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电机基础篇之电机振动

发布时间:2024-12-07 11:15 阅读次数:

  来源:泵友联盟
 

  通常,8极以上大极数电机不会因为电机制造质量问题引起振动。振动常见于2——6极电机,GB10068-2000。

  《旋转电机振动限值及测试方法》规定了在刚性基础上不同中心高电机的振动限值、测量方法及刚性基础的判定标准,依据此标准可以判断电机是否符合标准。
 


 

电动机振动的危害

  电动机产生振动,会使绕组绝缘和轴承寿命缩短,影响滑动轴承的正常润滑,振动力促使绝缘缝隙扩大,使外界粉尘和水分入侵其中,造成绝缘电阻降低和泄露电流增大,甚至形成绝缘击穿等事故。

  另外,电动机产生振动,又容易使冷却器水管振裂,焊接点振开,同时会造成负载机械的损伤,降低工件精度,会造成所有遭到振动的机械部分的疲劳,会使地脚螺丝松动或断掉。

  电动机振动又会造成碳刷和滑环的异常磨损,甚至会出现严重刷火而烧毁集电环绝缘,电动机将产生很大噪音,这种情况一般在直流电机中也时有发生。
 


 

振动原因

  主要有三种情况:
  电磁方面原因;机械方面原因;机电混合方面原因。
 

一、电磁方面的原因

1、三相电压不平衡,三相电动机缺相运行。
 

2、定子铁心变椭圆、偏心、松动;定子绕组发生断线、接地击穿、匝间短路、接线错误,定子三相电流不平衡。

  典型案例:

  锅炉房密封风机电机检修前发现定子铁心有红色粉末,怀疑定子铁心有松动现象,但不属于标准大修范围内的项目,所以未处理,大修后试转时电机发生刺耳的尖叫声,更换一台定子后故障排除。
 

3、转子铁心变椭圆、偏心、松动。转子笼条与端环开焊,转子笼条断裂,绕线错误,电刷接触不良等。

  典型案例:
  轨枕工段无齿锯电机运行中发现电机定子电流来回摆动,电机振动逐渐增大,根据现象判断电机转子笼条有开焊和断裂的可能,电机解体后发现,转子笼条有7处断裂,严重的2根两侧与端环已全部断裂,如发现不及时就有可能造成定子烧损的恶劣事故发生。
 


 

二、机械原因

1、电机本身方面

  转子不平衡,转轴弯曲,滑环变形,定、转子气隙不均,定、转子磁力中心不一致,轴承故障,基础安装不良,机械机构强度不够、共振,地脚螺丝松动,电机风扇损坏。

  典型案例:

  厂凝结水泵电机更换完上轴承后,电机晃动增大,并且转、定子有轻微扫膛迹象,仔细检查后发现,电机转子提起高度不对,转、定子磁力中心未对上,重新调整推力头螺丝备帽后,电机振动故障消除。

  跨线吊圈扬电机检修后振动一直偏大,并且有逐步增大的迹象,在电机落勾的时候发现电机振动仍然很大,并且轴向有很大的串动,解体发现,转子铁心松动,转子平衡也有问题,更换备用转子后故障消除,原有转子返厂修理。
 

2、与联轴器配合方面

  联轴器损坏,联轴器连接不良,联轴器找中心不准,负载机械不平衡,系统共振等。联动部分轴系不对中,中心线不重合,定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中,对中不良、安装不当造成的。

  还有一种情况,就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的,但运行一段时间后由于转子支点,基础等变形,中心线又被破坏,因而产生振动。

  典型案例:

  循环水泵电机,运行中振动一直偏大,电机检查无任何问题,空载也一切正常,水泵班认为电机运转正常,最终检查出电机找正中心差太多,水泵班从新进行找正后,电机振动消除。

  最后检查电机三相电流是否平衡,发现问题及时与运行人员联系停止电机运行,以免将电机烧损。

  如果对表面现象处理后,电机振动未解决,则继续断开电源,解开联轴器,使电机与之相连的负载机械分离,单转电机。

  如果电机本身不振动,则说明振源是联轴器没找正或负载机械引起的,如果电机振动,则说明电机本身有问题,另外还可以采取断电法来区分是电气原因,还是机械原因,当停电瞬间,电动机马上不振动或振动减轻,则说明是电气原因,否则是机械故障。
 

3、针对故障原因进行检修

  (1)电气原因的检修:

  首先是测定定子三相直流电阻是否平衡,如不平衡,则说明定子连线焊接部位有开焊现象,断开绕组分相进行查找,另外绕组是否存在匝间短路现象,如故障明显可以从绝缘表面看到烧焦痕迹,或用仪器测量定子绕组,确认匝间短路后,将电机绕组重新下线。

  典型案例:

  水泵电机,运行中电机不仅振动大轴承温度也偏高小修试验发现电机直流电阻不合格,电机定子绕组有开焊现象,用排除法将故障找到消除后,电机运行一切正常。
 

  (2)机械原因的检修:

  检查气隙是否均匀,如果测量值超标,重新调整气隙。检查轴承,测量轴承间隙,如不合格更换新轴承,检查铁心变形和松动情况,松动的铁心可用环氧树脂胶粘接灌实,检查转轴,对弯曲的转轴进行补焊重新加工或直接直轴,然后对转子做平衡试验

  滑动轴承的电机振动和轴瓦的装配质量有关,应检查轴瓦是否有高点,轴瓦的进油是否够、轴瓦紧力、轴瓦间隙、磁力中心线是否合适。

  一般情况下,电机振动的原因,可以从三个方向的振动值大小做简单的判断,水平振动大,转子不平衡;垂直振动大,安装基础不平不好;轴向振动大,轴承装配质量差。

  这只是简单判断,要根据现场情况,结合以上所述的因素综合考虑,查找振动的真实原因。

  Y系列箱式电机的振动应特别注意轴向振动,如轴向振动大于径向振动,对电机轴承的危害极大,会引起抱轴事故。

  要注意观察轴承温度,如定位轴承比非定位轴承升温速度快,应立即停机。这是因为机座的轴向刚度不够引起的轴向振动,应加固机座。

  转子经动平衡后,转子的残余不平衡量已经固化在转子上,不会改变,电机本身的振动也不会随着地点、工况的变化而变化,在用户现场是能处理好振动问题的。
 

三、机电混合方面原因

  一般情况下,检修电机不需要对电机再做动平衡校验,除了极特别的情况,如柔性基础、转子变形等,须做现场动平衡或返厂处理。