电机故障初步诊断流程与方法研究

　　【提 要】本文介绍了交通轨道行业车门系统上电机故障初步诊断的流程和方法。
　　【关键词】电机；故障；诊断；解决问题
　　一、引言
　　电机，俗称＂马达＂，是依据电磁感应定律实现电能转换成机械能的一种电磁装置，广泛应用于现代各种机械中作为驱动。电机驱动因其效率高，且可实现自动控制和远距离操纵而深受欢迎。在高铁动车地铁的车门系统中，电机是非常重要的电气元部件，电机的运作带动车门的开启和关闭，类似于电脑中CPU的核心控制作用。
　　从我司去年客户反馈的电机故障现象中通电后电机不转的问题占据了整个电机故障的70%，客户关注度高，但是因种种原因故障件退回供应商端分析周期长效率低，故我想从电机通电后不转这个故障如何快速分析诊断，解决问题这个角度整理分析出故障初步判定的流程和方法，目的是给现场维保人员和质量人员以指导迅速判定故障，以节省时间迅速处理故障，免去故障事态严重化，提升客户服务质量，增强客户满意度。
　　二、电机工作原理及主要部件
　　电机主要由一个产生磁场的定子和一个旋转转子及其它附件组成。在定子绕组旋转磁场的作用下，有电流通过并受磁场的作用而使转子转动。
　　电机主要部件及作用：
　　定子（静止部分）
　　1、定子铁心---电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
　　2、定子绕组---是电机的电路，通入三相交流电，产生旋转磁场。
　　转子（旋转部分）
　　1、转子铁心---作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。
　　2、转子绕组---切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，形成电磁转矩而使电机旋转。
　　其它附件
　　1、轴承---连接转动部分与不动部分。
　　2、风扇---冷却电机。
　　3、集电环---建立相对运动磁场的滑动接触机构。
　　三、故障分析，诊断及处理
　　检查电机前一定要断电，方可开始进行诊断分析。按照下面＂电机通电后不转故障诊断流程示意图＂所示步骤逐一排查诊断故障点。
　　1，首先确定转子能不能转，转子不能转的话，如果排除了电机本身故障，可以将联轴器拆开，使电机和负载分开，若电机能转，则能确定该故障和电机没有关系，是负载的问题，见＂电机通电后不转故障诊断流程示意图＂原因1那条路径。这种情况，需要去解决负载机械的问题，非该电机故障。
　　2，接第1条，如果转子不能转动的话，且无法排除电机本身问题，那么需要确认铁芯是否扫膛，是的话，那么见流程示意图原因2那条路径。一般由于轴承尺寸严重超差及端盖内孔磨损；或铁芯外圆变形严重；或转轴弯曲超差，导致基座，端盖，转子三者不同轴心引起扫膛。此类故障除了机壳外，其他零部件均损坏，该电机报废，无法维修，需要更换新电机。
　　3，如果转子不能转动的话，铁芯又没有扫膛的话，需要确认轴承是否正常，如果轴承不正常的话，可能是由于轴承安装时配合尺寸公差太紧或者太松；或者轴承有裂纹，内外圈碎裂，轴承过度磨损；或者轴承上润滑油太多，导致轴承和润滑脂之间产生很大的摩擦，这3种可能的原因会导致轴承内外圈由于过热熔焊在一起，见流程示意图原因3那条路径。这种情况需要更换轴承。
　　4，如果转子不能转动的话，定转子铁芯没有扫膛，轴承又是正常的，那么造成转子不能转动可能原因是电机风扇变形碰风罩而被卡住，见流程示意图原因4那条路径，那么处理方式有对风扇进行整型或者换个风扇。
　　5，如果转子能转动，需要去确认绕组是否烧毁，如果没有烧毁，需要再确认绕组是否能转动，如果不能转动，那么故障可能原因要么是电源问题，要么是绕组问题，见流程示意图原因5那条路径，先确认电源问题，如果可以排除则说明是接线断路故障，处理方式是重新接线。
　　6，转子能转动，但绕组没有被烧毁，且绕组能转动，那么可能是电源开关故障或者集电环与电刷接触不良，见流程示意图原因6那条路径。处理方式是更换电源开关或者重新确认集电环与电刷是否安装好。
　　7，转子能转动，绕组已经烧毁，电源不正常，三相无电，则可能的故障原因是熔断器被烧毁或者接线有错误，见流程示意图原因7那条路径。处理方式是更换熔断器或者重新检查接线。
　　8，转子能转动，绕组已经烧毁，电源不正常，但三相有电，则可能的故障原因是电源电压过大或者过小，或者三相电压不平衡，见流程示意图原因8那条路径。
　　造成电机三相电流不平衡的主要原因及处理方式如下：
　　8.1 电源电压不平衡导致电机运行时三相电流不平衡，这种情况需要检查电源电压。
　　8.2个别绕组匝间短路，引起各相阻抗不相等，在三相平衡电压的作用下，结果导致三相电流不平衡。这种情况需要拆下转子重新绕线
　　8.3起动设备故障造成电机三相电压不平衡。这种情况重新检查启动设备。
　　9，转子能转动，电源正常，如果绕组是局部烧毁，需要确认绕组是否接地。绕组不接地的话，可能故障原因是三相电机单相运转后电流过大导致主绕线被烧毁，见原因9路径。处理方式是重新接线。
　　10，转子能转动，电源正常，如果绕组是局部烧毁，又发现绕组接地的话，说明故障原因是绕组接地或局部匝间短路时，见原因10路径.很大可能是绕组绝缘层坏了，绕组线与线之间有接触到，严重时绕组被烧毁甚至可以看到电机整机冒烟。处理方式是将接地或短路部位涂刷绝缘漆并烘干，对部分烧毁严重的线圈可重新绕线更换。
　　11，转子能转动，电源正常，绕组是全部被烧毁，说明这个时候电机过载或者外界温度过高等，见原因11路径，需要解决外部负载和温度问题方能让电机正常工作。
　　四、结论
　　按照＂电机通电后不转故障诊断流程示意图＂示意逐一排查诊断故障点，可以较清晰的判定电机故障可能发生的原因，结合本文信息，可找到维保方法。该诊断方法经我司售后及质量人员使用，反应良好，检修时间单个电机检修时间平均由3.5小时提高到2小时，维保速度提高42%，提高了客戶满意度。
　　【参考文献】
　　[1]金续曾，电机常见故障修理[M]，中国电力出版社，2003.
　　[2]高宇，工厂电气控制技术[M]， 机械工业出版社，2010.
　　[3]胡敏强，电机学[M]， 中国电力出版社，2014.
　　[4] 万芳瑛 ，电机、拖动与控制[M]， 北京大学出版社，2013.