电机故障及分析

异步电机是最常用的电机类型。它们以价格低廉、效率高、易于控制以及结构简单而坚固耐用等优点而闻名。

尽管感应电机可靠性很高，但仍会出现一些部件故障。异步电机的故障可分为机械故障和电气故障，以及定子、转子和轴承故障。

我们先从轴承故障说起。

轴承的所有部件都会发生劣化。轴承失效的原因可归结为旋转运动过程中的机械应力和轴承电流。机械应力可能由安装不当、装配不良或使用不当、过载和维护不善引起。轴承电流可能由轴电压（由于电路或电源不平衡）和容性电流（由固态转换器电源控制脉冲引起）引起。

所有机械（以及部分电气）发动机故障在机器的振动频谱中都有其独特的特征，振动分析可以检测到这些故障。诸如不对中、机械松动、不平衡和轴承故障等故障的诊断方法与其他所有机器部件的诊断方法相同。

电机的一些电气故障也可以通过振动频谱来检测。为了找到这些故障，您应该分别在通电和断电状态下测量电机。一些振动特征在断电后可能会消失——这些特征可能源于电气故障。您还可以查找频谱中峰值的确切频率。如果您发现峰值频率与电源频率完全一致（例如，50 Hz，通常在其谐波频率上），则很可能是电气故障，因为电机在负载运行时总是存在一定的滑差，并且电机并非以其精确转速运行。

电机（以及某些机械电机）故障在电机电流频谱中具有独特的特征。MCSA 方法可以检测这些故障。MCSA 是 Motor Current Signature Analysis（电机电流特征分析）的缩写。

在电动机中，会产生过多的边带，从而扭曲频谱。因此，每种故障都有其特定的特征。可以通过振幅带、频率或其他特征来区分不同的故障。

该方法的基础是在时域中测量一个或多个相的定子电流，并对其进行频谱分析。

定子故障

定子绕组故障是定子故障的主要原因。最常见的定子故障是绕组绝缘破损。MCSA 可以检测匝间绝缘破损，这可能导致相间绝缘破损，对电机而言是致命的。热应力对绝缘的使用寿命和质量影响最大。另一个不利影响是瞬态电压引起的电应力。随着变流器在软启动中的应用日益广泛，变流器输出端会调制矩形电压脉冲。

转子故障

异步电机的转子由轴、压在轴上的绝缘片（形成转子的磁路）和绕组组成。转子绕组通常采用笼式结构，由两端连接的杆件构成。

最常见的故障是转子偏心（即转子与定子之间的气隙不均匀）和转子条断裂。这些故障的成因可能是使用了劣质材料、过载或启动困难。对于转子条而言，故障会导致转子条电阻增大或完全断开转子条的电路。转子条故障主要导致电机启动困难和寄生转矩的产生。断裂的转子条还会引发其他转子条的故障，因为断裂转子条导致电流通路中断，其他转子条中的电流增大。

HOJOLO振动分析仪提供了一个独特的机会，可以在一台设备中同时分析振动和电流。此外，MCSA模块扩展了分析仪的功能，允许您根据自身知识和经验，或使用自动检测功能，从频谱中执行电流特性分析。这与汉吉龙测控用于振动分析的自动故障源识别工具的功能类似。该设备可以使用FASIT模块自动识别主要故障原因，例如不平衡、间隙、不对中和轴承故障。HOJOLO振动分析仪中的MCSA模块可以自动识别转子和定子故障、偏心、断条转子以及电能质量问题。