电动机故障分析2015.ppt

第九章 电动机故障诊断;9．1 电动机类型特点与测定标准;9．1．2 电机振动的测量与判定标准 　　　电机振动测定是指电机在制造厂出厂试验或试验室内的振动研究试验、检修后现场试验时的电机振动水平的准确测量，因此，对于电机的安装条件、测试仪器、测点装置、测量要求等都作了规定。 　　　这种测定的目的：一是为了确定电机振动初始状态时的振动水平，判定这台电机出厂时或投入运行时振动值是否符合有关标准的规定；二是为以后电机异常振动的诊断提供初始的参照数据。因此电机振动的测定，其目的和方法均与电机异常振动诊断有所区别。 ;一．电机振动有关标准 　　　GBl0068—88《旋转电机振动测定方法及限值》（国家标准） 　　　IEC 34—14(1986)《中心高为56mm及以上旋转电机的振动——振动烈度的测量、评定及限值》（国际电工协会颁布） 　　　ISO 2372(1974)《转速从10r／s机器的机械振动——评定标准的基础》（国际标准化组织颁布） 　　　ISO 3945(1985)《转速10r／s机器的机械振动——在运行地点对振动烈度的测量和评定》（国际标准化组织颁布） 　　　VDI 2056《机器的机械振动评价标准》(德国标准) ;二．电机振动的测定方法 1．测量值的表示方法 　　　不同转速范围的电机，其测量值的表示方法是不同的。国家标准规定，对转速为600～3600 r／min的电机，稳态运行时采用振动速度有效值表示，其单位mm／s。对转速低于600 r／min的电机，则采用位移振幅值（峰—峰值）表示，其单位为mm。 2．对测量仪器的要求 　　(1) 仪器的频率响应范围应为10～1000Hz，在此频率范围内的相对灵敏度以80Hz的相对灵敏度为基准，其他频率的相对灵敏度应在基准灵敏度+10％～－20％的范围以内，测量误差不超过±10％。 　　(2) 测量转速低于600 r／min电机的振动时，应采用低频传感器和低频测振仪，测量误差应不超过±10％。;3．电机的安装要求 　 　(1) 弹性安装。轴中心高为400mm及以下的电机，测振时应采用弹性安装。 　　 (2) 刚性安装。对轴中心高超过400mm的电机，测时应刚性安装。 4．电机在测定时的状态 　　电机的测振应在电动机空载状态下进行。 　……;三．电机振动的限值 　　　根据国家标准GBl0068．2-88《旋转电机振动测定方法及振动限值》的规定，对不同轴中心高和转速的单台电机，在按GBl0068．1规定的方式测定时，其振动速度有效值应不超过表9-1的规定。 　　　　　　表9—1 电动机振动速度有效值的极限标准（mm／s）;9．2 电磁耦合系统的振动原理;图9—4 基波电磁力分布;二、高频磁通的槽振动 　　　由于槽的磁导率变化等原因，产生高频槽振动，在它引起的槽齿谐波中，特别要注意的频率成分是fk： 　　　　　　　　　　　　　　 　　　（9—4） 　 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　（9—5） 　　　;　　根据K值，电磁力的各阶模态呈如图9—5所示的形状。 　　这种电磁力是一种径向力波(又称旋转波)，并且是单位 面积上的力，当这些力波频率以及其阶次与定子对应的固有 频率及其模态阶次接近或一致时，将发生共振效应，此时， 电机的振动和噪声将特别大。 ;高频磁通的槽振动的频谱;图9—7 电磁力F(x,，t)在圆周上的分布——振型模态;直流电机主要的激振力与槽频率 ;同步电机的电磁噪声和振动频率的特点;图9—8 电磁振动发生机理 a) 2极电机定、转子和磁通 b) 定子所受电磁力和旋转力波 c) 旋转磁场波形 d) 磁拉力变化波形 e) 电磁振动的波形;　　　电机磁场是以同步速度n0在旋转，则其磁场交变频率与电网频率相同，为f0。而其电磁力的频率和机座振动频率由图9—8b中可以看出，由于旋转磁场的磁极产生的电磁拉力是每转动一圈，电磁力交变P次。 　　　因电磁振动在空间位置上和旋转磁场是同步的，定子电磁振动频率应为旋转磁场频率(f0／P)和电磁力极数(2P)之乘积2f0，也就是2倍的电源频率。由此可知，电机在正常工作时，机座上受到一个频率为电网频率2倍的旋转力波的作用，而可能产生振动，振动大小则和旋转力波大小和机座刚度直接有关。 ;定子电磁振动异常主要原因及特点;9．3．2 气隙不均匀引起的电磁振动 　　　气隙不均匀（或称气隙偏心）有两种情况，一种是由于定子、转子不同心产生的静态不均匀；另一种是由于轴弯曲或转子与轴不同心所产生的动态不均匀。它们都会引起电磁振动，但是振动的特征并不完全相同，分述于下。 　　（一）气隙静态不均引起电磁振动 　　　电动机定子中心与转子轴心不重合时，定、转子之间气隙将出现偏心现象，这种气隙偏心往往固定在某一位置，它不随转子旋转而改变位置。从图9—