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電動機(jī)各類振動原因及故障識別

2024-04-18

引起電動機(jī)振動的原因很多,產(chǎn)生振動的部位和振動的特征又各不相同,如果把電動機(jī)各種原圍引起的振動特征和有關(guān)因素加以分析,將有助于電動機(jī)振動異常的識別和診斷。電動機(jī)常見的異常振動有以下幾種。

一、定于異常產(chǎn)生的電磁振動

(1)振動頻率為電源頻率的2倍;

(2)切斷申源,電磁振動立即消失;

(3)振動可以在定子機(jī)座和軸承上測得;

(4)振動與機(jī)座剛度和電動機(jī)的負(fù)載有關(guān)。

其產(chǎn)生的主要原因有:

(1)定子三相磁場不對稱;

(2)定子鐵心和定子線圈松動,將使定子電磁振動和電堿噪聲加大,在這種情況下,振動頻譜圖中,電磁振動除了2f的基本成分外,還可出現(xiàn)4f、6f,8f的諧波成分;

(3)電動機(jī)座底腳螺栓松動,其結(jié)果相當(dāng)于機(jī)座剛度降低,使電動機(jī)在接近2f的頻率范圍發(fā)生共振,因而使定子振動增大,結(jié)果產(chǎn)生異常振動。

二、氣隙不均勻引起的電磁振動

這有兩種情況:一種是靜態(tài)不均勻;另一種是動態(tài)的不均勻,兩者的振動特征并不完全相同。

1.靜態(tài)氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動特征

(1)電磁振動頻率是電源頻率f0的2倍。

(2)振動隨偏心值的增大而增加,與電動機(jī)負(fù)荷關(guān)系也是如此。

(3)氣隙僧心產(chǎn)生的電磁振動與定子異常產(chǎn)生的電磁振動較難區(qū)分。

2.動態(tài)氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動特征

(1)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速頻率的電磁振動都可能出現(xiàn)。

(2)電磁振動以1/2sf0周期在脈動,因此,在電機(jī)負(fù)載增加,s如大時,其脈動節(jié)拍加快。

(3)電動機(jī)往往發(fā)生與脈動節(jié)拍相一致的電磁噪聲。

三、轉(zhuǎn)子導(dǎo)體異常引起的電磁振動

轉(zhuǎn)子繞組異常引起的電磁振動的特征:

(1)轉(zhuǎn)子繞組異常引起電磁振動與轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心所產(chǎn)生的電磁振動的電磁力和振動波形相似,現(xiàn)象相似,較難判別。

(2)電動機(jī)負(fù)載增加時,這種振動隨之增加,當(dāng)負(fù)載超過50%以上時較為顯著。

(3)若對電動機(jī)定子電流波形或振動波形作頻譜分析,在頻譜圖中,基頻兩邊出現(xiàn)±2sf的邊頻,根據(jù)邊頻與基頻幅值之間的關(guān)系,可判斷故障的程度。

四、轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的振動

電動機(jī)轉(zhuǎn)子失衡原因有:轉(zhuǎn)子零郜件脫落和移位,絕緣收縮造成轉(zhuǎn)子線圈移位、松動,聯(lián)軸器不平衡,冷卻風(fēng)扇與轉(zhuǎn)子表面結(jié)垢等,以上因素對高速電動機(jī)尤為敏感。轉(zhuǎn)子失衡產(chǎn)生的振動有如下特征:

(1)振動頻率和轉(zhuǎn)速頻率相等。

(2)振動幅值隨轉(zhuǎn)速增高而加大,但與電動機(jī)負(fù)載無關(guān)。

(3)振動以徑向?yàn)?,軸向較小。

五、滾動軸承異常產(chǎn)生的機(jī)械振動

由于滾動軸承損壞、設(shè)計(jì)和制造中的誤差,在運(yùn)行中會出現(xiàn)機(jī)械振動。

1.滾動軸承損壞

滾動軸承因負(fù)載過重、潤滑不良、安裝不正確、軸電流、異物進(jìn)入等原因,將會出現(xiàn)磨損、表面剝落、點(diǎn)蝕、碎裂、銹蝕等故障。軸承的損壞,加工和裝配的誤差、以及滾動軸承自身結(jié)構(gòu)都會引起振動,振動作為一種信息,預(yù)示軸承運(yùn)行狀態(tài)是否正常。

2.加工和裝配不良引起振動

(1)振動幅值以軸向?yàn)椤?/p>

(2)振動頻率和旋轉(zhuǎn)頻率相同。

3.軸承非線性特性引起振動

(1)振動頻率是旋轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)或分?jǐn)?shù)倍;

(2)振動是軸向的;

(3)振動與轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。

六、滑動軸承振動

1.油膜渦動弓起異常振動

(1)振動頻率略低于轉(zhuǎn)于旋轉(zhuǎn)頻率的一半,通常為0.42~0.48f;

(2)油膜渦動的振動是徑向的;

(3)油膜渦動往往是突然出現(xiàn)的,診斷的方法是油膜渦動后,改變潤滑油的黏度和溫度,振動就能減輕或消失。

2.油膜振蕩產(chǎn)生異常振動

(1)振動頻率等于轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速,工作轉(zhuǎn)速接近一防臨界轉(zhuǎn)速2倍的大型高速柔性轉(zhuǎn)子電動機(jī),極易發(fā)生油膜振蕩;

(2)油膜振蕩是一種徑向振動;

(3)減少轉(zhuǎn)子不平衡、降低潤滑油的黏度和提高油溫,能使油膜振蕩消失。

七、安裝、調(diào)整不良引起的機(jī)械振動

1.安裝時軸線不對中引起振動

(1)軸心線偏差越大,振動也越大;

(2)振動中2倍旋轉(zhuǎn)頻率的部分增加;

(3)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時,這些振動將消失。

2.聯(lián)軸器配合不良引起的振動

(1)振動頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率相同;

(2)連接機(jī)械和電機(jī)端振動相位相反;

(3)電機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時振動將消失。

(來源:電力講壇)