矿用电机常用故障检测技术研究

【摘 要】电动机因其具有较高的性价比及良好的环境适应性，在矿山野外环境被作为主要的动力设备而得到了广泛的应用。电动机运行状况是否正常直接影响煤炭开采进度，一旦发生故障不仅电机自身损坏，还将导致整个生产过程中断。电机常见故障主要是机械故障和电气故障，其中线圈绝缘是电机最薄弱的环节，因此在电机故障率中占有较高的比例。绕组故障往往严重威胁安全运行，因此研究电机故障检测和诊断，查找故障原因和故障维修，是具有非常重要的实践意义。

【关键词】电动机；状态监测；故障诊断

引言

矿用电机是煤炭采掘设备的动力，一旦出现故障就会影响机械设备的正常运行，在矿上日常生产中，需要采掘设备和辅助设备，在实际运行中电气由于质量、使用或者磨损导致各种故障发生，这阻碍了矿上开采工作进度。本文对矿用电机常用故障进行分析，期望能够为电气日常维护、保养和维修提供实际操作的依据。

1 矿山电机常见故障及原因分析

电机的常见故障主要是电气和机械故障两个方面，电气故障是电机内部电气单元，各种原件和机构由于长期运行工作，导致性能下降出现启动故障。例如采掘设备电动机接通电源起动，电动机不转但有嗡嗡声音，电动机启动后发热超过温升标准或冒烟、绝缘电阻低、电动机外壳带电等。其次是机械故障，由于机械运行零件不断摩擦，出现连接不牢固以及破损，内部发挥机械运动物理部件不能正常运行。例如轴承使用时间久，过度的磨损，造成定、转子相擦，使铁芯表面损伤，进而造成硅钢片间短路，电动机铁损增加，使电动机温升过高。本文主要从以下两个方面进行故障分析：

1.1 电机机械故障

在电机损害故障中，电机抱轴是常见的故障现象，抱轴是指轴承由于相关因素影响，内外圈和滚动体、保持架之间不能流畅的运行，包与轴之间和在一起，轴无法转动。滚动轴承少油时，可根据经验判断声音是否正常，如果声音不正常可能是轴承断裂的原因。如果轴承中存在了沙子等杂物，就会出现杂音的现象。拆卸后检查：检查轴承是否有磨损的痕迹，然后用手捏住轴承内圈，并使轴承摆平，另一只手用力推外钢圈，如果轴承良好，外钢圈应转动平稳，转动中无振动和明显的卡滞现象，在轴承停转后没有倒退的现象，表明轴承已经报废了，需要及时的更换。左手卡住外圈，右手捏住内钢圈，然后推动轴承，如果很轻松就能转动，就是磨损严重。引起抱轴主要是油质量问题和杂质进入运动间隙造成的。在电机轴承运行中，油是非常渐渐的，由于添加不及时或者质量问题，会导致部件表面缺乏有效的摩擦保护，至于内外圈和滚动体发生摩擦，从而出现磨损现象，在轴的高速运行下，又会因摩擦而放出大量的热量，同时加剧了相对运动的表面之间的摩擦磨损，导致电机的轴不能正常运转。此外由于运行环境影响，水或者灰尘进入轴承，加上油不及时更换，是的轴承表面磨损更为严重，同时由于检修安装时联轴器不对等，也会进一步扩大磨损，指示轴承无法运转。短时间内如果荷载过大，或因过于疲劳而受损，也会引起抱轴故障。电机即使采用弹性或柔性联轴器，也必须进行仔细的校准工作，不然的话就会出现运转不稳定及轴承过载。耦接电机的轴相互间不允许有角度或平行度方面的偏移。

1.2 电机电气故障

在矿山掘进中，采掘设备作业过程中由于电气长期在潮湿的环境中运行，灰尘和水进入电机线圈，绝缘材料在高温以及恶劣的环境中，性能会下降导致线圈烧毁。电机工作中由于油添加过多发生渗漏，或者冷却系统漏水情况，深入电机内部，附着在绝缘层上。高温导致绝缘层破坏，以至于造成线圈短路，甚至烧坏线圈。引起电机线圈烧坏的因素有很多，如启动频繁或者负载过大。运行过程中操作人员会强行启动，超过电机极限从而导致线圈烧毁。在开掘过程中，采掘设备一旦遇到硬度较大的岩石时，会加大开采困难，同时增重了电机负载，致使电机停止工作。当电器及电源电压不对称或者出现过压的时候，幅值不对称性也会出现相应的变化，因此在进行故障判断是必须将电压因素进行考虑。例如：当电机定子发生匝间短路时，会引起定子电流的不对称。因此可以根据定子电流的不对称性及相互间的关系来对此类故障进行诊断，但是由于大量的单相负载的影响，电源电压经常处于不对称状态，因此直接根据三相电流的对称性来判断匝问短路就会出现误判。而电动机三相定子绕组阻抗正常时基本上是对称的，而在发生短路时三相阻抗的对称性将发生变化，因此可以根据电机阻抗的对称性来对定子绕组的匝间短路故障进行诊断。绕组故障也是轴损坏的故障之一，分为对称性故障和不对称性故障，对称性故障主要包括三相短路、负荷过载以及堵转等，其主要特征是三相绕组中出现过电流，但三相电流的幅度及相位关系仍然保持对称性，电流中不存在负序和零序电流分量。不对称性故障主要包括匝间短路、相间短路、单相接地及断相等。这些不对称性故障的共同特征是定子三相电流不平衡，电流中出现负序电流分量，在发生接地故障时还会出现零序电流分量。除匝间短路故障外，当定子发生对称故障或其他不对称故障时，均会严重威胁电动机的安全运行。因此，要求对此电动机立即断电，停止运行，以免故障进一步扩大，使电动机受到更严重的损坏。定子绕组匝间短路在其程度较轻时，对电动机运行状态的影响较小，电动机仍然可以运行一段时间，但当匝间故障发展到一定阶段后，终将导致相间短路或单相接地故障

2 故障检测和措施

在解决常见技术故障时候，要确定故障发生的部位，根据具体原因具体分析，从而采取相应的解决措施，在日常的维修检测中，要加大检测力度，定期做好保养，做好防范，将事故破坏降到最低程度。

2.1 加强人员管理

造成电机故障有些是机械耗损造成的，有些是认为原因，其中认为原因尤其重要。在实际操作中由于操作人员的违规操作，是电机故障频出，性能不断下降，严重影响了工作效率。因此加强人员管理和培训非常重要，让工作人员认识电机的重要性，做好安全防护工作，加大监督力度和考核，执行制度落实到个人。定期检查个部件的运行状况，检查维修，检查连接状态，出现松动要将其固定。对于轴承要及时添加剂，添加要适量，用油要符合国家标准，以保证电机能够良好运转做还有各处管道和线路，看其是否畅通，应保持其实时处于正常工作状态。通过听电机运转的工作声响，判断是否出现异常情况。

2.2 提升检修质量

对检修人员应加大相关知识的培训，及时发现电机出现的问题，做好详细记录，便于以后分析，提高检查维修的质量和精确度。对于经常发生故障的薄弱环节，应对其所用配件的质量进行严格控制，尤其是轴承。另外，需要建立一套可行完善的管理考核体系，设置奖惩制度，以此激发员工的工作积极性，保证开采的顺利。

3 结论

矿用电动机由于具有较高的性价比和良好的环境适应性，因而在工业生产中被作为主要的动力设备而得到了广泛的应用。一旦发生故障，不仅会使电机本身受到损坏，而且会导致整个生产过程的中断，从而造成重大和难以挽回的损失。因此对矿用电动机进行状态监测及故障诊断具有重要的意义。本文正是基于此目的，进行了矿用电动机状态监测及故障技术的研究，同时对人员管理和质量管理提出了要求。

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