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摘要:随着科技的不断发展,电机在各个领域都得到了广泛的应用,主要原因在于其可以作为原动机去拖动各种生产机械。然而在实际的工作中,电机常常会发生振动现象,而导致电机本身及其附属机械的破坏。在实际中,由电机振动带来的经济损失是比较严重的。所以有必要分析电机振动的原因,并加以控制,以便事先发现问题并及时处理。
关键词:高压电机;振动;故障;处理措施
引言
振动故障是高压电机运行过程中的常见故障类型,通常是由于高压电机的转动部分不平衡、电磁方面或机械故障引发的,在运行过程中高压电机的工作性能以及工作状态有十分重要的影响,提高发电机运行质量必须要从预防电机故障着手。高压电机振动故障带来的影响比较大,在日常运行过程中必须要找到电机振动故障的原因,及时做好检修维护,以减少发电机故障发生率。
1 高压电动机及振动的基本原理
1.1 高压电动机的基本原理。
电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用電源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。而高压电动机是指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V、6600V和11000V的电压等级。
1.2 振动的基本原理。
振动是物体相对于某一基准位置的周期性往复运动的状态,振动可以用它的位移、速度和加速度等几个主要参数来表达。
2 电机振动的测量
对电机振动量的测量从过去用螺丝刀测听,到现在使用较精密的振动测试仪,已经能进行准确的判定。VD63型便携式测振仪,为目前各工厂企业使用较多的用于测量振动的主要仪器,在及时预报电机的振动故障,根据电机的具体运行状况,制定出不同的维护检修措施,发挥着重要作用。
2.1 测量方法。
振动的测量可进行振动位移、速度、加速度的测量,在测量时,应注意(1)在测量前,应检查确认仪器的电池电压,正确的设置频率范围。(2)根据不同的测量参数,正确的设置频率范围。(3)在测量时,应保持探头和被测面垂直。(4)在测量过程中,施加在仪器上的压力应适中。
2.2 选取测量位置。
根据电机的结构特点,选取合适的能表征电机振动特性的测量点,对判定电机的振动是否超标是非常重要的,对于大中型电机,一般选取电机轴承座的正上方以及轴承中心线左右的对称点,或者电机大端盖的垂直向下与轴承水平方向垂直位置作为测量点。
2.3 电机振动的判定标准。
电机振动量所测试的三个参数振动位移、速度、加速度,根据振动的频率越低则振动的位移量的测定灵敏度就越高,振动的频率越高则振动加速度所测定的灵敏度就越高的机理,对于大多数的设备,其振动的速度能够表征设备的振动状态。所以,在对电机进行监测时,以电机振动的速度为主,兼顾振动的位移量。
3 高压电动机振动的危害
噪声是电机振动带来的第一大危害。振动、噪声会影响到物理装置的寿命,还会影响到其他声音的鉴别。如果噪声的分贝超出了规定的范围,这会严重影响到周边人的身体健康。严重的情况下还会影响到周边的建筑物。不管是哪一种设备,其在运行过程中都会出现振动这一现象。与其他设备一样,电机在运行过程中的振动幅度是不同的,并且振动会给电机带来一定的危害,具体的危害如下:
(1)消耗掉更多的能量,降低了电机的工作效率;
(2)电机轴承受到了伤害,电机轴承的磨损速度越来越快,从而加快了电机轴承的更新换代;
(3)容易造成转子磁松动,并且定子与转子之间会发生碰撞,最终导致电机转子出现弯曲、断裂的现象;
(4)造成电机端部松动,加快了绝缘的更新换代,如果电机振动较为严重,此时还会引发绝缘击穿;
(5)影响到其他设备的运转,导致零件松动或者零件损坏,最终引发安全事故。
4 电动机振动的原因、判断
引起电动机振动故障的原因主要有:
(1)机械方面主要存在地脚紧固不牢,基础台面倾斜,不平;轴承损坏,转轴弯曲变形,电动机轴线中心与其所拖动机械轴线中心不一致;定、转子铁芯磁中心不一致,转子动平衡不良等;
(2)电磁方面主要存在三相电压不平衡,电动机单相运行;
(3)三相电流不平衡,各相电阻电抗不平衡,电动机不对称运行。
(4)当电动机出现振动故障时,我们首先采用直观或一般的测量工具直观去寻找,因此能找到的振动故障必然是直观的故障,对于直观不能发现的故障,也无法查明。
(5)如果振动故障并不是直观发现的,我们通过电机解体发现问题,有时1-2次解体并不能发现振动原因,这是由于寻找本身带有较大的盲目性。所以我们在分析电动机振动问题时不能放过一个细节,这样对正确的判断振动故障是最重要的。
5 电机振动的预防措施
5.1 在高压电动机制造过程中,设置过程检验点,主要设置转子动
平衡试验检验点和总装检验点;在高压电动机制造完成后,设置出厂检验点,主要设置振动试验检验点和超速试验检验点。
(1)转子动平衡检验点:一般在电机厂动平衡的方法是:电机转子在加工完成后,将转子放于动平衡机上进行动平衡,转子进行动平衡时需带风扇在额定转速下进行,经动平衡后转子的不平衡量需满足ISO 1940 G 2.5的要求,实际一般电动机厂的技术规范要求比标准更高,所以在见证转子动平衡时还需要求其满足厂内技术规范。
(2)超速试验:就是将电动机转速升至电机额定的转速的1.2倍持续2分钟,超速的试验的目的是考核电动机轴承和转子的装配,在超速试验过程中和超速后要观察电机的振动情况,如果在超速前电机振动很小,而在超速过程中电机振动非常大,或者电机在超速后降低到额定转速,电机振动比超速前明显过大,则要怀疑电机的装配质量,需要要求电机厂对电机进行拆机检查,并重新进行动平衡和振动试验。
5.2 保证电机各部件的质量。
轴承或轴瓦间隙不能太大或太小,应按照检修规程测量和评价好坏,轴承或轴瓦磨损严重时,滚动轴承必须更换,滑动轴承必须重新浇铸和刮研,电动机端盖跑套必须进行喷镀;对于定子铁芯位移的,应及时返厂重新焊接修理;对于转子笼条或端环开焊的,应采用先进的装配方式和焊接工艺;对于轴瓦球面接触不好,应进行认真研磨,尽量避免线接触或个别点接触,确保面接触良好。凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须通过三点或四点法则测量其定转子气隙,并做好记录,其误差值应小于 10%才行。
5.3 联轴器的中心找正。
采用先进的科学仪器,如磁性联轴器等进行找正,可有效提高准确度。
5.4 严格执行设备运行管理制度。
电机笼条断裂和开焊主要是频繁启动等原因造成的,因此,必须严格执行设备运行管理制度,严禁设备带负荷重载启动,以及瞬间正反转切换等。
6 结语
在对电机的振动进行处理时,遵循科学的诊断方法和诊断技术是十分有必要的。由于实际中的振动故障一般具有综合性和复杂性,对其进行分析和处理是比较有难度的,所以,在处理振动故障时,必须思路清晰、找出振动的具体原因以便可以有针对性地处理,尽量减少由振动而造成的设备停运或损坏。
参考文献:
[1]刘建忠.电动机常见故障与处理方法[J]. 防爆电机. 2010(04)
[2]范玉民.发电机异常振动故障诊断及解决措施[J].中国科技博览,2014(15)
关键词:高压电机;振动;故障;处理措施
引言
振动故障是高压电机运行过程中的常见故障类型,通常是由于高压电机的转动部分不平衡、电磁方面或机械故障引发的,在运行过程中高压电机的工作性能以及工作状态有十分重要的影响,提高发电机运行质量必须要从预防电机故障着手。高压电机振动故障带来的影响比较大,在日常运行过程中必须要找到电机振动故障的原因,及时做好检修维护,以减少发电机故障发生率。
1 高压电动机及振动的基本原理
1.1 高压电动机的基本原理。
电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用電源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。而高压电动机是指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V、6600V和11000V的电压等级。
1.2 振动的基本原理。
振动是物体相对于某一基准位置的周期性往复运动的状态,振动可以用它的位移、速度和加速度等几个主要参数来表达。
2 电机振动的测量
对电机振动量的测量从过去用螺丝刀测听,到现在使用较精密的振动测试仪,已经能进行准确的判定。VD63型便携式测振仪,为目前各工厂企业使用较多的用于测量振动的主要仪器,在及时预报电机的振动故障,根据电机的具体运行状况,制定出不同的维护检修措施,发挥着重要作用。
2.1 测量方法。
振动的测量可进行振动位移、速度、加速度的测量,在测量时,应注意(1)在测量前,应检查确认仪器的电池电压,正确的设置频率范围。(2)根据不同的测量参数,正确的设置频率范围。(3)在测量时,应保持探头和被测面垂直。(4)在测量过程中,施加在仪器上的压力应适中。
2.2 选取测量位置。
根据电机的结构特点,选取合适的能表征电机振动特性的测量点,对判定电机的振动是否超标是非常重要的,对于大中型电机,一般选取电机轴承座的正上方以及轴承中心线左右的对称点,或者电机大端盖的垂直向下与轴承水平方向垂直位置作为测量点。
2.3 电机振动的判定标准。
电机振动量所测试的三个参数振动位移、速度、加速度,根据振动的频率越低则振动的位移量的测定灵敏度就越高,振动的频率越高则振动加速度所测定的灵敏度就越高的机理,对于大多数的设备,其振动的速度能够表征设备的振动状态。所以,在对电机进行监测时,以电机振动的速度为主,兼顾振动的位移量。
3 高压电动机振动的危害
噪声是电机振动带来的第一大危害。振动、噪声会影响到物理装置的寿命,还会影响到其他声音的鉴别。如果噪声的分贝超出了规定的范围,这会严重影响到周边人的身体健康。严重的情况下还会影响到周边的建筑物。不管是哪一种设备,其在运行过程中都会出现振动这一现象。与其他设备一样,电机在运行过程中的振动幅度是不同的,并且振动会给电机带来一定的危害,具体的危害如下:
(1)消耗掉更多的能量,降低了电机的工作效率;
(2)电机轴承受到了伤害,电机轴承的磨损速度越来越快,从而加快了电机轴承的更新换代;
(3)容易造成转子磁松动,并且定子与转子之间会发生碰撞,最终导致电机转子出现弯曲、断裂的现象;
(4)造成电机端部松动,加快了绝缘的更新换代,如果电机振动较为严重,此时还会引发绝缘击穿;
(5)影响到其他设备的运转,导致零件松动或者零件损坏,最终引发安全事故。
4 电动机振动的原因、判断
引起电动机振动故障的原因主要有:
(1)机械方面主要存在地脚紧固不牢,基础台面倾斜,不平;轴承损坏,转轴弯曲变形,电动机轴线中心与其所拖动机械轴线中心不一致;定、转子铁芯磁中心不一致,转子动平衡不良等;
(2)电磁方面主要存在三相电压不平衡,电动机单相运行;
(3)三相电流不平衡,各相电阻电抗不平衡,电动机不对称运行。
(4)当电动机出现振动故障时,我们首先采用直观或一般的测量工具直观去寻找,因此能找到的振动故障必然是直观的故障,对于直观不能发现的故障,也无法查明。
(5)如果振动故障并不是直观发现的,我们通过电机解体发现问题,有时1-2次解体并不能发现振动原因,这是由于寻找本身带有较大的盲目性。所以我们在分析电动机振动问题时不能放过一个细节,这样对正确的判断振动故障是最重要的。
5 电机振动的预防措施
5.1 在高压电动机制造过程中,设置过程检验点,主要设置转子动
平衡试验检验点和总装检验点;在高压电动机制造完成后,设置出厂检验点,主要设置振动试验检验点和超速试验检验点。
(1)转子动平衡检验点:一般在电机厂动平衡的方法是:电机转子在加工完成后,将转子放于动平衡机上进行动平衡,转子进行动平衡时需带风扇在额定转速下进行,经动平衡后转子的不平衡量需满足ISO 1940 G 2.5的要求,实际一般电动机厂的技术规范要求比标准更高,所以在见证转子动平衡时还需要求其满足厂内技术规范。
(2)超速试验:就是将电动机转速升至电机额定的转速的1.2倍持续2分钟,超速的试验的目的是考核电动机轴承和转子的装配,在超速试验过程中和超速后要观察电机的振动情况,如果在超速前电机振动很小,而在超速过程中电机振动非常大,或者电机在超速后降低到额定转速,电机振动比超速前明显过大,则要怀疑电机的装配质量,需要要求电机厂对电机进行拆机检查,并重新进行动平衡和振动试验。
5.2 保证电机各部件的质量。
轴承或轴瓦间隙不能太大或太小,应按照检修规程测量和评价好坏,轴承或轴瓦磨损严重时,滚动轴承必须更换,滑动轴承必须重新浇铸和刮研,电动机端盖跑套必须进行喷镀;对于定子铁芯位移的,应及时返厂重新焊接修理;对于转子笼条或端环开焊的,应采用先进的装配方式和焊接工艺;对于轴瓦球面接触不好,应进行认真研磨,尽量避免线接触或个别点接触,确保面接触良好。凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须通过三点或四点法则测量其定转子气隙,并做好记录,其误差值应小于 10%才行。
5.3 联轴器的中心找正。
采用先进的科学仪器,如磁性联轴器等进行找正,可有效提高准确度。
5.4 严格执行设备运行管理制度。
电机笼条断裂和开焊主要是频繁启动等原因造成的,因此,必须严格执行设备运行管理制度,严禁设备带负荷重载启动,以及瞬间正反转切换等。
6 结语
在对电机的振动进行处理时,遵循科学的诊断方法和诊断技术是十分有必要的。由于实际中的振动故障一般具有综合性和复杂性,对其进行分析和处理是比较有难度的,所以,在处理振动故障时,必须思路清晰、找出振动的具体原因以便可以有针对性地处理,尽量减少由振动而造成的设备停运或损坏。
参考文献:
[1]刘建忠.电动机常见故障与处理方法[J]. 防爆电机. 2010(04)
[2]范玉民.发电机异常振动故障诊断及解决措施[J].中国科技博览,2014(15)