動機轉子電流增大，造成電動機過熱，溫升增高。

（3）三相電源電壓相間不平衡，不平衡度超過5%時，引起三相電流不平衡，使定子及轉子過熱。

（4）一相熔絲斷路或電源開關接觸不好，造成缺相運行而過熱。

2.2 電動機本身

（1）定子鐵芯部分硅鋼片之間絕緣不良或有毛刺，會使鐵損增大而過熱。

（2）定子繞組匝間或相間短路或接地，使電流增大，銅損增加而過熱。

（3）定子一相繞組斷路或并聯某一斷線支路，引起三相電流不平衡而使繞組過熱。

（4）電動機受潮或浸漆后沒烘干，絕緣性能過低而產生過熱。

（5）繞組接線錯誤，將星形接成三角形，或將三角形接星形，在額定負載下運行都會使電動機過熱。

2.3 負載方面

（1）負載過大，使電動機定子繞組電流增大，如長期運行就會導致運行中電動機過熱。

（2）所傳動的機械發生故障（有不正常摩擦或卡澀），引起電動機過電流發熱；嚴重時電動機甚至卡住不轉，使電動機溫度急劇上升，繞組很快被燒毀。

（3）過載時間過長，用連續定額的電動機來承受短時或周期性沖擊負載，若沖擊時間過長，就會使電動機過熱，溫升升高。

（4）啟動過于頻繁，使電動機過熱溫升升高。

2.4 通風散熱方面

（1）環境溫度過高（超過40℃），使電動機進風太熱，散熱困難，從而引起電動機溫升過高。

（2）周圍環境粉塵污染嚴重，電動機吸入大量粉塵，使端部線圈間的間隙、鐵芯通風道堵塞（若軸承漏油，堵塞更為嚴重），造成吸入的風量大大減小，導致電動機過熱。

（3）冷風和熱風短路。對于離心式風扇，由于端蓋的擋風圈與風扇的間隙過大，低壓風與高壓風短路，減小了進入電動機內部的風量，導致電動機過熱。

（4）電動機冷卻器發生故障，或堵漏風不嚴，熱風直接漏入冷風區，使電動機入口風溫增高，導致電動機過熱。

（5）內排風系統發生故障，電動機排出的熱風不能很快排散，又被電動機吸入，導致電動機過熱。

（6）采用軸流式風扇的電動機，如果風扇旋轉方向反了，或末裝風扇，或風扇損壞，都會引起電動機過熱。

2.5 其他方面

（1）與電動機繞組接觸的鐵芯及其他部件，其溫升不應超過所接觸的絕緣繞組用電阻法測溫的溫升限度。

（2）對不絕緣的短路繞組（如鼠籠繞組）、不與繞組接觸的鐵芯及其他部件的溫升，不應達到足以使任何鄰近的絕緣或其他材料有損壞危險的數值。

（3）集電環的溫升應不超過本身所用的絕緣等級的容許限度，短時定額電動機的溫升，比上述數值提高10℃。因為短時負載的電動機，溫升只是在短時間內高出10℃，而長期處于冷狀態，因而其使用壽命仍可與連續負載正常溫升的電動機接近。

（4）在環境溫度40℃時，滑動軸承的溫度應不超過80℃，滾動軸承應不超過95℃，特種軸承采用特殊的潤滑脂后，工作溫度允許升高到制造廠規定的數值。滑動軸承工作溫度過高，會加速潤滑油氧化變質，并使其黏度降低、油膜不穩定，甚至引起軸承合金與轉軸干摩擦而熔化。滾動軸承溫度過高，會引起潤滑油脂變質、硬化、分解，有效潤滑期縮短。軸承工作溫度過高，會造成軸承退火、硬度降低，壽命縮短，軸承游隙減小，摩擦損耗劇增，潤滑脂熔化而嚴重漏油，軸承發生干摩擦而損壞。另外，潤滑油和潤滑脂的黏度隨溫度升高而降低。環境溫度升高時，軸承摩擦損耗減小，軸承溫升也稍降低，因此在運行中，潤滑油溫度要保持在一定的范圍內，并非越低越好。

3 電動機發熱故障的排除

當電動機溫度超過最高工作溫度，溫升超過規定，或溫升雖然未超過限度，但在低負荷時溫升突然增大，說明電動機有故障，其判斷和排除方法如下。

（1）在額定負荷下溫升未超過溫升限度，僅由于環境溫度超過40℃，而使電動機溫度超過最大允許工作溫度。這種現象說明電動機本身是正常的。解決的辦法是用人工方法降低環境溫度；如辦不到，則必須減負載運行。

（2）在額定負載下溫升超出銘牌規定。不管什么情況，均屬電動機有故障，必須停機檢查，特別對溫升突然變大更要注意。其外部原因有：電網電壓太低或線路壓降太大 （超過10%），負載太重 （超過10%），電動機與機械配合不當；內部原因有：單相運行、匝間短路、相間短路、定子接地、風扇損壞或未固緊、風道阻塞、軸承損壞、定轉子相擦、電動機與電纜接頭發熱（特別是銅鋁或鋁鋁連接）、電動機受腐蝕或受潮等。此外，從理論上講電動機均可正反轉，但有些電動機的風扇有方向性，如反了，溫升會超出許多。總之，必須針對各種具體情況，排除故障。

（3）電動機在運行中應沒有振動、噪聲和異味。若出現振動，則會引發與電動機相連接的負載部分與電動機不同軸，增大負載電流，從而燒毀電動機；因此，要經常檢查引起振動的地腳螺栓、電機端蓋、軸承壓蓋等處，不得有松動，連接裝置必須可靠，尤其對大功率的電動機，必須及時發現及時排除。噪聲和異味是電動機運行異常的重要標志，也是重大事故的前兆，必須及時發現，即時查明原因加以排除，否則會延誤時機，擴大故障范圍，釀成燒毀電動機的嚴重事故。

（4）啟動前要認真檢查和正確操作。①啟動前要檢查線路電壓是否正常，過高或過低都不宜啟動，通常應不超過額定電壓值10%，才能進行啟動。②啟動前要檢查電動機有無卡澀，尤其是傳動皮帶不得過緊或過松，聯軸器螺母、鍵等不能有松動。③清除電動機上的污垢及附近的雜物、易燃品、爆炸品。④限制啟動次數，電動機連續啟動的次數不得超過3～5次（空載狀態）；工作后再停機不久而啟動的，不應超過2次，否則易燒毀電機。⑤多臺電動機的啟動，應按次序一臺一臺操作，不得幾臺同時啟動。⑥當啟動出現反轉時應立即停機，將任意兩相電源線對調后再啟動。

在電動機的啟動過程中要密切監視電流表指針變化及電動機運轉是否正常，電動機啟動后應能很快進入穩定狀態運行，若轉速、聲音或振動出現異常，則要及時停機進行檢查，一切正常后方可再次啟動。