西马力内部技术通讯第二期 

从电气方面着手进行电机的故障检测 

摘要：电机是利用电磁感应现象将电能转换成机械能的装置，电机驱动负载的增加可直接影响

输入功率的增加。当电机带动的负载或扭矩增加时，电机逐渐变慢，输入电流增加，无论是扭矩增
加还是转速的变化，都会改变电机的电流。负载稍许地变动就会引起电机50 Hz电源上电流的波动，
使用灵敏度极高的设备能够采集到此波动信号。它能觉察到负载扭矩或速度的变化。由于不平衡、
不对中、齿轮和皮带磨损、摩擦阻力、往复式元件等引起机械振动而产生了这些负载的变动，因此
探测的电流波动就可作为机械诊断和电气诊断的信息。电压和电流是一个检测电动机故障的非常好
的状态监测参数，在不影响电动机运行的条件下对电流和电压信号进行频谱分析即和可检测各种故
障。 

然而，当电机定子绕组发生匝间短路，绕组污染，阻抗，电阻R、阻抗Z、电感L 、相位角Φ°、

倍频I/F、产生不平衡变化时，电机运行状态发生变化，电机效率下降，电机突然停机率提高，造成
设备二次损失率会大增。本文会详细讲解如何快速诊断这些问题。 

关键词：电机，状态监测，转子断条，不平衡不对中，三相不平衡参数，美国专利技术倍频I/F 

一、提出问题 

电机在实际生产中应用很广，除制造工艺及安装等多方面原因外，在长期不间断运行中，电机

产生故障：匝间短路，绝缘损坏，相与相之间绝缘问题，相与地之间的故障，铁芯损坏，偏心，振
动，电机发热，轴承问题，因此如何快速、及时、准确地检测出电机的故障，是运行部门和维护部
门十分关心的一个重要议题。 

 

随着状态技术的普及和推广，大部分企业认识到状态检测的重要性。提前预知电机的运行状态，

防止电机突然停机，已经引起企业的重视。而对电机的检测采取的方法大部分企业是电机断电，拆
开电机接线端盖，利用电桥测试电机三相电阻值，或摇表测试对地绝缘，还有企业定期对电机进行
高压绝缘测试，这些测试方法都存在不同缺陷，主要原因如下： 

1，

 电机好坏不取决于三相电阻值平衡，认为三相平衡是电阻值的平衡是错误的 

2，

 电机运行中三相电流的平衡与否要看三相阻抗是否平衡， 

3，电机匝间短路与阻值的降低不成正比 
4，高压绝缘测试对投入运行的电机进行测试属于破坏性试验，降低电机的寿命 

5，摇表测试大部分是在电机已经不能工作时对电机测试，为时已晚。达不到预知维修的目的。 
6，不停机测试电机，来判断电机状态好坏，以前还没有更好的办法， 
7，电机存在机械问题还是电气问题，有时也是棘手的问题 

二、解决问题的正确方法 

美国是较早引入电机状态检测的国家，最早是出于对位于核反应堆内部的电动机进行状态监测

的需求，以保证设备安全和人员安全，对内部电机的测试和对运行电机参数的分析和提取以获得对
电机状态的评估，工作量大且复杂，时间长，不能及时反映电机的当时状态，经过多次的电机研究
表明电机的电流总是被其内部的故障状态所影响，研制出了新的电流和电压信号调理技术，用于对
信号的分析以确定电机存在的内部和外部故障的性质。 

电气特征分析 ESA 的概念是，电机正常工作，电机不停机，应用数据采集器，即 ATPOLII，采

集电机的电流和电压信号，分析软件对采集的信号进行信号调理并分析调理的信号从而识别各种故
障。电机三相电压和电流信号的采集可以直接从一次回路（低压电机供电电压低于 600V 的电机）或
通过 CT 在电机控制的二次回路（高压电机供电电压高于 600V 的电机）获得，可在控制中心测试，
直接用电流钳或电压钳采集，也可用事先安装好的安全套件采集。 

1、ESA法电机分析原理 

ESA 是电气信号分析的英文缩写，它是针对工作中的电机进行检测一种方法。对理想的电机，