機(jī)械故障診斷技術(shù)9電動(dòng)機(jī)故障診斷-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 上測(cè)得； 4）振動(dòng)幅值與機(jī)座剛度和電機(jī)的負(fù)載有關(guān)。 電機(jī)磁場(chǎng)是以同步速度 n0在旋轉(zhuǎn)，則其磁場(chǎng)交變頻率與電網(wǎng)頻率相同，為 f0。 fr的振動(dòng)明顯，則有包括電路異常的電氣故障的可能。 )cos(),( tZxZFtxF rRRRr ??? ??602 Nr ?? ?直流電機(jī)主要的激振力與槽頻率 這個(gè)振動(dòng)電磁力 F(x， t)在時(shí)間上從式 9— 6第二項(xiàng)看， 是用 cos(μ ZRω rt)表示的余弦波，因此，作為振動(dòng)頻率體現(xiàn)出的成份是下式的槽頻率 。是造成定子槽內(nèi) 線包松動(dòng)等故障的原因之一。 4．電機(jī)在測(cè)定時(shí)的狀態(tài) 電機(jī)的測(cè)振應(yīng)在電動(dòng)機(jī)空載狀態(tài)下進(jìn)行。 2．對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求 (1) 儀器的頻率響應(yīng)范圍應(yīng)為 10～ 1000Hz，在此頻率范圍內(nèi)的相對(duì)靈敏度以 80Hz的相對(duì)靈敏度為基準(zhǔn)，其他頻率的相對(duì)靈敏度應(yīng)在基準(zhǔn)靈敏度 +10％～－ 20％的范圍以內(nèi)，測(cè)量誤差不超過(guò) 177。為使這兩個(gè)磁場(chǎng)相對(duì)靜止，直流勵(lì)磁磁場(chǎng)相對(duì)交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)必須嚴(yán)格同步，這就是同步電動(dòng)機(jī)。 。第九章 電動(dòng)機(jī)故障診斷 電機(jī)的故障和診斷技術(shù)與電機(jī)的工作原理、運(yùn) 行方式、具體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。對(duì)于直流電機(jī)，定子磁場(chǎng)是靜止的。 二、電機(jī)的類型與工作原理的區(qū)別 ，則為直流電動(dòng)機(jī)； ，另一個(gè)由交流電流產(chǎn)生。對(duì)轉(zhuǎn)速低于 600 r／ min的電機(jī)，則采用位移振幅值（峰 — 峰值）表示，其單位為 mm。對(duì)軸中心高超過(guò) 400mm的電機(jī)，測(cè)時(shí)應(yīng)剛性安裝。 基波電磁力不僅作用于轉(zhuǎn)子，也同時(shí)作用于定子。 定子根據(jù) μ 的值產(chǎn)生伸縮模態(tài)、 彎曲模態(tài)、橢圓模態(tài)、三角形模態(tài)而 變形。 fz以及邊頻帶 fz177。從圖 9— 8c)至 e)中可以看出，當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)回轉(zhuǎn)一周，磁拉力和電磁振動(dòng)卻變化兩次。 （ 3）電動(dòng)機(jī)座底腳螺釘松動(dòng)，其結(jié)果相當(dāng)于機(jī)座剛度降低，使電動(dòng)機(jī)在接近 2f0的頻率的范圍發(fā)生共振，因而使定子振動(dòng)增大，結(jié)果產(chǎn)生異常振動(dòng)。 氣隙動(dòng)態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動(dòng)的特征是： 1）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步轉(zhuǎn)速頻率的電磁振動(dòng)都可能出現(xiàn)。 2sf0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。 故障原因分析 因此，初步判斷該電機(jī)故障與下列因素有關(guān)： ① 電機(jī)使用年限較長(zhǎng)（ 27年），絕緣材料老化。 該電機(jī)為 4極鼠籠式異步電動(dòng)機(jī) ， 同步轉(zhuǎn)速為 1500 rpm， 電機(jī)轉(zhuǎn)頻約 25Hz。 a) 以 f0為中心的細(xì)化譜 b) 以 2f0為中心的細(xì)化譜 c) 以 3f0為中心的細(xì)化譜 d) 以 4f0為中心的細(xì)化譜 圖 9—23 細(xì)化頻譜圖 現(xiàn)在我們解釋一下 。該機(jī)組投產(chǎn)后，同步電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)一直較大，幾次檢修沒(méi)有找到原因，未見(jiàn)效果，決定對(duì)其進(jìn)行一次振動(dòng)診斷。 圖 9—25 測(cè)點(diǎn) 6（軸向）轉(zhuǎn)速譜 診斷結(jié)論 1）同步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)主要是電氣原因引起的，其表現(xiàn)為軸向 四倍頻率和水平徑向 2倍頻振動(dòng)較大，而在切斷電源后， 很快消失。 2）測(cè)量電動(dòng)機(jī)固有振動(dòng)頻率。由于上部軸承離固定端較遠(yuǎn)，共振的幅值就最大。 3）用停電法檢查，以區(qū)分電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)是機(jī)械振動(dòng)還是 電磁振動(dòng)。 診斷第一步用手持式拾振器（速度加一次積分）測(cè)量電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)端和非傳動(dòng)端軸承座在垂直、軸向和水平方向的振動(dòng)，并分析其頻率成分。 檢查過(guò)程（ 3） 診斷第三步 ， 測(cè)定軸承座軸向剛度和固有頻率 。 2）加強(qiáng)軸承座自身結(jié)構(gòu)剛度，提高固有振動(dòng)頻率，以避免和定子激振力合拍共振。 說(shuō)明振動(dòng)是由電磁原因引起的 。分布曲線已標(biāo)明在圖 9—28上。 3） FFT信號(hào)分析儀。 五．電動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)的診斷 診斷對(duì)象是一臺(tái)驅(qū)動(dòng)離心式壓縮機(jī)的異步電動(dòng)機(jī)，容量 3400kw， 2極，轉(zhuǎn)速 2970r／ min，電源頻率為 50Hz，結(jié)構(gòu)上采用整體底板、座式滑動(dòng)軸承。T分析，作出以時(shí)間為 Z軸的三維譜圖，如圖 9—27c)所示。 四． 立式電動(dòng)機(jī)振動(dòng)診斷 一臺(tái)驅(qū)動(dòng)水泵用立式 230kW、 12極異步電動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)速 585r／min，電網(wǎng)頻率 50Hz。 測(cè)點(diǎn) 4： 2軸承垂直方向 mm／ s。 診斷結(jié)論及建議 在這個(gè)案例中可以看到在 1～ 4倍的轉(zhuǎn)頻中均出現(xiàn)較多的轉(zhuǎn)差頻率，而且電機(jī)的振動(dòng)值波動(dòng)范圍較大在 ／s～ ／ s，上海電機(jī)廠給寶鋼監(jiān)測(cè)振動(dòng)的速度標(biāo)準(zhǔn)值為 ／ s，上述情況說(shuō)明該電機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的導(dǎo)條故障 ——斷裂。但問(wèn)題似乎沒(méi)有如此簡(jiǎn)單，在時(shí)域信號(hào)中可發(fā)現(xiàn)有調(diào)制的成分存在，并可以看到明顯的“拍”波存在 (如圖 9—22所示 )，如果只是單純的間隙不良在時(shí)域信號(hào)中應(yīng)該不會(huì)存在這樣的波形。 該電機(jī)停機(jī)檢修后發(fā)現(xiàn)，故障點(diǎn)位于轉(zhuǎn)子的非整流子端。 ?1）振動(dòng)數(shù)據(jù)分析 故障發(fā)生前振動(dòng)波形如圖 9— 1圖 9— 15所示，從圖上可以看到：振動(dòng)特性曲線劇烈跳動(dòng)，表明電機(jī)的電動(dòng)力矩產(chǎn)生了劇烈的波動(dòng)，這是由轉(zhuǎn)子繞組局部短路所致。 圖 9—11 轉(zhuǎn)子繞組不平衡引起的電磁振動(dòng) a) 發(fā)生振動(dòng)的機(jī)理 b) 電磁振動(dòng)波形 轉(zhuǎn)子繞組異常引起的電磁振動(dòng)的特征 1）轉(zhuǎn)子繞組異常引起電磁振動(dòng)與轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)偏心所產(chǎn)生的電磁振動(dòng)的電磁力和振動(dòng)波形相似，現(xiàn)象相似，較難判別。 （一）氣隙靜態(tài)不均引起電磁振動(dòng) 電動(dòng)機(jī)定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時(shí)，定、轉(zhuǎn)子之間氣隙將出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，這種氣隙偏心往往固定在某一位置，它不
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