中小型三相異步電動機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、底座等組成，電動機(jī)用自帶風(fēng)扇冷卻。
電動機(jī)轉(zhuǎn)子工作時(shí)承受各種應(yīng)力，容易出現(xiàn)故障，如動不平衡、安裝不對中、異步斷條、轉(zhuǎn)子偏心、轉(zhuǎn)子彎曲、軸系零件磨損松動等故障。軸承作為轉(zhuǎn)子的支撐部件，轉(zhuǎn)子的多數(shù)故障都是以軸承振動大，發(fā)熱變形等形式反映出來，所以軸承是電動機(jī)診斷和維修的重要部件之一。
一、三相異步電機(jī)的常見故障起因與征兆（見表1）
表 1
二、電動機(jī)振動的測量
1．測量位置的選取
振動不僅與交變力有關(guān)，而且和該測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)納有關(guān)（加速度導(dǎo)納、速度導(dǎo)納、位移導(dǎo)納）。
iso2373標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了六個(gè)測點(diǎn)位置，如圖1。
振動測量是在機(jī)器表面進(jìn)行，正確選取測點(diǎn)位置十分重要，否則可導(dǎo)致錯判誤判。測點(diǎn)的選取應(yīng)使傳遞路徑最短，測點(diǎn)剛度最大，以使結(jié)構(gòu)導(dǎo)納最大，并且每次測量位置必須相同，盡量避免結(jié)構(gòu)導(dǎo)納不同對測量結(jié)果的影響。
2．振動參量的選取
由于有效值、峰值、峭度、頻帶能量等每個(gè)特征參數(shù)僅對設(shè)備的某種狀態(tài)敏感，所以一般同時(shí)采用多種特征參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和診斷。
三、電動機(jī)振動異常的識別
1．定轉(zhuǎn)子異常引起的電磁振動
電機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子和轉(zhuǎn)子的磁場相互作用，當(dāng)定子三相磁場不對稱、定轉(zhuǎn)子間氣隙不均勻、回路電氣不平衡時(shí)，將產(chǎn)生較大的電磁力不平衡而引起電動機(jī)異常振動。
定子電磁振動異常的主要原因有三相電壓不平衡、電機(jī)缺相運(yùn)行、三相直阻超差和定子鐵芯線圈松動等，氣隙不均勻又分為動態(tài)和靜態(tài)兩種，轉(zhuǎn)子回路電氣不平衡主要是指轉(zhuǎn)子斷條或繞線式轉(zhuǎn)子線圈不平衡。
電磁振動的特征是：(1)切斷電源，振動立即消失；(2)定子電磁振動和靜態(tài)氣隙不均勻的振動頻率為電源頻率的二倍，動態(tài)氣隙不均勻和轉(zhuǎn)子異常時(shí)振動頻率既可能是電源頻率也可能是電機(jī)轉(zhuǎn)頻；(3)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，振動隨之增加；(4)動態(tài)氣隙不均勻時(shí)，電磁振動以1 /2sf0為周期脈動，電機(jī)發(fā)出與脈動節(jié)拍相一致的電磁噪聲；（5）轉(zhuǎn)子異常引起的電磁振動，在基頻的兩邊會出現(xiàn)±2sf的邊頻。
2．不平衡
轉(zhuǎn)子動不平衡或轉(zhuǎn)子軸彎曲引起電機(jī)振動異常。其振動特點(diǎn)為：(1)振動頻率與轉(zhuǎn)頻相同，即振動存在較大的工頻成分；(2)振動值隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的增大而增大，但與電機(jī)負(fù)載無關(guān)；(3)振動值以徑向?yàn)橹鳎S向值很??；(4)譜圖中一般不含工頻的高次諧波，不平衡的振動方向主要在徑向；軸彎曲則在軸向引起大的干擾力。實(shí)際上，由于軸承在水平和垂直方向上剛度不同，因此在不同方向上的振動強(qiáng)度表現(xiàn)也不同。由于水平方向剛度較小，振動幅值就較大，故軸心軌跡亦表現(xiàn)為橢圓。
3．不對中
旋轉(zhuǎn)機(jī)械70%~75％的振動是不對中引起的。
不對中振動的特點(diǎn)：(1)在二倍頻處有大的能量分布；(2)隨著不對中程度的增加，產(chǎn)生很大的軸向振動分量；(3)聯(lián)軸器兩側(cè)振動的相位關(guān)系是180°+30°；(4)二倍頻處的幅值大于工頻處的50％時(shí)意味不對中程度已加劇。
4．機(jī)械松動
引起松動的常見原因有螺母松動、螺栓斷裂、軸頸磨損乃至裝配了不合格零件。具有松動故障的典型頻譜特征是以工頻為基頻的各次諧波，譜圖中?？煽吹絣0x。國外有人認(rèn)為，若3x處峰值最大，是軸和軸承間有松動，若4x處有峰值，表明軸承本身松動。
5．滾動軸承故障
主要表現(xiàn)形式是中小型電動機(jī)多采用滾動軸承，以球軸承和短圓柱滾子軸承為主。由于電動機(jī)品牌繁雜，結(jié)構(gòu)各異，工作狀況復(fù)雜，而檢修現(xiàn)場無法準(zhǔn)確測量電動機(jī)軸承及其相關(guān)配合的尺寸，給準(zhǔn)確判斷故障原因造成困難。
滾動軸承故障造成的振動在徑向和軸向都有表現(xiàn)。軸承嚴(yán)重缺油或損壞引起不正常振動是最為普遍的故障之一，主要通過聽軸承聲音和測量油蓋部位的溫度來判斷，測量軸承部位振動加速度值也有一定的效果。
振動加速度主要反映滾動軸承潤滑及滾動體和滾道的損壞情況。當(dāng)軸承嚴(yán)重缺油或軸承內(nèi)部存在疲勞剝落等缺陷時(shí)，由滾動體或損壞點(diǎn)的沖擊引起的振動頻率較高。通過分析煉油廠各裝置220~280kw高壓電動機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：一般運(yùn)行良好的電機(jī)其低頻值在3.0m/s2以下，高頻值在15.0m/s2左右；當(dāng)軸承缺油時(shí)，低頻值會上升至5.0m/s2左右，需要改善潤滑，而高頻值大于20.0m/s2時(shí)需注意觀察；當(dāng)高頻值大于30.0m/s2時(shí)即表明該軸承存在較明顯的缺陷；當(dāng)高頻值大于50.0m/s2時(shí)，表明該軸承已損壞，須對電動機(jī)進(jìn)行解體檢修。
對軸承具體損壞部位的判斷還需要使用頻譜分析法，對軸承的特征頻率進(jìn)行分析。
6．地腳松動或基礎(chǔ)剛性不足
若設(shè)備在垂直方向振動強(qiáng)烈且成分主要為工頻，說明設(shè)備的支承系統(tǒng)有問題，如基礎(chǔ)剛度不足、松動；機(jī)體變形、結(jié)構(gòu)薄弱；軸瓦下部虛等致使設(shè)備在垂直方向承載能力不足。當(dāng)電機(jī)機(jī)座地腳螺栓松動或機(jī)座剛度不足時(shí)，電機(jī)在固有頻率接近2f的頻率范圍發(fā)生共振。
機(jī)泵基礎(chǔ)松動時(shí)，電機(jī)座、機(jī)泵底座和水泥基礎(chǔ)接合面兩側(cè)的振動幅值有較大突變，由于常常是個(gè)別螺栓松動，造成電機(jī)水平方向上的剛度大幅度降低，故水平振動值較大，甚至超標(biāo)，而垂直方向振動值較小。電機(jī)基礎(chǔ)剛性不足時(shí)其振動的顯著特點(diǎn)是從剛性基礎(chǔ)底端到最上部，其振動值呈梯度變化，即越往上振動值越大。