5-机器振动故障分析及案例诊断

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1、感应电动机故障诊断www.bpdm.com.cn感应电动机主要故障1.定子偏心，短路的铁芯片和松动的铁芯；2.转子偏心(可变的气隙)；3.转子故障(断条或短路环开裂，转子铁芯短路，转子条松动等)；4.转子局部受热造成的热弯曲；5.连接松动的或断开造成的电气相平衡问题；6.扭转脉冲故障。若干关键术语FL=电源频率(FL=50赫兹)Ns=120*FL／PFs=Ns-RPMFp=P*Fs式中：Ns=同步转速(转／分)P=极数Fs=滑差频率(转／分)Fp=极通过频率:电气故障的一个关键频率若干关键术语各种极数的同步转速(RPM)极数同步转速23000415

2、006100087501060012500RBPF(转子条通过频率)=转子条数X转速气隙：转子与定子之间的间隙磁中心：转子磁场和定子磁场相平衡及转子被驱动的点电气故障检测应注意的问题如果怀疑电气故障，应该在电动机满负荷下进行测试。电磁力与定子电流的平方成正比。有电气故障的电动机，往往在“单独”运转(与被驱的机器断开)，或者机器处于空载运转时，不产生故障的振动特征信号。机器带负荷时尤其在接近100％负荷时，便出现明确的症兆。大部分电气故障，在2X工频(100Hz)处振动值高。定子故障振动分析可检测的定子故障1.定子偏心(静止的不变气隙)2.铁芯

3、片短路(铁芯片层的绝缘问题，它可以引起局部发热)3.铁芯松动(定子中任何松动或弱点)定子故障的振动特征1.产生2X电源频率的异常振动。然而，未必不产生极通过频率边带，因为振源在定子，不会被转速或滑差频率调制。定子故障2.新电动机或维修过的电动机，2FL(100Hz)振动超过1.27mm/s的，使用中的电动机达到2.54mm/s，作为需要进行分析报警限。(这个准则适用于50-1000HP或37-746KW电动机)。如果电动机直接驱动精密机床的轴，则2FL的幅值必须更小，应该在0.63mm/s或更小。3.定子偏心，在转子与定子之间产生一个静止的不均匀的气隙，产

4、生非常定向的振动，与最大气隙差有关，在转子与定子的最小气隙处出现最大电磁力。因此，电磁力本身每转一转从最小到最大产生电源频率两倍的振动。定子故障4.对于交流感应电动机，气隙差不应该超过5％；对于同步电动机，不超过10％。如果2FL处振动额外增大，可在定子和转子上分别作一个点标记，检查电动机(如果可以检查的话)。在定子与转子的作点标记对准的情况下，测量气隙，每转动转子45度，测量定子作点标记处的气隙。如果气隙变化超过的5％，则气隙差是由于偏心的转子造成的。下一步是再每转动转子45度，测量转子作点标记处的气隙，如果这个气隙变化超过5％，说明是偏心的定子。定子故障

5、5.松动的铁芯是由于定子支承刚性局部减弱或者松动造成的。6.短路的定子铁芯片可引起不均匀的局部发热，使定子畸变，引起定子偏心故障。这就产生热弯曲，热弯曲可随着运转时间延长明显增大，有时会引起定子与转子相接触，这是灾难性的。转子偏心转子偏心在转子与定子之间产生不均匀的气隙，这个不均匀的气隙与转子一起旋转(与定子偏心静止的气隙正相反)。由于短路的铁芯片导致局部发热，引起转子弯曲、变形、失园、转子偏心。径向跳动的转子可以引起偏心。转子偏心的振动特征1.偏心的转子在二倍电源频率2FL处产生大的振动，并且伴有极通过频率(Fp=极数*滑差频率)的边带。细化谱在720

6、0cpm频率处振动4.22mm/s并指示转子偏心故障的极通过频率边带转子偏心的振动特征2.报警标准：对于新的或修理过的电动机，两倍电源频率振动超过1.27mm/s，或者在用的通用型电动机两倍电源频率处振动超过2.54mm/s。如果用于精密机床心轴，则两倍电源频率(2FL)处允许振动仅为O.635mm/s。（适用于50-1000马力的多数交流感应电动机）3.为了在整个圆周上，转子与定子之间的气隙都在公差范围内，偏心的转子可能需要调整轴承座本身或者机加工转子轴颈。转子偏心的振动特征4.在预测维修程序中，发现在两倍电源频率(2FL)两侧存在极通过频率边带时，这说明

7、转子存在偏心问题，以后的定期监测中，应该仔细进行趋势分析。5.有偏心的转子的电动机，当温度升高时，往往会经历越来越大的振动。振动分析可检测的转子的故障1.转子条或短路环断裂2.转子条与短路环之间坏的高阻接点3.转子铁芯片短路4.转子条松动或脱开，与端环未良好接触转子故障的振动特征1.对于转子条断裂的研究的关键区域是在1X转速频率两侧存在极通过频率边带英格索兰CENTAC电动机2H点500Hz频谱1X转速频率附近细化最初，30000cpm宽带谱没有给出严重故障指示，似乎表示机械松动。因为特征是存在若干转速频率的谐波频率。然而，细化分析发现在1X，2X和3X转速

8、频率的两侧分别存在一系列很清楚的极通过频率的边带，这