電機故障診斷及修理（第2版）

前言

第1章 通用基礎知識1
1.1電動機分類1
1.1.1按尺寸大小或電壓高低分類1
1.1.2按使用時的安裝方式分類1
1.1.3按外殼防護能力分類3
1.1.4按冷卻方式分類4
1.1.5按電機工作制分類6
1.1.6按使用環境分類6
1.1.7按轉子的結構形式分類7
1.1.8防爆電機分類8
1.2電機及電機故障常用術語和定義8
1.3電機檢測用電量類儀器儀錶及測量電路10
1.3.1萬用表10
1.3.2鉗形表15
1.3.3交流電流錶、電流互感器和測量電路18
1.3.4交流電壓表、電壓互感器和測量電路19
1.3.5交流功率表和功率測量電路23
1.3.6三相電流、電壓及功率綜合測量電路24
1.3.7變頻器輸入、輸出電壓和電流的測量問題25
1.3.8直流電流錶、分流器和測量電路25
1.3.9直流電壓表和測量電路27
1.4電機用滾動軸承常識29
1.4.1電機用滾動軸承分類29
1.4.2滾動軸承的基本結構、組成部件及各部位的名稱29
1.4.3電機用滾動軸承的技術參數31
1.4.4滾動軸承的潤滑和注意事項34
1.5滾動軸承的拆裝方法39
1.5.1滾動軸承拆卸方法和注意事項39
1.5.2滾動軸承裝配方法和注意事項40
1.6加熱器具和使用方法44
1.6.1噴燈44
1.6.2工頻感應加熱器45
1.6.3高頻（變頻）感應加熱器45
1.7滾動軸承加注潤滑脂的方法和注意事項46
1.7.1注脂工具46
1.7.2潤滑脂的類型、性能和選用原則47
1.7.3滾動軸承的注脂量47
1.8滾動軸承常見故障及原因分析47
1.8.1軸承溫度的限值和測量方法47
1.8.2軸承過熱的常見原因47
1.8.3軸承振動和雜訊大的常見原因51
1.9鋁繞組導線的焊接方法53
1.9.1概述53
1.9.2釺焊53
1.9.3氬弧焊56
1.9.4銅鋁過渡接頭57

第2章 三相非同步電動機的結構和拆裝工藝60
2.1籠型轉子非同步電動機的結構60
2.2繞線轉子三相非同步電動機的結構62
2.2.1總體結構62
2.2.2無舉刷裝置的電刷結構62
2.2.3舉刷和短路裝置結構62
2.2.4電刷及電刷系統63
2.2.5集電環65
2.3電機拆裝常用工具設備65
2.4普通電機拆解方法67
2.4.1拆解時應注意的事項67
2.4.2無前軸承蓋的較小普通非同步電動機的拆解方法67
2.4.3有前後軸承蓋的普通非同步電動機的拆解方法69
2.4.4較大電動機的拆解過程69
2.4.5繞線轉子電動機集電環的拆解方法70
2.5普通三相非同步電動機的裝配方法71
2.5.1較小容量的電動機的裝配過程71
2.5.2大容量電動機的裝配過程72
2.5.3繞線轉子電動機集電環的安裝過程73
2.5.4繞線轉子電動機電刷系統的安裝過程73

第3章 三相非同步電動機故障診斷和處理75
3.1籠型轉子電動機常見故障診斷和處理75
3.1.1通電後不起動或緩慢轉動並發出“嗡嗡”的異常聲響75
3.1.2起動時，斷路器很快跳閘或熔斷器熔體熔斷75
3.1.3三相電流不平衡度較大76
3.1.4空載電流較大78
3.1.5電動機溫度較高79
3.1.6由三相繞組燒毀的狀態確定故障原因81
3.1.7載入運行時電流錶指針不停地按一定週期擺動82
3.1.8星-三角減壓起動電路的典型故障實例分析84
3.2繞線轉子三相非同步電動機的特有故障86
3.2.1電流過大但出力不足86
3.2.2轉子故障原因的查找方法86
3.2.3集電環上火花大、電刷或集電環磨損較快、過熱88
3.2.4電動機振動較大、聲音異常、帶負載能力下降90
3.2.5集電環故障的修理方法90
3.2.6電刷與集電環的接觸面積的檢查方法90
3.2.7電刷引線（刷辮）斷後的處理方法91
3.3電磁調速電動機的特有故障91
3.3.1結構91
3.3.2常見故障及處理方法92
3.3.3修理後的運行注意事項95
3.4變頻器供電調速電動機的特有故障96
3.5錐形轉子制動電動機98
3.5.1結構特點和制動原理98
3.5.2起動困難或制動力矩不足的原因和處理方法99
3.5.3繞組過熱的特有原因和處理方法99
3.5.4修理錐形轉子電動機的制動器的方法99
3.5.5調整錐形轉子電動機的制動力矩的方法100
3.5.6裝配制動彈簧的專用工具和使用方法101
3.6三相非同步電動機修理過程中的一些實用知識101
3.6.1起動轉矩小的解決方法101
3.6.2確定電動機極數的簡單方法102
3.6.3確定三相繞組每相頭尾的方法102

第4章 定子繞組的拆除和製作方法105
4.1定子鐵心的有關術語及參數105
4.2定子繞組常用的形式、有關術語及參數106
4.3拆除繞組108
4.3.1拆除繞組前、後應做的工作108
4.3.2散嵌繞組的冷拆法108
4.3.3散嵌繞組的熱拆法110
4.3.4成型定、轉子繞組的拆除方法111
4.4繞線模的製作方法112
4.4.1常用繞線模的類型112
4.4.2確定繞線模尺寸的方法112
4.4.3製作木質繞線模的方法115
4.5繞制線圈的工藝和品質檢查116
4.5.1繞制方法和注意事項116
4.5.2對線圈的品質檢查118

第5章 三相定子散嵌繞組的嵌線工藝過程120
5.1嵌線前應進行的準備工作120
5.2嵌線、接線和端部包紮常用的工具120
5.3定子繞組所需的 緣材料、裁制方法和尺寸要求122
5.4定子繞組嵌線共用工藝過程123
5.5四種常用形式繞組的嵌線工藝過程實例127
5.5.1繞組展開圖說明127
5.5.2單層同心式繞組127
5.5.3單層鏈式繞組129
5.5.4交叉鏈式繞組130
5.5.5雙層疊式繞組132
5.6接線操作方法和要求133
5.7繞組端部包紮方法和要求136
5.8定子成型繞組的嵌線工藝136
5.8.1繞組的類型和 緣結構136
5.8.2對繞組的檢查和要求137
5.8.3嵌線工藝138
5.8.4嵌線後接線前的檢查和試驗139
5.8.5端部接線工藝140
5.9定子嵌線後浸漆前的檢查和試驗140
5.9.1外觀和尺寸檢查140
5.9.2測量繞組的直流電阻141
5.9.3測量熱傳感元件和防潮加熱帶的電阻141
5.9.4 緣性能檢查和故障處理方法142
5.9.5三相電流平衡情況的檢查144
5.9.6對出線相序或磁場旋轉方向的檢查144
5.9.7用指南針檢查頭尾接線和極數的正確性145

第6章 繞線轉子硬繞組的修理和製作146
6.1繞線轉子繞組的類型146
6.1.1繞線轉子的類型146
6.1.2波形繞組的類型和參數146
6.2拆除繞線轉子的硬繞組的方法148
6.2.1拆除前應做的工作148
6.2.2拆除方法148
6.3轉子波形繞組的製作方法149
6.4波形繞組的槽 緣結構150
6.5用於轉子硬繞組嵌線和接線的專用工具150
6.6轉子波形繞組的嵌線和接線過程151
6.7用無緯帶綁紮轉子波形繞組的端部154
6.8轉子引出線穿出轉子軸孔的工藝155
6.9對嵌線後轉子的檢查155

第7章 繞組的浸漆和烘乾156
7.1繞組浸漆的主要作用156
7.2浸漬漆的性能指標和選擇原則156
7.3測定浸漬漆黏度的方法和不同溫度時對黏度的要求156
7.4正規的浸漆和烘乾工藝過程及要求157
7.4.1浸漆前應做的準備工作158
7.4.2浸漆和烘乾工藝過程及要求158
7.5簡易的浸漆方法和操作要求159
7.6烘乾電動機繞組的簡易辦法和操作要求159
7.7真空壓力浸漆（VPI）簡介160

第8章 單相非同步電動機常見故障診斷與處理162
8.1單相非同步電動機的類型162
8.1.1裂相起動類單相交流非同步電動機162
8.1.2罩極起動類單相交流非同步電動機163
8.1.3單相串勵式電動機164
8.1.4單相變速電動機165
8.2單相非同步電動機用的離心開關的結構和工作原理166
8.2.1機械式離心開關166
8.2.2電子式離心開關167
8.3單相電動機常見故障診斷與處理169
8.3.1電源電壓正常,通電後電動機不起動169
8.3.2電源電壓正常,通電後電動機低速旋轉，有“嗡嗡”聲和振動感，電流不下降170
8.3.3通電後,電源熔斷器很快熔斷170
8.3.4電動機起動後，轉速低於正常值170
8.3.5電動機運行時，很快發熱170
8.3.6電動機運行雜訊和振動較大171
8.4判定是輔繞組斷路還是電容器損壞造成的電動機不起動的方法171
8.5電容器好壞的簡易判斷方法172
8.5.1用萬用表檢查電容器的好壞172
8.5.2用充、放電法判斷電容器的好壞172
8.5.3用電壓表和電流錶測定電容器的容量173

第9章 直流電機的常見故障診斷與處理174
9.1電磁式直流電機的結構174
9.1.1總體結構174
9.1.2轉子結構174
9.1.3定子結構178
9.2電磁式直流電機勵磁方式和接線原理179
9.2.1勵磁分類和接線原理圖179
9.2.2直流電機各繞組的兩端標誌和用電路圖表示的方法179
9.3使用電磁式他勵直流電機的注意事項181
9.4直流電機的拆裝183
9.4.1拆機183
9.4.2組裝184
9.4.3組裝後的連線及要求188
9.4.4組裝後的機械檢查和要求189
9.4.5下刻換向器雲母槽的方法和深度要求189
9.4.6換向器的外圓不平整時的修理方法190
9.5電動機常見故障診斷與處理190
9.5.1通電後電動機不起動，電樞繞組也無電流190
9.5.2通電後起動困難，並且電樞電流較大191
9.5.3通電起動後很快就停轉191
9.5.4並勵直流電動機轉速超過正常值191
9.5.5複勵直流電動機起動時逆轉後又改為順轉191
9.5.6起動電流較大，負載轉速高191
9.5.7轉速低於正常值191
9.5.8電樞繞組過熱192
9.5.9勵磁繞組過熱192
9.5.10電刷下火花較大，換向器過熱192
9.6發電機常見故障診斷與處理193
9.6.1被拖動後不發電（無輸出電壓）193
9.6.2空載輸出電壓正常，但加負載後電壓下降較多193
9.6.3空載輸出電壓正常，但加負載後電壓降低很快，並且 改變了極性194
9.6.4直流發電機輸出電壓波動較大194
9.7永磁直流電機的特有故障及其原因194

第10章 機械部件的修復196
10.1軸損傷修復196
10.1.1鍵槽196
10.1.2斷軸197
10.1.3細軸或有嚴重損傷的軸197
10.1.4軸承檔損傷199
10.2端蓋損傷修復200
10.2.1軸承室直徑小的修復200
10.2.2軸承室直徑大的修復200
10.3機座底腳裂開的補救201
10.4鑄鐵件的砂眼和氣孔修補202
10.4.1用“鑄鐵KTRa系列專用修補劑”修補的工藝202
10.4.2用“環氧粉末”修補的工藝203
10.4.3用錫鋅焊料補焊的工藝205

第11章 修理後的整機檢查與試驗206
11.1概述206
11.2 緣性能試驗206
11.2.1 緣電阻測定試驗及合格標準206
11.2.2耐交流電壓試驗及合格標準209
11.2.3交流繞組匝間耐衝擊電壓試驗210
11.2.4用繞組短路（或斷路）偵察器檢查繞組匝間 緣情況214
11.2.5直流電機電樞繞組匝間耐衝擊電壓試驗216
11.3三相交流電機出線相序的檢查217
11.4測量三相繞組直流電阻218
11.4.1測量用儀器儀錶和測量方法218
11.4.2測量結果的溫度換算222
11.5溫度測量儀器224
11.5.1膨脹式溫度計、點溫計和紅外線測溫儀224
11.5.2溫度感測器配溫度顯示儀錶225
11.6轉速測量229
11.7電動機振動測量230
11.7.1測振儀及附屬裝置230
11.7.2振動測定方法和測量結果的確定233
11.8雜訊的測定方法和結果確定234
11.8.1用於電動機雜訊測量的聲級計和附屬裝置234
11.8.2測試方法和有關規定236
11.9三相交流非同步電動機堵轉試驗238
11.9.1概述238
11.9.2檢查性堵轉試驗所用設備和試驗方法238
11.10三相交流非同步電動機空載試驗240
11.10.1概述240
11.10.2檢查性空載試驗所用設備和試驗方法241
11.11繞線轉子三相非同步電動機的轉子開路電壓測試試驗242
11.12三相非同步電動機檢查性試驗檢測報告242
11.13制動電機制動力矩的測定試驗243
11.14YCT系列電磁調速電動機特有或有特殊要求的試驗244
11.15單相交流非同步電動機特有試驗245
11.15.1離心開關斷開轉速測定試驗245
11.15.2電容器兩端電壓的測定246
11.16直流電機特有試驗247
11.16.1電樞繞組直流電阻的測量247
11.16.2電樞繞組對地 緣電阻的測定和耐電壓試驗248
11.16.3電刷中性線調整試驗248
11.16.4空載試驗249
11.16.5負載試驗和換向火花測定250
11.16.6固有轉速調整率和固有電壓調整率的測定試驗251
11.17交流電機鐵心損耗的測定試驗252
11.17.1試驗設備及電路252
11.17.2試驗方法253
11.17.3試驗結果的確定253
11.18電機軸伸、集電環、換向器、凸緣端蓋等圓跳動的測量253
11.18.1測量用量具和輔助裝置254
11.18.2測量電機軸伸對軸線的徑向圓跳動254
11.18.3測量電機凸緣端蓋止口對軸線的徑向和軸向跳動256

附錄257
附錄1 深溝球軸承的徑向遊隙 （GB/T 4604—2006）257
附錄2 和國外主要軸承生產廠電機常用滾動軸承型號對比表（內徑10mm及以上）257
附錄3 Y（IP44）系列三相非同步電動機現用和曾用軸承牌號258
附錄4 Y2（IP54）系列三相非同步電動機現用和曾用軸承牌號258
附錄5 T分度銅-康銅和K分度鎳鉻-鎳矽熱電偶分度表259
附錄6 Pt50和Pt100鉑熱電阻分度表259
附錄7 Y（IP44）和Y2(IP54)系列三相非同步電動機軸伸尺寸及圓跳動公差260
附錄8 凸緣端蓋止口對電機軸線的徑向和軸向圓跳動公差261
附錄9 Y系列(IP44)三相非同步電動機堵轉轉矩TK（倍數）、堵轉電流IK（倍數）限值261
附錄10 某廠Y（IP44）系列三相非同步電動機相電阻統計平均值（25℃時）262
附錄11 Y（IP44）和Y2（IP54）系列三相非同步電動機額定電壓時的空載電流和額定電流時的堵轉電壓統計平均值263
附錄12電機振動限值（有效值，摘自GB/T 10068—2020）264
附錄13普通小功率交流電動機振動限值（摘自GB/T 5171.1—2014）264
附錄14小功率交流換向器電動機額定轉速空載運行振動限值（摘自GB/T 5171.1—2014）264
附錄15旋轉電機（附錄16規定的除外）空載A計權聲功率級限值（摘自GB/T 10069.3—2008）264
附錄16冷卻方式為IC411、IC511、IC611三種方式的單速三相籠型非同步電動機空載A計權聲功率級限值（摘自GB/T 10069.3—2008）265
附錄17 Y（IP44）和Y2（IP54）系列三相非同步電動機雜訊聲功率級限值265
附錄18電機換向火花等級的確定標準266
附錄19電磁線型號的含義267
附錄20 QZ-1、 QZ-2型高強度漆包圓銅線規格267
附錄21扁銅線和漆包扁銅線規格269
附錄22 Y系列（IP44，380V，50Hz）三相非同步電動機定、轉子數據274
附錄23 Y2系列（IP54，380V，50Hz）三相非同步電動機定、轉子數據276
附錄24 YR系列繞線轉子電動機定、轉子繞組技術資料279
附錄25中小型三相非同步電動機能源效率等級（GB 18613—2020）284
附錄26高壓籠型轉子非同步電動機能效限定值及能效等級（GB 30254—2013）（6kV，IC01、IC11、IC21、IC31、IC81W）285
附錄27高壓籠型轉子非同步電動機能效限定值及能效等級（GB 30254—2013）（10kV，IC01、IC11、IC21、IC31、IC81W）286
附錄28高壓籠型轉子非同步電動機能效限定值及能效等級（GB 30254—2013）（6kV，IC611、IC616、IC511、IC516）287
附錄29高壓籠型轉子非同步電動機能效限定值及能效等級（GB 30254—2013）（6kV，IC411）288
附錄30非同步起動永磁同步電動機效能限值及能效等級（GB 30253—2013）289
附錄31電梯用變頻永磁同步電動機效能限值及能效等級（GB 30253—2013）290
附錄32變頻驅動永磁同步電動機效能限值及能效等級（GB 30253—2013）291
附錄33電容起動單相非同步電動機能效等級（GB 18613—2020）291
附錄34電容運行單相非同步電動機能效等級（GB 18613—2020）292
附錄35雙值電容單相非同步電動機能效等級（GB 18613—2020）292
附錄36環境溫度及海拔對電動機輸出功率的影響292
參考文獻293