检测维修西门子伺服电机绕组绝缘和轴承故障

西门子电机在工业环境中无处不在，而且它们变得越来越复杂和技术性越来越强，有时使它们以性能运行成为一项挑战。重要的是要记住，电机和驱动问题的原因并不局限于单一的专业领域——机械和电气问题都可能导致电机故障——掌握正确的知识可能意味着代价高昂的停机时间和改善资产之间的区别正常运行时间。

绕组绝缘击穿和轴承磨损是西门子电机故障的两个常见原因，但这些情况的出现有许多不同的原因。本文演示了如何提前检测绕组绝缘和轴承故障的常见原因。

1、瞬态电压

瞬态电压可以来自工厂内部或外部的多个来源。相邻负载的开启或关闭、功率因数校正电容器组甚至遥远的天气都会在配电系统上产生瞬态电压。这些瞬变的幅度和频率不同，会腐蚀或导致电机绕组的绝缘击穿。寻找这些瞬变的来源可能很困难，因为这种情况的发生频率很低，而且症状可以以不同的方式出现。例如，控制电缆上可能出现瞬变，不一定直接导致设备损坏，但可能会中断操作。

影响：电机绕组绝缘击穿导致电机早期故障和计划外停机

测量和诊断仪器： Fluke 438-II 电能质量和电机分析仪

2、电压不平衡

三相配电系统通常服务于单相负载。阻抗或负载分布的不平衡会导致所有三个相位的不平衡。潜在的故障可能出现在电机的电缆、电机的终端以及绕组本身。这种不平衡会导致三相电力系统中每个相电路的应力。在最简单的水平上，所有三相电压应始终具有相同的幅度。

影响：不平衡会在一个或多个相位中产生过多的电流，从而提高工作温度——导致绝缘击穿

测量和诊断仪器： Fluke 438-II 电能质量和电机分析仪

3、谐波失真

简而言之，谐波是向电机绕组提供能量的高频交流电压或电流的任何不需要的附加源。这种额外的能量不用于转动电机轴，而是在绕组中循环并最终导致内部能量损失。这些损耗以热量的形式消散，随着时间的推移，绕组的绝缘能力会恶化。在为电子负载服务的系统的任何部分，电流的一些谐波失真都是正常的。要开始调查谐波失真，请使用电能质量分析仪来监测变压器的电流水平和温度，以确保它们没有过载。每个谐波都有不同的可接受失真水平，这是由 IEEE 519-1992 等标准定义的。

影响：电机效率降低会导致成本增加和工作温度升高

测量和诊断仪器： Fluke 438-II 电能质量和电机分析仪

4、操作过载

电机过载时会发生电机过载。伴随电机过载的主要症状是电流消耗过大、扭矩不足和过热。电机过热是电机故障的主要原因。在电机过载的情况下，包括轴承、电机绕组和其他组件在内的单个电机组件可能工作正常，但电机将继续发热。因此，通过检查电机过载来开始故障排除是有意义的。由于 30% 的电机故障是由过载引起的，因此了解如何测量和识别电机过载非常重要。

影响：电机电气和机械部件过早磨损导致永久性故障

测量和诊断仪器： Fluke Ti450 PRO 红外热像仪、Fluke 289 True-RMS 工业测井万用表

5、轴承磨损

由于机械、润滑或磨损问题，故障轴承会增加阻力、散发更多热量并降低效率。轴承故障可能由以下几种原因引起：

比设计更重的负载

润滑不足或不正确

轴承密封无效

轴不对中

不正确的配合

正常磨损

感应轴电压

一旦轴承故障开始，它还会产生加速电机故障的级联效应。13% 的电机故障是由轴承故障引起的，设施中超过 60% 的机械故障是由轴承磨损引起的，因此了解如何解决这个潜在问题非常重要。

影响：旋转部件的加速磨损导致轴承故障