電動(dòng)機(jī)的故障大體分為兩部份：一部份是機(jī)械的誘因。諸如軸承和風(fēng)機(jī)的銹蝕或毀壞：另一部份是電磁故障，兩者互有關(guān)連。如軸承破損，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的過載，甚至堵轉(zhuǎn)，而風(fēng)葉受損，使電動(dòng)機(jī)定子散熱困難，溫升提升，絕緣物老化。電磁故障的誘因好多，如電動(dòng)機(jī)的過載、斷相、欠電流和漏電都足以使電動(dòng)機(jī)損壞和燒毀。過載、斷相、欠電流運(yùn)行就會(huì)使定子內(nèi)的電壓減小，發(fā)熱量降低(導(dǎo)體的發(fā)熱量是和電壓的平方成反比的)，而漏電導(dǎo)致的害處就更大。漏電的緣由是電動(dòng)機(jī)本身的絕緣材料質(zhì)量差或電動(dòng)機(jī)發(fā)霉(在農(nóng)村是時(shí)常發(fā)生的，比如受雨淋或溺水)，因而于定子的相間擊穿，造成漏電。據(jù)悉，還有電動(dòng)機(jī)放在有酸堿物的場所，因受腐蝕而毀壞絕緣。
一、電動(dòng)機(jī)的過載及其保護(hù)
電動(dòng)機(jī)的過載除上述緣由外，還有：
a.電動(dòng)機(jī)周圍環(huán)境濕度偏高，散熱條件差；
b.電動(dòng)機(jī)在大的起動(dòng)電壓下平緩起動(dòng)；
c.電動(dòng)機(jī)常年低速運(yùn)行；
d.電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行及時(shí)常反接剎車。
電動(dòng)機(jī)的過載因?yàn)殡妷簻p小，發(fā)熱驟降，因而使其絕緣物遭到損害，減短了其使用壽命甚至被毀壞。
從電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)來看，鼠籠型馬達(dá)的轉(zhuǎn)子鐵心置放定子的槽內(nèi)必須有良好的絕緣物，定子(鋁線)表面有絕緣漆層，繞線式電動(dòng)機(jī)定子定子與轉(zhuǎn)子定子一樣，定子與鐵心槽襯以絕緣物，三個(gè)端線所接的銅滑環(huán)，環(huán)間，環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間也是彼此絕緣的。為了保證電動(dòng)機(jī)的相間、帶電體與殼體的絕緣，一般是使用各類耐熱等級的絕緣材料的。各類絕緣都有一定的耐受工作體溫的指標(biāo)。IEC85規(guī)定(105℃)、E級(120℃)、B級(130℃)、F級(155℃)……。八十年代，提出了一個(gè)新的耐熱標(biāo)準(zhǔn)，稱為氣溫指數(shù)TI()借此取代IEC85。TI是按阿尼羅烏絲()公式t=10a＋b/T估算的。式中：t—壽命[小時(shí)(h)]
T—絕緣材料使用的氣溫(℃)
a、b—與材料有關(guān)的常數(shù)
比如：某電動(dòng)機(jī)使用的絕緣材料a=－2，b=1034，使用室溫T=164℃
得t=10－2＋(1034/642)=104.30=2000h
它表示此絕緣物使用于164℃時(shí)，其使用壽命為20000小時(shí)。
假如把使用氣溫提升8℃，則T=164＋8=172℃
t=10－2＋(1034/172)=104=
它說明很早以來，鉗工技術(shù)工作者提出的絕緣材料的使用室溫每降低8℃，其使用壽命就減半是有理論和實(shí)踐根據(jù)的。
電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)安秒(I－t)曲線(反期限)
1.電動(dòng)機(jī)的過載特點(diǎn)
2.保護(hù)家電的保護(hù)特點(diǎn)
3.電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓特點(diǎn)
保護(hù)器的I－t曲線在電動(dòng)機(jī)過載特點(diǎn)之內(nèi)，但兩曲線寬度毋須拉得過大，便于做到既不使電動(dòng)機(jī)由于過載導(dǎo)致溫升減小影響壽命，又充分借助電動(dòng)機(jī)本身的最大耐受過載能力。按照生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)踐，對電動(dòng)機(jī)的保護(hù)特點(diǎn)已由—4《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備。低壓機(jī)電式接角器和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器》作出了新的規(guī)定(我國的.4等效于IEC標(biāo)準(zhǔn))，對無氣溫補(bǔ)嘗的保護(hù)家電：
1.0In>2h不動(dòng)作
1.2In≤2h動(dòng)作
7.2In：2s
在八十年代，我國曾有科技人員對定子采用B級絕緣(容許工作氣溫為130℃)的電動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了實(shí)測(即不動(dòng)作和動(dòng)作的時(shí)間極限，此極限表明不會(huì)造成絕緣水平升高的電壓與時(shí)間的最大值)：
以上實(shí)測值是在幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)上測試的，不夠全面，但它表明，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還是比較實(shí)際的(6In是老標(biāo)準(zhǔn))舊標(biāo)準(zhǔn)把6In作為可返回特點(diǎn)的電壓，它相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓，經(jīng)可返回時(shí)間(在通以6In時(shí)的延時(shí)時(shí)間，后將電壓返回1倍In或0.9In，此段時(shí)間內(nèi)保護(hù)家電不容許動(dòng)作，這些可返回特點(diǎn)的規(guī)定是為了躲開電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)瞬間電流過大，它的可返回時(shí)間應(yīng)小于電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間，舊標(biāo)準(zhǔn)的可返回時(shí)間分1s、3s、8s、13s幾種)。鑒于把起動(dòng)電壓定在6倍和可返回時(shí)間固定在上述的4種已不能完全反映現(xiàn)實(shí)情況(比如Y型鼠籠型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓倍數(shù)就有5、5.5、6、6.5、6.8、7的六種)，因而我國的.4(等效采用－4)統(tǒng)一規(guī)定為7.2倍，并對不同的起動(dòng)時(shí)間規(guī)定了延時(shí)時(shí)間Tp。日本NEMA(日本全省電氣制造商商會(huì))1993年的MG－1標(biāo)準(zhǔn)對電動(dòng)機(jī)的過載和失速(相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)和剛起動(dòng)——筆者注)保護(hù)作了新的規(guī)定：“輸出功率不超過500HP(馬力，相當(dāng)于368kW—筆者注)，額定電流不超過1kV的多相電動(dòng)機(jī)，在正常工作氣溫初次起動(dòng)，耐受1.5倍全額電壓的時(shí)間應(yīng)不等于2min”，又規(guī)定：“功率輸出不超過500HP，額定電流不超過1kV的多相電動(dòng)機(jī)，在正常體溫初次起動(dòng)時(shí)電機(jī)啟動(dòng)瞬間電流過大，應(yīng)本事鎖定定子電壓的失速時(shí)間不多于12s”，從以上標(biāo)準(zhǔn)和對我國絕大多數(shù)的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)來看，選1.5In為2min，7.2In為2s
二、電動(dòng)機(jī)的漏電保護(hù)(電動(dòng)機(jī)保護(hù)家電瞬時(shí)動(dòng)作電壓整定值)電動(dòng)機(jī)在漏電情況下的保護(hù)，一般選用斷路器，有的地方也使用繼電器。一些文獻(xiàn)提及，斷路器的瞬時(shí)動(dòng)作電壓整定值應(yīng)能逃過電動(dòng)機(jī)的全起動(dòng)電壓。Isct—斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電壓整定值A(chǔ)；k—可靠系數(shù)，它考慮了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓的偏差和斷路器瞬動(dòng)電壓的偏差，k通常取1.2；I’’st—全起動(dòng)電壓值，稱作尖峰電壓A。所謂全起動(dòng)電壓，是包括周期份量和非周期份量兩部份。非周期份量的衰減時(shí)間約為30ms左右，而通常的非選擇性斷路器的全分?jǐn)鄷r(shí)間在20ms之內(nèi)，因而必須把非周期份量考慮進(jìn)去。I’st為1.7～2倍的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓I’st。在眾多文獻(xiàn)中，如《建筑電氣設(shè)計(jì)指南》規(guī)定Isct≥(1.7～2)Ist，而《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)指南》規(guī)定Isct=1.7Ist，有的指南則規(guī)定Icst為2～2.5倍的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓。低壓家電標(biāo)準(zhǔn)，如《低壓斷路器》的編制說明中覺得，按照實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)，保護(hù)鼠籠型電動(dòng)機(jī)的斷路器，其瞬動(dòng)電壓是整定在8～15倍電動(dòng)機(jī)的額定電壓的，而繞線式電動(dòng)機(jī)應(yīng)整定在3～6倍電動(dòng)機(jī)額定電壓。8～15倍鼠籠型電動(dòng)機(jī)額定電壓是一個(gè)范圍，具體的數(shù)值還須要考慮電動(dòng)機(jī)的機(jī)型、容量、起動(dòng)條件等等誘因。以下，我們剖析一下，鼠籠型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的全起動(dòng)電壓(類峰電壓)。
1.起動(dòng)電壓的低功率質(zhì)數(shù)，過渡過程的非周期份量的存在。在這些情況下，周期份量的幅值雖然穩(wěn)定，但受非周期份量的影響，故有尖峰電壓流過(功率質(zhì)數(shù)低，表示電感L大，時(shí)間常數(shù)T=L/R大，非周期份量Imsin(Ψ—)e－t/T值大，非周期份量的衰減慢)。當(dāng)起動(dòng)電壓的COS=0.3時(shí)，尖峰電壓為起動(dòng)電壓(有效值)的2倍左右；
2.殘余電流的影響而形成的頓時(shí)再跳閘的尖峰電壓。電動(dòng)機(jī)切斷電源后再接通時(shí)，當(dāng)切斷電源而電動(dòng)機(jī)仍未停下，就帶有殘余電流。這些殘余電流除了是因?yàn)橛惺４哦纬桑⑶疫€因?yàn)榇渭壘€圈(定子)有殘余電壓而產(chǎn)生，所存在的殘余電流與再跳閘時(shí)的電源電流在某一相位時(shí)的疊加，還會(huì)形成尖峰電壓。其大小與電動(dòng)機(jī)完全停止后再起動(dòng)相比，要大(殘余電流＋電源電流)比電源電流倍，這些尖峰電壓似乎僅出現(xiàn)1－2周波，但足以使斷路器的瞬時(shí)電抗器動(dòng)作。由于1、2兩個(gè)誘因，可出現(xiàn)下述情況：
(1)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)
因?yàn)镃OS為0.3，尖峰電壓為(6In)的2倍，等于In(有效值)故塑殼式斷路器的瞬時(shí)電抗器整定電壓值最小值為8.5In，(In為電動(dòng)機(jī)的額定電壓)
(2)星—三角(Y－Δ)起動(dòng)
也假定為COS0.3，當(dāng)從Y起動(dòng)到Δ運(yùn)轉(zhuǎn)的剎那間(1～2周波)，尖峰電壓(峰值)約為額定電壓(有效值)的19倍，則斷路器必須把瞬時(shí)動(dòng)作電壓整定到14In?以上。
(3)自耦減壓起動(dòng)時(shí)
COS=0.3，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電壓為6In，因?yàn)橛屑夥咫妷旱拇嬖冢劝?0％抽頭的正常起動(dòng)電壓為3.84In，現(xiàn)提升到7.7In，按65％抽頭的正常起動(dòng)電壓為4.3In，現(xiàn)提升到5In。
(4)瞬時(shí)再起動(dòng)
按COS為0.3，起動(dòng)電壓為6In，考慮到殘余電流的影響，尖峰電壓為最大，是額定電壓的24倍(6×2×2)(峰值)，其有效值為=16.97≈17，因此斷路器的瞬時(shí)電抗器的整定電壓必須在電動(dòng)機(jī)額定電壓的17倍以上。從以上剖析可知，正是電動(dòng)機(jī)的機(jī)型、結(jié)構(gòu)、起動(dòng)方法等的不同，造成尖峰電壓的出現(xiàn)，由此而推出Isct在8～15倍In之內(nèi)(某些的還可達(dá)到17倍In)，對于瞬時(shí)動(dòng)作電壓可調(diào)的斷路器，其調(diào)節(jié)范圍按8～15倍In考慮，而大量的塑殼式斷路器(不可調(diào))，取其平均值12In，偏差采用繼電器保護(hù)電動(dòng)機(jī)的瞬動(dòng)，繼電器的熔融電壓可由下式確定：
Irin≥Ist比α
式中：Ist—電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓A；
α—決定起動(dòng)狀況和繼電器的系數(shù)，通常為2～3之間。