如何通過電機(jī)聲音識(shí)別和檢測(cè)故障噪音

現(xiàn)場(chǎng)及維修電機(jī)時(shí)一般會(huì)通過機(jī)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音來判斷機(jī)臺(tái)故障或是異常的原因，甚至可以預(yù)先防范處理，避免更嚴(yán)重的故障。他們所依靠的并不是第六感，而是聲音，配合經(jīng)驗(yàn)及對(duì)機(jī)器的了解使現(xiàn)場(chǎng)工程師能準(zhǔn)確分析出機(jī)臺(tái)異常狀況。機(jī)臺(tái)中其實(shí)有許多不同的組合聲音，例如散熱風(fēng)扇所產(chǎn)生風(fēng)切聲、油壓泵浦的加壓聲以及輸送帶上的摩擦聲等等，而這些運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力源大部分是來自電機(jī)或是氣壓元件。

要從眾多聲音中聽出是那一部件所產(chǎn)生的異音，甚至可用來判斷是那一類的問題，這需要長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)、習(xí)慣與累積，才能聽出每天在運(yùn)作的機(jī)臺(tái)聲音忽然的改變。精明的現(xiàn)場(chǎng)工程師一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)臺(tái)聲音開始改變時(shí)，就會(huì)開始檢測(cè)機(jī)臺(tái)運(yùn)作，這一習(xí)慣往往能扼殺仍處于萌芽階段的重大故障，確保機(jī)臺(tái)能安全且穩(wěn)定的工作。

電機(jī)異常所產(chǎn)生的外部噪音可分為兩種類型，機(jī)械及電磁噪音，機(jī)械類的噪音最常見的原因包括軸承磨損、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)件互相摩擦或碰撞、軸心彎曲和螺絲松脫等等。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的噪音頻率較低，有些甚至?xí)袑?dǎo)致機(jī)臺(tái)振動(dòng)，對(duì)工程師而言也是較為容易檢查并維修的。

電磁噪音則是較為高頻尖銳，讓人難以忍受，但若噪音頻率真的太高，人耳是聽不到的，需要依靠相關(guān)儀器設(shè)備檢測(cè)，無法靠人員就預(yù)先發(fā)現(xiàn)異常。常見的電磁噪音來自于電機(jī)相位不平衡，可能是各相繞組不平衡或是輸入電源不穩(wěn)定所造成的；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器則是電磁噪音產(chǎn)生的另一主因，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的元件老化或是損失等等，都容易產(chǎn)生異常的高頻電磁聲。

電機(jī)聲音信號(hào)分析其實(shí)已經(jīng)是門成熟的技術(shù)領(lǐng)域，但通常用于比較特殊的情況下，例如核子潛艇的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)及礦山深井用的巨型抽水機(jī)當(dāng)中，用來監(jiān)控大型動(dòng)力電機(jī)是否正常運(yùn)作的儀器。而大多數(shù)的電機(jī)運(yùn)用都是先依靠工程師的耳朵來評(píng)估機(jī)臺(tái)運(yùn)作情況；發(fā)覺到異常情況后，才有可能使用音譜分析儀來協(xié)助檢測(cè)電機(jī)狀況。

故障分析

電機(jī)故障常見的原因包括物理性的外力沖擊、機(jī)械過載操作及保養(yǎng)不恰當(dāng)?shù)纫蛩?。一些外部的沖擊點(diǎn)若位于機(jī)臺(tái)脆弱部分，如散熱風(fēng)扇或是塑膠保護(hù)罩等部位，則受力物件會(huì)直接被破壞，這是容易檢查的部分。但若是外力敲擊于不明顯處或是過載操作時(shí)，受到影響的可能是軸心、軸承或是鎖附螺絲等等，只是產(chǎn)生輕微的變形量，但這些就有可能會(huì)以異音的型式表現(xiàn)出來，在檢查上也較為費(fèi)時(shí)。這些輕微的損失有可能越來越嚴(yán)重，若無法在初期就檢測(cè)出來并進(jìn)行維修或更換，到最后可能造成機(jī)臺(tái)或是電機(jī)直接報(bào)廢的重大事故。

有一些簡(jiǎn)單的檢查技巧可以運(yùn)用，電機(jī)是機(jī)臺(tái)主要的動(dòng)力源，由軸心及傳動(dòng)元件與機(jī)臺(tái)構(gòu)件結(jié)合，因此在檢查時(shí)可先將電機(jī)分開，作運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試，若異音消失了，則代表故障部分不在電機(jī)上。重新接上電機(jī)，并調(diào)試傳動(dòng)元件的對(duì)心及位置等等，則異音問題得到改善或消失了，這代表軸心錯(cuò)位或是皮帶等連結(jié)機(jī)構(gòu)松弛。若聲音仍然存在，則可于運(yùn)轉(zhuǎn)后，關(guān)閉電機(jī)停止動(dòng)力輸出，機(jī)臺(tái)應(yīng)會(huì)處于慣性運(yùn)作狀態(tài)持續(xù)一段時(shí)間，若瞬間就達(dá)到靜止?fàn)顟B(tài)，則代表機(jī)構(gòu)上的摩擦阻力過大，有機(jī)構(gòu)干涉或偏心的問題。

另外，若關(guān)閉電機(jī)電源，機(jī)臺(tái)能維持原有慣性行為，但異音瞬間消失了，這代表聲音的產(chǎn)生與電有關(guān)系，這就有可能屬于電磁噪音。若同時(shí)可聞到燒焦的味道，那就應(yīng)該檢查電源線或是積碳等因素。或是檢查各相輸入電流及電阻值，確定內(nèi)部線圈是否有斷線或是燒毀的情況，造成轉(zhuǎn)矩不平衡，產(chǎn)生故障噪音。

有時(shí)甚至可能需要拆卸電機(jī)，才能檢測(cè)出異音產(chǎn)生的原因。如觀察內(nèi)部線圈是否過于松散，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)線圈受力移動(dòng)產(chǎn)生電磁音；轉(zhuǎn)子軸心處的變形，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子與定子相互摩擦的噪音。驅(qū)動(dòng)器所產(chǎn)生的噪音，大多是高頻的嗡嗡聲，且容易有時(shí)好時(shí)壞的情況，主因大多是電容老化，無法有效抑制電源波動(dòng)所產(chǎn)生的，所以會(huì)隨著電源負(fù)載情況而有所變化。

結(jié)論

工業(yè)等級(jí)的電機(jī)，在設(shè)計(jì)制造上的安全系數(shù)高，有不容易故障的特點(diǎn)，但仍需要進(jìn)行維護(hù)檢修的行為，以確保使用情況。電機(jī)的定期保養(yǎng)大多包括了清潔、潤滑、檢查聯(lián)軸器、負(fù)載比對(duì)、電機(jī)操作溫度檢查、散熱功能檢測(cè)、監(jiān)測(cè)振動(dòng)及輸入電源等工作，藉此來維護(hù)及檢測(cè)電機(jī)使用情況。常見的維修行為如螺絲重新鎖緊及耗材更新，包括輸入電源線、散熱風(fēng)扇、軸承、聯(lián)軸器等零配件。

若想要延長(zhǎng)機(jī)臺(tái)使用壽命并檢測(cè)出故障的最佳途徑就是去了解它的聲音特點(diǎn)，并持續(xù)的監(jiān)控。雖然只是一個(gè)簡(jiǎn)單的行為，只要工程師或是人員多用點(diǎn)心，但這動(dòng)作能達(dá)到機(jī)臺(tái)預(yù)期故障檢測(cè)的效果。

審核編輯：郭婷