电动机三种典型振动故障的诊断演示教学
振动分析和故障诊断PPT课件
滚动轴承故障四个阶段
第三阶段：滚动轴承宏观 故障阶段，出现磨损故障 频率和谐波出现，（有 FFT,BSF,BPFO,BPFI 及 其 谐波的出现）；同时边带 频率的数量增加． 第四阶段：轴承故障的最 后阶段，这一阶段甚至影 响1X分量，并引起其它倍 频分量2X、3X等的增大。 轴承故障频率和固有频率 开始“消失”被随机的宽 带高频噪音地平代替，高 频量和尖峰能量值很大。
微 • 联轴器罩摩轴
摩 • 叶轮与扩压器口接触 擦 • 汽轮机叶片与静叶
摩 • 皮带摩擦皮带罩 擦 • 叶片摩擦外罩
典型的摩擦波形
转子在转动过程中与定子的摩擦会造成严重的设备故障
在摩擦过程中,转子刚度发生改变从而改变转子系统的固有频率,可能激 起一个或多个共振。
往 往 会 激 起 亚 谐 波 振 动 (1/2X,1/3X.), 严 重 时 出 现 大 量 的 谐 频 (1/2X,1.5X,2.5X...)，并伴随有噪音。（类似粉笔在黑板上拖动时产 生的宽带噪声）
1.磨擦或间隙故障 2.油膜涡动 3.油膜振荡
1.保持架故障 2.滚动体故障 3.外环故障 4.内环故障
10
十.流体动力机械故障
1.叶片通过频率 2.紊乱 3.气穴
十一.齿轮故障
1.齿轮负载
2.齿轮偏心和齿轮侧隙反弹
常 十二.交流电机故障
3.齿轮不对中 4.齿断或齿裂
5.齿轮组合状态问题
见 十三.交流同步电机定子 6.齿轮摆动故障 7.齿轮轴承松动
的 线圈松动
1.定子偏心，铁芯片短路或松动
设
十四.直流电动机及其控
2.转子偏心（动偏心） 3.转子故障（断条等）
4.相位故障（接头松动）
备 制故障
电机振动噪声故障诊断手册
推荐解决方法：
现场排除或电机返厂修复/ 更换。 如下改进方法供参考： ■ 改变结构刚性（通过模态测试确认） ■ 增加或减小结构重量 ■ 采取隔振措施
润滑不足
故障现象：
• 振动幅值大，并且伴随有摩擦声 • 有时轴承温度明显升高
可能的潜在原因：
■ 油脂分布不均 ■ 缺油
故障现象：
• 存在电源工频及其谐波（倍频）噪声能量 •有时会与轴频或其谐波形成拍振现象，产 生周期性嗡嗡声。 •切断电源，电磁噪声立即消失，这是区别 电磁噪声和其他噪声的方法。 •细化频谱分析噪声，推荐谱线间隔小于 0.25Hz，在机组带载100%情况下测试。
推荐解决方法：
■ 返厂维修或更换电机
结构共振
■ 更换开裂部件。 ■ 查找松动部位进行紧固 ■采用双螺母、螺纹紧固胶等方式进行防 松
轴承在轴承座内松动或部件配合松动
故障现象：
• 在振动频谱中存在有时高达10X甚至20X 谐波分量 • 相位通常是不稳定的，这一次测量与下一 次测量可能变化很大。 • 这种机械松动可能产生转速的二分之一倍 间隔亚谐波频率，即0.50X,1.50X,2.50X等
■ 支撑本身的刚度不足 ■焊接质量差导致的接触刚度 差
推荐解决方法：
■ 更换鞍座形式，增强支撑 ■ 重新进行焊接，提高焊接质量
共振
故障现象：
•主要体现在运转频率的一阶或倍频上振动 过大。
• 当转速发生偏离时，振动幅值会变小。 •在通过共振点前后，相位会发生180度的 偏转。
可能的潜在原因：
■ 轴系的固有频率 ■ 支承框架的固有频率 ■ 基础的固有频率
可能的潜在原因：
■ 轴承在轴承座中松动； ■ 结构磨损，轴承内部间隙过大； ■ 轴承保持架在其盖内松动。
振动分析和故障诊断分析解析
数
100密 尔
幅
振 动 速 度 (英 寸 /秒 )
值
振 动 加 速 度 (g)
高频区域
高 频 段 力 指 示 器
疲劳指示器
当量烈度轮廓
应力指示器
对数频率
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其中：
振 动 加 速 度 (g) 峰 值 振 动 速 度 (英 寸 /秒 ) 峰 值 振 动 位 移 (密 尔 ) 峰 峰 值 频 率 (转 /分 )
机器振动测量和评价的有关标准
ISO10816-2：50MW以上大型汽轮发电机组振动速度 评定区域边界
2020/3/16
机器振动测量和评价的有关标准
ISO10816-3：300KW以上50MW以下大型机组振动烈度区域分类
2020/3/16
机器振动测量和评价的有关标准
ISO10816-3：15KW-300KW中型机器振动烈度区域分类
• 振动加速度传感器固定对频响的影响
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振动监测中的一些技术细节要点
• 仪器频率响应特性
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0. 5赫兹
4赫兹
绝对振动(瓦振) 相对振动(轴振)
电涡流式传感器 在 滑动轴承内对准轴
绝对振动
轴
轴承
非接触式传 感器
相对振动
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双芯或四芯电缆提供(24伏)直流电源操作信
制频率等间隔的分布的
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滤波问题
高通滤波 低通滤波 带通滤波
未滤波的原始信号
滤波器
滤波器
滤波器
滤波后的信号
带阻滤波
滤波器
滤波器
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振动参数
1.振动位移 2.振动速度 (国际标准和国家标
电动机的振动分析与故障诊断
电动机的振动分析与故障诊断电动机在工业生产中扮演着重要的角色，但长期使用和不良操作可能导致其振动和故障。
本文将探讨电动机振动的原因以及故障的诊断方法，并提供解决这些问题的建议。
一、振动分析1. 振动的原因电动机振动的原因可能包括以下几个方面：a. 不平衡负载：不平衡负载可能是由于旋转部件的不均匀质量分布引起的，导致电动机产生振动。
b. 轴承故障：电动机的轴承在长期使用后可能会磨损、断裂或过度磨损，这会导致振动。
c. 轴偏心：轴偏心可能是由于组装问题或轴的变形引起的，会导致电动机产生振动。
d. 磁场不均匀：电动机的磁场不均匀可能与电磁线圈的设计和制造有关，这也会导致振动。
e. 失衡转子：电动机转子的失衡可能会导致振动，特别是在高速旋转时更容易出现问题。
2. 振动的影响电动机的振动不仅会影响机器的正常运行，还可能导致以下问题：a. 能源浪费：振动会导致电动机能量的损失，从而引起额外的能源消耗。
b. 设备损坏：持续的振动会导致电动机零部件的磨损加剧，甚至可能引起断裂或脱落。
c. 噪音污染：振动使电动机产生噪音，如果超过了正常水平，可能会引起噪音污染。
二、故障诊断1. 振动系统监测为了正确地诊断电动机振动问题，可以使用振动监测系统来采集数据并进行分析。
这些系统通常包括振动传感器、数据采集器和分析软件。
2. 数据分析通过收集到的振动数据进行分析，可以找到故障的迹象和原因。
常见的数据分析方法包括：a. 频谱分析：将振动信号转换成频谱图，通过分析频谱图可以确定故障频率和振动幅值。
b. 轨迹分析：通过绘制轴承振动的运动轨迹图，可以确定轴承的故障类型。
c. 时域分析：对振动信号进行时间域分析，可以了解振动信号的波形和振动特征。
3. 故障诊断根据分析结果，可以判断电动机的故障类型，并采取相应的修复措施。
常见的故障类型包括轴承故障、不平衡、磁场不均匀等。
三、解决方案1. 平衡校正对于因不平衡而引起的振动，可以采用平衡校正的方法来解决问题。
电机振动标准通用课件
降低设备寿命
长期振动会导致电机及 其附属设备的疲劳损坏 ，缩短设备使用寿命。
影响设备性能
振动会影响电机的输出 功率和效率，影响设备
的正常运行。
产生噪声
振动会产生噪声，影响 工作环境和人员健康。
引发其他故障
振动可能导致电机内部 元件松动、接触不良等 问题，引发其他故障。
02
电机振动标准
国际标准
01
合理设计减震器，降低振动对周围环 境的影响。
弹性支撑设计
采用弹性支撑材料和结构，减小振动 传递。
制造阶段减振措施
严格控制制造精度
确保电机各部件制造精度，减小因装配误差引起的振动。
振动测试与调整
在制造过程中进行振动测试，及时发现并调整振动问题。
质量平衡控制
对电机进行质量平衡调整，消除不平衡引起的振动。
预警系统
预警系统能够根据监测数据预测 电机可能出现的故障，提前采取 措施进行预防性维护，降低故障 率，延长设备使用寿命。
电机振动研究新进展
跨学科研究
电机振动研究涉及到多个学科领域，如机械工程、电气工程、物理学等。未来研究将更加注重跨学科的合作与交 流，以推动电机振动技术的创新发展。
实验与仿真相结合
振动烈度检测法
定义
振动烈度是指电机某一方向上振动速度的有效值 ，是衡量电机振动强弱的指标。
计算公式
振烈度（mm/s）= 速度有效值 / 100
应用范围
适用于电机运行状态的振动监测和故障诊断。
振动速度有效值检测法
01
定义
振动速度有效值是指电机振动速 度的均方根值，反映了电机振动 的能量。
计算公式
04
电机振动故障诊断
常见故障类型
三相电机振动及噪声异常诊断案例,怎么判断？
三相电机振动及噪声异常诊断案例，怎么判断？
一、设备简介
二极电机，额定功率 90KW；轴承型号：SKF 6314/C3叠片式挠性联轴器，振动标准（负载）：≤3.5mm/s，负载：单级、单吸、卧式离心泵。
二、问题描述
1、以电机驱动端水平测点为例，振动在（1.5-3.6）mm/s 之间波动，规律性很强；
2、电机本体有低沉的“嗡嗡..”脉动声，变化规律与振动同步增减，声音比较沉闷，人正在附近容易引起感官上的不适。
三、振动分析
1、宽带频谱（图 1）显示有大量转频谐波，且幅值较高，怀疑有机械松动方面的故障；
2、根据声音和振动的变化规律，综合时域波形特点，可初步确认存在拍振或调制现象；
3、分析图 3、图 4 后发现：电机 2X、3X 转频等作为中心频率，两侧存在大约 0.65Hz 左右（分辨率因素，频差有大有小）的边带频率，据此可判断存在幅值调制，可解释声音和振动的不稳定现象；
4、经计算，约 0.65Hz 的边带频率与电机极通过频率高度接近。
所以，据此重点怀疑电机转子条可能存在缺陷，比如断条或松动。
四、质疑点
1、按照常规的振动分析理论，如果怀疑转子条故障，一般 1X 幅值应比较大且同样应该存在极通过频率的边带，而本例中的频谱特征并不完全符合；
2、专门使用普迪美 DMT300-电动机故障诊断仪对供电电源的电流频谱（单相）进行检测，结果显示不存在故障特征。
而如果是电气故障，通常认为这种检测方法准确性更高。
疑问在于：
目前电机的故障点如何定位？两种检测方式得出的结论无法相互支撑，如何解释？或者，通过上面所述的振动分析方法，能否判定电机存在断条之类的电气故障？。
电动机三种典型振动故障诊断
电动机三种典型振动故障诊断电动机三种典型振动故障的诊断1 引言某造纸厂一台电动机先后出现了三种典型的振动故障:(1) 基础刚性差;(2) 电气故障;(3) 滚动轴承损坏。
现将诊断分析及处理过程进行简单的描述和总结:此电动机安装于临时混凝土基础上，基础由四根混凝土支柱支撑于二楼楼板横梁上，基础较为薄弱。
电动机运行时振动较大，基础平台上感觉共振强烈。
没有发现其他异常。
电动机结构型式及技术参数如下:三相绕线型异步电动机型号:yr710-6 额定功率:2000kw额定转速:991r/min 工作频率:50hz额定电压:10kv极数:6滚动轴承:联轴节端nu244c3; 6244c3末端: nu244c3 (fag)针对本电动机的特点,采用entek data pactm 1500数据采集器＋9000a-lbv加速度传感器; enmoniter odyssey软件进行振动数据的采集和分析:2 电动机基础刚性弱的诊断过程2001年8月21日，采用entek data pactm 1500数据采集器对此电动机进行测试。
首先，断开联轴节，进行电动机单试。
测量电动机两端轴承座处水平、垂直、轴向三个方向的振动速度有效值(mm/s rms)、振动尖峰能量(gse)幅值及频谱;测量电动机地脚螺栓、基础、基础邻近台板各点及台板下支撑柱上各点的振动位移峰峰值(μm p-p); 测量电动机两侧轴承座水平、垂直方向的工频(1×n)振动相位角。
将电动机断电，采集断电瞬间前后电动机振动频谱瀑布图。
之后，重新找正对中，带负荷运行进行测试，测试内容同上。
测点位置如图1所示;对电动机基础、地脚螺栓及台板各点振动幅值进行测量的数据如图2、图3所示。
图1图2 振动数据侧视图图3 俯视振动数据图图4 电动机m1-h点振动频谱图(2001年08月21日)电动机振幅径向方向大，轴向方向小。
由图4可见。
电动机单试时m1-h点振动频谱图可以看出工频成分是振动的主要频率成分，高次谐波成分不明显，可排除存在松动碰磨以及对中问题的可能性;50hz、100hz等市电频率的谐波成分峰值较小，而且，在电动机断电瞬间的前后变化不明显，通频幅值也无明显降低，由此可排除电磁激振力存在的可能性; 初步怀疑不平衡是主要的激振力。
振动故障机理及案例资料PPT课件
振动故障机理及案例
东北电力科学研究院 常强 2009年8月
转子质量不平衡
机理：转子残余质量不平衡过大，产生 较大离心激振力，转子——轴承系统振 动响应较大。 对于挠性转子来说，低阶不平衡响应对 高转速下的振动响应影响较小 不平衡故障可以通过动平衡试验消除
动静碰磨故障的一般处理原则
如果观察到转子在较低转速下振动过大，尤其 是瓦振偏大，且在固定转速下持续增大时，发 生碰磨故障的可性能很大，应及时停机，不能 再尝试升速越过临界转速区。
机组在启动（尤其是冷态）过程中应严格控制 各项参数，各项保护均应投入，当因振动大跳 机后，不能立即挂闸再次启动
动静碰磨故障的一般处理原则
转子裂纹
转子裂纹
转子裂纹出现早期，机组的振动不会发 生显著的变化。 转子裂纹的扩展周期较长。 在机组振动显著增大后，转子裂纹已经 扩展至较大范围。
油膜振荡
故障机理： 轴承设计不合理，轴系稳定性较差，在 机组受到外界扰动后，轴系振动失稳。 振动迅速增大。 可倾瓦稳定性最好，应用较广。圆筒瓦、 3油楔瓦稳定性较差，目前以很少应用。
转子裂纹
案列：600MW机组小轴裂纹
转子裂纹
2009年2月底至3月中旬，该机组7瓦振动 持续小幅增长。 3月19日，6、7瓦振动突然发生大幅阶跃 式增长 。此后，7瓦振动快速增大。 7瓦振动信号中有明显的二倍频成分。
电动机振动的原因和故障处理PPT教学课件
转子短路环和笼条开焊、断裂。绕线式转子三相 绕级不平衡，绕组断线、接地击穿、匝间击穿、 接线错误、电刷接触不良
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2机械方面
• 2-1电机本身方面：转子不平衡、转轴弯曲、滑环
变形，定转子气隙不均、磁力中心不一致。轴承 故障：基础安装不良。机械强度不够。共振、地 脚螺丝松动、电机风扇损坏。轴承运行接近使用 寿命时，电机振动逐渐增大，轴承运行有杂音， 可能发生研轴研盖和出现扫堂的现象。
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PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
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隙，检查轴承，测量间隙如不合格更换轴承，检查铁芯变形和松动情 况，松动的铁芯可用环氧树脂胶粘接灌实，检查转轴，对弯曲的转轴 进行补焊重新加工或直接直轴，然后对转子做平衡试验
• 3负载机械检查正常，电气本身也没有问题，引起故障的，原因是连
接部分造成的，这时要检查电机的基础水平面、倾斜度、强度、中心 找正是否正确，联轴器坏，电机轴相饶度是否符合要求
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针对故障原因进行检修
• 1电气原因检修：首先测定定子三相直流电阻是否平衡，若不平衡，
则说明定子连线焊接部位有开焊现象，断开绕组分相进行查找另外绕 组是否存在匝间短路现象，如故障明显可以从绝缘表面看到烧焦痕迹， 或用仪器测量定子绕组，确认匝间短路后，将电绕组重新下线
• 2机械原因检修：检查气隙是否均匀，如果测量值超标，重新调整气
电动机振动的原因和故障处理
电子板
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振动原因
• 1电磁方面 • 2机械方面 • 3机电混合方面
从电机振动现象分析其3个常见电气故障，包含识别方法、诊断措施
从电机振动现象分析其3个常见电气故障，包含识别方法、诊断措施电机在实际运行过程中，很多因素都会导致电机故障，原因也比较复杂，但引起振动的原因不外乎机械和电气两方面的原因，下面就振动现象对其进行原因分析，从识别方式，产生的危害到最终的处理方式做一梳理。
常见的电机电气故障有以下3种：1. 运行绕组线圈的匝间短路a) 原因分析：正常情况下，电机运行绕组产生的电磁力在直径方向上是均衡的，不会引起振动。
出现匝间短路后，部分线圈失去了作用，会产生不均匀的电磁力，其大小取决于失去作用的线圈匝数和电流大小。
不均匀的电磁力随电流的变化而迅速变化。
同时，运行绕组上会出现局部过热点，导致截面上温度不均匀，产生热变形。
因此线圈匝间短路引起的振动既会随电流的增大而迅速增大，也具有一定的滞后性。
匝间短路的电压特征谱线b) 危害：匝间短路后，短路中的一匝或几匝线圈自身组成闭合回路（没有外加电压）。
感应电动势就会在这个电阻很小的闭合回路中产生很大的电流。
这个电流使短路匝的温度比其他线匝高，时间一久，短路匝数的绝缘外皮及附近的绝缘材料就会焦脆或脱落，最后可能导致更严重的短路而烧毁电机。
c) 识别方法：当电动机三相空载电流出现上述明显不平衡的情况时，为了进一步确定是否匝间短路，可使电动机空载几分钟后迅速拆开电动机，抽出转子，用手依次摸每一个线圈的端部（不要摸铁芯）。
如果有一个线圈的端部温度比其他的都烫，就可以肯定这个线圈有匝间短路。
如果没有发现那一个线圈明显发烫，则在设备许可的条件下，把电压升高到额定值的1.3倍，让电动机空转5分钟后再拆开检查。
这样，一般来说就能找到短路线圈，有时还会出现冒烟现象。
电流检测法d) 修理：确定某个线圈有匝间短路后，对单-星形接法的电动机，可将这个线圈全部剪断，再将与它链接的前后两个线圈接通，使整一相的绕组不致因这个线圈剪除而断开。
这种跳接法可暂时在降低负载的情况下使用，若满载运行则很快就会烧坏。
2. 转和定子之间空气间隙不均匀a) 原因分析：电机正常运转时，转子的转动轴线与定子的磁力中心线重合，作用在转子上的电磁力是均匀、对称分布的，如果转子与定子的之间的气隙不均匀，当磁极经过最小空气间隙时，单项磁力吸引力最大，当磁极经过最大空气间隙时，单项磁吸引力最小，这样就会因吸引力不平衡而产生振动。
电机常见故障及检测方法PPT课件
3）、三相电压不对称，即一相电压偏高或偏低时，会导致 某相电流过大，电动机发热，时间长会损坏绕组。
注意：无论电压过高过低或三相电压不对称都会使电流增加， 电动机发热而损坏电动机。
注意：电动机转子转轴通过轴承支撑转动，是负荷最重的部 分，又是容易磨损的部件
精品课件
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电动机常见故障及检测方法
二、三相异步电动机电气故障 电气方面常见的故障有电压不正常、绕组接地、绕组短路、 绕组断路、缺相运行等。
精品课件
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电动机常见故障及检测方法
1、电压不正常：
1）、电源电压偏高，激磁电流增大，电动机会过分发热， 过分的高电压会危机电动机的绝缘，使其有被击穿的危险。
注意：振动会产生噪声，还会产生额外负荷
精品课件
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电动机常见故障及检测方法
3、轴承过热： 1）、在轴承安装时如果不正确，配合公差太紧或太松，都 会引起轴承发热 2）、在添润滑脂时不易太多，如果太多会使轴承旋转部分 和润滑脂之间产生很大的磨擦而发热 3）、轴承损坏：轴承有裂纹、内外圈碎裂或轴承过度磨损。
精品课件
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电动机常见故障及检测方法
2、绕组接地： 1）、电动机绕组绝缘受到损坏，及绕组的导体和铁心、机 壳之间相碰即为绕组接地。 2）、绕组接地会造成该相绕组电流过大，局部受热，严重 时会烧毁绕组。
注意：出现绕组接地多数是电动机受潮引起，有的是在环境 恶劣时金属物或有害粉末进入电动机绕组内部造成。
2、听:
认真细听电动机的运行声音是否异常。可借助于螺丝刀或听 棒等辅助工具，贴近电动机两端听，以便发现电动机及其拖 动设备的不良振动，同时判断内部轴承油的多少，一旦缺少， 及时采取添加轴承油或更换新轴承等相应的措施处理，避免 电动机轴承缺油干磨而堵转、走外圆、扫膛烧坏。
电动机常见振动特征及案例分析
电动机常见振动特征及案例分析电动机常见振动特征及案例分析振动分析电机的故障诊断有电流分析法、振动诊断法、绝缘诊断法、温度诊断法、振声诊断等。
本文在分析了电机典型故障的振动特征后，利用振动诊断法对某煤矿主通风机电动机的故障进行分析和诊断。
1、振动诊断过程电机和其他所有机器设备一样，在运行过程中有能量、热量、磨损、振动等各种物理和化学参数的传递和变化，这些信息变化直接和间接地反映出电机的运行状态，而振动信息(位移、速度、加速度)能够敏感地反映电机的运行状态，利用振动诊断法可以有效地诊断出电机的故障。
其诊断过程主要有异常巡检、故障状态和部位诊断、故障类型和原因分析三个部分。
其后两部分属于精密诊断内容。
(1)异常巡检主要是对电机进行简易诊断，采用便携式振动测试仪对电机的状态迅速而有效地作出概括性评价，以对电机进行早期故障诊断和趋势控制。
若异常巡检后发现电机运行正常，则无需进一步诊断；反之，则应对电机进行精密诊断。
(2)故障状态和部位诊断此为精密诊断，一般采用振动传感器拾取电机运行状态的振动信息，并用频谱分析对这些信息进行分析和处理，通过状态信息中分离出与故障直接有关的信息，以确定电机故障的状态和部位。
(3)故障类型和原因分析这是对电机故障的振动特征分析之后形成典型故障特征库或专家系统，从而对电机状态进行识别，以确定故障类型和部位。
2、典型故障特征分析假设电源频率为f0，电机输出轴的频率为f r，其常见的异常振动故障及其特征分析如下：(1)定子部位1)定子电磁振动异常原因主要是定子三相磁场不对称，定子铁心和定子线圈松动及电动机机座底脚螺钉松动。
2)振动特征a．振动频率为电源频率的2倍，即2f0b．切断电源，电磁振动立即消失；C．振动可在定子机座和轴承上测量；d．振动大小与机座刚度和电机负载有关。
(2)气隙部位1)气隙不均匀(或称气隙偏心)原因主要有静态气隙不均匀和动态气隙不均匀。
2)振动特征a．静态气隙不均匀即：①电磁振动频率是电源频率的2倍，即2fo；②振动大小随气隙偏心值的增大而增大，与电机的负荷关系也是如此；③气隙偏心产生的电磁振动与定子异常产生的电磁振动较难区别。
电机拍振、偏心转子振动故障症状特征分析与解决处理方法(图文并茂详解)
电机拍振、偏心转子振动故障症状特征分析与解决处理方法（图文并茂详解）一、拍振症状特征：1、拍振是两个频率非常接近的振动同相位和反相位合成的结果。
2、宽带谱将显示为一个尖峰上下，波动本身在宽带谱上存在两个尖峰的频率之差就是拍频。
二、偏心转子症状特征：（一）、转子参数：1、电源频率FL（为50赫兹=3000转/分）；2、极数P；3、转子通过频率Fb=转子条数*转子转速；4、同步转速NS=2XFL/P；5、滑差频率FS=同步转速-转子转速。
（二）、定子偏心、绝缘短路和铁芯松动症状特征：1、定子问题产生高幅值的电源频率，二倍(2FL) 电磁振动；2、定子偏心产生不均匀的气隙，其振动的单向性非常明显；3、软底脚可能导致定子偏心。
（三）、同步电动机症状特征：1、同步电动机的定子线圈松动产生。
2、高幅值的线圈通过频率振动。
3、线圈通过频率两侧将伴随1X转速频率的边带。
（四）、电源相位故障症状特征：1、相位问题将引起二倍电源频率。
2、(2FL)伴有(1/3) FL的边带。
3、如果不修正电源故障，二倍电源频率(2FL) 的电磁振动幅值可能超过25毫米/秒峰值。
4、如果电源接头局部故障只是偶尔接触故障。
（五）、偏心转子症状特征：1、偏心转子产生旋转的、可变的气隙，它产生脉冲振动。
2、经常要求进行细化谱分析，以分离二倍电源频率(2F) 与旋转转速的谐波频率。
（六）、转子断条症状特征：1、旋转转速及其谐波频率两侧伴随极通过频率(Fp)边带说明转子断条故障。
2、在转子条通过频率(RBPF)两侧，伴随二倍电源频率(2FL)边带说明转子条松动。
3、往往是转子条通过频率(RBPF)的二倍( 2XRBPF)和三倍(3XRBPF )幅值很高，而转子条通过频率(RBPF)的基频(1XRBPF)的幅值很小。
三、直流电机症状特征：1、利用可控硅整流器频率(SCR) 高于正常的幅值可检测直流电动机故障。
2、这些故障包括：绕组线圈断裂，保险丝和控制板故障，可产生1X到5X电源频率的高幅值振动。
设备震动故障诊断75页PPT
Ⅰ－原动机（电动机） Ⅱ－传动系统 Ⅲ－工作机（引风机） ①、②－电动机滚动轴承 ③、④－引风机滚动轴承
2） 必须查明各主要零部件（特别是运动零 件）的型号、规格、结构参数及数量等，并 在结构图上表明或另予说明。这些零件包括： 轴承型式、滚动轴承型号、齿轮的齿数，叶 轮的叶片数、带轮直径、联轴器型式等。
2）工作介质：有无尘埃、颗粒性杂质或 腐蚀性气体（液体）；
3）周围环境：有无严重的干扰（或污染） 源存在，如振源，粉尘、热源等。
4.设备基础型式及状况 搞清楚是刚性基础还是弹性基础等等。
5.主要资料档案资料 设备原始档案资料、设备检修资料、设
备故障记录档案等。
二. 确定诊断方案
在此基础上，接下来就要确定具体的诊断方案。 诊断方案应包括以下几方面的内容。
设备震动故障诊断
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
按振动频率分类
机械振动
低频振动：f < 10 Hz 中频振动：f = 10-1000 Hz 高频振动：f > 1000 Hz
振动的一般分类
构成一个确定性振动有3个基本要素，即
振幅d、频率f 和相位φ。
当然，振幅不仅用位移，还可以用速度 和加速度。要特别说明一个与振动有关的量 就是速度有效值 ，也常被称为速度均方根值。 这是一个经常用到的振动测量参数。目前许 多振动标准都是采用振动速度作为判别参数， 因为它最能够反映振动的烈度。
机械故障诊断技术电动机故障诊断PPT学习教案
高频磁通的槽振动的频谱
例如，一台四极电机，P=2，转子的槽数ZR =40，定子槽数ZS =48， 先计算其模态阶数K：
K0=|ZR－ZS |=|40－48|=8
K1=|ZR－ZS＋2P|=|40－48＋4|=4
K2=|ZR－ZS－2P|=|40－48－4|=12
fk0
{40 2
➢ 三．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》的规定，对不同轴中心高和转速的单台 电机，在按GBl0068．1规定的方式测定时，其振动速度 有效值应不超过表9-1的规定。
安表装方9—式1 电动机振动速度有效值弹的性极悬限置标准（mm／s）
轴中心高（mm）
对于直流电动机的故障特征可以归纳为以下几条： 1. 如果转频fr的振动很明显，则有不平衡、轴弯曲等机械
异常。 2. 如果2xfr振动明显，则有不对中等安装方面的异常。 3. 槽频率fz以及边频带fz±fr的振动明显，则有包括电路异
常的电气故障的可能。 4. 如fz和fn接近，则设计不合理。 5. 高频fc成分明显时，线第圈14绝页/共缘45磨页损或楔松动。
因电磁振动在空间位置上和旋转磁场是同步的，定 子电磁振动频率应为旋转磁场频率(f0／P)和电磁力极数 (2P)之乘积2f0，也就是2倍的电源频率。由此可知，电 机在正常工作时，机座上受到一个频率为电网频率2倍的 旋转力波的作用，而可能产生振动，振动大小则和旋转 力波大小和机座刚度直接有关。
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定子电磁振动异常主要原因及特点
定子电磁振动异常的主要原因 （1）定子三相磁场不对称。如电网三相电压不平衡，因接触不良 造成单相运行，定子绕组三相不对称等原因，都会导致定子磁场的 不对称，而产生异常振动。 （2）定子铁心和定子线圈松动，将使定子电磁振动和电磁噪声加 大，在这种情况下，振动频谱图中，电磁振动除了2f0的基本成份之 外，还可以出现4 f0、6 f0、8 f0的谐波成分。 （3）电动机座底脚螺钉松动，其结果相当于机座刚度降低，使电 动机在接近2f0的频率的范围发生共振，因而使定子振动增大，结果 产生异常振动。
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电动机三种典型振动故障的诊断
1 引言
某造纸厂一台电动机先后出现了三种典型的振动故障:
(1) 基础刚性差;
(2) 电气故障;
(3) 滚动轴承损坏。
现将诊断分析及处理过程进行简单的描述和总结:
此电动机安装于临时混凝土基础上，基础由四根混凝土支柱支撑于二楼楼板横梁上，基础较为薄弱。
电动机运行时振动较大，基础平台上感觉共振强烈。
没有发现其他异常。
电动机结构型式及技术参数如下:
三相绕线型异步电动机
型号:yr710-6 额定功率:2000kw
额定转速:991r/min 工作频率:50hz
额定电压:10kv
极数:6
滚动轴承:联轴节端nu244c3; 6244c3
末端: nu244c3 (fag)
针对本电动机的特点,采用entek data pactm 1500数据采集器＋9000a-lbv加速度传感器; enmoniter odyssey软件进行振动数据的采集和分析:
2 电动机基础刚性弱的诊断过程
2001年8月21日，采用entek data pactm 1500数据采集器对此电动机进行测试。
首先，
断开联轴节，进行电动机单试。
测量电动机两端轴承座处水平、垂直、轴向三个方向的振动速度有效值(mm/s rms)、振动尖峰能量(gse)幅值及频谱;测量电动机地脚螺栓、基础、基础邻近台板各点及台板下支撑柱上各点的振动位移峰峰值(μm p-p); 测量电动机两侧轴承座
水平、垂直方向的工频(1×n)振动相位角。
将电动机断电，采集断电瞬间前后电动机振动频谱瀑布图。
之后，重新找正对中，带负荷运行进行测试，测试内容同上。
测点位置如图1所示;对电动机基础、地脚螺栓及台板各点振动幅值进行测量的数据如图2、图3所示。
图1
图2 振动数据侧视图
图3 俯视振动数据图
图4 电动机m1-h点振动频谱图(2001年08月21日)
电动机振幅径向方向大，轴向方向小。
由图4可见。
电动机单试时m1-h点振动频谱图可以看出工频成分是振动的主要频率成分，高次谐波成分不明显，可排除存在松动碰磨以及对中问题的可能性;50hz、100hz等市电频率的谐波成分峰值较小，而且，在电动机断电瞬间的前后变化不明显，通频幅值也无明显降低，由此可排除电磁激振力存在的可能性; 初步怀疑不平衡是主要的激振力。
为了能够准确的找出引发电动机异常工频振动的故障原因，有必要参考各测点振动相位。
通过表1可以看出，电动机轴承座在水平垂直两方向的振动相位是精确相同的，而不是通常不平衡状态下的相位差90°，这说明电动机的振动是一种定向振动，而不是单纯的不平衡[1]。
经检查，电动机各地脚螺栓均未发现松动迹象，基础台板及支撑柱的振幅与电动机几乎相等，说明基础并未吸收电动机的振动，而是同电动机一同作定向振动，这就反映出支撑基础较为
薄弱，刚性不足(据了解，此电动机为临时增加的设备，基础的设计建造并未依据有关的标准进行)，容易在电动机振动激振力的作用下，发生受迫振动，反过来又加剧电动机的振动。
在这种情况下长期运行容易造成电动机及基础的损坏，所以立即停机进行处理。
厂方增加了混凝土中间支撑柱，以加强基础的刚性。
表2列出了基础加固后电动机各点振动数据，可以看出，经过基础加固后，电动机定向振动的现象消失，振动状况明显改善。
3 电动机电磁故障的诊断过程
此后电动机连续运转三个月后，因内部零件松动脱落而烧损。
经电动机制造厂家检修后开车，振动较大。
2002年1月6日对电动机作振动分析，进行与前次相同的测试，发现振动随负荷的增加而增加，周围楼板共振明显，中间支撑柱振幅较大。
分析采集的振动数据发现:
参考图4(2001年8月21日对电动机测试时采集的m1-h点的振动频谱图)，当时电动机振动工频幅值较高，其他频率幅值较小，无电磁方面的异常。
图5为2002年1月6日采集的m1-h点的振动频谱图，此时通频幅值较前次增大，出现二倍频(33.10hz)并且幅值最高，同时出现了较多的高频成分。
图5 电动机m1-h点振动频谱(2002年01月06日)
50hz、100hz等市电频率及其谐波成分峰值较小，而且，在电动机断电瞬间前后的变化不明显，通频幅值也无明显降低，由此可排除市电频率干扰的可能性。
为了判断二倍频产生的原因，利用entek data pactm 1500数据采集器的停车瀑布图采集功能，作出电动机断电过程振动频谱瀑布图(图略)。
由此可以明显的看出电动机断电前后振动的变化。
在断电瞬间，峰值一直较高的二倍频立即大幅度减小(见图6)，这说明二倍频不是由机械原因产生的，而是由电磁原因产生的，可能的原因有定子绕组不对称、磁极绕组存在匝间断路、气隙不均匀等[2]。
二倍频是此电动机振动的主要振动频率，在楼板上主要的振动频率也是二倍频，楼板是受此频率的激励而发生共振(见图7呈现出典型的拍振波形，明显的看出电动机与楼板的共振)，如果消除或减弱了此振动频率成分，就能避免或减轻基础的共振，所以消除二倍频是减小电动机振动的关键。
图6 电动机m1-h点断电过程33.10hz频率峰值趋势图
图7 电动机周围楼板的振动时域波形图
为了能够准确的找出电动机电气故障，有必要对振动频谱进行细化分析。
图8为m1-h点振动的真细化频谱图，明显看到工频及二倍频的两侧都有边频出现，经计算，边频为电动机转子偏心产生的频率(pp)对各倍频的调制而出现的，这是电动机转子偏心典型的故障图谱。
图
中，pp为电动机转子偏心产生的频率，lf为市电频率50hz，rpm为电动机的工频。
图9为50hz左右频谱的放大显示，由此可以判断出此电动机目前还存在明显的转子偏心缺陷。
图8 电动机m1-h点振动真细化频谱图
图9 电动机m1-h点振动频谱局部放大图
4 电动机轴承故障的诊断过程
与此同时，特别针对此电动机的滚动轴承进行测试和分析，应用entek公司特有的振动尖峰能量(gse)频谱技术及分析软件odyssey附带丰富的滚动轴承库数据，发现了电动机轴承的损坏故障。
图10是对m1-h点所作的振动尖峰能量频谱，其中发现了轴承的故障特征频率峰值:保持架故障特征频率ftf、轴承内圈故障特征频率bpir的存在，图11为m2-h点的峰值振动尖峰能
量频谱，同样发现了轴承的故障特征频率峰值，说明电动机的轴承已经发生了损伤。
对此,建议更换电动机轴承，对电动机进行检查和检修，加强基础支撑的刚性。
图10 m1-h点振动尖峰能量频谱图(gse)
图11 m2-h点振动尖峰能量频谱图(gse)
但由于生产的需要，厂方没有更换轴承，而是继续监护运行。
两天后此电动机联锁停车，经拆检，发现联轴节侧轴承损坏，轴承内圈破裂，断裂的碎块将电动机卡死，造成停车。
5 结束语
在对电动机进行振动故障诊断过程中, 应注意下几点:
(1) 细致认真的日常检测和维护是防止电动机故障的有效手段;
(2) 利用振动相位可以区分表现近似的故障，如不平衡、基础刚性弱和对中不良等;
(3) 分析电动机断电惰走振动频谱瀑布图是一个区分电磁故障与机械故障的重要手段;
(4) 当谱图中出现工频的高次谐波频率成分时，有时与市电频率及其倍频相当的接近，应对50hz、100hz作细化处理，如果电动机有电气方面的故障，就会在此频率两边出现边频，只有通过细化处理才能够清晰的显示出来;
(5) 对于采用滚动轴承的电动机，对轴承作尖峰能量(gse)幅值和频谱分析是判断轴承故障的有力手段;
(6) 应尽量采用多种检测手段对电动机故障进行分析，诸如噪声诊断，电流频谱诊断，温度检测，油液磨屑检测等。
经过多角度的分析，能够全面准确的判断电动机故障的原因。