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[案例分享] 电机2倍线频故障诊断及处理

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发表于 2016-3-1 13:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 wdhd 于 2016-7-7 10:21 编辑

  2015年,在我司大批更换节能电机及设备改造中碰到多起2倍线频问题,经过搜集资料及在mirook群内广泛讨论,汲取了众多前辈的意见,汇集成文,由于个人基础薄弱,不当之处请不吝赐教。
  感谢论坛各位前辈同行,向你们学到了很多宝贵知识和经验。
  以下正文:
  在今年转机振动监测诊断处理过程中,已发现多起2倍线频造成的设备异常振动问题,如2B密封风机、湿电2A、2B循环水泵、湿电工艺水泵A、湿电除雾器冲洗水泵C,除后两者外,其余均已成功进行处理。在查阅大量技术文档并与行业内及电机制造商交流后,就该问题做一简单分析。

  一、2倍线频造成振动异常的机理
  现有研究资料表明,在电机定转子气隙不均匀时,就会导致旋转磁场两端的磁拉力不同,气隙小的地方磁拉力大,气隙大的地方磁拉力小,形成不平衡磁拉力(激振力),旋转磁场旋转一周,磁拉力变化2次,我国电网供电频率为50Hz,所以是100Hz(特征频率),该频率也称为扭转脉冲频率,力的周期性交变,就会导致电机定子外壳产生周期性的变形,表现为振动增大。
  另外,气隙不均会造成定子电流增大。三相电压不平衡也会产生类似不平衡磁拉力。
QQ截图20160301131112.jpg
  二、诊断
  1、确认频谱100Hz成分为主。这常常需要增加频谱分辨率以与2极电机2倍频成分进行区分,必要时用频闪灯确认电机实际转速:
QQ截图20160301131136.jpg
  2、断电测试
  通过频谱分析基本可以确定故障所在,若需进一步确认,可通过电机断电测试进行,由于该故障激励力是不平衡电磁力,断电后激励消失,振动会突降,若断电后振动下降平缓,表明存在其它故障。
QQ截图20160301131150.jpg

  三、故障定位
  经过以上手段,可以完全确定故障原因为不平衡电磁力造成,若处理尚需进一步定位。
  三相电压不平衡可以简单的通过测量确定,不再赘述。
  由电机的结构可知,气隙不均可由以下原因造成:
  1、转子与轴不同心或圆度不符合要求:;
  2、转子与定子不同心:解体,立车定位百分表确认;
  3、定子线圈松动:解体,直观检查;
  4、轴承损坏:1倍频及高频分量确认;
  5、定子外壳变形(软脚)。
  本着由易及难的原则,前3项均须解体,第4项可通过频谱排除,因此一般优先选择第5项即定子外壳变形导致的气隙变化:逐个松开电机地脚螺栓(每次松一个,其它紧固),测量电机振动,若松开某个螺栓后振动降低,则说明该地脚未垫实,螺栓紧固后造成机壳扭曲,气隙变化。
  地脚调整量确定:拧紧该螺栓,将百分表垂直于电机地脚放置至于零位,然后松开螺栓,记录百分表示值,重复三次取平均值,即为该地脚下须增加的垫片厚度。需要注意的是,由于加工精度的原因,可能有斜地脚,需要精确确定可用研磨平板分别测量电机底面与基础台板的平面度误差。

  四、软脚原因
  从近两年的监测及行业内人员交流可知,软脚故障绝大部分出现在节能电机上,节能电机主要靠以下手段实现:
  1、 降低绕组铜损、铁损:使用纯铜绕组,增加定子转子槽容量,使用低磁阻硅钢片。
  2、 降低摩擦损耗:优化密封、轴承。
  3、 降低风耗:缩小风扇直径并改为塑料风扇(降电耗),提高散热效率(优化风路、降低机壳厚度)。
  因为一些小型电机厂家研发能力较弱及出于生产成本考虑,一般采用缩小风扇直径、降低机壳厚度的方法达到节能要求,而在降低机壳厚度后未提高机壳材料性能(一线厂家通过优化结构、换用高刚度材料、降低机壳厚度实现),造成机壳刚度降低,这时,若电机安装底面及基础台面平面度合格尚不会出现问题,若不合格,则会造成软脚带来的振动问题。且现行国标电机验收标准是以空载、非固定状态下的振动值为评价标准,出厂检查及验收时也不易发现。

  五、检修建议
  对于节能电机的找正应注意:
  1、 找正前确认接合面干净无污物;
  2、 大修时修整结合面使平面度合格;
  3、 各地脚垫片厚度应一致;
  4、 简单的找空脚方法:电机地脚底面涂一层薄红丹粉,将其放置于清理洁净的基础台板上前后左右移动,吊开电机,观察未接触部分即是空脚部位,刮研后重复上述步骤,直至合格。
  补充内容 (2016-3-2 10:08):
  网友@xyg9154提供信息:电机上方冷却固定螺栓松动也会产较大的垂直与轴向100HZ的振动,已发现处理不下10次了!
  这个我是没遇到过,也不明白机理,有遇到过的请回复一下,谢谢。

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发表于 2016-3-1 13:35 | 显示全部楼层
总结的很好。
顺便问下:你说的群是王少峰的QQ群吗?

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是王主任的群。  详情 回复 发表于 2016-3-1 14:44
 楼主| 发表于 2016-3-1 14:44 | 显示全部楼层
oceandeep 发表于 2016-3-1 13:35
总结的很好。
顺便问下:你说的群是王少峰的QQ群吗?

是王主任的群。
发表于 2016-3-1 20:29 来自手机 | 显示全部楼层
补充一下,电机上方冷却固定螺栓松动也会产较大的垂直与轴向100HZ的振动,已发现处理不下10次了!
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发表于 2016-3-2 08:20 | 显示全部楼层
xyg9154 发表于 2016-3-1 20:29
补充一下,电机上方冷却固定螺栓松动也会产较大的垂直与轴向100HZ的振动,已发现处理不下10次了!

冷却固定螺栓具体是哪个?怎么影响?

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应该是高压电机冷却器固定螺栓。但什么机理呢?螺栓松动应该是变形释放的更好才对啊。[attachimg]71402[/attachimg]  详情 回复 发表于 2016-3-2 10:06
 楼主| 发表于 2016-3-2 10:06 | 显示全部楼层
mriook 发表于 2016-3-2 08:20
冷却固定螺栓具体是哪个?怎么影响?

应该是高压电机冷却器固定螺栓。但什么机理呢?螺栓松动应该是变形释放的更好才对啊。 QQ截图20160302100411.jpg



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请参考14楼,这种现象很普遍.  详情 回复 发表于 2016-3-17 12:53
这种大电机可不是小功率的节能电机,出现2倍线频的情况好像挺少见的  详情 回复 发表于 2016-3-2 11:34
发表于 2016-3-2 11:34 | 显示全部楼层
骨哥 发表于 2016-3-2 10:06
应该是高压电机冷却器固定螺栓。但什么机理呢?螺栓松动应该是变形释放的更好才对啊。

这种大电机可不是小功率的节能电机,出现2倍线频的情况好像挺少见的

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高压电机2x线频我也从来没遇到过。  详情 回复 发表于 2016-3-2 11:59
 楼主| 发表于 2016-3-2 11:59 | 显示全部楼层
迷你猫 发表于 2016-3-2 11:34
这种大电机可不是小功率的节能电机,出现2倍线频的情况好像挺少见的

高压电机2x线频我也从来没遇到过。
发表于 2016-3-5 10:39 | 显示全部楼层
很好
发表于 2016-3-8 13:53 | 显示全部楼层
我遇到过两次电机软脚问题,已经处理,一般是由于电机定子外壳钢性不足导致,一般低板钢性较好,即使一软脚也不至于出现机壳变形。
发表于 2016-3-10 09:44 | 显示全部楼层
从以上的分析数椐看我个人认为是电磁所产生的,不是气隙振动,因为没有二倍行频产生.
发表于 2016-3-10 11:50 | 显示全部楼层
发表于 2016-3-10 19:54 | 显示全部楼层
发表于 2016-3-17 12:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 xyg9154 于 2016-3-17 13:00 编辑

实际上就是与电机定子松动是一个道理的.

电机上方冷却器螺栓松动.doc

439 KB, 下载次数: 94

发表于 2016-3-17 12:53 | 显示全部楼层
骨哥 发表于 2016-3-2 10:06
应该是高压电机冷却器固定螺栓。但什么机理呢?螺栓松动应该是变形释放的更好才对啊。

请参考14楼,这种现象很普遍.

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检查了那台高压电机冷却器螺栓,没有松动 也看了您提供的案例,但还是不明白什么机理,不吝赐教,谢谢。  详情 回复 发表于 2016-3-17 16:38
谢谢,我检查一下。  详情 回复 发表于 2016-3-17 14:38
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