旋转电机在线监测与故障诊断
电机运行状态监测与故障诊断技术

电机运行状态监测与故障诊断技术随着科技的不断进步,电机在各种设备和机械中的应用越来越广泛。
然而,由于长时间的运行和各种外界因素的影响,电机的故障问题也时常出现。
因此,电机运行状态监测与故障诊断技术的发展就显得尤为重要。
首先,电机运行状态监测技术可以通过实时监测电机的运行参数来判断其健康状态。
这些参数包括电机的电流、电压、转速等。
通过监测这些参数的变化情况,我们可以及时发现电机是否存在异常。
例如,当电机的电流突然升高或波动较大时,可能意味着电机绕组的绝缘损坏,需要进行维修或更换。
而如果电机的转速突然降低,可能是轴承磨损导致的,需要及时进行维修。
因此,运行状态监测技术可以帮助我们在电机出现故障之前,提前采取相应的维修或保养措施,减少设备的停机时间和维修成本。
其次,故障诊断技术是电机维修中的一项重要技术。
当电机发生故障时,我们需要通过故障诊断技术来确定具体的故障原因,以便采取正确的修复措施。
故障诊断技术可以通过分析电机振动、声音、温度等信号来确定故障位置和故障类型。
例如,通过振动信号的分析,可以确定电机是否存在轴承故障;通过声音信号的分析,可以判断电机是否存在异物进入的问题;通过温度信号的分析,可以发现电机是否存在过热的情况。
通过故障诊断技术的应用,我们可以快速准确地确定电机的故障原因,并采取相应的措施,提高维修的效率和准确性。
除了传统的电机运行状态监测与故障诊断技术,近年来还出现了一些新的技术和方法。
例如,基于物联网和大数据分析的电机监测系统,可以将电机的运行数据实时上传到云端,通过大数据分析和机器学习算法来进行故障预测和诊断。
这种技术不仅可以提高故障的预测准确性,还可以通过数据的分析和比对,找出电机故障的潜在原因,为后续的维修和保养提供指导。
另外,还有一些基于图像识别和声音识别的故障诊断技术,可以通过分析电机的图像和声音信号来判断故障类型和位置。
电机运行状态监测与故障诊断技术的发展虽然取得了很大的进步,但还存在一些挑战和问题需要面对。
点检基础篇-6-旋转电机的故障监测与诊断
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4.3旋转电机的故障监测与诊断4 .3. 1概述旋转电机系泛指同步机、异步机、直流机。
这些设备是企业生产的动力,是关键设备,一台电机出现 故障将会造成整条生产线停产,给企业带来巨大经济损失这些关键设备一则个大,二则技术性能要求高、价格都很贵、故障和事故意味着效益的流失。
预防事故的发生已是企业管理者主要工作内容之一。
投人较少资金安置设备事故监测系统、监测预防设备故障的发生可以减少设备故障造成巨大的经济损 失。
大型电机的故障可分为电气故障和机械故障两类,产生两类故障原因及故障性质不同,处理方法也 不尽相同。
4. 3. 2旋转电机的电气故障4. 3. 2 .1故障种类电气故障可分为短路、断路、失磁、破损等几类。
短路:电机绕组匝间、绕组对地、绕组相间、定子与转子之间、接线端子与滑环的短路等。
造成短路 事故的原因是绕组匝间、匝对地、相间绝缘受潮或老化,或机械损伤、长期过载发热绝缘性能降低电击 穿、过电压击穿等。
断路:绕组和导体发热烧断、导体连接点松开、绕组端接点脱焊或受机械力甩开等。
失磁:直流机磁场失电或绕组断路短路等。
4. 3 .2 .2旋转电机的关键参数——绝缘强度旋转电机所产生各种故障几乎都和绝缘参数有直接和间接的关系。
电机质量的高低绝缘是度量的 主要参数之一,对于电机运行维护的主要工作也是围绕绝缘进行的。
绝缘材料致命的弱点是怕高温,温度升高绝缘值下降,温度达到一定值后绝缘材料变质,所以监控电机的运行温度成为监控电机绝缘状况 的重要手段。
4. 3. 3电机的监测内容4. 3. 3. 1监测电机的各种电流(1)检测电机电流的有效值。
通过对电机三相绕组运行电流有效值的监测,可知道和掌握电机的 运行状况,电流表读数表咀三相电流平衡不超过额定值,表示电机运行正常;如果三相电流有一相无读 数,表明电机断相;如果三相电流超出额定值,应迅速查明原因进行处理或者进行限载减载,防止电机发 热而破坏电机的绝缘;如果三相电流不平衡,有的很小,有的大于额定值很多,表示三相绕组绝缘出现故 障,可能柏接地或匝间短路,必须减载和相应检查处理。
旋转机械故障诊断
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旋转机械故障诊断
旋转机械故障诊断主要是通过观察和分析机械运行过程中
的异常现象来判断故障原因。
以下是一些常见的旋转机械
故障诊断方法:
1. 震动分析:通过测量机械运行时的振动幅值和频率,分
析振动的特点和变化趋势,判断故障位置和类型。
常见的
故障类型包括不平衡、轴承损坏和轴承松动等。
2. 温度监测:通过测量机械的各个部件的温度,判断是否
存在过热的情况。
过高的温度可能是由于摩擦、润滑不良
或散热不良等原因引起的故障。
3. 声音分析:通过对机械工作过程中产生的声音进行分析,判断是否存在异响或噪音。
噪音可以是由于轴承损坏、齿
轮磨损或螺栓松动等引起的。
4. 润滑油分析:通过对机械润滑油的化学成分和物理性质
进行分析,判断是否存在金属粉末、水分或杂质等异常。
这些异常可能是由于零件磨损或润滑油质量不佳引起的故障。
5. 可视检查:通过对机械各个部件的外观进行检查,观察
是否存在磨损、裂纹或松动等现象。
这可以帮助诊断轴承、齿轮和联接件等部件的故障。
以上是常见的旋转机械故障诊断方法,诊断时可以结合多
种方法综合分析,准确判断和定位故障原因,以便及时进
行修复或更换有问题的部件。
旋转机械的振动监测与故障诊断
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油膜振荡
其它故障
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
转子不对中通常是指相邻两转子的轴心
转 子 不 平 衡 线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转 子 不 对 中
转子碰摩
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不
油 膜 振 荡 对中,联轴器不对中又可分为平行不对中、
其 它 故 障 偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
二、 旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(4)拍
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、 旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(5)频率和差规律
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
二、旋转机械振动监测参数与分析
1.常态频域分析
(6)轴心轨迹
监测参数
振 动 分 析
状态监测 故障诊断
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
1. 联轴器不对中
转子不平衡
转 子 不 对 中
转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(1)平行不对中
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
1. 联轴器不对中
转子不平衡
转 子 不 对 中
转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(2)偏角不对中
状态监测 故障诊断
转子不对中 转子碰摩 油膜振荡 其它故障
(3)表示各圆盘中心位移的复数向量相角是不同的,因 此轴线弯曲成空间曲线,并以转子转速绕OZ轴转动。
状态监测 故障诊断
三、旋转机械典型故障的机理和特征
转子不平衡振动特征:
转 子 不 平 衡
转子不对中 转子碰摩
设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊断技术
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图5.8 典型不对中谱图
可编辑课件PPT
பைடு நூலகம்
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实例四: 转子不对中故障的诊断
MO MI PI PO
电机
水泵
出现2×频率成分。 轴心轨迹成香蕉形或8字形。 振动有方向性。 轴向振动一般较大。 本例中, 出现叶片通过频率。
2X频率 1X频率
叶片通 过频率
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可编辑课件PPT
转子不平衡故障包括: ①转子质量不平衡、 ②转子偏
心、 ③轴弯曲、 ④转子热态不平衡、 ⑤转子部件
脱落、 ⑥转子部件结垢、 ⑦ 联轴器不平衡等,不
同原因引起的转子不可编平辑课衡件P故PT 障规律相近,但也各有 3
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
1.转子质量不平衡
力不平衡: 不平衡产生的振动幅值在转子第一临界转速以下随转速的 平方增大。例如,转速升高1倍,则振动幅值增大3倍。在转子重 心平面内只用一个平衡修正重量便可修正之。
4.转子热态不平衡: 在机组的启动和停机过程中,由于热交换速
度的差异,使转子横截面产生不均匀的温度分布,使转子发生
瞬时热弯曲,产生较大的不平衡。热弯曲引起的振动一般与负
荷有关。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
5. 转子部件脱落 可以将部件脱落失衡现象看作对工作状态的转子
掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术;
了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术;
2024/8/熟1 悉利用征兆的故障诊可断编辑方课件法PPT。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
转动设备状态监测及典型故障的诊断
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波徳图
3.极坐标图
极坐标图是把振幅和相位随转速变化的关系用 极坐标的形式表示出来。图中用一旋转矢量的点代 表转子的轴心,该点在各个转速下所处位置的极半 径就代表了轴的径向振幅,该点在极坐标上的角度 就是此时振动的相位角。这种极坐标表示方法在作 用上与波德图相同,但它比波德图更为直观。
极 坐 标图
3. 振幅变动特征分析法
设备在承载均匀,没有冲击,转速稳定的状 态下运行时,振动值基本上是稳定的。如果振动 出现大范围的频繁波动,说明可能是转子的某个 部位发生径向或轴向碰擦或者是滚动轴承由于连 接松动而与相邻部件发生了不均匀摩擦。
4. 幅值比较分析法
连接部件松动是机器常见故障,幅值比较分 析法是最简单、最有效的检测办法。如图:测量点 ①、②、③垂直方向的振动值,比较三个振动值 的大小,若数值相差很大,说明存在松动故障, 且可判定松动部位。
×××汽轮机高压缸转子热弯曲的波德图
×××汽轮机中压缸转子热弯曲的波德图
4. 油膜涡动和油膜振荡
油膜涡动和油膜振荡是滑动轴承中由于油膜的动力 学特性而引起的一种自激振动。
油膜涡动一般是由于过大的轴承磨损或间隙,不 合适的轴承设计,润滑油参数的改变等因素引起的。 根据振动频谱很容易识别油膜涡动,其出现时的振动 频率接近转速频率的一半,随着转速的提高,油膜涡 动的故障特征频率与转速频率之比也保持在一个定值 上始终不变,常称为半速涡动。
×××汽轮机轴承发生严重油膜涡动时的波形频谱图
×××汽轮机轴承发生较轻的油膜涡动时的轴心轨迹图
油膜涡动使轴承损坏的照片
油膜涡动和油膜振荡是两个不同的概念,它们之 间既有区别,又有着密切的联系。
振动状态监测的常用图谱
振动信号分析 常用谱图
旋转设备在线监测与故障分析判断
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旋转设备在线监测分析与故障判断作者:邓华伟单位:攀工西分维检五部摘要:旋转设备故障的产生,其最显著的特点是设备各组成部分或零部件之间配合间隙的破坏,而配合间隙的破坏主要是由于配合表面不断受到摩擦、冲击、高温和腐蚀等作用而产生磨损的结果,这样就使受力部位的零部件形状、尺寸、金属表面层(化学成分、机械性能、金相组织)发生了改变,从而降低了精度和应有的功能。
一、概况各种旋转设备运转过程中各零部件磨损并非相同,随其工作条件而异,但磨损的发展是有其规律的,如果能够对设备受到的这种磨损失效规律进行掌握,设备各零部件的相对运动趋势将反应出振动、温度、声音的连锁效应,使我们提前知晓设备各项功能发生改变的趋势与结果。
攀钢做为国内大型钢铁企业,拥有多种大、中、小型旋转设备,其较多旋转设备占据着生产中的核心地位。
二、旋转设备磨损规律分析及判断1、旋转设备磨损规律分析旋转设备在试运转后,即为正常工作的开始,正常工作终了时,即进入事故磨损时期,正常工作期间如果受到突发的、过早的、迅速增长的磨损将会很快进入事故磨损时期,加速设备损坏,势必会发热、振动、异响。
如图1-1所示旋转设备磨损的典型曲线。
这条曲线具有三个明显的阶段,分别表示不同的工作时期。
O1A段为初期磨损时期,即新组合部位的试运转磨合过程,表示组合部位在工作初期具有较大的磨损,部件最初的水平度受到了破坏,在油膜或其它作用下将形成新的结合面,曲线趋近A点时磨损速度逐渐趋近平稳。
AB段为正常的磨损阶段(或叫正常运转周期),组合部位磨损成曲线均匀上升,当部件工作时间超过t2时,磨损量将会逐渐加大。
经过B点后,磨损量重新开始急剧增长,BC段为事故磨损阶段,由于间隙过大,润滑油膜被破坏,磨损强烈,这时如果继续工作可能发生设备意外的故障。
2、测振分析(1)振动位移(振幅)分析测振仪起到对在线旋转设备监测数据的采集,通过对采集部位数据进行技术性分析,是初步判断设备故障造成原因的一种方法。
发电机转子故障与在线检测
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发电机转子故障诊断与在线监测1引言设备故障在线诊断技术是70年代兴起的一门新技术,它能实现设备在带负载运行在不停机的情况下,通过使用先进的技术手段对设备状态参数监测和分析,判断设备是否存在异常或故障,故障的部位和原因以及故障的劣化趋势,以确定合理检修时间和方案。
这项技术包括了检查和发现异常、诊断故障状态和部位、分析故障类型三个基本环节,同时也包括了检测技术、信号处理技术、识别技术、预测技术四项基本技术。
随着生产的发展,生产设备更为先进和现代化、设备变得更加精密和复杂,设备故障造成的经济损失和影响也越来越大。
设备维修方式和监视方法更加受到关注,其发展历经变革,由事后维修到定期维修,再到状态维修。
其中以状态维修是最先进和最合理的维修方式,它是以监测和诊断技术为基础,通过对运行状态的监测,发现并消除可能的故障,避免事故的发生。
同样,设备检测(监视)方法也在不断地作适应性变革,它们经历五个方面的发展:1)依靠人的五官感觉和简单工具进行检查和监视;2)利用简单的检测计器进行检查和监视;3)离线监测;4)连续状态监测;5)在线状态监测:其中在线监测是通过安装在设备上的传感器,随时获取机器运行的各种状态信号,可对机器进行连续的监测,其特点是能在早期阶段发现故障,并严密监视其发展情况,实现提前预测,这样就有可能选择在最合适的条件下有准备的停机和检修设备,能节约时间并减少损失。
在线连续状态监测,能够提供设备运行和维修两方面的信息,它所提供的趋势分析信息能进一步改进设备维修计划,使设备维修更加准确有效,更节约费用,操作者通过它所显示的状态信息;及时地不断改进操作方式,进一步提高设备运行的可靠性和效率,这两者的经验和积累数据,又向设备设计和制造者提供了改进设备性能和可靠性的重要信息。
在线连续监测在设备运行中的地位,可用图1-1来表示。
298图1一1发电机是电力系统的核心。
随着电力工业的发展和单机容量的不断增大,提高发电机的产品质量,实现发电机在线监测和诊断,对其可靠运行非常重要。
大型旋转机械的状态检测与故障诊断

第四期全国设备状态监测与故障诊断实用技术培训班讲义大型旋转机械的状态检测与故障诊断沈立智中国设备管理协会设备管理专题交流中心2007年9月 西安目录第一节状态监测与故障诊断的基本知识 (6)一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状 (6)1. 状态监测与故障诊断的定义 (6)2. 状态监测与故障诊断的意义 (6)3. 状态监测与故障诊断的发展与现状 (8)二、大机组状态监测与故障诊断常用的方法 (9)1. 振动分析法 (9)2. 油液分析法 (10)3. 轴位移的监测 (11)4. 轴承回油温度及瓦块温度的监测 (11)5. 综合分析法 (11)三、有关振动的常用术语 (11)1. 机械振动 (11)2. 涡动、进动、正进动、反进动 (11)3. 振幅 (12)3.1 振幅 (12)3.2 峰峰值、单峰值、有效值 (12)3.3 振动位移、振动速度、振动加速度 (13)3.4 振动烈度 (13)4. 频率 (15)4.1 频率、周期 (15)4.2倍频、一倍频、二倍频、0.5倍频、工频、基频、转频 (15)4.3 通频振动、选频振动 (15)4.4 故障特征频率 (16)5. 相位 (19)5.1 相位 (19)5.2 键相器 (19)5.3 绝对相位 (19)5.4 相位差、相对相位 (20)5.4 同相振动、反相振动 (21)5.5 相位的应用 (21)6. 刚度、阻尼、临界阻尼 (23)7. 临界转速 (24)8. 挠度、弹性线、主振型、轴振型 (25)9. 相对轴振动、绝对轴振动、轴承座振动 (26)10. 横向振动、轴向振动、扭转振动 (26)11.刚性转子、挠性转子、圆柱形振动、圆锥形振动、弓状回转(弯曲振动) (26)12. 高点、重点 (27)13. 机械偏差、电气偏差、晃度 (28)14. 同步振动、异步振动、亚异步振动、超异步振动 (28)15. 谐波、次谐波(分数谐波) (28)16. 共振、高次谐波共振、次谐波共振 (29)17. 简谐振动、周期振动、准周期振动、瞬态振动、冲击振动、随机振动 (29)18. 自由振动、受迫振动、自激振动、参变振动 (32)19. 旋转失速、喘振 (33)20. 半速涡动、油膜振荡 (35)四、振动传感器的基本知识 (36)1. 振动传感器的构成及工作原理 (36)2. 振动传感器的类型 (36)3. 磁电式速度传感器 (37)4. 压电式加速度传感器 (37)5. 电涡流式位移传感器 (39)6. 常用振动传感器主要性能及优缺点 (40)第二节状态监测与故障诊断的基本图谱 (41)一、常规图谱 (41)1. 机组总貌图 (41)2. 单值棒图 (41)3. 多值棒图 (42)4. 波形图 (43)5. 频谱图 (46)6. 轴心轨迹图 (46)7. 振动趋势图 (48)8. 过程振动趋势图 (52)9. 极坐标图 (52)10. 轴心位置图 (53)11. 全息谱图 (53)二、启停机图谱 (54)1. 转速时间图 (54)2. 波德图 (55)3. 奈奎斯特图 (57)4. 频谱瀑布图 (58)5. 级联图 (59)第三节大型旋转机组常见振动故障的机理与诊断 (60)一、不平衡 (60)二、转子弯曲 (62)三、不对中 (64)四、轴横向裂纹 (69)五、支承系统连接松动 (71)第四节故障诊断的具体方法及步骤 (73)一、故障真伪的诊断 (73)1. 首先应查询故障发生时生产工艺系统有无大的波动或调整 (73)2. 其次应查看仪表、主要是探头的间隙电压是否真实可信 (75)3. 应查看相关的运行参数有无相应的变化 (77)4. 应察看现场有无人可直接感受到的异常现象 (78)二、故障类型的诊断 (80)1. 振动故障类型的诊断 (80)1. 1主要异常振动分量频率的查找步骤及方法 (80)1.2 根据异常振动分量的频率进行振动类型诊断 (82)2. 轴位移故障原因的诊断 (88)三、故障程度的评估 (89)四、故障部位的诊断 (92)五、故障趋势的预测 (93)附件一齿轮的故障诊断 (94)一、齿轮的常见故障 (94)1. 断齿 (94)2. 点蚀 (94)3. 磨损 (95)4. 胶合 (95)二、齿轮故障的特征信息 (95)1. 啮合频率及其谐波 (95)2. 信号调制和边带分析 (97)1) 幅值调制 (97)2) 频率调制 (99)3. 齿轮振动信号的其它成分 (100)1) 附加脉冲 (100)2) 隐含成分 (101)3) 滚动轴承信号及交叉调制 (101)4. 齿轮常见故障与特征频率及其谐波、以及边频带的小结 (102)三、齿轮故障的诊断方法 (103)1. 细化谱分析法 (104)2. 倒频谱分析法 (104)3. 时域同步平均法 (107)4. 自适应消噪技术 (108)附件二滚动轴承的故障诊断 (108)一、滚动轴承的常见故障 (108)1. 疲劳剥落(点蚀) (108)2. 磨损 (109)3. 胶合 (109)4. 断裂 (109)5. 锈蚀 (109)6. 电蚀 (109)7. 塑性变形(凹坑及压痕) (109)8. 保持架损坏 (110)二、引起滚动轴承振动的原因及其特征频率 (110)1. 由于结构特点引起的振动——滚动体通过载荷方向时产生的通过频率 (110)2. 由于轴承刚度非线性引起的振动 (110)3. 由于制造及装配等原因引起的振动 (111)1) 由于表面加工波纹引起的振动 (111)2) 由于滚动体大小不均匀引起的振动 (111)3) 由于轴承偏心引起的振动 (111)4) 由于轴承装歪或轴弯曲引起的振动 (111)5) 由于轴承装配过紧或过松引起的振动 (111)4. 由于润滑不良引起的振动 (111)5. 由于轴承工作表面上的缺陷引起的振动 (112)三、滚动轴承振动的固有频率和缺陷间隔频率 (113)1. 滚动轴承的固有频率 (113)1) 滚动轴承内、外圈固有频率的计算公式 (114)2) 钢球固有频率的计算公式 (114)2. 滚动轴承的缺陷间隔频率 (115)四、滚动轴承故障振动的诊断方法 (116)1. 合理选择分析频段的范围 (116)1) 低频段(0 ~ 1 kHz) (116)2) 中频段(1 ~ 20 kHz) (116)3) 高频段(20 ~ 80 kHz) (117)2. 传感器位置的选择 (117)3. 滚动轴承故障波形的评定指标及因数判断法 (118)1) 有效值X rms (118)2) 峰值X p (118)3) 波峰因数C f (119)4) 峭度β与峭度系数K (119)4. 滚动轴承的诊断方法 (120)1) 低频信号接收法 (120)2) 冲击脉冲法(SPM) (121)3) 共振解调法(IFD) (122)5. 轴承失效的四个阶段及各阶段内的主要特征频率成分 (124)第一节状态监测与故障诊断的基本知识一、状态监测与故障诊断的意义及发展现状1. 状态监测与故障诊断的定义通俗地说,状态监测与故障诊断就是给机器看病。
大型旋转机械计算机在线状态监测和故障诊断技术

大型旋转机械计算机在线状态监测和故障诊
断技术
大型旋转机械计算机在线状态监测和故障诊断技术是一种先进的技术,它能够实时监测大型旋转机械设备的运行状态,并及时诊断可能出现
的故障。
这项技术对于保障机械设备的稳定运行和延长其使用寿命至
关重要。
首先,在线状态监测技术通过安装在设备上的传感器收集数据,这些
数据包括温度、振动、声音、压力等关键参数。
传感器将这些数据实
时传输到监测系统中,系统通过分析这些数据,可以实时了解设备的
运行状况。
其次,故障诊断技术则利用先进的算法对收集到的数据进行分析。
通
过比较设备当前的运行参数与历史数据或标准参数,诊断系统可以识
别出异常情况,从而预测可能发生的故障。
例如,如果振动数据突然
增大,系统可能会预测到轴承损坏等故障。
此外,这种技术还具备自学习能力,能够根据设备的历史故障记录不
断优化诊断算法,提高故障预测的准确性。
同时,它还能够根据设备
的实际运行情况,为维护人员提供维护建议,比如更换磨损部件或调
整操作参数。
在线状态监测和故障诊断技术的应用范围非常广泛,它不仅可以应用
于工业生产中的旋转机械,如风力发电机、泵、压缩机等,还可以应
用于交通运输领域的高速列车、飞机引擎等。
随着技术的发展,未来
这项技术有望在更多领域得到应用,为设备的安全稳定运行提供更加
可靠的保障。
旋转电机在线监测与诊断

正、负脉冲的q-n曲线 正脉冲幅值高、次数少;
相交
而负脉冲幅值低,次数
多。
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三、电机局部放电诊断-实例分析
A. 利用局部放电在线监测系统在实验室做线棒放电试验。
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三、电机局部放电诊断-实例分析
A. 利用局部放电在线监测系统在实验室做线棒放电试验。
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9.1 电机的故障特点
4、定子端部线圈故障 运行过程产生的冲击力使定子端部绕组发生位移,从而引 发绝缘劣化和发生局部放电 征兆:振动和局部放电 5、冷却水系统故障 征兆:定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能 引起的放电
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9.1 电机的故障特点
6、转子绕组故障(异步电动机)
与介损试验相比,介损反映的是绕组整体存在空隙的 情况,
而最大视在局放量反映的是绕组中最劣化部位的状态。
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一. 电机离线时局部放电测量
测量系统由施加试验电压和高频电压检 测两部分组成(见下页图)。
外施电压部分:与交流工频耐压试验相 同
高频电压检测部分:
局部放电信号:由高频耦合电容器上拾取 测量仪表:局部放电电量仪,测量和记录局
部放电电荷量Qmax。
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一. 电机离线时局部放电测量
电机局部放电试验线路图
T1-调压器; T2-试验变压器; R-限流电阻; PT- 电压互感器; V-电压表; M-被测电动机; CA、CB -耦合电容; L、C-测量回路电感电容; V1-脉冲
峰值电压表
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一. 电机离线时局部放电测量
碍人体从事各种活动。 当人体内部有病的时候,脉搏就会有各种异常表现。 诊断脉搏的变化可以查知病况,及时给予正确的治疗。 异常振动也是机械内部缺陷的表征。 通过振动的测量分析,揭露出设备内部隐形缺陷
设备状态监测与故障诊断技术旋转机械故障诊断技术
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实例二:转子不平衡故障的诊断
10月22日振值出现大幅上升,查频谱图得知转速被调高,因此分 析这很可能是造成振动增大的直接原因;在满足工艺要求的前提 下两次调低转速,结果振值重又回落。
热媒炉燃烧风机振动幅值——转速对照表
监测日期 9月26日 10月22日 10月29日 11月25日
图5.9 圆盘反应器电机径向速度谱图
图5.10 圆盘反应器电机径向位移谱图
从图中可以看到,特征频率均为电机输出轴工频,这一般为电机 转子不平衡信息(后进行修理),从转速调升后出现的振值上升 情况也基本可以验证这一判断。 升速测试结果如表 5-3所示:
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设备共振案例一——某聚酯圆盘反应器升负荷试验
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实例三:转子不平衡故障的诊断
结合喂入轮实际特点,引起其不平衡的诱因主要有:制造误差, 锈蚀,表面结垢,磨损引起的喂入轮轴系配合松动等。以前在检修 时发现,由于操作人员经常用水冲洗喂入轮致其内部进水,其安装 螺栓已经产生了大量锈蚀① ,再加之油剂等产生的工艺杂质附着在 喂入轮齿形表面越积越厚(结垢) ② , 是造成喂入轮不平衡现象频发 的主要原因。为此,已将其列为工艺处理注意事项,并要求操作人 员利用缠辊等停机机会及时对喂入轮表面进行清理。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
1.角向不对中
角向不对中的特征是轴向振动大。典型地出现转速频率和2 倍转速频率大的轴向振动。还常见转速频率、2倍转速频率 和3倍转速频率都占优势的情况。
如果2倍转速频率或3倍转速频率超过转速频率的30%到50%, 则可认为是存在角不对中。
生改变,如果联轴器不对中,则转子的振动状态也立即发生变化。 由于温度分布的变化,轴承座的热膨胀不均匀而引起轴承不对中, 使转子的振动也要发生变化。但由于热传导的惯性,振动的变化在 时间上要比负荷的改变滞后一段时间。
大型旋转机械的状态监测与故障诊断
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大型旋转机械的状态监测与故障诊断大型旋转机械作为连续化工生产的单系列心脏设备,对其运行的可靠性有非常高的要求,要求它在装置的运行周期内必须稳定的运转。
对其进行准确的状态监测和故障诊断就显得尤为重要,必须随时准确的掌握其运行状态,并且在其出现异常时,能够准确的分析出异常原因,找出对策。
再不影响其安全运行的基础上进行故障运行或进行特护,以优化生产与设备维护的时间。
本章节对公司内普遍采用的在线及离线状态监测与故障诊断系统作一介绍,并对机组出现的常见故障作一些介绍,并根据经验,教授一些实际处理问题的方法。
第一节:基本参量与监测系统一部运转的机器,都伴有振动信号的产生,它的变化常常隐含着初期故障特征信号,因此需对振动信号进行监测,这种监测方法有以下特点:1.方便性:利用现代的各种振动传感器及二次仪表,可以很方便的检测出设备振动的信号。
2.在线性:监测可以在现场以及在设备正常运转的情况下进行。
3.无损性:在监测过程中,通常不会给研究对象造成任何形式的损坏。
但是一部机械是非常复杂的,仅仅靠振动信号来判断它是否正常,显然不够,这就需要对它多方面进行了解,亦即需要对多方面的参量进行测量。
每一种故障在下列参数上均有不同表现,因此测量以下基本参数,再通过分析,可以掌握机器的运转状态。
基本参量一. 振动参量1.振幅振幅值有三个单位,即振动位移(μm),速度(mm/s),加速度(mm/s2),都是振动强度的标志,用来表明机器运行是否平稳,振动位移是通过非接触式的电涡流传感器直接测量的轴与轴承座(探头安装的基础)的相对位移量。
振动速度与加速度是通过测量机壳而得到的振动数据。
振动速度是通过惯性式速度传感器(磁力线圈)测量的,而加速度是通过压电式加速度传感器测量的,振动位移,速度,加速度三者之间的关系是微积分关系D=∫vdt=∫∫adt。
三者在实际应用中是相辅相成的,有时对异常的信号需要对两个参数进行测量,以求精确的掌握机组运行状态。
大型旋转机械轴承状态监测与故障诊断
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大型旋转机械轴承状态监测与故障诊断摘要:大型旋转机械是指由涡轮机(如汽轮机、水轮机、燃气轮机、烟气轮机等)及其驱动的工作机(如离心式压缩机、轴流式压缩机、发电机等)所组成的透平式流体动力机械,简称大型机组。
作为连续化工生产的单系列心脏设备,它必须满足长周期、安全、稳定运行的条件,而保证大型机组安稳运行的首要条件则是对其运行状态进行跟踪监控,并做实时记录,分析机组当前运行状态是否正常,以此来判定机组能否继续运行。
因此对其进行准确的状态监测和故障诊断就显得尤为重要,必须随时准确的掌握其运行状态,并且在其出现异常时,能够准确的分析出异常原因,找出对策,避免恶性设备损坏事故的发生,降低停机次数和缩短停机时间、减少企业经济损失。
关键词:压缩机;推力轴承;振动1、大型旋转机械状态参数监测系统介绍我公司年产50万吨煤制甲醇项目配套的53000m3/h特大型双泵内压缩空分装置空气分离装置,其空气离心式压缩机组是由德国曼透公司设计的空压机和增压机,共用一台德国西门子公司设计制造的冷凝式透平汽轮机,即一拖二驱动。
对于此类大型透平压缩机组,推力轴瓦径向振动严重时通常会损坏轴瓦和密封,二轴向振动和位移过大则会损坏转子和隔板等部件。
要保证大型机组运行稳定,就必须对机组进行实时状态监测、故障判断分析及处理,增加监测系统的可靠性。
该机组用本特利内华达的3500在线监测保护系统来进行机组参数的监测与设备保护,所有传感器均为本特利8mm XL涡流传感器,灵敏度系数均为7.87V/mm (200mV/mil)。
2、大型机组运行时出现的故障空分空压机振动、位移保护系统3500趋势瞬间跳跃到最小值,30s后恢复正常,位移ZT018165A显示最大值。
本特利3500超速保护系统已稳定运行10多年,在2018年12月23日早7:00 多个振动、位移出现波动满量程,并持续 30秒的现象,读取3500系统数据课件“NOT OK”字样。
3、故障分析通过检查ITCC系统的历史趋势和3500系统事件记录,调取3500系统的事件记录和系统事件,联系设备厂家技术服务人员,分析3500系统事件记录。
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机座号
槽绝缘规范
1~5 6~9
上层边所在槽:0.2mm聚酯薄膜青壳纸一层, 0.2mm绝缘纸一层(出槽口)
下层边所在槽: 0.2mm绝缘纸一层, 0.05mm聚酯薄膜一层(两边摺边)
0.2mm绝缘纸一层(出槽口)
0.27mm聚酯薄膜青壳纸一层, 0.05mm聚酯薄膜一层(两边摺边), 0.2mm绝缘纸一层(出槽口)
目前采用最多的是粉云母纸。
(3)胶粘剂是影响云母制品质量的主要因素 (4)片云母带 (5)粉云母带
7.2 电机的绝缘结构
7.2.1 低压电机的绝缘结构 低压电机主要指500伏以下、机座号13号以下、容
量(功率)0.4~180kW的同步电机、异步电机和专用 电机。
电机绕组的绝缘可分为主绝缘、匝间绝缘、股间 绝缘和层间绝缘。
高压电机主绝缘的演变情况
项目
1910年→
1930年→
1950年→
1960年→
胶粘剂
云母材 料
补强材 料
绝缘形 式
耐热级
虫胶 片云母
纸 套筒式
A级
热塑性沥青或 油改性沥青
片云母
纸
连续式
热固性环氧或聚酯 树脂
片云母和粉云母
玻璃布或合成纤维 织物
连续式套筒式(线 圈长度3m以下)
环氧云母绝缘的改 性,无云母绝缘的试
(3)胶粘漆 胶粘漆用Байду номын сангаас粘合各种绝缘材料.
3.漆布、薄膜及其复合制品
与漆布比较,薄膜具有耐电强度高、机械强度好 和厚度小及节约棉布等优点。
目前使用最普遍的是聚酯薄膜。它是聚对苯二甲 酸乙二酯薄膜,具有很好的机械强度,尤其是边缘抗 撕强度特别高,电气性能和耐潮性优良,工作温度范 围也较宽,目前用于E级。
B级绝缘是用玻璃纤维、聚酯等包覆导体,槽中同 时使用含有黏合剂的云母、玻璃纤维等绝缘材料。
龟甲型电机转子线圈
风力发电机转子线圈
牵引电机定子绕组
牵引电机定子绕组
电枢线圈的绝缘:
高压电机线圈端部结构图
定子槽
铁心 槽楔 云母绝缘 导体
电机结构示意
电机绝缘应用多种材料,主要有电磁线、绝缘漆、 漆布、薄膜和云母制品等。
槽绝缘厚 度
(mm) 0.4
0.45
0.52
槽楔厚 度
(mm) 2
2.5
3 3.2
2.5 3
3.4
(2)半开口槽绝缘 功率在100kW以上的异步电动机和同步发电机的
绕阻一般用高强度漆包扁铜线或扁铝线或玻璃丝包扁 铜线,线圈放在半开口槽中,沿槽宽方向布置成双排.
开口槽增加了主磁路的磁阻,
使电机的功率因数下降,故一般 都采用半开口槽。
(1) 浸渍漆用于浸渍电机绕组及纤维材料以提高绝 缘的电气性能、导热性、耐热性、耐湿性以及绕组的 整体性。
要求浸渍漆有合适的粘度、固体含量大、粘结性好, 不应对铜或其它材料有害,并具有快速干燥的能力.
(2)覆盖漆涂在已浸渍过的绝缘表面,形成机械性能 好、光滑、耐水的绝缘漆膜,增加防潮能力,防止气 尘、脏污及化学活性物质对绝缘的作用。
单层绕组常常具有各种形状的线圈,而双层绕组 所有线圈一般具有同一形状和同一尺寸。
功率10kW以下异步电机半闭口 定子槽绕组绝缘
1—槽楔; 2—聚酯薄膜;3、4—绝缘纸
功率100kW以下交流电机半 闭口定子槽绕组绝缘
1—槽楔;2—绝缘纸;3—聚酯薄膜; 4、5—聚酯薄膜青壳纸
J02系列异步电机的槽绝缘规范和槽楔厚度
低压电机的电压不高,决定绝缘结构的主要因素是 槽形、嵌线方法、绝缘材料和绝缘工艺。
(1)半闭口槽绝缘
中小型电机的定子槽形视容量和电压及绕组型式 而定。低压小型电机(功率在100kW以下)一般都采 用半闭口槽,槽口宽度小于槽宽的一半,定子绕组由 高强度聚酯漆包圆铜线或圆铝线绕成,经过槽口分散 嵌入槽内.功率10kW以下电机(1~5号机座)通常都 是单层绕组,超过10kW时(6~9号机座)采用双层 绕组。
第7章 旋转电机在线监测与故障诊断
7.1 电机用绝缘材料
电机高电压线圈所用的主绝缘材料是绝缘性、耐热 性、解离性(结晶体沿一定的晶面易于破裂开)等性能良 好的云母材料。
线圈绝缘是由在纸、玻璃丝布、聚酯薄膜等材料之 间加入薄薄的多层云母片,再在线圈槽中填充以环氧树 脂等热固性树脂而构成的。
电枢的线圈绝缘,A级绝缘是在线圈上使用了双层 纱包线、漆包线、聚乙烯醇缩甲醛绝缘线等,槽中以清 漆浸渍的纱棉、纸等材料进行绝缘。
1.电磁线
提高电磁线的电气与机械性能,改善其耐溶剂性、 耐热性及减薄绝缘厚度,能在很大程度上提高电机的 槽满率。
用以制成电机绕组的电磁线基本上可分为漆包线 和绕包线两大类,此外还有无机绝缘电磁线。
2.绝缘漆
按用途分为浸渍漆、覆盖漆、胶粘漆三种。 绝缘漆由漆基(天然或合成树脂、沥青、干性油、
纤维酯及其复合物等)、溶剂或稀释剂、辅助材料(催 干剂、颜料、乳化剂、防霉剂等)三部分组成。
我国中型低压电机中一般采 用B级绝缘。
半开口定子绝缘结构(电压380V) 1-槽底垫条;2—绝缘纸板;3—云母板;
4—绝缘纸板;5—层间垫条
(3)连续式绝缘——定子线圈的全长均用绝缘带半叠绕
套筒式绝缘可用柔软云母板或柔软玻璃云母板绕 包槽部,A级和E级电机绝缘也可用聚酯薄膜代替柔软 云母板。套筒式绝缘的质量与直线部分长度有关,当 长度不大于450毫米时能保证软套筒的质量很好。连 续式绝缘则用两层或三层厚度为0.13或0.17毫米的云 母带绕包,然后浸沥青胶。
用
片云母和粉云母
同左
连续式
A级
B级
B级,已可能提至F
级
7.2.3 电机线圈的匝间绝缘 ¾ 绝缘隐患: z 过电压;
7.2.2 高压电机的绝缘结构 高压电机一般系指额定电压在6kV和以上的交流发
电机和电动机,容量在1000kW以上者为大型,100~ 1000kW者为中型。
¾ 大电机的发展,除改进导磁材料是一个重要方面 外,主要依靠两个方面:采用导体直接冷却(如强迫 氢冷或水冷)以及采用新型绝缘材料。
¾ 在电机制造中,当额定电压升高时,绝缘所需的 费用约占全部材料费用的1/3~1/2。
4.云母制品
云母制品是电机绝缘中极重要的材料,特别是在高压 电机中,按用途可分为云母带、云母板、云母箔三大类。
(1)剥片云母 有很好的电气性能、耐热、耐燃、化学稳定,很高
的机械性能、很少吸水;薄片云母柔软并具有弹性。云 母具有非常良好的耐电晕性,在高压电机绝缘中迄今尚 无其它材料可与之比拟。 (2)粉云母