电机设备故障排除

第一部分：安全第一——故障排除前的黄金法则

在进行任何检查之前，请务必遵守以下安全规程,这是最重要的！

1. 断电并上锁：确保电机及其控制回路已完全断电，遵循“上锁挂牌”（Lockout/Tagout, LOTO）程序,防止他人意外送电。
2. 放电：对于变频器驱动的电机，即使断电，其直流母线电容中仍可能储存有高压电,必须按照设备手册进行安全放电。
3. 等待冷却：让电机在断电后充分冷却,避免烫伤。
4. 使用正确工具：使用绝缘、额定电压合适的工具（如万用表、兆欧表）。
5. 穿戴个人防护装备：包括绝缘手套、护目镜、安全鞋等。

第二部分：系统性故障排除四步法

一个清晰的思路是成功排除故障的关键,推荐遵循以下四个步骤：

信息收集与症状分析

不要急于动手，先通过“望、闻、问、切”来收集信息。

• 问：
  • 故障发生时电机在做什么？（启动、运行、停机、负载变化时？）
  • 故障发生前有什么异常？（如异响、异味、跳闸、速度变慢？）
  • 故障是突然发生还是逐渐出现的？
  • 最近是否进行过任何维修、改动或安装？
  • 操作员是否注意到任何其他异常现象？
• 望：
  • 外观检查：电机外壳有无变形、裂缝、严重积灰或油污？
  • 接线检查：控制柜内的接线端子、电机接线盒内的接线有无松动、烧焦、变色？
  • 通风检查：电机冷却风扇是否完好？通风口有无堵塞？
  • 轴承检查（如可见）：有无油泄漏？
• 闻：
  • 是否有烧焦的气味（绝缘漆烧毁）？
  • 是否有润滑油过热的气味？
• 听：
  • 启动时：有无“嗡嗡”声但不能启动（可能是缺相）？
  • 运行时：有无异常噪音，如摩擦声、撞击声、尖锐啸叫声？

形成初步假设并缩小范围

根据收集到的信息，列出所有可能的故障原因,并按可能性从高到低排序。

• 例如：电机无法启动。
  • 高概率：电源缺相、控制回路故障（如接触器、热继电器）、过载保护跳闸、电机绕组短路/断路。
  • 中概率：轴承卡死、负载过大、机械传动部分卡死。
  • 低概率：变频器参数错误或故障。

测试与验证

使用工具和仪器来验证你的假设，这是最核心的环节。注意：所有测试都必须在确保安全的前提下进行。

常用工具：

• 万用表：测量电压、电阻、通断。
• 兆欧表（摇表）：测量电机绕组对地的绝缘电阻,判断是否受潮或绝缘损坏。
• 钳形电流表：测量三相电流是否平衡,判断是否存在负载问题或绕组故障。
• 红外测温枪：快速测量电机外壳、轴承、接线端子的温度。

关键测试点（以三相异步电机为例）：

1. 检查电源：

   • 电压：用万用表测量电机接线端子处的三相线电压是否在额定值（如380V）的±10%范围内，且三相是否平衡（电压差<5%）。
   • 缺相检查：如果缺相，电机将无法启动或运行中会烧毁,这是最常见的故障之一。

2. 检查控制回路：

   • 回路通断：断电状态下，用万用表电阻档检查启动按钮、停止按钮、热继电器常闭触点、接触器线圈等回路是否导通。
   • 接触器/继电器：检查触点是否氧化、烧蚀，线圈是否烧毁（测量电阻）。

3. 检查电机本体：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 绕组电阻（静态）：断电并放电后，用万用表测量三相绕组的直流电阻，正常情况下，三相电阻应基本相等（差异<5%）。
     • 无穷大：断路。
     • 阻值极小或为0：匝间短路。
     • 三相电阻不平衡：可能存在匝间短路或接头接触不良。
   • 绝缘电阻（对地）：用兆欧表（500V或1000V档）测量绕组对电机外壳（地）的绝缘电阻。
     • 标准：一般要求 > 1 MΩ（对于低压电机，> 0.5 MΩ 即可认为合格，但越高越好）。
     • 接近0：绕组对地短路（俗称“碰壳”）。
   • 绕组通断：用万用表电阻档分别测量三相绕组,确保每一相都是通路。

4. 检查机械负载：

   • 脱开负载：将电机与负载（如泵、风机、传送带）脱开，再次启动电机。
     • 如果电机能正常启动，则问题出在机械负载侧（过载、卡死、润滑不良等）。
     • 如果电机仍然无法启动,则问题出在电机或电气控制侧。

执行修复与验证

• 根据测试结果,确定故障点。
• 进行修复，紧固接线、更换损坏的元器件（电容、接触器、轴承）、修复绕组、清理通风道等。
• 修复后必须进行全面测试：再次检查电压、电流、绝缘电阻等，确保电机运行正常，无异响、无过热。

第三部分：常见电机故障及速查表

第四部分：预防性维护

最好的故障排除是让故障不发生,定期的预防性维护至关重要：

1. 保持清洁：定期清理电机外壳和通风口的灰尘、油污,确保散热良好。
2. 定期检查：检查地脚螺栓是否松动、接线端子是否紧固、传动皮带张力是否合适。
3. 润滑保养：按照设备手册的要求，定期为轴承添加或更换润滑脂,润滑脂过多或过少都会导致轴承损坏。
4. 状态监测：通过红外测温、振动分析、电流监测等手段,及早发现潜在问题。
5. 环境控制：确保电机在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中运行。

希望这份详细的指南能帮助您系统地排查和解决电机设备故障！安全永远是第一位的。