1.3三相异步电动机的常见故障及处理方法

1.3.1 三相异步电动机的常见故障

三相交流异步电动机常见故障和处理方法见表1-24

三相异步电动机=相电流不平衡的原因及处理：

当=相电源对称时，异步电动机在额定电压下的=相空载电流，其任何一相与平均 值的偏差不得大于平均值的10%。只有在三相电压不平衡过大时，或电动机本身有了故 障时，电动机才会产生较大的=相电流不平衡。

=相电流不平衡的后果将使电动机产生额外的发热，还会造成=相旋转磁场的不平 衡，从而使电动机发出特殊的低沉响声，机身也会W此而产生较大的振动。

为了使电动机三相电流能平衡，必须使定子绕组的三相能保持平衡，当定子通以三 相对称的中频低电压时，定子=相电流中的最大值同最小值之差与=相电流的平均值之 比不得大于1%。

1.3.2在处理电动机故障时应注意的事项

电动机运行中发生故障，一般可按下述步骤进行检查、分析：

(1) 了解情况。了解电动机的型号、规格（主要是查看铭牌和产品说明书）和故障发 生前后的情况：故障发生在开机前、开机后还是发生在运行中；电动机运行中是自行停机 还是出现异常情况后操作者切断电源后停机；电动机发生故障时，设备丁作在什么丁作 顺序，按动了哪个按钮，扳动了哪个开关；发生故障前后有些什么异常情况，如声音、气 味、冒烟或冒火（弧光）等；以前是否发生过类似的故障，是怎样处理的。在听取设备操作 者介绍故障情况时，要认真分析和判断是机械故障、液压故障还是电气故障，或者是=者

均有的综合故障。

(2 )看熔断器内的熔体是否熔断，其他电气元件是否烧坏、发热、断线，导线连接螺 钉是否松动；査看电动机的机壳、端盖、机座等是否损伤、破裂，起动设备是否完好；然后 用手盘动转子，检查电动机转动是否灵活，有无卡滞现象„

(1) 检查绝缘。用绝缘电阻表测量绕组的绝缘电阻，检查绕组是否接地，有无相间 短路现象。

(2) 试车鉴别。通过以上检查，如果未发现电动机的严重缺陷，可进行空载试车，仔 细观察其运行情况，如有无严重振动、异常声音和焦臭味，以及温升、电流、电压和转速等 的变化情况。据此作出进一步的判断。此外，对于某些故障，还可在试车过程中切断电 源迅速进行检查。如断电后立即打开电动机端盖，用手触摸有无严重发热部位。同时， 断电后还可大致判断电动机的故障性质。例如，切断电源后，若故障现象立即消失，则可 判定是电磁方面的故障；若故障仍然存在，则可判定是机械方面的故障.3

电动机各部分的允许温度和温升如表1-25所示。表中所列允许温升是指环境温度 为40°C时的温升值。若环境温度低于40°C，允许保持表内温升值不变；若环境温度高于 40°C，则应以最高允许温度为准，即此时的允许温升为最高允许温度减去环境温度。例 如，若环境温度为4 2 °C，则E级绝缘的定子绕组的允许温升为105°C-4 2 °C = 6 3 °C (温度 计法）。

必须指川，在试车过程中，一旦川现异常现象，应立即切断电源，以免故障进一步

扩大。

通常，查明电动机的故障后，应着手进行处理、试运转和做维修记录，然后交付使用。 在这个过程中应注意以下事项：

电动机发生故障时，往往,¹丨丨现转速变慢、有噪声、温度显著升高、胃烟、有焦臭味、机 壳带电、=相电流不平衡或增大等现象。通过对这些现象的综合分析，可以判断发生故 障的原因。

(丄）找出故障点和排除故障时，不可把找出的故障点作为寻找故障的终点，还必须 进一步分析查明产生故障的根本原因。

(1) 排除电动机的故障时，一般情况下应尽量做到“复原”。但是，有时为了尽快恢 复生产机械的正常运行，根据实际情况也允许采取一些适当的应急措施予以处理，但不 可凑合，必须保证电动机能安全可靠地运行一定时间，并且应做出详细记录，待大修时进 行彻底修理。

(2) 电动机通电试运行时，应与操作者配合，避免出现新的故障。

(3) 每次排除电动机的故障后，应及时总结经验.并做好维修记录。记录的内容一 般包括：电动机的型号、名称、编号、故障发生日期、故障现象、故障部位、故障原因、处理 措施和修复后的运行情况等。记录的目的是：作为技术档案，以备今后维修时参考；通过 对历次故障的分析，采取相应的有效措施，防止类似事故再次发生，或者对电动机本身的 设计问题向生产单位提出改进意见等。

1. 3. 3在检修电动机时应注意的事项

检修电动机一般应注意以下问题：

(1) 电动机的故障多种多样，它与电动机的结构型式、制造质Μ、使用条件和维护情 况等有密切关系。同一种故障可能有不同的外观现象，而同一外观现象也可能由不同故 障原W所引起。要通过仔细检查、分析，把故障范围逐渐缩小，就可准确判断电动机的故 障性质，查出故障部位，最后对症予以处理。

(2) 接受电动机修理任务时，应做好详细记录（如电动机型号、使用范围、使用时间 长短、工作环境的特点、所配用的机械名称等）。

(3) 向用户详细询问电动机发生故障前的运行情况（如负荷大小、温升高低、有无不 正常的声音等）和故障现象。

(4) 中途接他人未修完的电动机时，应向移交人员了解电动机的故障性质、故障现 象和已采取的修理措施。如果不了解情况，切勿贸然动手修理，而应使用万用表对电动 机的电路系统地进行静态测量，判断是否存在电路故障。此外，也可在不通电的情况下， 用手盘动转轴，检查转子转动是否灵活，倾听有无异常声响。

总之，要先了解故障性质和故障范围，然后着手修理。

(5) 通电查找故障前，用万用表测试电源是否正常，接地是否良好，外壳是否可能带 电，以免发生触电事故。

(6) 如必须通电才能判断故障时，应采取相应的防触电措施（如脚下和丁作台上加 垫绝缘晈板，用试电笔等丁具去接触带电体等）。查明故障后，断电检修。

(7) 检修电动机的目的在于使其恢复正常工作，所以，不要因操作不当而増添故障 或因磕碰而使电动机损坏加重。

(8) 拆下来的大小零部件应有条不紊地放置在一定地点，以免杂乱无章或丢失。在 拆卸的同时要观察取下的零部件是否完好。

(9) 若需要更换零部件，换上的零部件尺寸、规格应与原尺寸、规格相符。否则，将 影响整机性能。同时，应做好更换零部件的记录。

(10) 排除电动机故障后，应做重点技术记录，以利资料的积累和技术水平的提高， 而且还能触类旁通，逐渐提高检修技能和积累检修经验。

(11) 修理电动机用的绝缘材料，主要应根据所修电动机的绝缘等级和耐压等级来 选择。通常，在选择修理电动机用的主绝缘材料（如聚酯薄膜、漆布等）时，还需要配以适 当的补强绝缘材料（如青壳纸等），以保护主绝缘材料不受损伤。

1.3.4 交流电动机定子绕组接地的原因与检修

绕组接地，是指绕组与铁心或绕组与机壳之间的绝缘破坏而引起的通地现象。绕组 接地后会使机壳带电，绕组发热而导致短路，使电动机无法正常运行。

一、 绕组接地故障的原因

绕组接地，主要由以下几种原因造成。

(丄）绕组受潮。长期备用的电动机，经常由于受潮而使绝缘电阻值降低，甚至失去 绝缘作用。

(2) 绝缘老化。电动机使用日久或长期过负载运行后，使绕组绝缘物因长久受热而 焦脆，以致开裂、分层、脱落。

(3) 绕组制造工艺不良，以致绕组绝缘性能下降。

(4) 绕组线圈重绕后，在嵌线过程中，由于操作上的疏忽，使绕组绝缘物擦伤或擦 破，或使槽绝缘移位，致使导线和铁心相接触。

(5) 铁心的硅钢片松动，或有尖刺等原因，而损坏绕组绝缘物。

(6) 转子扫膛，即转子和定子铁心相擦，使铁心局部过热，烧坏槽楔和绝缘。

(7) 绕组端部过长，和端盖相碰。

(8) 线圈在槽内松动，或绕组端部绑扎不良，使绝缘磨损或折断。

(9) 引出线绝缘损坏，和机壳相碰。

(丄0)绕组绝缘因受雷击或因电力系统过电压击穿而损坏等。

二、 检查绕组接地故障的方法

检查绕组接地故障的方法很多，一般常用的方法有以下几种。

(丄）观察法：绕组接地故障经常发生在绕组端部或铁心槽口的部分，而且绝缘常有 破裂和烧焦发黑的痕迹。因此，当电动机拆开后，可先在这些地方寻找接地处。如果引 出线和这些地方没有接地的迹象，则接地处可能在槽里。

(2) 用兆欧表检查：先将星形连接或三角形连接的各相绕组的连线拆开。然后根据电 动机的电压等级选择不同电压等级的兆欧表，一般6kV以上的电动机采用2500V的兆欧 表，3kV的电动机采用1000V的兆欧表，其他低压电动机应用500V的兆欧表。测量时，兆 欧表的一条线接电动机绕组；另一条线接电动机机壳。按120r/mm的速度转动摇柄，若指 针指在“ 0 ”位，则说明该相绕组有接地故障。若指针摇摆不定，则表明绝缘已被击穿损坏。

(,3)用万用电表检查：在检查前，先把三相绕组之间的连接线拆开，使各相绕组互不 接通。然后将测量电阻的旋钮转到i?X 10k的量程上，测试棒一根与绕组的一端相接，而 另一根与机壳相接。如测得电阻很小或为零，则表明该相绕组有接地故障存在。如测得 电阻很大，则表明没有接地故障。

(4)用试灯检查：如图1-42所亦，将出线板上的连接片摘掉，用试灯的地线接在机壳 上，火线上串接一个220V、100〜200W的灯泡，分别与每相绕组的引出线相接。若灯泡 不亮，则说明绕组绝缘良好。若接触到某一相的引出线时灯泡发亮，则表明该相绕组接

地。这时可把试灯火线与接地这一相绕组的引出线连接在一起，把原来接在机壳上的地

线改为断续地与机壳接触。这样在铁心槽口可能发 生火花或冒烟，而发生火花或冒烟的位置便是接地 点。若试灯暗红，则表明该相绕组严重受潮。

但采用这种方法时，要特别注意安全。操作者要 穿绝缘鞋，戴绝缘手套，人体不要接触铁心。试灯在 停止使用时应立即切断电源。

(1) 用冒烟法检查：在铁心与线圈之间加一低电 压，并用调压器来调节其电压，限制电流在5Λ以内， 以防烧损铁心。当电流通过接地点时，由于烧损绝缘 将冒出白烟，甚至产生火花。

(2) 利用分段淘汰法检查：如果接地点位置不易发现时，可采用这种方法进行检查。 这时首先确定接地的线圈组，然后在线圈组的连接线中间位置上剪断或拆开，使该相分 成两半，再分别用试灯检査，灯泡亮的一半有接地故障存在《再把接地的该部分绕组分 成两部分，分别进行测试，以此类推分段淘汰，逐步缩小检查范围，最后就可以找到接地 的线圈。

为了进一步找到接地点，可采用下述方法进行检查：

(丄）给接地的线圈通人低压交流电加热，待绝缘软化后打出槽楔，再重新用试灯接 在该线圈与机壳之间。因线圈接地，故灯泡发亮。这时用划线板撬动伸出槽口处的线 圈，若灯泡突然熄灭，则表明接地的位置在槽口。若这时灯光闪烁，则说明撬动线圈的位 置有可能接地。

(2) 如果灯泡一立亮着，则用划线板将接地线圈上层边的槽垫分开，把几根导线翻 出槽外，使槽内导线数减少，以便用撬动槽内导线时，有活动的空间。若当撬动到槽内某 一个位置上，灯泡突然熄灭，则说明位置是接地点，即接地点在上层边槽内。

(3) 如果经过撬动，在上层边槽内没有发现接地点，便要检查接地线圈的下层边。 这时为了便于寻找接地点，需要把线圈上层边全部翻出槽外，按上述检查接地点的方法， 检查下层边的接地点。

三、绕组接地后的修理方法

定子绕组接地后，只要故障的程度较轻，又便于查找和修理时，都可以进行局部

修理。

1. 槽口接地的修理方法

如果接地点在槽口附近的地方，而且没有严重烧伤时，则可以按下述步骤进行修理：

(1) 在接地的绕组中，通人低压电流加热，在绝缘软化后打出槽楔。

(2) 用划线板把槽口的接地点撬开，使导线与铁心之间产生间隙，再将与电机绝缘 等级相同的绝缘材料（E级电机可用0. 3mm厚的环氧酚醛玻璃布板3240, B级电机可用 天然云母板等）剪成适当的尺寸，插人接地处的导线与铁心之间，再用小锤子轻轻地将其打人，然后将槽垫对摺后，再打人。

(3 )在接地处垫放绝缘以后，再将绝缘纸对摺起来，放在槽垫上面，最后打人槽楔。

1. 槽内接地的修理操作方法

槽内接地可分为线圈上层边接地和下层边接地。如果是线圈上层边接地，则可按下 述步骤修理：

(丄）在接地的线圈中通人低压电流加热，待绝缘软化后，再打出槽楔。

(2) 用划线板将槽绝缘分开，在接地的一，按线圈排列的顺序，从槽内翻出一半

线圈。

(3) 使用与电动机绝缘等级相同的绝缘材料（如E级电动机可用聚酯薄膜青壳纸） 垫放在槽内接地的位置上。

(4) 按线圈排列顺序.把翻出槽外的线圈再嵌人槽内。

(5) 滴人绝缘漆，并通人低压电流加热，烘干。

(6) 将槽绝缘对折起来，放上对折的绝缘纸，再打人槽楔。

如果是下层边接地，因下层边的上层线圈在检查寻找接地点时，已经翻出槽外，所以 可参照线圈上层边接地的修理方法进行修理：

(丄）在线圈内通人低压电流加热。

(2) 待绝缘软化后，即撬动接地点，使导线与铁心之间产生间隙，然后清理接地点， 并垫进绝缘。

(3) 用试灯或兆欧表等检查故障是否消除。

(4) 如果接地故障已经消除，则按线圈排列顺序将下层边的线圈修理好，再垫放层 间绝缘，然后嵌进上层线圈。

(5) 滴人绝缘漆，然后通人低压电流加热，烘干。

(6) 将槽绝缘对折起来，放上绝缘纸，再打人槽楔。

槽内接地，有时是由于铁心槽内有一片或几片硅钢片凸出来了，把绕组绝缘割破而 造成的。这时可把凸出的硅钢片用锉刀锉去或敲下去，再垫放绝缘薄板（如环氧酚醛玻 璃布板等），并把导线割破绝缘的地方重新包扎绝缘即可。

2. 绕组端部接地的修理方法

如果接地故障点在绕组端部，修理的方法是：

(丄）先把损坏的绝缘物刮掉并清理干净。

(2) 将电动机（定子）放进电热鼓风恒温干燥箱进行加热，使绝缘软化。

(3) 用硬木做成的打板对绕组端部进行整形处理。整形时，用力要适当，以免损坏 绕组的绝缘。

(4) 在故障处包扎新的绝缘等级相同的绝缘，再涂刷绝缘漆，并进行干燥处理。

1.3.4 交流电动机定子绕组短路的检修

绕组短路多见于匝间短路（同一只线圈里导线之间短路）、极相组短路（同一个极相 组的两个引出线或线圈间短路），相间短路（两相绕组之间短路）。

绕组短路后，=相电流不平衡，使电动机振动和噪声加剧，甚至使绕组烧毁。

一、绕组短路的原因

(1) 绕组绝缘严重受潮，未经烘干就直接运行。

(2) 电动机长期在过载下运行，绕组中电流过大，使绝缘老化焦脆，失去绝缘作用。

(3) 电源电压过高，绕组间的连接线或引出线绝缘不良。

(4) 机械损伤，嵌线时操作不小心，将电磁线外层绝缘损坏。

(5) 绕组的层间绝缘、相间绝缘没有垫好等。

二、绕组短路的检查方法

外部观察和探温检查

这种检查方法就是将电动机空载运行几分钟，如有焦臭味或冒烟现象，则立即停机， 迅速拆开电动机，抽出转子，察看冒烟部位，并用手探测绕组各部温度，如果有一个或一 组线圈比其他的热，即表示该线圈存在短路故障。

1. 检查绝缘电阻

可用兆欧表检查任何二相绕组间的绝缘电阻，若绝缘电阻低，则表明该二相短路。

2. 测量=相电流（对笼型电动机）

可先将电动机空载运行，测量三相电流，再调换两相电源，作第二次空载运行，进行 校验。若不随电源调换而改变，则较大电流的一相绕组可能有短路故障。

3. 测量电压降

把有故障一相绕组的各极相组连接线的绝缘剥开，在这相绕组的出线端通人低压交 流电，电压一般为50〜100V。然后测量各极相组的电压降，如读数相差较大，且最小的 即为短路故障的极相组。同理测出读数最小的线圈即为短路线圈，见图1-43。

1. 用短路探察器检查绕组匝间短路

即将探察器开口部分放在被检查的定子铁心槽口上，并在探察器线圈上串接一只电 流表，再接到探察器规定的电源上，见阁1-«。然后沿各槽口逐渐移动。若槽内的线圈 无短路现象，则电流表读数较小；若槽内线圈有短路故障时，电流表的读数就增大。这时 也可用一小铁片或旧钢锯片放在被测线圈另一有效边所在的槽口，若被测线圈短路，小 铁片就会振动，发出吱吱声。

2. 电阻检查法

即采用电桥或万用表测量各相绕组的直流电阻、阻值较小者，即可能是短路绕组。 测量的方法是：

如被测电机有6个出线头，即首先用万用电表的电阻挡（i?X 1档），找出每相绕 组的两个线端，然G用直流电桥分别测量各相绕组的直流电阻值，并将它们加以比较，其 中

(2) 如果被测电机有3个出线端，即星形连接，星点留在电机内部。可用电桥分别测 出U— V、V— W、W— U间的直流电阻，见图1-45所疋。如果测得U— V和W— U间 的直流电阻比V— W间直流电阻小，则表明第1相内部存在短路故障。如果3次测得的直流电阻都相等，则表明不存在短路故障。

(1) 如果电动机绕组是三角形连接的，有3个出线端（内部接成三角形）。则用电桥 先分别测量U—V，V—W，W— U间的直流电阻值，如图1-46所示。然后加以比较，如 果立流电阻值都一样，则说明存在短路故障的可能性很小。如果直流电阻不一样，则直 流电阻最小的一相绕组很可能存在短路故障。

三、绕组短路的修理方法

定子绕组短路，主要是相间短路或匝间短路。短路的原因，通常是由于匝间或相间 绝缘损坏造成。在查明短路故障后，应分別情况进行修理。如果绕组没有烧毁，一般可

以采用重新恢复局部绝缘的方法进行修理。如果是绕组的个别线圈烧毁，就需要局部调 换线圈。

1. 相间短路

相间短路是指单层交叉或绕组端部相间短路，其修理方法是将短路的绕组加热软化 后，用划线板撬动线圈端部，使相间出现间隙，使用与电动机耐温同等级的绝缘聚酯薄膜 垫在绕组端部“1”与“2”绕组之间，即短路点的位置上。再涂上气干绝缘漆。

双层绕组相间短路主要发生在槽内的相间。其修理方法可参考撤换线圈的方法，即 是将上层线圈从槽内翻出，重新垫相间绝缘，再将翻出的线圈嵌人槽内。

2. 匝间短路

如果匝间短路点在线障丨外部，可用绝缘带将每根绝缘破裂的导线包扎起来。包扎前 要对线圈通电流加热，待线圈软化后，用划线板将绝缘破裂的导线全部撬起来。用漆绸 带包扎每一根导线，或是用聚酯薄膜垫在两短路匝之间，并用其他导线将薄膜压紧防止

滑动。再涂上气干绝缘漆„

如果匝间短路严重或是短路点在线圈的内部无法修理时，则应用调换线圈的方法， 换上一只新线圈。

3. 调换线圈

调换线圈有以下几种方法：

(丄）如果是同心式绕组的上层线圈烧坏，只要把绕组加热至80〜100°C，使绝缘软 化，然后打出槽楔，将故障线圈拆出来，再仿制一个相同规格的新线圈，嵌人原来线槽，并 打好槽楔即可。

(2) 对于同心式绕组的底层线障丨及双叠绕组线阐，可用穿线修理法。即先把电动机 绕组适当加热软化，然后将损坏的线圈一端剪断，由另一端将导线逐根全部抽出槽外，垫 好新的绝缘。用一根长度比原线匝总长度稍长，但规格相同的新电磁线，来回地穿绕在 原线圈槽里。当穿人一些线匝后，用工具压紧已穿人的导线，再继续穿绕，尽可能地使穿 绕的匝数接近原匝数。

另一种方法，是先对调换的线圈和叠压在该线圈上边的所有线圈通电加热，使绝缘 软化。然后打出槽楔翻出压在故障线圈上层的所有线圈，取出底层线圈，再仿制一只新

线圈，嵌人原来的线槽内，打好槽楔即可。

(3) 对于单层链式或交叉式绕组，可在拆除故障线圈之后， 把位于上面的线圈端部压下来，再仿制一组与原线圈导线直径和 匝数相同的新线圈，从绕组表面嵌人原来的线槽内。

4. 跳接法

有时遇到电机急需使用，一时来不及修理，可把短路的线圈 跳过不用。即将故障线圈在端部剪断，包好绝缘，然后用导线把 这个线圈的原两个线头连接起来，跳过这个线圈，见图1-47。