陳利平
（神華億利能源有限責任公司電（diàn）廠，內蒙古（gǔ）鄂爾多斯 014300）
摘 要：根（gēn）據電機的基本原理，分析研究了高壓電動（dòng）機運（yùn）行（háng）中異音的產生，並進行了（le）歸納比（bǐ）較總結，指出電動機產（chǎn）生異音（yīn）主要由那些因素造（zào）成並如何處理，為電動機穩定運行（háng）及延長軸承使用壽命提供借鑒（jiàn）。
關鍵詞：延長檢修周期；消除電（diàn）機異音；電動機軸承
1、引言
電動機是電廠數量、種類Z多（duō）的電氣設備其作用是（shì）將電能轉（zhuǎn）換為機械能，按（àn）照電能的性質分為直流、交流電機；按照轉速分（fèn）為同步、異（yì）步電動機；異步電動機又根（gēn）據（jù）電壓等級、繞線方式（shì）、磁（cí）極對數、等分為多種不同型號，而三（sān）相異步交流高壓電動機則是其中之一。在整個廠用係統中起著至關重要的作用（yòng），高壓電動機的安全穩定運行是衡量電廠經濟指標的一（yī）項重要因素。
2、概況
2.1高壓電動機的結構（gòu）
電機一般分為兩大部分：定子和轉子。定子——定子（zǐ）由定子鐵心、定子（zǐ）繞組和機座組成。定（dìng）子鐵心是電機主磁路的一部分，鐵心中（zhōng）流過的是交變磁通，則為減小鐵心的損（sǔn）耗，一般采用0.5mm厚的矽鋼（gāng）片疊成（chéng）圓筒（tǒng）形鐵心並（bìng）將它壓（yā）入機殼中稱為隱極式。定（dìng）子繞組是電（diàn）路的一部（bù）分對隱極式鐵心，則將導體嵌在圓（yuán）筒形鐵心均勻分布的槽中，導體按（àn）電動勢相加的原（yuán）則連成線圈，眾多線圈又將按各種不同的要（yào）求連成不同形式的繞組，這種繞組稱為分布式繞組，它構成定子電路。機座是電機（jī）的機械支撐（chēng）部分，一般由鑄鋁或鋼片焊接而成。其外（wài）形有利於散熱，便於安裝（zhuāng）固定。此外，為適應周圍環境，還具備以下種類：封閉電（diàn）機、防（fáng）護式電機、潛水（shuǐ）電機（jī）、隔爆（bào）型電機（jī）等，還可（kě）以按照其防護等（děng）級分（fèn）為若幹等級。轉子——電機的轉子是由轉子鐵心、轉子繞組、轉軸組成。轉子（zǐ）繞（rào）組（zǔ）嵌在圓柱形鐵心外表麵的槽中，其結構與定子繞組相似，但（dàn）它與轉（zhuǎn）子一起旋（xuán）轉，感應電動機（jī）有一特殊形式的繞組，稱為鼠籠繞組，它的導條放置在轉（zhuǎn）子鐵（tiě）心槽中，兩端由端（duān）環短接。它們可以用鑄鋁或（huò）用銅條（tiáo）焊成。轉軸固定在轉子鐵心中央，兩者固成一體（tǐ）。軸上裝（zhuāng）有軸承（chéng），軸承（chéng）座安裝在機座或機殼上。轉（zhuǎn）軸是電機機械功率輸入、輸出的樞紐。電機結構複雜（zá），應（yīng）用材料眾多但按（àn）材料功能（néng）分主要有以下五種：1、導電材料：為減（jiǎn）小電阻損（sǔn）耗（hào），導電材料必須有良好的導電性能，電機繞（rào）組主要采用含（hán）純銅量在99.9%以上（shàng）的電解銅。其20°時的電阻率隻為17.24╳10負9次（cì）方歐姆（mǔ）*米（mǐ）。鋁亦是良導體，電阻率為銅（tóng）的1.6倍左右，在電機中不能普遍采用，常用於製造籠型轉子繞組。2、導磁材料：為了在一定的電流下能產生較強（qiáng）的（de）磁（cí）場（chǎng），電機采用導磁性能較高的鑄鋼鋼板製成磁路。當磁路為交變磁場（chǎng）時，為減小鐵心損耗，無例外的采（cǎi）用（yòng）地采用電工鋼（gāng）片，其標準厚度有0.35mm、0.5mm、1.0mm等鑒於對材料機械（xiè）強度的要求，靜止的（de）變壓器鐵（tiě）心用較（jiào）薄的（de）電工鋼片0.35mm，旋轉電（diàn）機常用較厚的0.5mm電工鋼片。3、絕緣材料：導體（tǐ）與導體之間、導體與機（jī）座及鐵心間都必（bì）須用絕緣材料（liào）隔開，絕緣材料的種類很多，可分為天然的和人工的、有（yǒu）機的（de）和無機的，有時還用多種不同絕緣材料（liào）組合。絕緣材（cái）料的壽（shòu）命和它的工作溫度有很大關係。長時（shí）間在高溫下工作，絕緣材料會（huì）逐漸老化，即喪失其機械強度和絕緣性能。為了保證電機在合理的較長的年限內可靠（kào）地工作，規定了絕緣材料的極限允許溫度。O級90°、A級105°、E級120°、B級130°、F級155°、H級180°、C級180°以上（shàng）。4、散熱材料：電機工作時產生的損耗Z後（hòu）均轉化為熱能，使電機（jī）溫（wēn）升，若不加措施會使電機絕緣老化縮短工作壽命甚至短（duǎn）時間內燒毀。電機雖然效率很高，一般均在（zài）85%以（yǐ）上，但（dàn）鑒於其本身容量巨大，損耗的值（zhí）可觀，散熱（rè）是電機的一個重要研（yán）究課題。中小型電機可利用增大機殼的表麵積來幫助散熱；大中型電機用空心導體，鐵心中埋管子通以水或氫氣來散熱（rè）稱為內冷式。機（jī）內由軸上裝（zhuāng）設的風扇（shàn）運送空氣（qì）或氫氣在機內專設的風道中流通來幫助（zhù）散熱。5、機（jī）械支撐材料：主要是（shì）鋁合金（jīn）、鋼板製成機座、端蓋、轉軸和軸承。鐵心槽口要（yào）用槽偰封閉。一般用非磁性材料製成，加固轉子（zǐ）繞組用的綁線亦用非磁性剛。當鋼的成分中含有25%鎳或12%錳時，即可失去其磁性（xìng）。
2.2高壓電動機頻（pín）發的故障
1.電動機（jī）過熱
1）電源方麵使電動機（jī）過熱的原因：a、電源電壓過高：當電源（yuán）電壓過高時（shí），電（diàn）動機販反電動（dòng）勢（shì）、磁通及磁通密度均隨之增大。由於鐵損耗的大小與磁（cí）通密（mì）度平方（fāng）成正比，則鐵損耗增加（jiā），導致鐵心過熱（rè）。而（ér）磁通增加，又致（zhì）使勵磁電流分量急劇增加，造成定子繞組1銅損增大，使繞組過熱。因此，電源電壓超（chāo）過電動機的額定電壓時，會（huì）使電動機過熱。b、電源電壓過（guò）低：電源（yuán）電壓過低（dī）時，若電動機的電磁轉矩保持不變，磁通將降低，轉子電（diàn）流相應增大，定子電流（liú）中負載電源（yuán）分量隨之增加，造成（chéng）繞線（xiàn）的銅損耗增大，致使定、轉（zhuǎn）子（zǐ）繞組過熱。c、電源（yuán）電壓不對稱：電源電壓過低時，若電動機的電磁轉矩保持（chí）不變，磁通將（jiāng）降低，轉子電流（liú）相應增大，定子電流中負載電源（yuán）分量隨之增加，造成繞線（xiàn）的銅損耗增大，致使定、轉子繞組過熱。d、三相電源不平衡：當（dāng）三相電源不平衡時（shí），會使電動機的三相電（diàn）流不平衡，引（yǐn）起繞組過熱。
由上述可見，當電（diàn）動機過熱時，應首先考慮電源方（fāng）麵的原因。確認電源方麵無問（wèn）題後（hòu），再去考慮其他方麵（miàn）因素（sù）。
2）負載使（shǐ）電動機過熱的原因：a、電動機過載（zǎi）運行：當設（shè）備（bèi）不配套，電動機的負載功（gōng）率大於電動機的額定功率時，則電動機長期（qī）過載運行（即小馬拉大（dà）車），會導致（zhì）電動機過熱。維（wéi）修過熱電動機時，應先搞清負載（zǎi）功（gōng）率與（yǔ）電動機功（gōng）率是否（fǒu）相符，以防盲無目的的拆卸。b、拖動的機械負載工作不正常：設（shè）備雖然配套，但所拖動的機械負載（zǎi）工作不正常，運行時負載時大時小（xiǎo），如脫粒機喂入量過大時，電動機過載而發熱。c、拖動的機械有故障：當被（bèi）拖動的機（jī）械有故障，轉動不靈活（huó）或被卡住，都將使電動機過載，造成電動機繞組過熱。故，檢修電動機過熱時，負載方麵的因素不能（néng）忽視。
3）電動機本身造成過熱原因有以下幾種：a、電動機繞組斷路：當電動機（jī）繞組中有一相繞組斷路，或並聯支路中有一條支路斷路時，都將導致三相電流不平衡（héng），使（shǐ）電動機過熱。b、電動機繞組短路：當（dāng）電動機繞（rào）組出現短路故障時，短路電流比正常工作電流大得多，使繞組銅損耗增加，導致繞組過熱，甚至燒毀。c、電動機接法錯誤：當（dāng）三角（jiǎo）形接法電動機錯接成星形時，電動機（jī）仍帶滿負載運行（háng），定子繞組流過的（de）電流要超（chāo）過額定電流，乃至導致電動機自行停車，若停轉時間（jiān）稍長（zhǎng）又未切斷電源（yuán），繞組不僅嚴重過熱，還將燒毀。d、當星形（xíng）連接的電動機錯（cuò）接成三角形，或若幹個線圈組串成一條支路的電動機錯（cuò）接成二支路並（bìng）聯，都將使繞組與鐵心過熱，嚴重時將燒毀繞組。e、電動機接法錯（cuò）誤：當一個線（xiàn）圈、線圈組或一相繞組接反時，都會導致三相電（diàn）流嚴重（chóng）不（bú）平衡，而使繞組過熱。f、電動機的（de）機械故障：當電動機（jī）軸彎（wān）曲、裝配不好、軸承有毛病等，均會（huì）使電動機電流增大，銅（tóng）損耗及機（jī）械摩擦損耗增加，使電動機過熱。
4）通風散熱不良使電動機過熱的原因：a、環境溫度過高，使進風溫度（dù）高。b、進風口有雜物擋住，使進風不暢，造成進風量小。c、電動機內部灰塵過多，影響散熱。d、風扇（shàn）損壞或裝反，造成（chéng）無風或風（fēng）量（liàng）小。e、未裝風罩或電動機端蓋內未裝擋風板，造（zào）成電動機無一定的風路。
2.三相異步電動（dòng）機（jī）不能（néng）起（qǐ）動的原因
三相異步電（diàn）動機不能起動的原因有以下幾種：1）、電源未接通。2）、熔絲熔斷。3）、定子（zǐ）或轉（zhuǎn）子繞（rào）組斷路。4）、定子繞組接地。5）、定子繞組相（xiàng）間短路。6）、定子繞組接線錯誤。7）、過載或傳動機械被子軋住。8）、轉子銅條（tiáo）鬆動。9）、軸承中無潤滑油，轉軸因發熱膨脹，妨礙在（zài）軸承中回轉。10）、控製設備接線錯誤或損壞。11）、過電流繼電器調得太（tài）小。12）、繞線式轉子電動機起動作錯誤（wù）。13）、繞線式轉子電動機轉子電阻配備不當。14）、軸承損壞。
三相（xiàng）異（yì）步電動機不能起動（dòng）因素很多，應根據實際情況及症狀（zhuàng）作詳細分析（xī）、仔細檢查，不能搞強行多次起動，尤其在起動時電動機發出異（yì）常聲響或過熱時（shí），應立即切斷電源（yuán），在查清原因且排（pái）除後再行起動，以防故障擴大。
3.電動機帶負載運行時轉速緩慢的原因
電動機帶負載運行時轉速緩慢的原因有以下幾種：1）、電源電壓過低。2）、鼠籠轉子斷（duàn）條。3）、線圈或線圈組有短路點。4）、線圈或線圈組有接反（fǎn）處。5）、相繞（rào）組反接。6）、過載。7）、繞線式轉子一相（xiàng）斷路。8）、繞線式轉子電動機起動變阻器接觸不良。
4.動機運轉時聲音不正常的原因
電動機運轉（zhuǎn）時聲音不正常的原因有以下幾種：1）、定子與轉（zhuǎn）子相擦。2）、轉子風葉（yè）碰殼。3）、轉子磨擦絕緣紙。4）、軸承嚴重缺油。5）、電動機內有雜物。6）、電動機二相運轉有嗡嗡聲。
5.電動機外殼帶電原因（yīn）
電動機外殼帶電原（yuán）因有以下幾種：1）、電源線與接地線（xiàn）搞（gǎo）錯。2）、電動機繞組受潮，絕緣老化使絕（jué）緣性能降低。3）、引出（chū）線與接線盒碰（pèng）殼。4）、局部繞組絕緣損（sǔn）壞使導線碰殼。5）、鐵心（xīn）鬆（sōng）馳（chí）刺（cì）傷導線。6）、接地線接（jiē）觸不良。7）、接線板損壞或表麵油（yóu）汙過多。
6.電動機（jī）溫升過（guò）高或冒煙的原因：1）、電源電壓過高或過低。2）、電機過載。3）、電動機缺相（xiàng）運行。4）、定子繞組接地。5）、軸承損壞或軸承太緊。6）、定子繞組匝間或相間短路。7）、環境溫（wēn）度過（guò）高。8）、電（diàn）動機風道不暢或風扇（shàn）損壞。
7.電動機（jī）振動的原因
電動機在運行（háng）時（shí）振動的原因有以下幾種：1）、轉子不平衡。2）、軸頭彎曲。3）、連接盤不平（píng）衡。4）、連接盤軸孔偏心。5）、固定電動機的地（dì）腳螺絲鬆動。6）、固定電動機的基（jī）礎不（bú）牢或不平。
8.電動機軸承溫升、異音的原因：1）、軸承損壞（huài）或本（běn）身質量較差。2）、潤滑油過多（duō）、過少或油質不良。3）、軸承與軸配（pèi）合過鬆走內圓或過緊。4）、軸承與端蓋（gài）配合過鬆走（zǒu）外圍或過緊。5）、滑動（dòng）軸承油環轉動緩慢。6）、電動機（jī）兩側端（duān）蓋或軸承蓋未裝平。7）、連（lián）接皮帶過緊。8）、聯軸器裝配工藝（yì）較差。9）、電機轉子產生軸電流。
2.3高壓電（diàn）動機軸（zhóu）承異（yì）音的故障處（chù）理
我廠4台爐二次風機電機軸承均采用（yòng）SKF6232與NU232進口軸（zhóu）承，驅（qū）動端兩盤軸承分別為6232與NU232非驅動端一盤軸承NU232。電機與風機通過液力耦合器相連接。二次風機電動機在更（gèng）換新軸承後運行3個月左右便會出現軸（zhóu）承異音（主（zhǔ）要集中在電機前軸承（chéng）運行中發出（chū）噠噠噠（dā）聲音）起初電機軸承產生異音後沒有溫（wēn）升（前後軸承溫度保持在45°以下），待運行（háng）一段時間後伴隨著異音溫度升高（前（qián）軸承70°左右後軸承40°左右）。4台（tái）爐二次風機都存在此現象，針對此種情況首先考慮到電機軸承質量原因，首先對電機軸承進行換型，通過多方對比換用了（le）同型號國內知（zhī）名度較高的瓦房店軸承。更換該軸（zhóu）承電機運行80天後繼續出現上述問題（tí），經過軸承選型可以排除電機軸承質量原因引起軸承異（yì）音、溫升現象。
經過多次分析、試驗，進一步查找電機（jī）軸承異音、溫升的原因。根據以往的（de）試驗數據、安裝工藝以及更換下電機軸承本身（shēn）的磨（mó）損痕跡來判斷認定軸承異音、溫度升高，判斷是由電機轉子軸（zhóu）電流引起。現如今解決軸電流有兩種辦法：一、聯係電動機廠家定做電機後軸承端蓋，在端（duān）蓋上（shàng）加（jiā）裝絕緣層將轉子軸（zhóu）電流隔斷。二、製作接地碳刷將碳刷（shuā）一（yī）端固定在電機外殼（ké）上另一端接在電機轉軸上，通過接地碳刷將電機軸電流釋放（fàng）。種方案實施成本較高，加工周期較長不利於電機的改（gǎi）造。而第（dì）二（èr）種方案實施成本較低方便快捷，利用（yòng）發電機替換下的勵磁碳刷加工改造，製（zhì）作成電動機接地碳（tàn）刷經濟實惠切（qiē）實可行。
3、結論
經過對電機進行接地碳刷改（gǎi）造消除電機轉子在運行中產生的軸電流對軸承（chéng）的損害，延長電機軸承的使用壽命（改造（zào）後連續運行軸承無異音及（jí）溫度升（shēng）高（gāo）的（de）電機已超過193天）。為電（diàn）動機的安全可靠運行提供了有力（lì）的保障。
參考文獻（xiàn）：
1.《電機學》機（jī）械工業出版社（shè）
2.《電氣（qì）檢修規程》神華（huá）億利能源公司電廠
來源：《中（zhōng）國科（kē）技博覽》2014年第4期
