单相感应电机通常用于工业装置中的旋转运动输出。从驱动小型压缩机到大型输送机系统和泵，这些电机提供了一种多功能选择，在三相电源 可能不需要或不可用的情况下。与任何其他机电工业系统一样，单相电机需要定期维护和定期故障排除，以确保高效运行并防止故障。故障排除可以延长电机的使用寿命，降低功耗，并有助于在早期阶段解决故障。
了解构成功能性单相电机的组件对于有效的故障诊断至关重要。单相电机的主要部件包括定子和转子，定子负责产生引起运动的磁场，转子构成电机的旋转元件。启动和运行绕组、电容器、轴承和离心开关也构成了单相电机的组件。作为一名维护技术人员或工程师，至少对电机操作和工作原理有基本的了解是至关重要的。这在诊断常见运动问题和相关症状时可以节省大量时间。
单相感应电机的常见问题
为了有效的维护和故障排除，必须了解单相感应电机的常见症状和问题。一个常见的问题是由于电气、机械或组件故障而导致无法启动。
嗡嗡声通常与启动电容器故障、离心开关或低功率有关。如果没有电容器，电机会脉动而不旋转，从而产生嗡嗡声。安装正确的电容器并定期检查退化情况至关重要，因为退化的电容器可能会导致启动扭矩降低或完全启动失败。选择比电机额定电容更高的电容会消耗过多电流，导致电机绕组过热或故障。
如果电机温度过度升高，电机可能会超出额定容量运行，从而因绕组中消耗大量电流而导致过载。持续暴露在过多的热量下会导致绝缘性能下降。要了解温升 (ΔT)，请考虑电机散热表面积 (A)、绕组功率损耗 (P loss ) 和散热系数 (k)。
\[P_{损失}=I^{2}R\]
\[\Delta T=\frac{P_{loss}}{A\times k}\]
图 2.在单相感应电机中，温度随着电流的增加而逐渐升高。图片由 Bob Odhiambo 提供
另一个常见问题是与不规则旋转或过度振动相关的不平衡电压。电机绕组电流分布不均匀会引起磁场波动，导致不必要的振动。在排除故障时，必须检查轴承的磨损情况，因为它可能会出现类似的症状或不寻常的噪音，例如尖叫声或磨擦声。零星的电机操作或随机的开关操作可能是连接松动或热过载跳闸的症状。如果观察到电机速度不一致，则可能存在电压稳定性问题或电源问题。
要知道在单相电机的维修和维护过程中从哪里开始，首先要认识到常见问题的症状。这样可以进行早期问题诊断，确保电机可靠、高效运行。
单相电机故障排除
从安全考虑到机械检查，系统地进行故障排除非常重要。
安全
对单相电机进行故障排除时的步是优先考虑安全措施。工程师必须遵守安全协议，以避免触电、机械伤害和烧伤等危险。
基本的安全预防措施是切断单相电机的电源。一旦找到为电机供电的电源开关或断路器，就应将其关闭。验证电压水平可以确保正确的断开程序。为了进一步提高安全性，上锁/挂牌可以消除重新通电的危险。断电后，必须释放电机电容器和电感元件中的剩余能量，因为它们可以存储一些电荷。一个安全考虑因素是确保适当的个人防护设备可以保护工程师或技术人员免受电击、电弧闪光等危险，以及因不合规而造成的法律或财务后果。
断电后对电机电容器进行放电时，请遵循安全放电流程，首先确定其位置并验证其额定值，以使用正确的放电方法。带电的电容器可能会造成触电或烧伤的危险，具体取决于电容器中存储的电压水平。放电过程可以使用鳄鱼夹或放电电阻等工具来完成。为了防止意外操作，技术人员可以戴上绝缘手套，在电容器的端子上放置一个 10 k 放电电阻（通常用于中低电容）。电阻器应保持在适当位置一段时间，以便完全放电。可以通过考虑电阻值和电容来评估放电时间。例如，使用 10 kΩ 电阻器放电的 80 μF 电容器的时间常数 (τ ) 可以计算为：
\[\tau = R\乘以 C\]
\[\tau=10,000\times80\times10^{-6}=0.8\,秒\,秒\]
因此，为保证电容器安全放电，建议等待至少5倍时间常数。在上述情况下，等待时间的计算方法是将时间常数（0.8 秒）乘以 5，等于 4 秒。如果电机有多个电容器，则可以对每个电容器进行放电过程，并通过使用电压表测量其端子上的电压来确认是否已降至安全处理水平。如果很难获取用于放电过程的电阻器，您可以在电容器的端子之间连接一个灯泡以使用存储的能量。
目视检查
检查电机及其周围环境是否有损坏、裂纹或外壳凹陷的迹象，否则可能会导致振动或不对中而影响其运行。在接线时，检查是否有裸露或磨损的电线可以帮助识别短路问题，并密切注意电机中电线弯曲或受急弯挤压的部分。为了消除电气接触不良的可能性，请检查电线和端子连接是否松动。端子还可能有损坏的螺钉或电缆滞后或出现氧化迹象，这可能会增加电阻或妨碍安全电缆连接，从而影响电机的性能。检查电机的启动和运行电容器是否有电介质泄漏或凸起，这是电容器故障的常见迹象。
检查电机运行环境，确保通风良好、无灰尘、无腐蚀。这些因素会降低冷却效率，从而导致过热问题，从而极大地提高感应电机的效率和使用寿命。
电气和机械测试
完成目视检查后，将进行电气测试以发现绕组或电容器中的问题。要测试电机的电容器，请将电容器放电后设置万用表测量电容，并将读数与额定值进行比较。为了获得性能，必须确保实际读数相对于额定值的公差为 ±10%。完成后，测试电机的启动和运行绕组的绕组电阻，并将其与制造商的规格进行比较。另外，检查连续性以确保不存在潜在的短路或触点损坏。
在进行机械测试时，检查轴承和轴间隙的磨损情况，如果出现故障，请考虑更换。通过比较电机的额定容量和当前负载，验证电机在其指定的机械负载范围内工作。，检查皮带和联轴器是否磨损或不对中，因为这些可能会磨损电机的轴承及其当前负载。检查离心开关的触点和机械操作是否损坏也很重要，如果损坏严重，则进行更换。
