陈利平

（神华亿利能源有限责任公司电厂，内蒙古鄂尔多斯　014300）

　　摘　要：根据电机的基本原理，分析研究了高压电动机运行中异音的产生，并进行了归纳比较总结，指出电动机产生异音主要由那些因素造成并如何处理，为电动机稳定运行及延长轴承使用寿命提供借鉴。

　　关键词：延长检修周期；消除电机异音；电动机轴承

　　1、引言

　　电动机是电厂数量、种类Z多的电气设备其作用是将电能转换为机械能，按照电能的性质分为直流、交流电机；按照转速分为同步、异步电动机；异步电动机又根据电压等级、绕线方式、磁极对数、等分为多种不同型号，而三相异步交流高压电动机则是其中之一。在整个厂用系统中起着至关重要的作用，高压电动机的安全稳定运行是衡量电厂经济指标的一项重要因素。

　　2、概况

　　2.1高压电动机的结构

　　电机一般分为两大部分：定子和转子。定子——定子由定子铁心、定子绕组和机座组成。定子铁心是电机主磁路的一部分，铁心中流过的是交变磁通，则为减小铁心的损耗，一般采用0.5mm厚的硅钢片叠成圆筒形铁心并将它压入机壳中称为隐极式。定子绕组是电路的一部分对隐极式铁心，则将导体嵌在圆筒形铁心均匀分布的槽中，导体按电动势相加的原则连成线圈，众多线圈又将按各种不同的要求连成不同形式的绕组，这种绕组称为分布式绕组，它构成定子电路。机座是电机的机械支撑部分，一般由铸铝或钢片焊接而成。其外形有利于散热，便于安装固定。此外，为适应周围环境，还具备以下种类：封闭电机、防护式电机、潜水电机、隔爆型电机等，还可以按照其防护等级分为若干等级。转子——电机的转子是由转子铁心、转子绕组、转轴组成。转子绕组嵌在圆柱形铁心外表面的槽中，其结构与定子绕组相似，但它与转子一起旋转，感应电动机有一特殊形式的绕组，称为鼠笼绕组，它的导条放置在转子铁心槽中，两端由端环短接。它们可以用铸铝或用铜条焊成。转轴固定在转子铁心中央，两者固成一体。轴上装有轴承，轴承座安装在机座或机壳上。转轴是电机机械功率输入、输出的枢纽。电机结构复杂，应用材料众多但按材料功能分主要有以下五种：1、导电材料：为减小电阻损耗，导电材料必须有良好的导电性能，电机绕组主要采用含纯铜量在99.9%以上的电解铜。其20°时的电阻率只为17.24╳10负9次方欧姆*米。铝亦是良导体，电阻率为铜的1.6倍左右，在电机中不能普遍采用，常用于制造笼型转子绕组。2、导磁材料：为了在一定的电流下能产生较强的磁场，电机采用导磁性能较高的铸钢钢板制成磁路。当磁路为交变磁场时，为减小铁心损耗，无例外的采用地采用电工钢片，其标准厚度有0.35mm、0.5mm、1.0mm等鉴于对材料机械强度的要求，静止的变压器铁心用较薄的电工钢片0.35mm，旋转电机常用较厚的0.5mm电工钢片。3、绝缘材料：导体与导体之间、导体与机座及铁心间都必须用绝缘材料隔开，绝缘材料的种类很多，可分为天然的和人工的、有机的和无机的，有时还用多种不同绝缘材料组合。绝缘材料的寿命和它的工作温度有很大关系。长时间在高温下工作，绝缘材料会逐渐老化，即丧失其机械强度和绝缘性能。为了保证电机在合理的较长的年限内可靠地工作，规定了绝缘材料的极限允许温度。O级90°、A级105°、E级120°、B级130°、F级155°、H级180°、C级180°以上。4、散热材料：电机工作时产生的损耗Z后均转化为热能，使电机温升，若不加措施会使电机绝缘老化缩短工作寿命甚至短时间内烧毁。电机虽然效率很高，一般均在85%以上，但鉴于其本身容量巨大，损耗的值可观，散热是电机的一个重要研究课题。中小型电机可利用增大机壳的表面积来帮助散热；大中型电机用空心导体，铁心中埋管子通以水或氢气来散热称为内冷式。机内由轴上装设的风扇运送空气或氢气在机内专设的风道中流通来帮助散热。5、机械支撑材料：主要是铝合金、钢板制成机座、端盖、转轴和轴承。铁心槽口要用槽偰封闭。一般用非磁性材料制成，加固转子绕组用的绑线亦用非磁性刚。当钢的成分中含有25%镍或12%锰时，即可失去其磁性。

　　2.2高压电动机频发的故障

　　1.电动机过热

　　1）电源方面使电动机过热的原因：a、电源电压过高：当电源电压过高时，电动机贩反电动势、磁通及磁通密度均随之增大。由于铁损耗的大小与磁通密度平方成正比，则铁损耗增加，导致铁心过热。而磁通增加，又致使励磁电流分量急剧增加，造成定子绕组1铜损增大，使绕组过热。因此，电源电压超过电动机的额定电压时，会使电动机过热。b、电源电压过低：电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大，致使定、转子绕组过热。c、电源电压不对称：电源电压过低时，若电动机的电磁转矩保持不变，磁通将降低，转子电流相应增大，定子电流中负载电源分量随之增加，造成绕线的铜损耗增大，致使定、转子绕组过热。d、三相电源不平衡：当三相电源不平衡时，会使电动机的三相电流不平衡，引起绕组过热。

　　由上述可见，当电动机过热时，应首先考虑电源方面的原因。确认电源方面无问题后，再去考虑其他方面因素。

　　2）负载使电动机过热的原因：a、电动机过载运行：当设备不配套，电动机的负载功率大于电动机的额定功率时，则电动机长期过载运行（即小马拉大车），会导致电动机过热。维修过热电动机时，应先搞清负载功率与电动机功率是否相符，以防盲无目的的拆卸。b、拖动的机械负载工作不正常：设备虽然配套，但所拖动的机械负载工作不正常，运行时负载时大时小，如脱粒机喂入量过大时，电动机过载而发热。c、拖动的机械有故障：当被拖动的机械有故障，转动不灵活或被卡住，都将使电动机过载，造成电动机绕组过热。故，检修电动机过热时，负载方面的因素不能忽视。

　　3）电动机本身造成过热原因有以下几种：a、电动机绕组断路：当电动机绕组中有一相绕组断路，或并联支路中有一条支路断路时，都将导致三相电流不平衡，使电动机过热。b、电动机绕组短路：当电动机绕组出现短路故障时，短路电流比正常工作电流大得多，使绕组铜损耗增加，导致绕组过热，甚至烧毁。c、电动机接法错误：当三角形接法电动机错接成星形时，电动机仍带满负载运行，定子绕组流过的电流要超过额定电流，乃至导致电动机自行停车，若停转时间稍长又未切断电源，绕组不仅严重过热，还将烧毁。d、当星形连接的电动机错接成三角形，或若干个线圈组串成一条支路的电动机错接成二支路并联，都将使绕组与铁心过热，严重时将烧毁绕组。e、电动机接法错误：当一个线圈、线圈组或一相绕组接反时，都会导致三相电流严重不平衡，而使绕组过热。f、电动机的机械故障：当电动机轴弯曲、装配不好、轴承有毛病等，均会使电动机电流增大，铜损耗及机械摩擦损耗增加，使电动机过热。

　　4）通风散热不良使电动机过热的原因：a、环境温度过高，使进风温度高。b、进风口有杂物挡住，使进风不畅，造成进风量小。c、电动机内部灰尘过多，影响散热。d、风扇损坏或装反，造成无风或风量小。e、未装风罩或电动机端盖内未装挡风板，造成电动机无一定的风路。

　　2.三相异步电动机不能起动的原因

　　三相异步电动机不能起动的原因有以下几种：1）、电源未接通。2）、熔丝熔断。3）、定子或转子绕组断路。4）、定子绕组接地。5）、定子绕组相间短路。6）、定子绕组接线错误。7）、过载或传动机械被子轧住。8）、转子铜条松动。9）、轴承中无润滑油，转轴因发热膨胀，妨碍在轴承中回转。10）、控制设备接线错误或损坏。11）、过电流继电器调得太小。12）、绕线式转子电动机起动作错误。13）、绕线式转子电动机转子电阻配备不当。14）、轴承损坏。

　　三相异步电动机不能起动因素很多，应根据实际情况及症状作详细分析、仔细检查，不能搞强行多次起动，尤其在起动时电动机发出异常声响或过热时，应立即切断电源，在查清原因且排除后再行起动，以防故障扩大。

　　3.电动机带负载运行时转速缓慢的原因
　　电动机带负载运行时转速缓慢的原因有以下几种：1）、电源电压过低。2）、鼠笼转子断条。3）、线圈或线圈组有短路点。4）、线圈或线圈组有接反处。5）、相绕组反接。6）、过载。7）、绕线式转子一相断路。8）、绕线式转子电动机起动变阻器接触不良。

　　4.动机运转时声音不正常的原因

　　电动机运转时声音不正常的原因有以下几种：1）、定子与转子相擦。2）、转子风叶碰壳。3）、转子磨擦绝缘纸。4）、轴承严重缺油。5）、电动机内有杂物。6）、电动机二相运转有嗡嗡声。

　　5.电动机外壳带电原因

　　电动机外壳带电原因有以下几种：1）、电源线与接地线搞错。2）、电动机绕组受潮，绝缘老化使绝缘性能降低。3）、引出线与接线盒碰壳。4）、局部绕组绝缘损坏使导线碰壳。5）、铁心松驰刺伤导线。6）、接地线接触不良。7）、接线板损坏或表面油污过多。

　　6.电动机温升过高或冒烟的原因：1）、电源电压过高或过低。2）、电机过载。3）、电动机缺相运行。4）、定子绕组接地。5）、轴承损坏或轴承太紧。6）、定子绕组匝间或相间短路。7）、环境温度过高。8）、电动机风道不畅或风扇损坏。

　　7.电动机振动的原因

　　电动机在运行时振动的原因有以下几种：1）、转子不平衡。2）、轴头弯曲。3）、连接盘不平衡。4）、连接盘轴孔偏心。5）、固定电动机的地脚螺丝松动。6）、固定电动机的基础不牢或不平。

　　8.电动机轴承温升、异音的原因：1）、轴承损坏或本身质量较差。2）、润滑油过多、过少或油质不良。3）、轴承与轴配合过松走内圆或过紧。4）、轴承与端盖配合过松走外围或过紧。5）、滑动轴承油环转动缓慢。6）、电动机两侧端盖或轴承盖未装平。7）、连接皮带过紧。8）、联轴器装配工艺较差。9）、电机转子产生轴电流。

　　2.3高压电动机轴承异音的故障处理

　　我厂4台炉二次风机电机轴承均采用SKF6232与NU232进口轴承，驱动端两盘轴承分别为6232与NU232非驱动端一盘轴承NU232。电机与风机通过液力耦合器相连接。二次风机电动机在更换新轴承后运行3个月左右便会出现轴承异音（主要集中在电机前轴承运行中发出哒哒哒声音）起初电机轴承产生异音后没有温升（前后轴承温度保持在45°以下），待运行一段时间后伴随着异音温度升高（前轴承70°左右后轴承40°左右）。4台炉二次风机都存在此现象，针对此种情况首先考虑到电机轴承质量原因，首先对电机轴承进行换型，通过多方对比换用了同型号国内知名度较高的瓦房店轴承。更换该轴承电机运行80天后继续出现上述问题，经过轴承选型可以排除电机轴承质量原因引起轴承异音、温升现象。

　　经过多次分析、试验，进一步查找电机轴承异音、温升的原因。根据以往的试验数据、安装工艺以及更换下电机轴承本身的磨损痕迹来判断认定轴承异音、温度升高，判断是由电机转子轴电流引起。现如今解决轴电流有两种办法：一、联系电动机厂家定做电机后轴承端盖，在端盖上加装绝缘层将转子轴电流隔断。二、制作接地碳刷将碳刷一端固定在电机外壳上另一端接在电机转轴上，通过接地碳刷将电机轴电流释放。种方案实施成本较高，加工周期较长不利于电机的改造。而第二种方案实施成本较低方便快捷，利用发电机替换下的励磁碳刷加工改造，制作成电动机接地碳刷经济实惠切实可行。

　　3、结论

　　经过对电机进行接地碳刷改造消除电机转子在运行中产生的轴电流对轴承的损害，延长电机轴承的使用寿命（改造后连续运行轴承无异音及温度升高的电机已超过193天）。为电动机的安全可靠运行提供了有力的保障。

　　参考文献：

　　1.《电机学》机械工业出版社

　　2.《电气检修规程》神华亿利能源公司电厂

来源：《中国科技博览》2014年第4期