三相异步电机振动故障的诊断方法

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1、三相异步电机振动故障的诊断方法摘要引发三相异步电机产牛异常振动的因素包括机械故障和电气故障，由丁•故障原因的相似关联性，运用m—的诊断方法往往不能得出止确的诊断结论。对常用的电机诊断方法作了系统总结，重点强调了二极电机的诊断，并列举一现场实例对阐述作了引证。关键词异步电机振动诊断方法中图分类号TM343文献标识码B一、电机故障简述三相异步电机是现场牛产中故常见的驱动装置Z—。根据电机的基本理论：电机的运行是机械结构和电磁原理相互作用产生的结果。因此，导致电机异常振动的因素人致可包括两个方面：机械振动和电气振动。电机的机械振动是由于自身的机械结构缺陷所引发的异常振动，如电机转子不平衡、联轴

2、器不对中、滚动轴承擁损、地脚松动等。电气振动是山于作用在定子或转子上的磁边拉力（切向或径向）不均匀产生的异常振动。现场中常见的原因有：（1）电机气隙不均匀；（2）鼠笼式异步电动机转子的断条或铸造缺陷；（3）定子或转子的固有频率与电磁力的频率相同或相近，形成电磁共振等。理论上讲，各种故障在频率谱图上都有其特征频率与之对应，但由于现场的复杂性及故障的相似关联性，单一凭借观察振动的频率谱图往往不能得出准确的结论。特别是对于二极电机（P=2）,其同步转速n=2x60f/P（f为电源频率50Hz）=2x60x50/2=3000r/min,同步频率fs=n/60=3000/60=50Hz,在分析频率

3、设置过大的情况下，•机械故障所对应的工频很难为电源频率相区分。二、电机故障诊断方法根据前血所述，电机故障的多重性决定了其诊断过程的复杂性。它需要从简易诊断和精密诊断两方面,综合应川多种诊断分析方法，逐一排除电机可能存在的故障。对于二极电机来讲，由于工频与电源频率接近，诊断的首要任务是区分电机故障的类型，即机械故障或电气故障。1.简易诊断⑴应川便携式测振仪对电机的相关测点（前、后轴承，地脚等）进行全面的测量，记录各个振动参数值（位移、速度、加速度高频/低频），并比照相关的绝对标准、相对标准、对比标准，对电机的当前工作状态进行幣体评价。常用的绝对标准有ISO2372及ISO2373标准。需要

4、注意的是，ISO2372和ISO2373标准具有不同的使用范鬧，后者仅仅适用于电机空载情况。（2）根据振动加速度值计算冲击系数，冲击系数g高频加速度Hi/低频加速度Lo。该系数能够反映滚动轴承的工作状况，轴承良好时该系数小于5,当大于5时应酌情考虑轴承的早期冲击磨损，此时着重查看电机轴承的润滑。（3）对振动异常的电机做瞬时断电处理，观察振动形态曲线。如果振动值随转速的降低而缓慢下降，则故障可能为机械不平衡；如杲振动值在断电后很短的吋间内下降到正常范围，则可排除机械不平衡，考虑为电气故障理论上讲，当电机存在电气故障吋，一口断电振动值立刻归零但实际不可能如此，其振动值跟随时间的变化率应根据电

5、机的功率、转速具体而定。该方法对于识别二极电机故障类型十分有川。2.精密诊断精密诊断的分析方法包括：频率谱分析、时域波形分析、时域特征数分析，其分析结果可对简易诊断的分析结果做进一步的补充印证。⑴频率谱分析。根据不平衡、不对中、滚动轴承故障、机械松动、电气故障所对应的频率成分特征，比照实测的频谱图，识别故障类型。作频率分析时，分析频率的设置应能够对主要的频率成分进行-有效区分，如二极电机工作频率与电源频率的区分，注意电气故障频谱图中的边频调制现象。（2）时域波形分析。电机电气故障的时域波形在整个时间域内具有明显的调制现象，“上尖下宽，半陡半缓〃是转子故障波形最主要的特征。⑶吋域特征数分析

6、。峰值指标、脉冲指标、山肖度指标能够较好地反映冲击故障，可与简易诊断中计算的冲击系数共同评判滚动轴承的工作状况。三、电机故障诊断实例电机型号YKK4005-2,功率500kW,极数P=2,转速2976r/min,电机中心高400mm。经行星齿轮增速器驱动透平机。主机转速10459r/min,流量3725m3/h,进口压力0.088MPa,出口压力0.47MPao2006年11月7日，透平机电机在带负荷的情况卜-试车，系统振动较大，附近平台均有明显振感。1.简易诊断分析对电机进行振动测试，测试结果如表1所示。对数据分析可知：«1电机在帝负荷运行时的振动数据方向位移/mm速度/I(cm/*)

7、加1速度/（刑£）Hi«0.0860,987112.11.70水平00766.217.6】.22垂rt0.0460.53*4.614.93.24水平0.0650.724-613.42.91⑴根据ISO2372机械振动标准，该电机速度值虽在极限值以内（1.12cnVs）,但作为新电机而言，驱动端0.98cm/s.0.87cm/s的振动值偏高，科•位移值整体偏大，不建议继续运行。⑵冲击系数Hi/Lo较好，耒见明显冲击，可排除轴承异常。2