摘  要：三相異步電動機(jī)是污水處理廠常見的設(shè)備,，針對故障進(jìn)行維修是機(jī)電維修人員的技能。結(jié)合筆者所學(xué)知識和歷次維修實踐總結(jié)了三相異步電動機(jī)常見故障,，分析了造成故障的原因,，并且介紹了檢查排除故障的一些方法，以提高維修效率,。

1研究背景

       維修三相異步電動機(jī)是污水處理廠機(jī)電維修人員的一項基本技能,。由于污水處理廠環(huán)境比較復(fù)雜，三相異步電動機(jī)經(jīng)常受到進(jìn)水,、短路,、老化、各種化學(xué)藥品腐蝕以及誤操作等影響,，會引起多種多樣的故障,。雖然一般來說普通機(jī)電維修人員只要找出損壞的位置，通過更換零件使電動機(jī)恢復(fù)正常運(yùn)行即可,，但對于一些人特別是新入職的維修人員來說,，如果沒有明確的接線圖， 維修會有一定困難,，有時會無從下手,。同時， 操作不慎也可能造成電動機(jī)二次損壞,，甚至引起觸電事故,。筆者對電動機(jī)無法轉(zhuǎn)動的原因進(jìn)行分析，并歸納各種排除故障的方法,，以提高維修效率。

2常見故障

2.1原理和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

       三相異步電動機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理的一種設(shè)備,。它一般分定子與轉(zhuǎn)子兩部分,，當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120°電角度）通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組,，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路）。載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力,，從而在電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩,，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn),，并且電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。相較于同樣大小的單相電動機(jī),，三相異步電動機(jī)一般具有功率大的優(yōu)勢,，所以在污水處理廠幾乎處處可見。

       在污水處理廠中,三相異步電動機(jī)一般用作水泵,，也有用作其他設(shè)備的動力部分,，比如污泥脫水機(jī)、隔柵和螺桿等,。在用作水泵時,，若功率較小且臨時架設(shè)，用完后就拆除,，只需將其簡單接入電路即可,不需要再安裝繼電控制回路,。在其他情況下，對于三相異步電動機(jī)電路,，一般從電學(xué)意義上來說,，分主回路與控制回路兩部分。主回路就是電動機(jī)本身運(yùn)行的回路,，控制回路一般有兩種形式,。普通的控制回路一般有按鈕開關(guān)、緊急停止按鈕,、接觸器控制觸頭,、指示燈、接觸器線圈,、時間繼電器,、中間繼電器和熱繼電器等，有時還帶有故障判斷回路,，比如漏油指示電路,。隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了一些精密設(shè)備,，比如變頻器（VFD）與可編程邏輯控制器（PLC）,，給控制回路帶來了新的更精密的控制方法。這些新的精密設(shè)備為了準(zhǔn)確控制交流輸出,，有時還有直流控制電路,，并用電位器控制這個電路，或另有接觸屏進(jìn)行控制,。從空間分布來說,，供手動操作的起動停止按鈕、電位器和供查看運(yùn)行情況的電壓/ 電流表等元件和供維修或發(fā)生嚴(yán)重故障時用來斷電的緊急停止按鈕，以及VFD,、PLC控制用的接觸屏,、電位器等，分布在電動機(jī)控制柜或電箱外殼上,，其他接觸器,、繼電器、變頻器和PLC等在控制柜里,，從控制柜到電動機(jī)本體需要連接端子排,。

2.2常見故障及原因分析

        對于不需要控制回路控制的電動機(jī)，比如臨時架設(shè)的潛水泵等,，常見的損壞有兩種情況：一種是由于吸到雜物,，造成過載，繼而導(dǎo)致過熱,、燒壞線圈,，引起短路或相線接地；還有一種是搬運(yùn)時不注意,，拉拽電纜線力量過大,，造成的各種電纜損壞，引起短路,、漏電或纖芯斷裂,。

對于由電箱或控制柜控制的電動機(jī)，造成故障的人為因素主要有兩個：一是墊片,、彈簧墊片或螺母在安裝時遺漏,，卡在接線樁頭之間，引起短路,；二是安裝時,，觸頭沒有擰緊，造成接觸器觸頭或端子排等產(chǎn)生電火花,，終燒壞電路或造成電動機(jī)輸入的三相電缺相,。

       排除人為原因，對控制柜或電箱外殼上的設(shè)備來說,，老化,、風(fēng)化和銹蝕等是常見故障原因， 它們會造成這些設(shè)備斷路,、接觸不良以及急停開關(guān)內(nèi)的彈簧失去彈性等,。對于電箱內(nèi)部設(shè)備，進(jìn)水,、連接各元件的導(dǎo)線或銅排短路，由于積灰引起的接觸器無法吸合，是導(dǎo)致其大面積損壞的原因,。對于電動機(jī)本身,，由于化學(xué)腐蝕引起的老化或被雜物卡住，是造成其無法轉(zhuǎn)動的原因,。這些故障如果存在時間過長,，或出現(xiàn)在一些大功率電動機(jī)設(shè)備上，還會引起電路過載發(fā)熱,，造成繞組燒壞,，引起短路或相線接地。

3檢查排除故障的方法

3.1無控制回路的三相異步電動機(jī)

       對于不需要控制回路控制的三相異步電動機(jī),，在使用之前要先檢查電纜情況,，并用兆歐表（即搖表）檢測相線與金屬外殼或者地線（PE 線）間電阻，若電纜有明顯的損壞點,，或兆歐表檢測出相線與金屬外殼間電阻過小,，則可證明該電動機(jī)已損壞，需返廠維修,。

3.2普通三相異步電動機(jī)

       對于那些由控制回路來控制的三相異步電動機(jī),，首先要確定是否有誤報故障的情況，比如在之前維修時按下緊急停止按鈕,，修復(fù)完成后未重新復(fù)位,，一般也會在控制中心有故障信號，但此時三相異步電動機(jī)或控制回路并沒有損壞,，只需要將開關(guān)復(fù)位即可消除故障信號,。

       若確認(rèn)沒有誤報，同時上一級電氣裝置沒有損壞,，即電箱輸入電壓正常,，對于普通方式控制的電動機(jī)，則可按先機(jī)后電,、先主后輔的大致順序來排查各個設(shè)備的故障,。首先根據(jù)先機(jī)后電，對電動機(jī)本身進(jìn)行排查,，嘗試按下電動機(jī)起動開關(guān),，用耳朵聽電動機(jī)動作情況，如電動機(jī)振動或嗡嗡發(fā)響但不轉(zhuǎn)動,，則可確定存在機(jī)械部分的問題,。此時，將電動機(jī)風(fēng)葉罩打開,， 嘗試撥弄風(fēng)葉,，如無法撥動,，則拆除風(fēng)葉，用管鉗或扳手撥動轉(zhuǎn)軸,，若仍無法撥動,，則查看管子，清除其他雜物（針對水泵）,，或查看電動機(jī)轉(zhuǎn)軸帶動的其他機(jī)械零件是否斷裂或卡住,，消除由機(jī)械原因引起的堵轉(zhuǎn)。

       若機(jī)械部分無堵轉(zhuǎn),，或堵轉(zhuǎn)已排除,，電動機(jī)仍無法運(yùn)轉(zhuǎn)，那就按照先主后輔的原則,，先檢查電動機(jī)主回路是否存在短路,、相線接地的問題。先拉掉電閘,，將電動機(jī)接線盒拆開,，用測電筆或萬用表檢測是否正確切斷電源，然后拆除各條接連線,，在拆之前一定要首先記下線號或線色,，或用電工膠布做好標(biāo)記，以便檢查后無誤地將電源線接回電動機(jī),。再拆除各個接線樁頭間金屬導(dǎo)條,，否則可能會由于原先電動機(jī)星形或三角形接法干擾短路檢測情況。之后就可以使用絕緣電阻表進(jìn)行測量,。為了更好地說明測量順序,，下圖所示為實際的接線盒照片，并對其中的樁頭進(jìn)行編號,。其中PE為接地樁頭,，U1、V1和W1為進(jìn)線樁頭,，U2,、V2和W2為連接樁頭，將接在U1,、V1,、W1與PE之間，如檢測出任何接近0,，則說明有相線接地情況,，電動機(jī)已燒毀，然后接在U1,、V1和W1兩兩之間,，如檢測出任何接近0,，說明電動機(jī)存在短路情況，后將接在U1,、V1和W1與U2,、V2,、W2左右兩邊,，一般會大致如U1－U2，V1－ V2,，W1－W2循三匝線圈,，一一對應(yīng)檢測出三組接近0的數(shù)據(jù)。若不是這種情況,，則線圈有問題,，需要更換。

       若電動機(jī)本身沒有損壞,，將接在進(jìn)線任意兩個接頭上和進(jìn)線與地線間,，如測出接近0，則進(jìn)線已燒毀,，需要更換,，或控制柜其他地方有短路，需要一一排除,。在某些情況下,，如果測出穿線管僅有一根導(dǎo)線異常，同時該電動機(jī)需要急用的話,，有的修理工可能不規(guī)范地將損壞相線與原先接地線進(jìn)行互換,，用原有接地線臨時替代損壞相線功能，以減少電動機(jī)停用時間,。此時接地的可靠性得不到保證,，甚至可能給電動機(jī)使用者帶來危險，千萬不能這么做,。

圖1 接線盒參考

       在檢測完電動機(jī)本身與進(jìn)線后,，如果*，則將連線重新接好,，注意如果電動機(jī)本身沒有短路損壞,，則在接線前需要清理樁頭上的墊片、彈簧墊片或螺母等雜物,，否則可能因其沒裝上樁頭,，反而卡在樁頭或?qū)Ь€之間造成短路，引起電動機(jī)二次損壞,。然后轉(zhuǎn)到控制柜或電箱,，首先檢查各個電器元件外觀是否正常,，如有明顯老化、燒毀或進(jìn)水的,，則行更換,，再檢測各個熔斷器，看是否有損壞,，如有則進(jìn)行更換,。之后按下起動開關(guān)，看電動機(jī)是否可以點動,，若可以,，則是負(fù)責(zé)自鎖的接觸器壞了，需更換,；若不可點動,，再用螺絲旋具按下主回路接觸器，看電動機(jī)是否可以轉(zhuǎn)動,，若可以起動,，并能保持旋轉(zhuǎn)，那再檢查開關(guān)本身和接觸器線圈,，具體找到壞點進(jìn)行更換,。若起動瞬間熱繼電器迅速切斷電源，則有可能是熱繼電器本身壞了或是缺相,，那就檢查各接線端子排是否有松動,，若有則一一擰緊。若長時間無法擰緊,，則說明接線端子排螺絲已經(jīng)損壞,，需更換；若仍無法排除,，則檢查熱繼電器本身,。注意若要更換熱繼電器，更換后要重起電動機(jī),，要將熱繼電器撥碼撥回原來的檔位,， 否則可能無法起動，甚至造成更多問題,。

       檢查完熱繼電器,，還應(yīng)該檢查時間繼電器。首先檢查旋鈕,，查看是否松脫,，如果松脫，則繼電器內(nèi)部彈簧已經(jīng)損壞,。若彈簧正常,，然后再將繼電器拆下,，撥動旋鈕到一定時間，檢查延時接通和延時斷開觸頭是否處于斷開和接通狀態(tài),，否則該繼電器已失效,。這兩種情況均需要更換時間繼電器。

       如果檢查完各接觸器,、繼電器和端子牌*,，電動機(jī)仍無法起動，則還應(yīng)該檢查故障回路,， 有時由于故障回路元件損壞,，會產(chǎn)生錯誤的故障信號也會鎖死接觸器或繼電器，造成電動機(jī)無法起動,。

3.3VFD或PLC控制的三相異步電動機(jī)

       對于VFD或PLC控制的電動機(jī),由于變頻器（VFD）與可編程邏輯控制器（PLC）種類較多， 操作方式各不一樣,，故障時顯示的故障代碼也有區(qū)別,。所以普通維修工如果沒有針對性地學(xué)過具體變頻器（VFD）或可編程邏輯控制器（PLC）控制方法，僅能從外表上察看是否損壞,，對大部分故障需要核對故障代碼,，還須查看說明書和網(wǎng)絡(luò)，甚至需要聯(lián)合生產(chǎn)廠家人員重新進(jìn)行調(diào)試才能解決,。所以對于這些精密器件,，具體的維修方法非常，這里僅作簡要探討,。一般而言,，如果有電流輸入，且VFD或PLC本身沒有嚴(yán)重?fù)p壞的情況下,，VFD或PLC能啟動,，并能通過指示燈或顯示屏顯示相應(yīng)的錯誤，可以通過網(wǎng)絡(luò)或手冊查閱錯誤的原因,。如果問題不是出在VFD 或PLC硬件或控制程序的話,，則嘗試拆除報錯的信號線或輸出線，看是否依然報錯,。如果能消除錯誤,，則與修普通電動機(jī)類似，循線排除各零件故障,。注意如果錯誤與電動機(jī)本身短路或相線接地有關(guān),，此時也需要用搖表確定具體故障位置，然而與普通電動機(jī)不同的是,，在測量前,，除了斷開進(jìn)線與三相異步電動機(jī)連接的一頭外,，務(wù)必要將其連接VFD或PLC的另一頭也斷開，否則因為搖表中有一個小發(fā)電機(jī),，搖的過程中會反送電,，可能燒毀VFD或PLC。

4安科瑞ARD系列智能電動機(jī)保護(hù)器介紹與綜合選型

4.1產(chǎn)品簡介

       ARD該系列低壓電動機(jī)保護(hù)器,，具有過載,、斷相、不平衡,、欠載,、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能,?？膳c接觸器、電動機(jī)起動器等電器元件構(gòu)成電動機(jī)控制保護(hù)單元,，具有遠(yuǎn)程自動控制,、現(xiàn)場直接控制、面板指示,、信號,、現(xiàn)場總線通信等功能。應(yīng)用范圍：可廣泛應(yīng)用于煤礦,、石化,、冶煉、電力,、建筑等行業(yè)的配電領(lǐng)域,。

4.2產(chǎn)品選型

產(chǎn)品功能

 5結(jié)束語

       本文總結(jié)了筆者入職以來遇到的各種故障和歷次排查故障進(jìn)行維修所用的方法，對于新入職的機(jī)電維修人員而言,，掌握這些可以排除大部分故障,，但如果遇到一些罕見的未提到的故障，切忌驚慌,，可以通過查閱接線圖或與經(jīng)驗豐富的老師傅討論后再維修,。機(jī)電維修人員務(wù)必注意，在大部分維修開始前需要斷電,，否則很可能引起觸電事故或造成電動機(jī)二次損害,。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳一帆.污水處理廠三相異步電動機(jī)常見故障和維修[J].時代電氣，2020,，06：71-73.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版.