機械故障診斷技術(shù)9_電動機故障診斷

1、電機的故障和診斷技術(shù)與電機的工作原理、運行方式、具體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。無論是何種電機，其內(nèi)部按能量轉(zhuǎn)換的原理分為三個環(huán)節(jié)（或稱系統(tǒng)）：電氣環(huán)節(jié)、磁耦合環(huán)節(jié)、機械環(huán)節(jié)。因為這三個環(huán)節(jié)的能量形式不同，所應(yīng)用的故障診斷技術(shù)相應(yīng)地有所差異。電氣環(huán)節(jié)的故障主要通過對電壓、電流的各種測量和分析來診斷，例如絕緣材料的老化，通過測量漏地電流來判定等等。 911 電機的主要部件與電機類型一、電機的主要部件： 1.定子。是輸入電功率，產(chǎn)生磁場的靜止部件。對于交流電機，通常定子磁場是旋轉(zhuǎn)的。對于直流電機，定子磁場是靜止的。2.轉(zhuǎn)子。是產(chǎn)生一個與定子磁場相對運動的磁場，并輸出機械功率的重要部件。所承受的電磁力轉(zhuǎn)為輸出的扭

2、矩，因此往往要承受較大的機械應(yīng)力。3.集電環(huán)和換向器。是構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部分導(dǎo)電，建立相對運動磁場的滑動接觸機構(gòu)。4.軸承裝置。是支撐轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，保持定子、轉(zhuǎn)子相對位置的機械結(jié)構(gòu)。二、電機的類型與工作原理的區(qū)別1.電動機的兩個磁場均由直流勵磁產(chǎn)生，則為直流電動機；2.電動機的一個磁場由直流勵磁產(chǎn)生，另一個由交流電流產(chǎn)生。為使這兩個磁場相對靜止，直流勵磁磁場相對交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場必須嚴格同步，這就是同步電動機。3.電動機的兩個磁場分別由不同頻率的交流電流產(chǎn)生，則為異步電動機。 912 電機振動的測量與判定標準電機振動測定是指電機在制造廠出廠試驗或試驗室內(nèi)的振動研究試驗、檢修后現(xiàn)場試驗時的電機振動水平的準

3、確測量，因此，對于電機的安裝條件、測試儀器、測點裝置、測量要求等都作了規(guī)定。這種測定的目的：一是為了確定電機振動初始狀態(tài)時的振動水平，判定這臺電機出廠時或投入運行時振動值是否符合有關(guān)標準的規(guī)定；二是為以后電機異常振動的診斷提供初始的參照數(shù)據(jù)。因此電機振動的測定，其目的和方法均與電機異常振動診斷有所區(qū)別。一電機振動有關(guān)標準GBl006888旋轉(zhuǎn)電機振動測定方法及限值（國家標準）IEC 3414(1986)中心高為56mm及以上旋轉(zhuǎn)電機的振動振動烈度的測量、評定及限值（國際電工協(xié)會頒布）ISO 2372(1974)轉(zhuǎn)速從10rs機器的機械振動評定標準的基礎(chǔ)（國際標準化組織頒布）ISO 3945(1

4、985)轉(zhuǎn)速10rs機器的機械振動在運行地點對振動烈度的測量和評定（國際標準化組織頒布）VDI 2056機器的機械振動評價標準(德國標準)二電機振動的測定方法1測量值的表示方法不同轉(zhuǎn)速范圍的電機，其測量值的表示方法是不同的。國家標準規(guī)定，對轉(zhuǎn)速為6003600 rmin的電機，穩(wěn)態(tài)運行時采用振動速度有效值表示，其單位mms。對轉(zhuǎn)速低于600 rmin的電機，則采用位移振幅值（峰峰值）表示，其單位為mm。2對測量儀器的要求 (1) 儀器的頻率響應(yīng)范圍應(yīng)為101000Hz，在此頻率范圍內(nèi)的相對靈敏度以80Hz的相對靈敏度為基準，其他頻率的相對靈敏度應(yīng)在基準靈敏度+1020的范圍以內(nèi)，測量誤差不超過

5、10。 (2) 測量轉(zhuǎn)速低于600 rmin電機的振動時，應(yīng)采用低頻傳感器和低頻測振儀，測量誤差應(yīng)不超過10。3電機的安裝要求 (1) 彈性安裝。軸中心高為400mm及以下的電機，測振時應(yīng)采用彈性安裝。 (2) 剛性安裝。對軸中心高超過400mm的電機，測時應(yīng)剛性安裝。4電機在測定時的狀態(tài) 電機的測振應(yīng)在電動機空載狀態(tài)下進行。圖91 小型電機測點布置圖92 端蓋軸承電機的測點布置圖93 機座式軸承電機的測點布置三電機振動的限值根據(jù)國家標準GBl00682-88旋轉(zhuǎn)電機振動測定方法及振動限值的規(guī)定，對不同軸中心高和轉(zhuǎn)速的單臺電機，在按GBl00681規(guī)定的方式測定時，其振動速度有效值應(yīng)不超過表9

6、-1的規(guī)定。表91 電動機振動速度有效值的極限標準（mms）安裝方式彈性懸置剛性安裝軸中心高（mm）45H132132H225225400標準轉(zhuǎn)速rmin600n18001.81.82.82.81800n36001.82.84.52.8 921 交流感應(yīng)電動機的電磁振動一、基頻磁通的電磁振動在電機氣隙中磁通密度是沿著轉(zhuǎn)子的圓周的空間而隨著時間按正弦波分布，可以用下式表示：（92）由于磁通密度的作用力與磁通密度B的平方成正比： （93）根據(jù)上式可知基波電磁力具有以下特點： 頻率為電源頻率的兩倍，即2f=100Hz； 以正弦波規(guī)律在圓周上分布； 隨時間以角速度回轉(zhuǎn)。tPBBsin0)(2cos12

7、1)(020tPBF圖94 基波電磁力分布 空氣隙長度和磁路不平衡時； 一次電壓不平衡時； 轉(zhuǎn)子繞組不平衡(斷條和接觸 不良)時。這一振動，在轉(zhuǎn)子受橢圓形電磁力的兩極電機中特別明顯地表現(xiàn)出來。圖94表示了基波電磁力F的圓周方向的分布情況。二倍電源頻率的振動，它是電機中的主要振動分量之一，尤其是在大型電機中，由于定子的固有頻率較低，這種頻率的振動分析和研究顯得特別重要。基波電磁力不僅作用于轉(zhuǎn)子，也同時作用于定子。是造成定子槽內(nèi)線包松動等故障的原因之一。二、高頻磁通的槽振動由于槽的磁導(dǎo)率變化等原因，產(chǎn)生高頻槽振動，在它引起的槽齒諧波中，特別要注意的頻率成分是fk： （94）（95）fsPZfRk)

8、1 (0fsPZfRk2)1 (1fsPZfRk2)1 (2PZZKsR2根據(jù)K值，電磁力的各階模態(tài)呈如圖95所示的形狀。這種電磁力是一種徑向力波(又稱旋轉(zhuǎn)波)，并且是單位面積上的力，當這些力波頻率以及其階次與定子對應(yīng)的固有頻率及其模態(tài)階次接近或一致時，將發(fā)生共振效應(yīng)，此時，電機的振動和噪聲將特別大。 圖95 電磁力的各階模態(tài)例如，一臺四極電機，P=2，轉(zhuǎn)子的槽數(shù)ZR =40，定子槽數(shù)ZS =48，先計算其模態(tài)階數(shù)K：K0=|ZRZS |=|4048|=8 K1=|ZRZS2P|=|40484|=4K2=|ZRZS2P|=|40484|=12圖96是對這臺電機在距其一米的位置，用電容式傳聲器測

9、試的聲音信號的頻譜。其中，fk0=1000Hz，fk1=1100Hz的頻率成分能明確地看出來，此時，前述的fk1=1100Hz是占主要的，而fk2=900Hz則看不出來。圖96 交流感應(yīng)電機（P=2，ZR =40，ZS =48）的聲音頻譜圖Hzfk100050)01 (2400Hzfk1100502)01 (2401Hzfk900502)01 (2402圖97 電磁力F(x,，t)在圓周上的分布振型模態(tài) 922 直流及同步電動機的電磁振動直流電動機的主磁極和轉(zhuǎn)子繞組之間作用著半徑方向的電磁力F(x，t)這是振動的原因，它可用下式表示：（96）（97）圖97 電磁力F(x,，t)在圓周上的分布振

10、型模態(tài)這個力F(x，t)在空間上以余弦波cos(ZRx)在圓周上分布，圓周上具有的余弦波數(shù)根據(jù)的值如圖97所示分布。并保持這種分布形狀以槽角速度(ZRr)旋轉(zhuǎn)，形成激振力引起定子振動。 定子根據(jù)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。)cos(),(tZxZFtxFrRRRr602 Nr這個振動電磁力F(x，t)在時間上從式96第二項看，是用cos(ZRrt)表示的余弦波，因此，作為振動頻率體現(xiàn)出的成份是下式的槽頻率 。（98）直流電機主要的激振力為這個 和其高次諧波。當槽數(shù)ZR=75，極對數(shù)2P=6時，N=300 rpm時，=375 Hz；N=1200 rpm時，=1500

11、Hzzf60NZfRzzfzfzfzf對于同步電機的電磁噪聲和振動頻率，它有一個大的特點，就是與電網(wǎng)頻率成整數(shù)倍的關(guān)系。在同步電機中，有二類徑向力波引起的振動必須注意。其一是二倍電網(wǎng)頻率的振動；其二是定、轉(zhuǎn)子諧波磁場相互作用，而產(chǎn)生的徑向力波引起的振動。對于直流電動機的故障特征可以歸納為以下幾條：1.如果轉(zhuǎn)頻fr的振動很明顯，則有不平衡、軸彎曲等機械異常。2.如果2xfr振動明顯，則有不對中等安裝方面的異常。3.槽頻率fz以及邊頻帶fzfr的振動明顯，則有包括電路異常的電氣故障的可能。4.如fz和fn接近，則設(shè)計不合理。5.高頻fc成分明顯時，線圈絕緣磨損或楔松動。圖98 電磁振動發(fā)生機理a)

12、 2極電機定、轉(zhuǎn)子和磁通 b) 定子所受電磁力和旋轉(zhuǎn)力波c) 旋轉(zhuǎn)磁場波形 d) 磁拉力變化波形 e) 電磁振動的波形 931 定子異常產(chǎn)生的電磁振動電機運行時，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)，由于定、轉(zhuǎn)子磁場的相互作用，定子機座將受到一個旋轉(zhuǎn)力波的作用，而發(fā)生周期性的變形并產(chǎn)生振動。由于定子三相繞組產(chǎn)生的是一個旋轉(zhuǎn)磁場，它在定、轉(zhuǎn)子氣隙中以同步速度n0旋轉(zhuǎn)。若電網(wǎng)頻率為f0，則同步速度n0=60 f0/P。因此，作用在機座上的磁拉力不是靜止的，而是一個旋轉(zhuǎn)力，隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，機座上受力部位是隨磁場的旋轉(zhuǎn)而在不斷改變位置。從圖98c)至e)中可以看出，當旋轉(zhuǎn)磁場回轉(zhuǎn)一周，磁拉力和電磁振動卻變化兩次。電機

13、磁場是以同步速度n0在旋轉(zhuǎn)，則其磁場交變頻率與電網(wǎng)頻率相同，為f0。而其電磁力的頻率和機座振動頻率由圖98b中可以看出，由于旋轉(zhuǎn)磁場的磁極產(chǎn)生的電磁拉力是每轉(zhuǎn)動一圈，電磁力交變P次。 因電磁振動在空間位置上和旋轉(zhuǎn)磁場是同步的，定子電磁振動頻率應(yīng)為旋轉(zhuǎn)磁場頻率(f0P)和電磁力極數(shù)(2P)之乘積2f0，也就是2倍的電源頻率。由此可知，電機在正常工作時，機座上受到一個頻率為電網(wǎng)頻率2倍的旋轉(zhuǎn)力波的作用，而可能產(chǎn)生振動，振動大小則和旋轉(zhuǎn)力波大小和機座剛度直接有關(guān)。定子電磁振動異常的主要原因（1）定子三相磁場不對稱。如電網(wǎng)三相電壓不平衡，因接觸不良造成單相運行，定子繞組三相不對稱等原因，都會導(dǎo)致定子磁

14、場的不對稱，而產(chǎn)生異常振動。（2）定子鐵心和定子線圈松動，將使定子電磁振動和電磁噪聲加大，在這種情況下，振動頻譜圖中，電磁振動除了2f0的基本成份之外，還可以出現(xiàn)4 f0、6 f0、8 f0的諧波成分。（3）電動機座底腳螺釘松動，其結(jié)果相當于機座剛度降低，使電動機在接近2f0的頻率的范圍發(fā)生共振，因而使定子振動增大，結(jié)果產(chǎn)生異常振動。定子電磁振動的特征：1）振動頻率為電源頻率的2倍；2）切斷電源，電磁振動立即消失；3）振動可以在定子機座和軸承上測得；4）振動幅值與機座剛度和電機的負載有關(guān)。 932 氣隙不均勻引起的電磁振動氣隙不均勻（或稱氣隙偏心）有兩種情況，一種是由于定子、轉(zhuǎn)子不同心產(chǎn)生的靜

15、態(tài)不均勻；另一種是由于軸彎曲或轉(zhuǎn)子與軸不同心所產(chǎn)生的動態(tài)不均勻。它們都會引起電磁振動，但是振動的特征并不完全相同，分述于下。（一）氣隙靜態(tài)不均引起電磁振動電動機定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時，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，它不隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而改變位置。從圖910a)中可以看出，由于通過氣隙最小點A的旋轉(zhuǎn)磁場頻率為f0P，這時不平衡磁拉力將變化2P次，因不平衡磁拉力和電磁振動頻率為 。圖910 靜態(tài)、動態(tài)偏心的電磁振動a) 靜態(tài)偏心 b) 動態(tài)偏心 c) 動態(tài)偏心電磁力的拍振002/2fPfPf靜態(tài)氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動特征是：1）電磁振動頻率是電源頻率f0的2倍，即f

16、=2 f0；2）振動隨偏心值的增大而增加，與電動機負荷關(guān)系也是 如此；3）氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動與定子異常產(chǎn)生的電磁振動 較難區(qū)別。（二）氣隙動態(tài)偏心電磁振動電動機氣隙的動態(tài)偏心是由轉(zhuǎn)軸撓曲、轉(zhuǎn)子鐵心不圓或轉(zhuǎn)子與軸不同心等造成的，偏心的位置對定子是不固定的，對轉(zhuǎn)子是固定的，因此，偏心位置隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而同步的移動，如圖910b)所示。氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動的特征是：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，在電動機負載增加，s加大時，其脈動節(jié)拍加快。3）電動機往往發(fā)生與脈動節(jié)拍相一致的電磁噪聲。 933 轉(zhuǎn)子導(dǎo)體異常引起的電磁振動

17、籠型異步電動機因籠條斷裂，繞線型異步電動機由于轉(zhuǎn)子回路電氣不平衡，都將產(chǎn)生不平衡電磁力，這不平衡電磁力F在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時是隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的，其性質(zhì)和轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心的情況相同，其發(fā)生的機理如圖911所示。圖911 轉(zhuǎn)子繞組不平衡引起的電磁振動a) 發(fā)生振動的機理 b) 電磁振動波形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。雖然拍頻都是2sf0，但電磁振動的高頻部分不同，轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心的高頻為2f0P，轉(zhuǎn)子繞組異常的高頻為2(1s) f0P。2）電動機負載增加時，這種振動隨之增加，當負載超過50以上時較為顯著。3）若對電動機定子電流波形或振動波形

18、作頻譜分析，在頻譜圖中，基頻兩邊出現(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。圖912 正常的電流頻譜圖圖913 一根斷條時電流頻譜圖(滿載)一大電機燒損原因分析武鋼某廠ZR1軋機右卷2電機系日本原產(chǎn)，76年投產(chǎn)使用已服役27年，最后一次修理是2001年由某電機修理廠完成。2003年2月11日凌晨 3:243:30，該設(shè)備發(fā)生繞組燒壞的突發(fā)事故。電動機的調(diào)速控制系統(tǒng)本身具有過流、接地、失磁等保護裝置和記錄電流電壓波形的筆式記錄儀，事故發(fā)生時無報警、無跳閘動作，且電流記錄紙上也未見異常波形，而在試運行的振動在線監(jiān)測系統(tǒng)上卻有明顯的波形突變。1）振動數(shù)據(jù)分析故障發(fā)生前振動波形

19、如圖914、圖915所示，從圖上可以看到：振動特性曲線劇烈跳動，表明電機的電動力矩產(chǎn)生了劇烈的波動，這是由轉(zhuǎn)子繞組局部短路所致。圖914 右卷液力偶合器振動時域圖圖915 右卷2電機振動時域圖2）電量狀況分析根據(jù)直流電機監(jiān)測系統(tǒng)提供的電壓與勵磁電流監(jiān)測結(jié)果，可以得知：1) 電機電壓幅值41.3V，平均值28V，工作電壓不高，過電壓擊穿的可能性不大。2) 軋第三道時的線速度為每分鐘200 米左右，不存在機械轉(zhuǎn)速超高，離心力過大造成的破壞。由圖919可知，激磁電流為35A，也不存在失磁超速的可能性。因此，初步判斷該電機故障與下列因素有關(guān)：電機使用年限較長（27年），絕緣材料老化。超過額定電流工作的

20、情況時有發(fā)生，加上武漢地區(qū)夏季環(huán)境溫度高，致使電機處于較高溫升下工作，加速了絕緣的老化，雖然發(fā)生事故時不在夏天，但早已留下隱患。歷史上的檢修施工可能受到外力損傷。進風口有可能吸入細小的金屬物，損壞絕緣。該電機停機檢修后發(fā)現(xiàn)，故障點位于轉(zhuǎn)子的非整流子端。雖然電機的轉(zhuǎn)子、定子都受到不同程度的損壞，但轉(zhuǎn)子要嚴重得多，短路首先由轉(zhuǎn)子引起，燃起的電弧傷及了定子。從燒損的情況看，繞組元件的端部連接頭套并未燒熔，同時電樞槽口的絕緣楔條并未燒掉，因此短路點不應(yīng)在線槽之內(nèi)，而應(yīng)在槽口與元件的焊接頭之間的無緯帶下面兩個迭繞元件上下層交迭處。二 電機轉(zhuǎn)子斷條故障診斷 圖920 設(shè)備及測點布置2003年，寶鋼原料皮帶

21、輸送機的某臺電機出現(xiàn)異常聲響，危及寶鋼正常生產(chǎn)的原料供應(yīng)。該電機為4極鼠籠式異步電動機，同步轉(zhuǎn)速為1500 rpm，電機轉(zhuǎn)頻約25Hz。圖921 電機振動頻譜圖922 電機振動時域波形現(xiàn)場檢查時發(fā)現(xiàn)電機振動在一定范圍內(nèi)波動，最大振動是徑向方向，振幅為1.7mm/s4.4mm/s。可聽見明顯呈周期性的嗡嗡聲，初步判定該電機可能存在電氣故障。在對記錄的頻譜進行分析的過程中首先看到的是在頻域信號中主要以電機轉(zhuǎn)頻為主振動能量及諧頻組成，這是有些類似回轉(zhuǎn)部件間隙不良的典型頻譜(如圖921所示)。但問題似乎沒有如此簡單，在時域信號中可發(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922所示)，如

22、果只是單純的間隙不良在時域信號中應(yīng)該不會存在這樣的波形。在圖921電機振動頻譜圖中，可見轉(zhuǎn)頻f0（25Hz）及2f0（50 Hz）、3f0（75 Hz）、4f0（100 Hz）諧頻成分。 從f0、2f0、3f0、4f0為中心的細化頻譜圖中，看到在這些轉(zhuǎn)頻及諧頻的周圍存在邊頻帶。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)這些頻率的間隔均為0.18725Hz。 a) 以f0為中心的細化譜b) 以2f0為中心的細化譜c) 以3f0為中心的細化譜d) 以4f0為中心的細化譜圖923 細化頻譜圖現(xiàn)在我們解釋一下0.18725Hz頻率的來源。由于該電機為異步電機，所以在正常工作時應(yīng)該存在轉(zhuǎn)差速度，即電機的實際轉(zhuǎn)速應(yīng)略低于其同步轉(zhuǎn)速，當電

23、機的負載越大其轉(zhuǎn)差速度越大。我們在現(xiàn)場實際測試轉(zhuǎn)速為1488 rpm左右，與電機的同步轉(zhuǎn)速相差在12轉(zhuǎn)左右，其所差的頻率應(yīng)該在0.2Hz左右，由于儀器分辨率的限制，我們分析得到的頻率即為該電機的轉(zhuǎn)差頻率。在圖923中為我們展示了一系列形狀很好的轉(zhuǎn)差頻率通過邊帶，并很明顯地出現(xiàn)在l倍、2倍、3倍和4倍轉(zhuǎn)頻周圍，這些頻譜都預(yù)示了轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條裂縫、這些頻譜都預(yù)示了轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條裂縫、破碎、短路環(huán)故障或疊層短路破碎、短路環(huán)故障或疊層短路。在這個案例中可以看到在14倍的轉(zhuǎn)頻中均出現(xiàn)較多的轉(zhuǎn)差頻率，而且電機的振動值波動范圍較大在1.7mms4.4mms，上海電機廠給寶鋼監(jiān)測振動的速度標準值為2.8mms，上述情

24、況說明該電機已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴重的導(dǎo)條故障斷裂。 檢修結(jié)果將電機送至寶檢公司電修車間進行檢修時發(fā)現(xiàn)該電機轉(zhuǎn)子共有14根導(dǎo)條斷裂。證明了判斷的準確性。三 同步電動機振動診斷某軋鋼廠一變流機組，同步電動機功率1250kW、8極、750rmin，電網(wǎng)頻率50Hz，其負荷為一直流發(fā)電機，功率為1050kW。該機組投產(chǎn)后，同步電動機軸承振動一直較大，幾次檢修沒有找到原因，未見效果，決定對其進行一次振動診斷。圖924 同步電動機組振動診斷a) 現(xiàn)場測試布置 b) 振動分析框圖現(xiàn)場檢測結(jié)果，發(fā)現(xiàn)振動值較大的部位是1#軸承水平徑向振動，2#軸承三個方向的振動。其余各測量點的振動值均較小，小于1.6 mms。測得

25、各點的振動速度如下：測點2：1#軸承水平徑向4.0 mms。測點4：2#軸承垂直方向6.5 mms。測點5：2#軸承水平徑向4.2 mms。測點6：2#軸承軸向 11.5 mms。(已超過允許標準11.2 mms)其余測點：1.6 mms圖925是測點6的轉(zhuǎn)速譜圖，從圖中第一條曲線可以看出，當轉(zhuǎn)速750 rmin時，由于未切斷電源，有交變電磁場存在，50Hz（即4倍旋頻率4fr）處振動幅值最大，達8.93mms，斷電后，此分量幅值衰減很快，當轉(zhuǎn)速降至645 rmin時(4fr =43 Hz)，其幅度已降到了0.25 mms，可以說明該頻率分量的振動是電磁原因引起的。圖925 測點6（軸向）轉(zhuǎn)速

26、譜1）同步電動機振動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倍頻振動較大，而在切斷電源后， 很快消失。應(yīng)檢查定子繞組是否對稱，磁極繞組是否存 在匝間短路，氣隙是否均勻。2）轉(zhuǎn)子存在較大的不平衡，具有較大的旋轉(zhuǎn)頻率成分，應(yīng) 作一次動平衡校正。3）同步電動機的振動是由自身的機械不平衡和電磁原因激 振引起的，與負載直流發(fā)電機沒有關(guān)系。四 立式電動機振動診斷一臺驅(qū)動水泵用立式230kW、12極異步電動機、轉(zhuǎn)速585rmin，電網(wǎng)頻率50Hz。電動機與水泵采用延伸軸連接，中間用一個彈簧聯(lián)軸節(jié)，可以軸向伸縮，電動機與水泵的布置如圖927a)所示。圖927 立式電動機的振動診斷a) 電動機與

27、水泵的布置 b) 振動規(guī)律 c) 水平方向三維譜圖1振動的征狀和規(guī)律電動機在起動后，振動很小，但隨著運行時間的延長，電動機上部軸承的水平方向振動逐步增加，其幅值是不穩(wěn)定的，但在一個范圍內(nèi)擺動，經(jīng)過一段時間后，振動就突然變得很小，但隨著運行時間加長，振動又逐步增加，其振動的規(guī)律性如圖927b)所示。2診斷檢測內(nèi)容 1）測量電動機軸承振動的幅值和頻率成分。 2）測量電動機固有振動頻率。 3）作出電動機運行過程的三維頻譜圖。3診斷過程1）用錘擊法激勵電動機傳動軸，通過自由衰減振動的檢測，測得電動機軸系固有頻率為13.7Hz。 2）運行時監(jiān)測電動機的振動，并進行FFT分析，作出以時間為Z軸的三維譜圖，

28、如圖927c)所示。4診斷結(jié)論1）從振動頻譜圖中可以看出，振動頻譜的各頻率成分都是離散譜線，除了最主要的13.7Hz固有頻率外，還出現(xiàn)了回轉(zhuǎn)頻率的整數(shù)倍（m=1、2、3）的成分，其中較大韻是接近13.7Hz的14.8Hz成分；它是回轉(zhuǎn)頻率的l.5倍，因此可以確定振動是共振引起的。2）運行中負荷及其他條件不變，軸承振動情況都經(jīng)常變化，應(yīng)考慮這是軸承的非線性振動，這往往是軸承負荷變化或潤滑不良所可能產(chǎn)生的。3）延伸軸的彈簧聯(lián)軸節(jié)，在正常時，應(yīng)能使延伸軸靈活的伸縮，但當潤滑不良時，它的伸縮就變得很不靈活，在電動機和泵的軸承上產(chǎn)生一個軸向力，這軸向力使電動機下端承擔推力的軸承推力負荷逐漸減少，非線振動就產(chǎn)生，并引起了共振。由于上部軸承離固定端較遠，共振的幅值就最大。4）進行處理。打開彈簧聯(lián)軸節(jié)，清洗并重加潤滑脂。重新起動后，振動消失。五電動機異常振動的診斷診斷對象是一臺驅(qū)動離心式壓縮機的異步電動機，容量3400kw，2極，轉(zhuǎn)速2970rmin，電源頻率為50Hz，結(jié)構(gòu)上采用整體底板、座式滑動