电机故障处理(电机故障及解决方式)

摘要：振动电机的工作原理、运行方式和结构与振动电机的故障诊断技术密切相关。电机内部的能量转换可以分为三种原理：电链接、磁耦合链接和机械链接。这三个环节的能量形式不同，应用的故障诊断技术也相应不同。

电气环节的故障主要是通过对电压和电流的各种测量和分析来诊断的，比如绝缘材料的老化，通过测量对地泄漏电流来判断等等。

电机类型特点与测定标准

电机的主要部件

定子：是输入电力并产生磁场的固定部件。对于交流电机，定子磁场通常是旋转的。对于DC电机，定子磁场是静态的；

转子：是产生相对于定子磁场运动的磁场，输出机械动力的重要部件。接收到的电磁力转化为输出力矩，因此往往受到较大的机械应力；

集电环和换向器：是滑动接触机构，组成转动部分导电，建立相对运动磁场；

轴承装置：是支持转子转动并保持定子和转子相对位置的机械结构。

电机的类型与工作原理的区别

电机的两个磁场都是DC励磁产生的，所以是DC电机；

电机的一个磁场由DC励磁产生，另一个由交流电流产生。为了使这两个磁场相对静止，DC励磁磁场必须与交流产生的旋转磁场严格同步，也就是同步电机。

电机的两个磁场分别由不同频率的交流电产生，所以是异步电机。

电机振动的测量与判定标准

电机振动测量是指在电机的出厂试验或实验室振动研究试验中，以及维修后的现场试验中，对电机振动水平的准确测量。因此规定了电机的安装条件、测试仪器、测点装置和测量要求。

为了确定电机在振动初始状态下的振动水平，确定电机出厂时或投入运行时的振动值是否符合相关标准的要求；为今后电机异常振动的诊断提供了初步的参考数据。因此，电机振动测量的目的和方法不同于电机异常振动的诊断。

电机振动标准

gbl 0068—88 《旋转电机振动测定方法及限值》；

IEC34-14(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》；

ISO2372(1974) 《转速从10r/s机器的机械振动——评定标准的基础》(由国际标准化组织发布)；

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》；

VDI2056 《机器的机械振动评价标准》 .

电机振动的测定方法

测量值的表示方法：不同转速范围的电机，测量值的表达方式不同。根据国家标准，转速为600 ~ 3600 r/min的电动机，应以稳态运行时振动速度的有效值表示，单位为mm/s。转速低于600转/分的电机，采用位移幅值(峰-峰值)，单位为毫米；

对测量仪器的要求：仪器的频率响应范围应为10 ~ 10~1000Hz。该频率范围内的相对灵敏度基于80Hz的相对灵敏度。其他频率的相对灵敏度应在参考灵敏度的10% ~-20%范围内，测量误差不超过10%。转速低于600r/min的电机振动测量应采用低频传感器和低频测振仪，测量误差不应超过10%。

电机的安装要求

弹性安装：轴中心高度400mm及以下的电机，振动测量时应弹性安装；

刚性安装：轴中心高度超过400mm的电机，测时应刚性安装；

电机在测定时的状态：电机的振动测量应在空载条件下进行。

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》，按GBl0068.1规定的方法测量时，不同轴心高度和转速的单台电动机的振动速度有效值不得超过下列规定。

电机振动速度有效值的限值标准(mm/s)

电磁耦合系统的振动原理

基频磁通的电磁振动

电机气隙磁通密度沿转子周向空间随时间呈正弦波分布的振动，在转子受椭圆电磁力的两极电机中尤为明显。

倍频振动是电机，尤其是大型电机的主要振动成分之一。因为n

定子异常引起的电磁振动：电机运行时，转子在定子腔内旋转。由于定子和转子磁场的相互作用，定子基座会受到旋转力波的作用，周期性变形并产生振动；

因为定子三相绕组产生旋转磁场，所以它在定子和转子之间的气隙中以同步速度n0旋转。如果电网频率为f0，则同步转速N0=60f0/p .因此，作用在机座上的磁拉力不是静态的，而是一个旋转力，它随着转子的旋转而旋转，机座受力部分随着磁场的旋转而不断改变位置。

电机的故障特征

定子三相磁场不对称。比如电网三相电压不平衡，接触不良导致单相运行，定子绕组三相不对称等原因都会导致定子磁场不对称，产生异常振动。

电机的底座螺丝松动相当于底座刚度降低，使电机在接近2f0的频率范围内共振，从而加大定子的振动，产生异常振动。

定子电磁振动异常的主要原因

振动频率是电源频率的两倍；

切断电源，电磁振动立即消失；

振动可在定子机座和轴承上测量；

振动幅度与底座的刚度和电机的负载有关。

定子电磁振动的特征

气隙不均匀(或称气隙偏心)有两种：一种是定子和转子偏心引起的静态不均匀，一种是轴弯曲或转子和轴偏心引起的动态不均匀。都是引起电磁振动，只是振动的特性不完全一样。

(1)当电磁振动电机的定子中心与转子轴线由于气隙的静态不均匀性而不重合时，定子与转子之间的气隙会产生偏心，这种偏心往往固定在某一位置，不随转子的转动而改变位置。

静态气隙偏心引起的电磁振动的特点是：电磁振动的频率是电源频率f0的两倍，即f=2F0

随着振动偏心的增大，振动偏心与电机负载的关系也是如此。很难区分气隙偏心引起的电磁振动和定子异常引起的电磁振动。

(2)气隙的动态偏心电磁振动

电机气隙的动态偏心是由转轴的偏斜、转子的非圆铁心或转子与轴之间的偏心等引起的。偏心位置对定子来说不是固定的，对转子来说是固定的。因此，偏心位置与转子的旋转同步移动，气隙动态偏心引起的电磁振动的特点是可能发生转子旋转频率与旋转磁场同步转速频率的电磁振动。电磁振动以1/(2sf0)的周期脉动，所以当电机负载增大，S增大时，其脉动节拍加快。电机经常产生与脉冲节拍一致的电磁噪声。

气隙不均匀引起的电磁振动

笼型异步电动机因笼条断裂会产生不平衡电磁力，绕线式异步电动机因转子电路电气不平衡会产生不平衡电磁力。这种不平衡电磁力F在转子旋转时会随转子一起旋转，其性质与转子动偏心相同。

(1)振动的机理；

(2)电磁振动波形。

转子导体异常引起的电磁振动转子绕组异常引起的电磁振动与电磁力和振动波形中转子动偏心引起的电磁振动相似，现象相似，难以区分。虽然拍频是2sf0，但是电磁振动的高频部分是不一样的。转子动偏心高频为2f0/P，转子绕组异常高频为2 (1-s) F0/p。

当电机负荷增加时，振动增大，特别是当负荷超过50%时。