引起电机振动的原因有很多,也很复杂。 8极以上的电机不会因为电机制造质量问题而产生振动。振动在 2-6 极电机中很常见。国际电工委员会 (IEC) 制定的 IEC 60034-2 标准是旋转电机振动测量的标准。本标准规定了电机振动的测量方法和评价标准,包括振动限值、测量仪器和测量方法。根据这个标准,可以判定电机振动是否符合标准。
电机振动对电机的危害
电机产生的振动会缩短绕组绝缘和轴承的寿命,影响轴承的正常润滑,并且振动力会使绝缘间隙扩大,使外部灰尘和湿气侵入,导致绝缘电阻降低漏电流增大,甚至造成绝缘击穿等事故。另外,电机产生的振动很容易导致冷却器水管破裂、焊点振动开路。同时,还会造成负载机械的损坏,降低工件的精度,引起所有受振动的机械部件的疲劳,以及地脚螺钉松动或折断。电机会造成碳刷、滑环异常磨损,严重时甚至会发生电刷着火并烧毁集电环绝缘。电机会产生很大的噪音。这种情况一般发生在直流电机上。
电动机振动的十大原因
1、转子、联轴器、联轴器、驱动轮(制动轮)不平衡。
2、铁芯支架松动、斜键、销轴松动、转子结合松动都会造成转动部件不平衡。
3、联动部分轴系不对中,中心线不重合,对中不对中。造成这种故障的主要原因是安装过程中对正不良、安装不当。
4、联动部件的中心线冷时一致,但运行一段时间后,由于转子支点、基础等变形,中心线被破坏,产生振动。
5、与电机连接的齿轮和联轴器有故障,齿轮啮合不好,轮齿磨损严重,轮子润滑不良,联轴器歪斜或不对中,齿式联轴器的齿形和节距不正。不正确、间隙过大或磨损严重,都会引起一定的振动。
6、电机结构本身的缺陷,如椭圆轴颈、弯轴、轴与轴承间隙过大或过小、轴承座、底板、部分基础甚至整个电机安装刚度不足基础。
7、安装问题:电机与底板固定不牢、底座螺栓松动、轴承座与底板松动等。
8、轴与轴承间隙过大或过小,不仅会引起振动,还会引起轴承润滑和温度异常。
9、电机驱动的负载传递振动,如电机驱动的风机或水泵的振动,导致电机振动。
10、交流电机定子接线错误、绕线式异步电机转子绕组短路、同步电机励磁绕组匝间短路、同步电机励磁线圈接错、笼型异步电机转子条断、转子变形铁芯造成定转子气隙不均匀,导致气隙磁通不平衡,从而产生振动。
振动原因及典型案例
产生振动的原因主要有三个:电磁原因;机械原因;和机电混合的原因。
1.电磁原因
1、电源:三相电压不平衡,三相电机缺相运行。
2、定子:定子铁心变得椭圆、偏心、松动;定子绕组断线、接地、匝间短路、接线错误、定子三相电流不平衡。
例如:锅炉房密封风机电机检修前,发现定子铁芯上有红色粉末。怀疑是定子铁芯松动,但不在标准检修范围内,所以没有处理。检修后,试车时电机发出刺耳的尖叫声。更换定子后故障排除。
3、转子故障:转子铁芯呈椭圆、偏心、松动。转子笼条与端环焊断、转子笼条断裂、绕线错误、电刷接触不良等。
例如:轨枕段无齿锯电机运行过程中,发现电机定子电流来回摆动,电机振动逐渐增大。根据现象判断可能是电机转子笼条熔焊、断裂。电机拆解后发现转子笼条有7处断裂,其中严重的两处两侧及端环全部断裂。如果不及时发现,可能会造成严重的定子烧毁事故。
2.机械原因
1.电机:
转子不平衡、轴弯曲、滑环变形、定转子气隙不均匀、定转子磁心不一致、轴承故障、基础安装不良、机械强度不足、共振、地脚螺钉松动、电机风扇损坏。
典型案例:凝结水泵电机上轴承更换后,电机晃动加大,转子、定子出现轻微扫掠迹象。经仔细检查,发现电机转子吊装高度错误,转子与定子磁心未对准。重新调整推力头螺帽后,电机振动故障排除。跨线提升电机检修后,振动始终较大,并有逐渐增大的迹象。当电机落钩时,发现电机振动仍然较大,并且存在较大的轴向串。拆解后发现转子铁芯松动,转子平衡也有问题。更换备用转子后,故障排除,将原转子返厂维修。
2、联轴器配合:
联轴器损坏、联轴器连接不良、联轴器不对中、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,对中不对中。造成这种故障的主要原因是安装过程中对中不良、安装不当。还有一种情况,就是有些联动部件冷时中心线是一致的,但运行一段时间后,由于转子支点、基础等变形,中心线被破坏,产生振动。
例如:
一个。循环水泵电机在运行过程中振动一直较大。电机检查没有问题,卸载时一切正常。泵类认为电机运行正常。最后发现电机对准中心相差太大。泵级重新对准后,电机振动就消除了。
b.锅炉房引风机更换皮带轮后,试运行时电机产生振动,电机三相电流增大。检查所有电路及电器元件均无问题。最后发现滑轮不合格。更换后,电机振动消除,电机三相电流恢复正常。
3、机电混合原因:
1、电机振动往往是由于气隙不均匀造成单边电磁张力,单边电磁张力进一步增大气隙。这种机电混合效应表现为电机振动。
2、电机轴向串动,由于转子自身重力或安装水平以及磁心错误,导致电磁张力引起电机轴向串动,导致电机振动增大。严重时轴磨损轴承根部,导致轴承温度迅速升高。
3、与电机连接的齿轮、联轴器有故障。这种故障主要表现在齿轮啮合不良,轮齿磨损严重,车轮润滑不良,联轴器歪斜不对中,齿式联轴器的齿形、齿距不正确,间隙过大或磨损严重,都会引起一定的振动。
4、电机本身结构缺陷及安装问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆、轴弯曲、轴与轴承间隙过大或过小、轴承座、底板、部分基础甚至整个电机安装基础刚性不足、电机与底板固定松动、地脚螺栓松动、轴承座与底板松动等。轴与轴承间隙过大或过小,不仅会引起振动,而且会造成润滑异常和故障。轴承温度。
5、电机驱动的负载产生振动。
例如:汽轮发电机汽轮机的振动,电机带动的风机、水泵的振动,引起电机振动。
如何查找振动原因?
要消除电机的振动,首先要找出振动的原因。只有找到产生振动的原因,才能采取有针对性的措施来消除电机的振动。
1、电机停机前,用振动计检查各部位的振动情况。对于振动较大的部位,详细测试垂直、水平、轴向的振动值。若地脚螺钉或轴承端盖螺钉松动,可直接拧紧。拧紧后,测量振动大小,观察是否消除或减少。其次检查电源三相电压是否平衡,三相保险丝是否烧断。电机单相运行不仅会引起振动,还会导致电机温度迅速升高。观察电流表指针是否来回摆动。当转子损坏时,电流会摆动。最后检查电机三相电流是否平衡。如果发现问题,及时联系操作人员,停止电机,以免烧毁电机。
2、如果表面现象处理后电机振动仍未解决,则继续断开电源,松开联轴器,将与电机连接的负载机械分开,单独转动电机。如果电机本身不振动,则说明振动源是由联轴器或负载机械不对中引起的。如果电机振动,则说明电机本身有问题。另外,还可以通过断电的方法来区分是电气原因还是机械原因。当断电时,电机停止振动或振动立即减小,说明是电气原因,否则是机械故障。
故障排除
1、电气原因检查:
首先判断定子三相直流电阻是否平衡。如果不平衡,则说明定子连接焊接处存在开焊。断开绕组各相进行搜索。另外,绕组匝间是否有短路现象。如果故障明显,可以看到绝缘表面烧伤的痕迹,或者用仪器测量定子绕组。确认匝间短路后,将电机绕组再次脱机。
例如:水泵电机,电机在运行时不仅振动剧烈,而且轴承温度较高。小修测试发现电机直流电阻不合格,电机定子绕组有开焊缝。发现故障并采用排除法排除后,电机运转正常。
2、机械原因的修复:
检查气隙是否均匀。如果测量值超过标准,则重新调整气隙。检查轴承并测量轴承间隙。若不合格,应更换新轴承。检查铁芯变形、松动情况。松动的铁芯可用环氧树脂胶粘合并填充。检查轴,将弯曲的轴重新焊接或直接校直轴,然后对转子做平衡试验。风机电机大修后试运行时,电机不仅振动剧烈,而且轴承温度超标。经过几天的连续处理,故障仍然没有解决。我组成员在帮忙处理时发现电机气隙很大,轴承座水平度不合格。找到故障原因后,重新调整各部分间隙,一次试车成功。
3、检查负载机械部分:
故障原因是连接部分引起的。这时需要检查电机的基础水平、倾斜度、强度、中心对准是否正确、联轴器是否损坏、电机轴伸绕组是否符合要求。
处理电机振动的步骤
1、将电机与负载断开,对电机空载进行测试,检查振动值。
2、根据IEC 60034-2标准检查电机脚的振动值。
3、若仅四脚或二对角脚振动超标,松开地脚螺栓,振动合格,说明脚垫不牢固,地脚螺栓造成底座变形振动拧紧后。将脚垫牢,重新对齐并拧紧地脚螺栓。
4、将基础上的四个地脚螺栓全部拧紧,电机振动值仍超标。此时应检查安装在轴伸上的联轴器是否与轴肩齐平。否则,轴伸上的额外键产生的激振力将导致电机的水平振动超标。这种情况下振动值不会超过太多,与主机对接后振动值往往可以减小,所以应劝说用户使用。
5、如果空载试验时电机振动不超标,但加载时超标,原因有二:一是对中偏差大;二是对中偏差大。另一种是主机旋转部件(转子)的残余不平衡量与电机转子的残余不平衡量相位重叠。对接后,整个轴系同一位置残余不平衡量较大,产生的激振力较大,引起振动。此时,可将联轴器脱开,将两个联轴器中的任意一个旋转180°,然后对接进行测试,振动就会减小。
6、振动速度(强度)不超标,但振动加速度超标,只能更换轴承。
7、二极大功率电机转子刚性差。如果长时间不使用,转子会变形,再次转动时可能会振动。这是由于电机存放不当造成的。一般情况下,二极电机在存放时是存放的。电机应每15天盘车一次,每次盘车至少转动8次。
8、滑动轴承的电机振动与轴承的装配质量有关。检查轴承是否有高点,轴承进油量是否充足,轴承紧固力、轴承游隙、磁力中心线是否合适。
9、一般情况下,电机振动的原因可以简单地从三个方向的振动值来判断。如果水平振动较大,则转子不平衡;如果垂直振动较大,则安装基础不平整、不良;如果轴向振动较大,则轴承装配质量较差。这只是一个简单的判断。应根据现场情况和上述因素综合考虑振动的实际原因。
10、转子动平衡后,转子的残余不平衡量已固化在转子上,不会改变。电机本身的振动不会随着地点和工作条件的变化而变化。振动问题在用户现场就能得到很好的处理。一般情况下,维修电机时无需进行动平衡。除极特殊情况,如基础柔性、转子变形等,均需进行现场动平衡或返厂处理。
安徽明腾永磁机电设备有限公司(https://www.mingtengmotor.com/)生产技术和质量保证能力
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发布时间:2024年10月18日