直流电动机常见故障分析与维修 -轻狂书生

1、目录摘要与关键词1.引言2交流电动机常见问题及解决方案4.直流电动机的常见故障及检修4.1直流电动机的常见故障及排除4.2.1电枢绕组接地故障4.2.2电枢绕组短路故障4.2.3电枢绕组断路故障4.3换向器故障的检修4.3.1片间短路故障4.3.2换向器接地故障4.3.3云母片凸出4.4电刷中性线位置的确定及电刷的研磨4.4.1确定电刷中性线的位置4.4.2电刷的研磨5.结束语参考文献摘要 电动机在人们的工农业生产中发挥着巨大的作用，给人们的生活带来了极大的便利。, 本文分析了交直流电动机的在生产过程中的常见问题，并给出了基本解决方案。 关键词 交直流电动机；常见故障及解决方案1.引言电动机在

2、人们的工农业生产中发挥着巨大的作用，给人们的生活带来了极大的便利。但是由于大部分电机使用年限较长，且不少电机长年累月运行在较恶劣的环境中，电机事故常有发生，而且呈上升趋势，严重影响着生产的安全、可靠、长周期运行。现针对电机常见故障和解决方案做一简要分析和介绍，希望能对从事电气工作和安全管理工作的人员有所帮助。2.三相异步电动机电机启动常见故障及解决方案2.1、电机绕组局部烧毁的原因及对策1由于电机本身密封不良，加之环境跑冒滴漏，使电机内部进水或进入其它带有腐蚀性液体或气体，电机绕组绝缘受到浸蚀，最严重部位或绝缘最薄弱点发生一点对地、相间短路或匝间短路现象，从而导致电机绕组局部烧坏。相应对策：尽

3、量消除工艺和机械设备的跑冒滴漏现象；检修时注意搞好电机的每个部位的密封，例如在各法兰涂少量704密封胶，在螺栓上涂抹油脂，必要时在接线盒等处加装防滴溅盒，如电机暴漏在易侵入液体和污物的地方应做保护罩；对在此环境中运行的电机要缩短小修和中修周期，严重时要及时进行中修。 2由于轴承损坏，轴弯曲等原因致使定、转子磨擦（俗称扫膛）引起铁心温度急剧上升，烧毁槽绝缘、匝间绝缘，从面造成绕组匝间短路或对地“放炮”。严重时会使定子铁心倒槽、错位、转轴磨损、端盖报废等。轴承损坏一般由下列原因造成：轴承装配不当，如冷装时不均匀敲击轴承内圈使轴受到磨损，导致轴承内圈与轴承配合失去过盈量或过盈量变小，出现跑

4、内圈现象，装电机端盖时不均匀敲击导致端盖轴承室与轴承外圈配合过松出现跑外圈现象。无论跑内圈还是跑外圈均会引起轴承运行温升急剧上升以致烧毁，特别是跑内圈故障会造成转轴严重磨损和弯曲。但间断性跑外圈一般情况下不会造成轴承温度急剧上升，只要轴承完好，允许间断性跑外圈现象存在。轴承腔内未清洗干净或所加油脂不干净。例如轴承保持架内的微小刚性物质未彻底清理干净，运行时轴承滚道受损引起温升过高烧毁轴承。轴承重新更换加工，电机端盖嵌套后过盈量大或椭圆度超标引起轴承滚珠游隙过小或不均匀导致轴承运行时磨擦力增加，温度急剧上升直至烧毁。由于定、转子铁心轴向错位或重新对转轴机加工后精度不够，致使轴承内、外圈不在一个切

5、面上而引起轴承运行“吃别劲”后温升高直至烧毁。由于电机本体运行温升过高，且轴承补充加油脂不及时造成轴承缺油甚至烧毁。由于不同型号油脂混用造成轴承损坏。轴承本身存在制造质量问题，例如滚道锈斑、转动不灵活、游隙超标、保持架变形等。备机长期不运行，油脂变质，轴承生锈而又未进行中修。相应对策：卸装轴承时，一般要对轴承加热至80100，如采用轴承加热器，变压器油煮等，只有这样，才能保证轴承的装配质量。安装轴承前必须对其进行认真仔细的清洗，轴承腔内不能留有任何杂质，填加油脂时必须保证洁净。尽量避免不必要的转轴机加工及电机端盖嵌套工作。组装电机时一定要保证定、转子铁心对中，不得错位。电机外壳洁净见本色，通风

6、必须有保证，冷却装置不能有积垢，风叶要保持完好。禁止多种润滑油脂混用。安装轴承前先要对轴承进行全面仔细的完好性检查。对于长期不用的电机，使用前必须进行必要的解体检查，更新轴承油脂。 3由于绕组端部较长或局部受到损伤与端盖或其它附件相磨擦，导致绕组局部烧坏。相应对策：电机在更新绕组时，必须按原数据嵌线。检修电机时任何刚性物体不准碰及绕组，电机转子抽芯时必须将转子抬起，杜绝定、转子铁芯相互磨擦。动用明火时必须将绕组与明火隔离并保证有一定距离。电机回装前要对绕组的完好性进行认真仔细的检查确诊。 4由于长时间过载或过热运行，绕组绝缘老化加速，绝缘最薄弱点碳化引起匝间短路、相间短路或

7、对地短路等现象使绕组局部烧毁。相应对策：尽量避免电动机过载运行。保证电动机洁净并通风散热良好。避免电动机频繁启动，必要时需对电机转子做动平衡试验。 5电机绕组绝缘受机械振动（如启动时大电流冲击，所拖动设备振动，电机转子不平衡等）作用，使绕组出现匝间松驰、绝缘裂纹等不良现象，破坏效应不断积累，热胀冷缩使绕组受到磨擦，从而加速了绝缘老化，最终导致最先碳化的绝缘破坏直至烧毁绕组。相应对策：尽可能避免频繁启动，特别是高压电机。保证被拖动设备和电机的振动值在规定范围内。 三、三相异步电动机一相或两相绕组烧毁（或过热）的原因及对策 如果出现电动机一相或两相绕组烧坏（或过热），

8、一般都是因为缺相运行所致。在这里不作深刻的理论分析，仅作简要说明。如图1所示为三相异步电动机绕组为接法的情况：图2  Y接法电动机缺相运行示意图当电机不论何种原因缺相后（如图1b所示），电动机虽然尚能继续运行，但转速下降，滑差变大，其中B、C两相变为串联关系后与A相并联，在负荷不变的情况下，A相电流过大，长时间运行，该相绕组必然过热而烧毁。 如图2所示为三相异步电动机绕组为Y接法的情况：电源缺相后（如图2b），电动机尚可继续运行，但同样转速明显下降，转差变大，磁场切割导体的速率加大，这时B相绕组被开路，A、C两相绕组变为串联关系且通过电流过大，长时间运行，将导致两相绕组同时

9、烧坏。   图1  接法电动机缺相运行示意图这里需要特别指出，如果停止的电动机缺一相电源合闸时，一般只会发生嗡嗡声而不能启动，这是因为电动机通入对称的三相交流电会在定子铁心中产生圆形旋转磁场，但当缺一相电源后，定子铁心中产生的是单相脉动磁场，它不能使电动机产生启动转矩。因此，电源缺相时电动机不能启动。但在运行中，电动机气隙中产生的是三相谐波成分较高的椭圆形旋转磁场，所以，正在运行中的电动机缺相后仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增大，最终导致绕组烧坏。相应对策：无论电动机是在静态还是动态，缺相运行带来的直接危害就是电机一相或两相绕组过热甚至烧坏

10、。与此同时，由于动力电缆的过流运行加速了绝缘老化。特别是在静态时，缺相会在电机绕组中产生几倍于额定电流的堵转电流。其绕组烧坏的速度比运行中突然缺相更快更严重。所以在我们对电机进行日常维护和检修的同时，必须对电机相应的MCC功能单元进行全面的检修和试验。尤其是要认真检查负荷开关、动力线路、静动触点的可靠性。杜绝缺相运行。四、常见问题汇总，详见附表。附表:三相异步电动机常见故障及处理方法序号故障现象故障原因处理方法1通电后电动机不能转动，但无异响，也无异味和冒烟。1   电源未通（至少两相未通）；2   熔丝熔断（至少两相熔断）；3  

11、控制设备接线错误；4   电机已经损坏。1   检查电源回路开关，熔丝、接线盒处是否有断点，修复；2   检查熔丝型号、熔断原因，更换熔丝；3   检查电机，修复。2 通电后电动机不转，然后熔丝烧断。1   缺一相电源，或定子线圈一相反接；2   定子绕组相间短路；3   定子绕组接地；4   定子绕组接线错误；5   熔丝截面过小；6   电源线短路或接地。1  

12、检查刀闸是否有一相未合好，或电源回路有一相断线；消除反接故障；2   查处短路点，予以修复；3   消除接地；4   查出误接，予以更正；5   更换熔丝；6   消除接地点。3通电后电动机不转，有嗡嗡声。1   定子、转子绕组有断路（一相断线）或电源一相失电；2   绕组引出线始末端接错或绕组内部接反；3   电源回路接点松动，接触电阻大；4   电动机负载过大或转子卡住；5   电源电压过低；

13、6   小型电动机装配太紧或轴承内油脂过硬，轴承卡住。1   查明断点，予以修复；2   检查绕组极性；判断绕组首末端是否正确；3   紧固松动的接线螺栓，用万用表判断各接头是否假接，予以修复；4   减载或查出并消除机械故障；5   检查是否把规定的接法误接为Y接法；是否由于电源导线过细使压降过大，予以纠正；6   重新装配使之灵活；更换合格油脂，修复轴承。4电动机起动困难，带额定负载时，电动机转速低于额定转速叫多。1   电源电压过

14、低；2   接法误接为Y接法；3   笼形转子开焊或断裂；4   定子、转子局部线圈错接、接反；5   电机过载。1   测量电源电压，设法改善；2   纠正接法；3   检查开焊和断点并修复；4   查出误接处，予以改正；5   减载。5电动机空载电流不平衡，三相相差大。1   绕组首尾端接错；2   电源电压不平衡；3   绕组有匝间短路、线圈反接等故障

15、。1、检查并纠正；2、测量电源电压，设法消除不平衡；3、消除绕组故障。6电动机空载电流平衡，但数值大。1   电源电压过高；2   Y接电动机误接为接；3   气隙过大或不均匀。1   检查电源，设法恢复额定电压；2   改接为Y接；3   更换新转子或调整气隙。7电动机运行时响声不正常，有异响。1   转子与定子绝缘低或槽楔相擦；2   轴承磨损或油内有砂粒等异物；3   定子、转子铁心松动；4 

16、0; 轴承缺油；5   风道填塞或风扇擦风罩；6   定子、转子铁心相擦；7   电源电压过高或不平衡；8   定子绕组错接或短路。1   修剪绝缘，削低槽楔；2   更换轴承或清洗轴承；3   检查定子、转子铁心；4   加油；5   清理风道，重新安装风罩；6   消除擦痕，必要时车小转子；7   检查并调整电源电压；8   消除定子绕组故障。8运行中电

17、动机振动叫大。1   由于磨损，轴承间隙过大；2   气隙不均匀；3   转子不平衡；4   转轴弯曲；5   铁心变形或松动；6   联轴器（皮带轮）中心未校正；7   风扇不平衡；8   机壳或基础强度不够；9   电动机地脚螺丝松动；10笼形转子开焊、断路、绕组转子断路；11定子绕组故障。1   检查轴承，必要时更换；2   调整气隙，使之均匀；3  

18、 校正转子动平衡；4   校直转轴；5   校正重叠铁心；6   重新校正，使之符合规定；7   检修风扇，校正平衡，纠正其几何形状；8   进行加固；9   紧固地脚螺栓；10修复转子绕组；11修复定子绕组。9轴承过热。1   润滑脂过多或过少；2   油质不好含有杂质；3   轴承与轴颈或端盖配合不当；4   轴承盖内孔偏心，与轴相擦；5   电动机与负载间联轴器未校正，或

19、皮带过紧；6   轴承间隙过大或过小；7   电动机轴弯曲。1   按规定加润滑油脂（容积的三分之一至三分之二）；2   更换为清洁的润滑油脂；3   过松可用粘结剂修复；4   修理轴承盖，消除擦点；5   重新装配；6   重新校正，调整皮带张力；7   更换新轴承；8   矫正电机轴或更换转子。10      10电动机过热甚至冒烟

20、。1   电源电压过高，使铁心发热大大增加；2   电源电压过低，电动机又带额定负载运行，电流过大使绕组发热；3   定子、转子铁心相擦，电动机过载或频繁起动；4   笼形转子断条；5   电动机缺相，两相运行；6   环境温度高，电动机表面污垢多，或通风道堵塞；7   电动机风扇故障，通风不良；8   定子绕组故障（相间、匝间短路；定子绕组内部连接错误）。1   降低电源电压（如调整供电变压器分接头），若是电机Y、

21、接法错误引起，则应改正接法。2   提高电源电压或换相供电导线；3   消除擦点（调整气隙或锉、车转子），减载，按规定次数控制起动；4   检查并消除转子绕组故障；5   恢复三相运行；6   清洗电动机，改善环境温度，采用降温措施；7   检查并修复风扇，必要时更换；8   检查定子绕组，消除故障，3直流电动机常见故障及解决方案2.直流电动机的原理2.1直流电动机的工作原理当把直流电动机的电刷A、B接到直流电源上时，从图2.1可以看出，电刷A是正电位，B

22、是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b，在S极范围内的导体cd中的电流是从c流向d。前面已经说过，载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此，ab和cd两导体都要受到电磁力Fde的作用。根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab边受力的方向是向左，而cd边则是向右。由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和cd边所受电磁力的大小相等。这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半州之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab边转到S极范围内

23、，cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的cd边中电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流则是从b流向a。因此，电磁力Fdc的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了，通过齿轮或皮带等机构的传动，便可以带动其它工作机械。 图2.1从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。换向器和电刷就是完成这个任务的

24、装置。在直流发电机中，换向器和电刷的任务是把线圈中的交流电变为直流电向外输出；而在直流电动机中，则用换向器和电刷把输入的直流电变为线圈中的交流电。可见，换向器和电刷是直流电机中不可缺少的关键性部件。 当然，在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。这就是直流电动机的基本工作原理。 4直流电动机的常见故障及检修4.1直流电动机的常见故障及排除 直流电动机的常见故障及排除见表4.1 表4.1故障现象可能原因排除方法不能起动电源无电压励磁回路断卉电刷回路断开有电源但电动机不能转动检查电源及熔断器检查励磁

25、绕组及起动器检查电枢绕组及电刷换向器接触情况负载过重或电枢被卡死或起动设备不合要求，应分别进行检查转速不正常转速过高转速过低检查电源电压是否过高！主磁场是否过弱，电动机负载是否过轻检查电枢绕组是否有断路、短路、接地等故障；检查电刷压力及电刷位置；检查电源电压是否过低及负载是否过重；检查励磁绕组回路是否正常电刷火花过大电刷不在中性线上电刷压力不当或与换向器接触不良或电刷磨损或电刷牌号不对换向器表面不光滑或云母片凸出电动机过载或电源电压过高电枢绕组或磁极绕组或换向极绕组故障转子动平衡未校正好调整刷杆位置调整电刷压力、研磨电刷与换向器接触面、淘换电刷研磨换向器表面、下刻云母槽降低电动机负载及电源电压

26、分别检查原因重新校正转子动平衡过热或冒烟电动机长期过载电源电压过高或过低电枢、磁极、换向极绕组故障起动或正、反转过于频繁更换功率较大的电动机检查电源电压分别检查原因避免不必要的正、反转机座带电各绕组绝缘电阻太低出线端与机座相接触各绕组绝缘损坏造成对地短路烘干或重新浸漆修复出线端绝缘修复绝缘损坏处4.2直流电动机最常见故障的检修4.2.1电枢绕组接地故障 这是直流电动机绕组最常见的故障。电枢绕组接地故障一般常发生在槽口处和槽内底部，对其的判定可采用绝缘电阻表法或校验灯法，用绝缘电阻表测量电枢绕组对机座的绝缘电阻时，如阻值为零则说明电枢绕组接地；或者用图所示的毫伏表法进行判定，将36V低压电源通过

27、额定电压为36V的低压照明灯后，连接到换向器片上及转轴一端，若灯泡发亮，则说明电枢绕组存在接地故障。具体到是哪个糟的绕组元件接地，则可用图所示的毫伏表法进行判定。将612V低压直流电源的两端分别接到相隔K2或K4的两换向片上（K为换向片数），然后用毫伏表的一支表笔触及电动机轴，另一支表笔触在换向片上，依次测量每个换向片与电动机轴之间的电压值。若被测换向片与电动机轴之间有一定电压数值（即毫伏表有读数），则说明该换向片所连接的绕组元件未接地；相反，若读数为零，则说明该换向片所连接的绕组元件接地。最后，还要判明究竟是绕组元件接地还是与之相连接的换向片接地，还应将该绕组元件的端都从换向片上取下来，再分

28、别测试加以确定。 图4.1a）校验灯法 b）毫伏表法电枢绕组接地点找出来后，可以根据绕组元件接地的部位，采取适当的修理方法。若接地点在元件引出线与换向片连接的部位，或者在电枢铁心槽的外部槽口处，则只需在接地部位的导线与铁心之间重新进行绝缘处理就可以了。若接地点在铁心槽内，一般需要更换电枢绕组。如果只有一个绕组元件在铁心槽内发生接地，而且电动机又急需使用时，可采用应急处理方法，即将该元件所连接的两换向片之间用短接线将该接地元件短接，此时电动机仍可继续使用，但是电流及火花将会有所加大。4.2.2电枢绕组短路故障 若电枢绕组严重短路，会将电动机烧坏。若只有个别线圈发生短路时，电动机仍能运转，只是使换

29、向器表面火花变大，电枢绕组发热严重，若不及时发现并加以排除，则最终也将导致电动机烧毁。因此，当电枢绕组出现短路故障时，就必须及时予以排除。电枢绕组短路故障主要发生在同槽绕组元件的匝间短路及上下层绕组元件之间的短路，查找短路的常用方法有：短路测试器法 与前面查找三相异步电动机定子绕组匝问短路的方法一样，将短路测试器接通交流电源后，置于电枢铁心的某一槽上，将断锯条在其他各槽口上面平行移动，当出现较大幅度的振动时，则该槽内的绕组元件存在短路故障。毫伏表法 如图所示，将6.3V交流电压（用直流电压也可以）加在相隔K/2或K4两换向片上，用毫伏表的两支表笔依次接触到换向器的相邻两换向片上，检测换向器的片

30、间电压。在检测过程中，若发现毫伏表的读数突然变小，例如，图中4与5两换向片间的测试读数突然变小，则说明与该两换向片相连的电枢绕组元件有匝问短路。若在检测过程中，各换向片问电压相等，则说明没有短路故障。电枢绕组短路故障可按不同情况分别加以处理，若绕组只有个别地方短路，且短路点较为明显，则可将短路导线拆开后在其间垫入绝缘材料并涂以绝缘漆，待烘干后即可使用。若短路点难以找到，而电动机又急需使用时，则可用前面所述的短接法将短路元件所连接的两换向片短接即可。如短路故障较严重，则需局部或全部更换电枢绕组。图4.24.2.3电枢绕组断路故障这也是直流电动机常见故障之一。实践经验表明，电枢绕组断路点一般发生在

31、绕组元件引出线与换向片的焊接处。造成的原因有：一是焊接质量不好，二是电动机过载、电流过大造成脱焊。这种断路点一般较容易发现，只要仔细观察换向器升高片处的焊点情况，再用螺钉旋具或镊子拨动各焊接点，即可发现。若断路点发生在电枢铁心槽内部，或者不易发现的部位，则可用图所示的方法来判定。将612的直流电源连接到换向器上相距K2或K4的两换向片上，用笔伏表测量各相邻两换向片间的电压，并逐步依次进行测E。有断路的绕组所连接的两换向片（如图中的4、5两换向片）被毫伏表跨按时，有读数指示，而且指针发生剧烈跳动。若毫伏表跨接在完好的绕组所连接的两换向片上时，指针将无读数指示。图4.3电枢绕组断路点若发生在绕组元

32、件与换向片的焊接处，只要重新焊接好即可使用。若断路点不在槽内，则可以先焊接短线，再进行绝缘处理即可。如果断路点发生在铁心槽内，且断路点只有一处，则将该绕组元件所连接的两换向片短接后，也可继续使用；若断路点较多，则必须更换电枢绕组。4.3 换向器故障的检修4.3.1片间短路故障 按下图所示方法进行检测，如判定为换向器片间短路时，可先仔细观察发生短路的换向片表面的具体状况，一般均是由于电刷炭粉在槽口将换向片短路或是由于火花烧灼所致。图4.4可用图所示的拉槽工具刮去造成片问短路的金属屑末及电刷粉末即可。若用上述方法仍不能消除片间短路，即可确定短路发生在换向器内部，一般需要更换新的换向器。图4.54.3.2换向器接地故障 接地故障一般发生在前端的云母环上，该环有一部分裸露在外面，由于灰尘、油污和其他杂物的堆积，很容易造成接地故障。当接地故障发生时，这部分的云母环大都已烧损，而且查找起来也比较容易。修理时，一般只要