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1、交流三相异步电动机不同故障导致的振动特点中小型三相异步电动机由定子、转子、轴承、底座等组 成，电动机用自带风扇冷却。电动机转子工作时承受各种应力，容易出现故障，如动 不平衡、安装不对中、异步断条、转子偏心、转子弯曲、轴 系零件磨损松动等故障。轴承作为转子的支撑部件，转子的 多数故障都是以轴承振动大，发热变形等形式反映出来，所 以轴承是电动机诊断和维修的重要部件之一。一、三相异步电机的常见故障起因与征兆（见表1）表1二、电动机振动的测量1 .测量位置的选取振动不仅与交变力有关，而且和该测点的构造导纳有关 （加速度导纳、速度导纳、位移导纳）。IS02373标准规定了六个测点位置，如图1。振动测量是
2、在机器表面开展，正确选取测点位置十分重 要，否则可导致错判误判。测点的选取应使传递路径最短, 测点刚度最大，以使构造导纳最大，并且每次测量位置必须 一样，尽量防止构造导纳不同对测量结果的影响。2. 振动参量的选取由于有效值、峰值、峭度、频带能量等每个特征参数仅 对设备的某种状态敏感，所以一般同时采用多种特征参数开 展监测和诊断。三、电动机振动异常的识别1. 定转子异常引起的电磁振动电机运行时，定子和转子的磁场相互作用，当定子三相 磁场不对称、定转子间气隙不均匀、回路电气不平衡时，将 产生较大的电磁力不平衡而引起电动机异常振动。定子电磁振动异常的主要原因有三相电压不平衡、电机 缺相运行、三相直阻
3、超差和定子铁芯线圈松动等，气隙不均 匀又分为动态和静态两种，转子回路电气不平衡主要是指转 子断条或绕线式转子线圈不平衡。电磁振动的特征是：（1）切断电源，振动立即消失；（2） 定子电磁振动和静态气隙不均匀的振动频率为电源频率的 二倍，动态气隙不均匀和转子异常时振动频率既可能是电源 频率也可能是电机转频；（3）电机负载增加时，振动随之增 加；（4）动态气隙不均匀时，电磁振动以1 /2sf0为周期脉 动，电机发出与脉动节拍相一致的电磁噪声；（5）转子异常 引起的电磁振动，在基频的两边会出现2sf的边频。2. 不平衡转子动不平衡或转子轴弯曲引起电机振动异常。其振动 特点为：（1）振动频率与转频一样，
4、即振动存在较大的工频 成分；（2）振动值随电机转速的增大而增大，但与电机负载 无关；（3）振动值以径向为主，轴向值很小；（4）谱图中一般 不含工频的高次谐波，不平衡的振动方向主要在径向；轴弯 曲则在轴向引起大的干扰力。实际上，由于轴承在水平和垂 直方向上刚度不同，因此在不同方向上的振动强度表现也不 同。由于水平方向刚度较小，振动幅值就较大，故轴心轨迹 亦表现为椭圆。3. 不对中旋转机械70%75%的振动是不对中引起的。不对中振动的特点：(1)在二倍频处有大的能量分布； (2)随着不对中程度的增加，产生很大的轴向振动分量；(3) 联轴器两侧振动的相位关系是180 +30 ； (4)二倍频处的 幅
5、值大于工频处的50%时意味不对中程度已加剧。4, 机械松动引起松动的常见原因有螺母松动、螺栓断裂、轴颈磨损 乃至装配了不合格零件。具有松动故障的典型频谱特征是以 工频为基频的各次谐波，谱图中常可看到10Xo国外有人认 为，若3X处峰值最大，是轴和轴承间有松动，若4X处有峰 值，说明轴承本身松动。5 .滚动轴承故障主要表现形式是中小型电动机多采用滚动轴承，以球轴 承和短圆柱滚子轴承为主。由于电动机品牌繁杂，构造各异, 工作状况复杂，而检修现场无法准确测量电动机轴承及其相 关配合的尺寸，给准确判断故障原因造成困难。滚动轴承故障造成的振动在径向和轴向都有表现。轴承 严重缺油或损坏引起不正常振动是最为
6、普遍的故障之一，主 要通过听轴承声音和测量油盖部位的温度来判断，测量轴承 部位振动加速度值也有一定的效果。振动加速度主要反映滚动轴承润滑及滚动体和滚道的 损坏情况。当轴承严重缺油或轴承内部存在疲劳剥落等缺陷 时，由滚动体或损坏点的冲击引起的振动频率较高。通过分 析炼油厂各装置220280kW高压电动机的状态监测数据，得 出以下结论：一般运行良好的电机其低频值在3. 0m/s2以下， 高频值在15.0ni/s2左右；当轴承缺油时，低频值会上升至0m/s2左右，需要改善润滑，而高频值大于20. 0M/S2时需 注意观察；当高频值大于30. 0m/s2时即说明该轴承存在较 明显的缺陷；当高频值大于5
7、0. 0m/s2时，说明该轴承已损 坏，须对电动机开展解体检修。对轴承具体损坏部位的判断还需要使用频谱分析法，对 轴承的特征频率开展分析。5. 地脚松动或根底刚性缺陷若设备在垂直方向振动强烈且成分主要为工频，说明设 备的支承系统有问题，如根底刚度缺陷、松动；机体变形、 构造薄弱；轴瓦下部虚等致使设备在垂直方向承载能力缺陷。 当电机机座地脚螺栓松动或机座刚度缺陷时，电机在固有频 率接近2f的频率范围发生共振。机泵根底松动时，电机座、机泵底座和水泥根底接合面 两侧的振动幅值有较大突变，由于常常是个别螺栓松动，造 成电机水平方向上的刚度大幅度降低，故水平振动值较大， 甚至超标，而垂直方向振动值较小。电机根底刚性缺陷时其 振动的显著特点是从刚性根底底端到最上部，其振动值呈梯 度变化，即越往上振动值越大。