感應電機定子故障是最常見故障之一。本文主要分析定子鐵芯、定子繞組匝間短路和繞組絕緣三類故障的形成原因。如何排除感應電機的故障呢？

1.1 鐵芯故障

感應電機定子鐵芯是用硅鋼片夾緊鐵芯固定在定子支架上，正因為這個結構，如果損傷了定子鐵芯，就會形成定子片間短路。定子出現高溫、大環路電流、絕緣材料高溫分解現象。流過鐵芯短路位置的電流不斷增大。大到一定程度，定子鐵芯硅鋼片就會被熔化，導致定子槽中絕緣繞組被燒化，此時必須更換線圈。此種故障產生原因多為制造缺陷，電機劇烈振動導致的電機定子鐵芯片間絕緣損壞也是故障誘因之一。

（1）鐵芯多點接地故障。當鐵芯多點接地發生故障后，會伴隨很多奇特的現象，如：繞組過熱、絕緣損耗和老化、接地線路被燒斷、鐵損增大、鐵芯過熱。（2）鐵芯過熱故障。鐵芯過熱故障的原因通常包括：不正常接地、絕緣損壞、定子繞組匝間短路、過載運行等。鐵芯過熱多發生在夾件與鐵芯上。

1.2 繞組絕緣故障

感應電機的故障往往是由于繞組絕緣空洞或混有雜質等缺陷造成的。絕緣缺陷主要是生產過程中造成的，因此電機的運行狀況與使用壽命與生產工藝息息相關。絕緣缺陷和絕緣老化導致的絕緣故障都表現為電機內活動性放電量增加，通過一些檢測實驗可以獲得絕緣老化的一些數據參數，通過分析能夠判斷絕緣老化的程度和原因。

1.3 定子繞組匝間短路故障

定子繞組匝間短路也是感應電機常見故障之一，故障原因主要有生產工藝不合格和不正常的運行兩個方面引起。

1.3.1 定子故障的發展過程

感應電機定子故障的最初階段，電機仍可正常運行，功率、電壓及震動也都在正常范圍之內，但此時電機定子磁場已發生改變，定子電流中可以檢測到故障特征。這里我們采用了定子電流法診斷感應電機定子故障，隨著故障的惡化，電機正常運行受到影響，震動加劇，輸出轉矩波動，電機工況異常，故障即將爆發。再進一步發展，更多的絕緣被損壞使得短路故障加劇，劇烈震動，定子溫升劇增使得電機無法正常運行。

1.3.2 定子故障后果

（1）定子匝間短路引起電機機身和機座振動。感應電機一旦發生故障，電機機身和各零部件都會出現振動，振幅超過臨界值會造成定轉子的摩擦，嚴重時會損毀電機，甚至危害人身安全。感應電機發生匝間短路故障時，電機機身發熱造成的不對稱以及點磁拉力不平衡都會引起電機振動。

（2）短路故障引起各電氣量變化。定子繞組匝間短路致使絕緣損壞，相當于定子繞組中有效匝數減少，電磁場發生變化進而導致電機運行電氣量（轉速、轉矩、電壓、電流，磁鏈等）的改變，定子電流中表現為偶次諧波分量的出現以及奇次諧波含量的變化，該變化會隨著故障程度的加深而不斷演化。感應電機的氣隙磁場受勵磁電壓的影響，與負載是否對稱無關。定子狀態健康的電機，當電源三相對稱時，氣隙磁場完全對稱，定子繞組不出現偶次諧波分量。匝間短路后，氣隙磁場不再對稱，會導致偶次諧波成分（如2次諧波）的出現。

定子繞組與電源接通，定子繞組中流過的對稱的三相電流，基波旋轉磁動勢也相應地會在氣隙中建立起來，其同步轉速由電網頻率和電機繞組極對數共同決定，即：

（3）定子繞組匝間短路故障的機理分析。感應電機定子繞組三相存在120°的相位差，并且在時間和空間上對稱分布，該結構的作用是既可以使由三相對稱電流產生的氣隙磁場達到基本正弦的要求，又可以使各個線圈磁勢中的低次諧波與間諧波（分數次）相互抵消。處于正常狀態的感應電機，定子電流中的主要頻率分量是基波分量。但是考慮到制造工藝不合格、材料不達標、安裝不正規等原因，實際的感應電機三相繞組不可能完全對稱，這會導致定子電流中2 次或3 次諧波成分的出現。電機定子繞組發生短路故障時，三相繞組不對稱性加劇，表現在氣隙磁場中為較強的空間諧波，在定子電流中則是較強的時間諧波成分，三相繞組不對稱性的加劇使得定子電流中奇次和偶次諧波增強。定子繞組匝間短路故障會改變原有諧波成分的能量，并且其它頻率的諧波成分也會增多。定子繞組發生匝間短路故障后在繞組電感中也表現出變化，根據磁鏈與電流的相互關系可以給出定、轉子中的感應電流的變化。