机械振动特征分析4
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另一种解释是：转子的靠近侧首 先北极吸引，然后被南极吸引，力将 以2X磁场相对于偏心的频率变化。因 此，当转子与定子不同心时(或者由于 偏心的转子或者由于偏心的定子)，它 总是将影响6000rpm的振动。
转子与定子之间不均匀的气隙
电气故障检测的一些问题
图表示间隙本身保持 在同一角向位置的静止的 气隙问题与由偏心转子引 起的旋转的气隙问题之间 的差别。
• 大部分电气故障在2X工频(同步频率)处振动值高
•100Hz
电气Fra Baidu bibliotek障检测的一些问题
为什么是两倍工频? 而不是电源工频?
在定子磁场3000rpm一转过程中，朝向最靠近的极的磁拉力，从零上升到 最大在偏心转子中发生两次。磁场以3000rpm旋转，磁拉力在每分种内达 到最大6000次(或6000rpm)。
定子故障
4．对于交流感应电动机，气隙差不应该超过5％；对于同步电动 机，不超过10％。 如果两倍电源频率(2FL)处振动额外增大，则应在定子和转子 上分别作一个点标记，检查电动机(如果物理上可以检查的话 )。 然后，在定子与转子的作点标记对准的情况下，测量气隙，每转 动转子45度，测量定子作点标记处的气隙。如果气隙变化超过的5 ％，则气隙差是由于偏心的转子造成的。下一步是再每转动转子 45度，测量转子作点标记处的气隙，如果这个气隙变化超过5％， 则说明是偏心的定子。
各种极数的同步转速(转／分)
极数 2 4 6 8 10 12 同步转速 3000 1500 1000 750 600 500
RBPF = 转子条数 X 转速
RBPF(转子条通过频率)
气隙 = 转子与定子之间的间隙 磁中心 = 转子磁场和定子磁场相平衡及转子被驱动的点
电气故障检测的一些问题
指示定子故障问 题的细化谱
定子故障
振动分析可检测的定子故障：
1．定子偏心(偏心的定子在转子与定子之间产生一个静止的不动气 隙) ； 2．短路的铁芯片(铁芯片层的绝缘问题，它可以引起局部发热)； 3．松动的铁芯(定子中任何松动或弱点)；
这些故障问题呈现如下特征：
1．所有这些定子故障都产生2X电源频率的大振动。然而，它们不产生 极通过频率边带，因为它的振源在定子，不被转速频率或者滑差频率 调制。
静止的和旋转的气隙的变化
电气故障检测的一些问题
FL=电源频率(FL=50赫兹) Ns=120FL／P
式中： Ns=无滑差的同步转速(转／分) P=极的数目
Fs=Ns-RPM
式中： Fs=滑差频率(转／分)
Fp=极数 * 滑差频率
式中： Fp=极通过频率 :存在电气故障问题的一个关键边带频率
电气故障检测的一些问题
定子故障
图中细化谱指示一种严重的电气故障。注意，(2FL)频率处出现5.79mm/s高的 幅值，而在2X转速频率处的幅值仅为0.11mm/s。在2X电源频率附近没有任何 极通过频率边带，这指示是定子故障。检查后，发现确实是定子偏心故障。
定子故障
2 ．应该对 2X 电源频率处振动超过1.27mm/s 的新电动机或修过的电动 机，在用的定子故障振动峰值达到2.54mm/s 的电动机进行分析。 ( 这 个准则适用于 50 马力到 1000马力的电动机 ) 。如果电动机直接驱动精 密机床的轴，则2FL的幅值必须更小，应该在0.63mm/s或更小。 注：1HP=745.7W 3 ．定子偏心，在转子与定子之间产生一个静止的不均匀的气隙，产 生非常定向的振动，在转子与定子的最小气隙处出现最大电磁力。电 磁力本身每转一转从最小到最大产生电源频率两倍的振动。
机器振动特征分析（4）
交流感应电动机故障
电动机故障
• • • • MCSA电动机电流分析，是振动分析的强有力的支持技术。 不仅可证实存在故障，还可评定故障的严重程度。 振动分析和电流分析技术组合起来还可指出故障的原因。 有效的专家诊断软件。
在电流分析或振动分析评定电动机故障时，纯的机械故障可能使电动 机“呈现”为有明显的电气故障问题 (例如，严重不对中的轴可在电流分 析中产生转子与定子之间变化的气隙的效果 )。因此，这些试验指出存在 电气故障问题时，在把电动机送出去之前，应该首先进行详细的振动分析， 检查是否存在机械故障问题，以免本来不必要的电气修理。 首先应修正这些机械故障问题(不平衡，不对中，轴弯曲等)。然后，重 新进行电动机电流分析和振动分析，评定在解决了机械问题后电动机的电 气状态。
感应电动机振动分析
用振动分析可以检测的某些故障问题包括： 1．定子偏心，短路的铁芯片和松动的铁芯； 2．转子偏心(可变的气隙)； 3．转子故障(断的或裂的转子条或短路环，短路的转子铁芯片，松动的转子 条等)； 4．转子的不均匀的局部受热造成的转子热弯曲； 5．由于松动的或断开的接头造成的电气相位问题； 6．同步电机的故障； 7．直流电动机的故障； 8．扭转脉冲故障。
注意: • 在2FL处的较高振动3.40mm/s。 • 必须采用非常高的频率分辩率，以将2FL与电动机转速频率的谐波频 率分离开来 • 对于所选择的大多数频率范围，在2X转速频率和2FL频率处，分析仪 将不显示两个单独的频率；而在6000cpm处只显示一个频率(取决于所选 择的最高频率)。这些情况下，必须增加FFT的谱线数，或在6000cpm附 近作”细化谱“。
定子故障
5．松动的铁芯是由于定子支承刚性局部减弱或者松动造成的。 6．短路的定子铁芯片可引起不均匀的，局部发热，它实际上使 定子畸变，引起定子偏心故障。这就产生热弯曲，热弯曲可随着 运转时间延长明显增大，有时会引起定子与转子相接触，这是灾 难性的。
转子偏心
偏心的转子在转子与定子之 间产生不均匀的气隙，这个不均 匀的气隙与转子一起旋转(与偏心 的定子情况中静止的气隙正相反)
交流感应电动 机及其定子、 转子、转子条、 气隙和磁场示 意图
感应电动机振动分析
包括转子条、短路环和转子铁芯片的转子立体图
电气故障检测的一些问题
• 如果怀疑电气故障，应该在电动机满负荷下进行测试 • 电磁力与定子电流的平方成正比 • 有电气故障的电动机，往往在‘单独”运转( 与被驱的机器不 连接) ，或者机器处于空载运转时，不产生故障的振动特征信号。 机器承载时，便出现明确的症兆，尤其处在或接近100％负荷时
转子与定子之间不均匀的气隙
电气故障检测的一些问题
图表示间隙本身保持 在同一角向位置的静止的 气隙问题与由偏心转子引 起的旋转的气隙问题之间 的差别。
• 大部分电气故障在2X工频(同步频率)处振动值高
•100Hz
电气Fra Baidu bibliotek障检测的一些问题
为什么是两倍工频? 而不是电源工频?
在定子磁场3000rpm一转过程中，朝向最靠近的极的磁拉力，从零上升到 最大在偏心转子中发生两次。磁场以3000rpm旋转，磁拉力在每分种内达 到最大6000次(或6000rpm)。
定子故障
4．对于交流感应电动机，气隙差不应该超过5％；对于同步电动 机，不超过10％。 如果两倍电源频率(2FL)处振动额外增大，则应在定子和转子 上分别作一个点标记，检查电动机(如果物理上可以检查的话 )。 然后，在定子与转子的作点标记对准的情况下，测量气隙，每转 动转子45度，测量定子作点标记处的气隙。如果气隙变化超过的5 ％，则气隙差是由于偏心的转子造成的。下一步是再每转动转子 45度，测量转子作点标记处的气隙，如果这个气隙变化超过5％， 则说明是偏心的定子。
各种极数的同步转速(转／分)
极数 2 4 6 8 10 12 同步转速 3000 1500 1000 750 600 500
RBPF = 转子条数 X 转速
RBPF(转子条通过频率)
气隙 = 转子与定子之间的间隙 磁中心 = 转子磁场和定子磁场相平衡及转子被驱动的点
电气故障检测的一些问题
指示定子故障问 题的细化谱
定子故障
振动分析可检测的定子故障：
1．定子偏心(偏心的定子在转子与定子之间产生一个静止的不动气 隙) ； 2．短路的铁芯片(铁芯片层的绝缘问题，它可以引起局部发热)； 3．松动的铁芯(定子中任何松动或弱点)；
这些故障问题呈现如下特征：
1．所有这些定子故障都产生2X电源频率的大振动。然而，它们不产生 极通过频率边带，因为它的振源在定子，不被转速频率或者滑差频率 调制。
静止的和旋转的气隙的变化
电气故障检测的一些问题
FL=电源频率(FL=50赫兹) Ns=120FL／P
式中： Ns=无滑差的同步转速(转／分) P=极的数目
Fs=Ns-RPM
式中： Fs=滑差频率(转／分)
Fp=极数 * 滑差频率
式中： Fp=极通过频率 :存在电气故障问题的一个关键边带频率
电气故障检测的一些问题
定子故障
图中细化谱指示一种严重的电气故障。注意，(2FL)频率处出现5.79mm/s高的 幅值，而在2X转速频率处的幅值仅为0.11mm/s。在2X电源频率附近没有任何 极通过频率边带，这指示是定子故障。检查后，发现确实是定子偏心故障。
定子故障
2 ．应该对 2X 电源频率处振动超过1.27mm/s 的新电动机或修过的电动 机，在用的定子故障振动峰值达到2.54mm/s 的电动机进行分析。 ( 这 个准则适用于 50 马力到 1000马力的电动机 ) 。如果电动机直接驱动精 密机床的轴，则2FL的幅值必须更小，应该在0.63mm/s或更小。 注：1HP=745.7W 3 ．定子偏心，在转子与定子之间产生一个静止的不均匀的气隙，产 生非常定向的振动，在转子与定子的最小气隙处出现最大电磁力。电 磁力本身每转一转从最小到最大产生电源频率两倍的振动。
机器振动特征分析（4）
交流感应电动机故障
电动机故障
• • • • MCSA电动机电流分析，是振动分析的强有力的支持技术。 不仅可证实存在故障，还可评定故障的严重程度。 振动分析和电流分析技术组合起来还可指出故障的原因。 有效的专家诊断软件。
在电流分析或振动分析评定电动机故障时，纯的机械故障可能使电动 机“呈现”为有明显的电气故障问题 (例如，严重不对中的轴可在电流分 析中产生转子与定子之间变化的气隙的效果 )。因此，这些试验指出存在 电气故障问题时，在把电动机送出去之前，应该首先进行详细的振动分析， 检查是否存在机械故障问题，以免本来不必要的电气修理。 首先应修正这些机械故障问题(不平衡，不对中，轴弯曲等)。然后，重 新进行电动机电流分析和振动分析，评定在解决了机械问题后电动机的电 气状态。
感应电动机振动分析
用振动分析可以检测的某些故障问题包括： 1．定子偏心，短路的铁芯片和松动的铁芯； 2．转子偏心(可变的气隙)； 3．转子故障(断的或裂的转子条或短路环，短路的转子铁芯片，松动的转子 条等)； 4．转子的不均匀的局部受热造成的转子热弯曲； 5．由于松动的或断开的接头造成的电气相位问题； 6．同步电机的故障； 7．直流电动机的故障； 8．扭转脉冲故障。
注意: • 在2FL处的较高振动3.40mm/s。 • 必须采用非常高的频率分辩率，以将2FL与电动机转速频率的谐波频 率分离开来 • 对于所选择的大多数频率范围，在2X转速频率和2FL频率处，分析仪 将不显示两个单独的频率；而在6000cpm处只显示一个频率(取决于所选 择的最高频率)。这些情况下，必须增加FFT的谱线数，或在6000cpm附 近作”细化谱“。
定子故障
5．松动的铁芯是由于定子支承刚性局部减弱或者松动造成的。 6．短路的定子铁芯片可引起不均匀的，局部发热，它实际上使 定子畸变，引起定子偏心故障。这就产生热弯曲，热弯曲可随着 运转时间延长明显增大，有时会引起定子与转子相接触，这是灾 难性的。
转子偏心
偏心的转子在转子与定子之 间产生不均匀的气隙，这个不均 匀的气隙与转子一起旋转(与偏心 的定子情况中静止的气隙正相反)
交流感应电动 机及其定子、 转子、转子条、 气隙和磁场示 意图
感应电动机振动分析
包括转子条、短路环和转子铁芯片的转子立体图
电气故障检测的一些问题
• 如果怀疑电气故障，应该在电动机满负荷下进行测试 • 电磁力与定子电流的平方成正比 • 有电气故障的电动机，往往在‘单独”运转( 与被驱的机器不 连接) ，或者机器处于空载运转时，不产生故障的振动特征信号。 机器承载时，便出现明确的症兆，尤其处在或接近100％负荷时