三相异步电动机常见故障分析与检查方法

三相异步电动机的故障是多种多样的，产生的原因也比较复杂。检查电动机故障时，要充分了解电动机的实际情况，按照先外后内，先机后电的检查顺序进行故障的分析与检查，才能正确、迅速地找出故障原因。在对电动机外观、绝缘电阻、电动机外部接线等项目进行详细检查时，如未发现异常情况，可对电动机做进一步的通电试验；将三相低电压（30%U_N）通入电动机三相绕组并逐步升高，当发现声音不正常、有异味或转不动时，立即断电检查。如起动未发现问题，可测量三相电流是否平衡，电流大的一相可能是绕组短路，电流小的一相可能是多路并联绕组中的支路断路。若三相电流平衡，可使电动机继续运行1～2h，随时用手检查铁心部位及轴承端盖的温度，发现烫手，立即停车检查。如绕组过热则是绕组短路；如铁心过热，则是绕组匝数不够，或铁心硅钢片间的绝缘损坏。以上检查均在电动机空载下进行。

通过上述检查，确认电动机内部有问题，就可拆开电动机做进一步检查：

（1）检查绕组部分

查看绕组端部有无积尘和油垢，查看绕组绝缘、接线及引出线有无损伤或烧伤。若有烧伤，烧伤处的颜色会变成暗黑色或烧焦，有焦臭味。烧坏一个绕组中的几匝线圈，可能是匝间短路造成的，烧坏几个绕组，多半是相间或连接线（过桥线）的绝缘损坏所引起的；烧坏一相，这多为△联结中由一根电源断电所引起的；烧坏两相，这是由一相绕组断路而产生的；若三相全部烧坏，大都由于长期过载或起动时卡住引起，也可能是绕组接线错误引起的，可查看导线是否烧断和绕组的焊接处有无脱焊、虚焊现象。

（2）检查铁心部分

查看转子、定子表面有无擦伤的痕迹。若转子表面只有一处擦伤，而定子表面全是擦伤，这大都是由于转子弯曲或转子不平衡造成的；若转子表面一周全都有擦伤的痕迹，定子表面只有一处伤痕，这是由于定子、转子不同心造成的，造成不同心的原因是机座或端盖止口变形或轴承严重磨损使转子下落；若定子、转子表面均有局部擦伤痕迹，则是由上述两种原因共同引起的。

（3）检查轴承部分

查看轴承的内、外套与轴颈和轴承室配合是否合适，同时也要检查轴承的磨损情况。

（4）检查其他部分

查看风扇叶是否损坏或变形，转子端环有无裂痕或断裂，再用短路测试器检查导条有无断裂。

1.定子绕组故障的排除方法

绕组是电动机电气部分的核心，与机械部分相比较，绕组是更容易损坏而造成故障的部件。常见的定子绕组故障有绕组断路、绕组短路、绕组接地及绕组接错嵌反等。

（1）绕组断路的检修

绕组断路多发生在电动机绕组的端部、各绕组部件的接线头或电动机的引出线端等地方，因此首先要检查这些地方。故障的主要原因有绕组受外力的作用而断裂，接线头焊接不良而松脱，绕组短路或负载电流过大、过热而烧断。

1）检查方法：对电动机断路可用绝缘电阻表、万用表（放在低电阻挡）或校验灯等来检查。检查时，对于三角形联结的电动机，必须把三相绕组的接线拆开后每相分别测试，如图8-15所示。

对于单线绕制的定子绕组而言，则表不通或灯不亮时，说明该相绕组断路。如无法判定断路点时，可将该相绕组中间一半的连接点处剖开绝缘，进行分段测试，如此逐步缩小故障范围，最后找出故障点。

中等容量电动机定子绕组采用多根导线并绕和多支路并联，其中假若断若干根或断开一路时，常采用以下两种方法检查：

①三相电流平衡法：对于联结的电动机，将三相绕组并联，通入低压大电流（电流值≤额定值），如果三相电流值相差大于5%，电流小的一相为支路断路相，如图8-16a所示；对于△联结的电动机，需拆开触头，分别测量每相绕组的两端，如果三相电流相差大于5%，电流小的一相为支路断路相，如图8-16b所示。

图8-15 用绝缘电阻表或校验灯检查定子绕组断路

a）△联结的检验 b）联结的检验

图8-16 用三相电流平衡法检查电动机多支路绕组断路

a）联结的检查 b）△联结的检查

②直流电阻测量法：分别给每相绕组加上一个数值为6～12V的直流电压U，再测量流过该绕组中的电流I，则该绕组的直流电阻为R=U/I；或用电桥测量各相绕组的直流电阻，测量三次求取平均值，并尽量减少测量误差。对故障相而言，其电阻R较正常相大，故在相同的电压U作用下，流过直流电流表的电流较小，因此也可从电流表的读数中判断出读数小的一相为故障相。并参照上面的办法逐步缩小故障范围，最后找出故障点。

2）故障修理：对于引出线或接线头扭断、脱焊等引起的断路故障，在找到故障点后，只需将导线连接并焊牢，包扎新的绝缘材料，即可使用；如果断路发生在槽口处或槽内难以焊接时，则可用穿绕修补法更换个别绕组；如故障严重难以修补时，则需重新绕线。

（2）绕组接地的检修

绕组接地故障指电动机定子绕组与铁心或机壳间因绝缘损坏而相碰触。造成这种故障的原因如下：电动机长期过载运行，致使绝缘老化；或导线松动，硅钢片未压紧，有尖刺等原因，在振动情况下擦伤绝缘；或因转子与定子相擦使铁心过热，烧伤槽楔和槽绝缘，或金属异物掉进绕组内部损坏绝缘，以及在重绕定子绕组时损伤绝缘，使铁心与导线相碰等。出现这种故障后，会造成绕组过电流发热，从而会造成匝间短路及机壳带电，易引起触电事故。

1）检查方法如下：

①用绝缘电阻表检查：将绝缘电阻表的两个出线端分别与电动机绕组和机壳相连，以120r/min的速度摇动绝缘电阻表手柄，如所测绝缘值在0.5MΩ以上，说明被测电动机绝缘良好；在0.5MΩ以下或接近零，说明电动机绕组已受潮或绕组绝缘很差。如果被测绝缘电阻值为“0”，同时有的接地点还会发出放电声或微弱的放电现象，则表明绕组已接地。若有时指针摇摆不定，说明绝缘已被击穿。

②用校验灯检查：拆开各绕组间的连接线，用36V灯泡与36V的低电压串联，逐一检查各相绕组与机座的绝缘情况，若灯泡发光，说明该绕组接地；灯光不亮，说明绕组绝缘良好；灯泡微亮，说明绕组已击穿。

2）故障修理：如果接地点在槽口或槽底绕组出口处，可用绝缘材料垫入绕组的接地处，再检查故障是否已经排除，如已排除，则可在该处涂上绝缘漆。如果发生在端部明显处，则可用绝缘带包扎后涂上绝缘漆，再进行烘干处理。如果发生在槽内，则需更换绕组或用穿绕修补法进行修复。

用穿绕修补法修复故障绕组的过程如下：先将定子绕组在烘箱内加热到80～100℃，以使绕组外部绝缘软化，再打出故障绕组的槽楔，将该绕组两端用剪线钳剪断，并将此绕组的上、下层从槽内一根一根地抽出。原来的槽绝缘是否更换可视实际情况而定。用原来规格的导线，量得与原绕组相当的长度（或稍长些），在槽内来回穿绕到原来的匝数，一般而言，穿到最后几匝时很困难，此时可用比导线稍粗的竹签（如织毛线所用的竹针）做引线棒，进行穿绕，一直到无法再穿绕为止，比原绕组稍少几匝也可以。穿绕修补后，再进行接线、烘干和浸漆等处理。

（3）绕组绝缘不良的检修

绕组绝缘不良的原因主要如下：电动机长期不用，周围环境潮湿，或电动机受日晒雨淋，或长期过载运行及油污、灰尘、化学腐蚀性气体等入侵，可能使绕组的绝缘电阻下降。

检修方法：用绝缘电阻表测得的定子绕组对地绝缘电阻小于0.5MΩ，但又没有到零（此时若用万用表欧姆挡R×100或R×1k挡测量有一定的读数），则说明电动机定子绕组已严重受潮或被油污、灰尘等侵入。此时可以先将绕组表面擦抹及吹刷干净，然后放在烘箱内慢慢烘干，当烘到绝缘电阻上升到达0.5MΩ以上后，再给绕组浇一次绝缘漆并重新烘干，以防回潮。(www.xing528.com)

（4）绕组短路的检修

绕组短路的原因主要是由于电动机电流过大、电压过高、机械损伤、重新嵌绕时损伤绝缘、绝缘老化脆裂、受潮等原因引起的。绕组短路情况有绕组匝间短路、极相组短路和相间短路（绕组相与相之间短路）。

1）检查方法如下：

①外部检查：使电动机空载运行20min，然后拆卸两边端盖，用手摸绕组的端部，如果有一个或一组绕组比其他的热，这部分绕组很可能短路，也可以观察绕组有无焦脆现象。如果有，该绕组可能短路。

②用绝缘电阻表检查相间短路：拆开三相绕组的接头，分别检查三相绕组间绝缘电阻，若阻值很低，说明该三相间短路。

③直流电阻法：利用低阻值欧姆表或电桥分别测量各相绕组的直流电阻，阻值较小的一相有可能是匝间短路。

④用钳形电流表测三相绕组的空载电流，检查匝间短路，空载电流明显偏大的一相有匝间短路故障。

⑤用短路测试器检查绕组匝间短路：用测空载电流或直流电阻的方法来判断绕组是否有匝间短路，有时准确度不是很高，可能会出现误判断，而且也不容易判断到底是哪个绕组有匝间短路。因此，常用短路测试器来检查绕组的匝间短路故障。短路测试器是利用变压器原理来检查绕组匝间短路的。测试时，将短路测试器励磁绕组接36V低压交流电源，沿槽口逐槽移动，当经过短路绕组时，相当于变压器二次侧短路，电流表的读数会显著增大，如图8-17所示，从而查出短路绕组。

也可用图8-18所示的方法，将一片厚5mm的钢片或废锯条放在被测绕组的另一边所在的槽口上，若被测绕组短路，钢片就会产生振动。使用测试器要注意以下事项：作△联结的电动机引出线端要先拆开；绕组若是多路并联的，要先断开；在双层绕组中，一个槽内嵌有不同绕组的两条边，要确定究竟是哪个绕组短路，应确定该槽内两个绕组的另两条边，分别将钢片放在左、右边相隔一个节距的槽口上，都测试后才能确定。

图8-17 用短路测试器查找短路绕组

1—开口铁心 2—励磁绕组 3—钢片 4—定子铁心　5—定子绕组端部

图8-18　双层绕组匝间短路测试方法

1—钢片　2—短路测试器

2）绕组短路的修理：绕组匝间短路故障，一般事先不易发现，往往均是在绕组烧损后才知道，因此遇到这类故障往往需视故障情况全部或部分更换绕组。用穿绕修补法修复部分绕组的办法前已叙述，全部更换绕组可参看后面的“三相异步电动机定子绕组的重绕”部分。

绕组相间短路故障，如发现得早，未造成定子绕组烧损事故，可以找出故障点用竹楔插入两绕组的故障处（如插入有困难，可先将绕组加热），把短路部分分开，再垫上绝缘材料，并涂绝缘漆使绝缘恢复。如已造成绕组烧损，则应更换部分或全部绕组。

（5）绕组接线错误或嵌反的检查与处理

绕组接线错误或某一绕组嵌反时会引起电动机振动，发出较大的噪声，电动机转速降低甚至不转。同时会造成电动机三相电流严重不平衡，使电动机过热，而导致熔丝熔断或绕组烧损。

绕组接线错误或嵌反故障通常分两种情况：一种是外部接线错误；另一种是某一极相组接错或某几个绕组嵌反。

绕组接线错误或嵌反的检查方法如下：先拆开电动机，并取出转子。将低压直流电源（一般在6V左右）逐步加在三相定子绕组的每一相上（如电动机定子绕组采用联结，则将直流电源两端分别接到中性点和某相绕组的出线端；如是△联结，则必须拆开三相绕组的连接点），用指南针沿定子内圆周移动；如绕组接线正确，则指南针顺次经过每一极相组时，就南北交替变化，如图8-19所示。如指南针在某一个极相组的指向与图8-19所示方向相反，则表示该极相组接反。如果指南针经过同一极相组不同位置时南北指向交替变化，则说明该极相组中有个别绕组嵌反。这时可以把绕组故障部位的连接线或过桥线加以纠正。如果指南针的指向不清楚，可适当提高直流电源的电压，或更换磁性较强的指南针再进行检查。

2.转子绕组故障的排除

（1）笼型转子故障的检查与排除

图8-19 用指南针法检查绕组接错或接反

笼型转子的常见故障是断条，断条后的电动机一般能空载运行，但当加上负载后，电动机转速将降低，甚至停转。若用钳形电流表测量三相定子绕组电流，电流表指针会往返摆动。

断条的检查办法通常有以下两种：

1）用短路测试器检查：如图8-20所示，将短路测试器加上励磁电压后，放在转子铁心槽口上沿转子周围逐槽移动，若导条完好，则电流表指示的是正常短路电流。若测试器经过某一槽口时电流有明显下降，则表示该处导条断裂。

2）导条通电法：在转子导条端环两端加上一个几伏的低压交流电，再在转子表面撒上铁粉或用断锯条沿转子各导条依次测试。当某导条处不吸铁粉或锯条时，则说明该处导条已断裂。转子导条断裂故障一般较难修理，通常是更换转子。

（2）绕线转子故障的检查与排除

一般中小型绕线转子的结构与三相定子绕组结构相仿，因此故障的检查及修理方法也相似，这里不再叙述。

图8-20 用短路测试器检查断条

1—短路测试器 2—导条 3—转子