棒电源电动机轴向振动高原因分析及处理

棒电源电动机轴向振动高原因分析及处理

摘要：本文通过对福清核电2号机组2RAM002MO棒电源电动机非驱动端轴向

振动高异常问题进行分析及处理，同时对棒电源机组使用的柔性联轴器特性以及

电动发电机对中方法进行说明，旨在消除2RAM002MO电动机轴向振动高异常，

提高日常棒电源机组运行可靠性。

关键词：电动机；轴向振动；柔性联轴器；对中

1.棒电源机组简介

福清核电1、2号机组棒电源系统（RAM）功能为提供控制棒驱动机构(CRDM)的线圈连

续供电，该系统为两列MG机组并列运行，每列MG机组由一台发电机、电动机、飞轮构成，额定出口260V电压至控制棒驱动机构，如棒电源系统两列MG机组同时故障将使CRDM磁

力线圈失电，机组紧急停堆。

图1棒电源系统电动发电机结构图

2.概述

2018年12月25日，发现2RAM002MO电动机非驱动端轴向振动达到5.0mm/s（EOMM

手册要求带载标准≤5.6mm/s），电动机和发电机声音、温度均正常，振动保持在4.9～

5.2mm/s之间波动。

电机额定转速1480r/min，转速频率为24.67Hz，测量振动频谱，振动贡献频率主要为24.98Hz和49.52Hz，大量低频（主1倍及少量2倍频）。

3.原因分析

棒电源机组电动机驱动轴与靠背轮的连接采用热套键配合方式，靠背轮通过螺栓连接一

个法兰盘（鱼尾板），法兰盘再通过联轴器（10个橡胶填充式缓冲块）连接飞轮。

根据RAM电动发电机结构以及振动频谱分析，初步判断电机非驱动端轴向振动高可能

原因，并制定纠正措施进行处理，具体内容如下：

原因1：电动发电机柔性联轴器缓冲块长时间运行磨损或受挤压变形，缓冲块间隙变化，造成电动机转子轴向受力不均；

处理措施：更换新的柔性联轴器缓冲块或调整缓冲块与飞轮间隙。

原因2：耦合套件中的鱼尾板受挤压拉扯变形，造成电动机转子中心偏移；

处理措施：检查鱼尾板，如有挤压变形或裂纹，则对鱼尾板进行更换。

原因3：电动发电机在日常运行中对中跑偏，使电动发电机同轴度与平行度误差过大；

处理措施：重新对中，对电动发电机同轴度与平行度数据进行优化。

原因4：电机本体缺陷导致振动高，可能为非驱动端内部轴承压紧弹簧损坏；

处理措施：解体后检查电机非驱动端压紧弹簧有无变形，如异常则进行修复。

4.现场检查

4.1电动机空载试验及内部检查

1）脱开电动机柔性联轴器，对电动机进行空载试验，测量电机空载振动值最大非驱动

端轴向1.0mm/s（标准≤2.8mm/s），合格。

2）对电机进行解体检查，检查电动机非驱动端轴承内盖六颗压紧弹簧弹力正常；

小节结论：对电动机进行空载试，电动机空载运行状态正常，振动合格；检查对电动机

非驱动端轴承内盖压紧弹簧，六颗压紧弹簧无老化、形变、断裂等异常情况。判定非电动机

本体缺陷导致电动机带载非驱动端轴向振动高异常，可排除如上可能原因第4点。

4.2对中检查

1）电动机与柔性联轴器脱开后复查及重新对中数据合格，重新对中后带载试验振动最

大非驱动端轴向5.2mm/s。

小节结论：经对电动机对中数据复查、重新对中以及带载试验，电动机非驱动端轴向振

动未明显下降，判定非对中跑偏导致电动机带载非驱动端轴向振动高异常，可排除如上可能

原因第3点。

4.3柔性联轴器检查

RAM棒电源机组使用的联轴器为哈金森产AXO2V-10型号柔性联轴器，其包含缓冲块

（10个）、轴套（1个）、飞轮连接法兰板（1个简称鱼尾板），其中缓冲块由天然橡胶压制，有较好的轴向弹性可承受较高的轴向位移，该联轴器与飞轮通过配套螺栓进行连接。

1）鱼尾板检查

检查鱼尾板表面无明显形变及裂纹，使用百分表对鱼尾板进行跳动量检查，鱼尾板平面

跳动0.6mm，外端面跳动0.2mm，与备件鱼尾板平面跳动0.5mm，外端面跳动0.2mm无明

显差别，可判定非原因2中的鱼尾板受挤压拉扯变形，造成电动机转子中心偏移而导致电动

机非驱动端轴向振动高。

2）缓冲块表面检查

检查缓冲块表面无明显磕碰、天然橡胶无明显磨损硬化情况，测量十块缓冲块重量对比

分析其磨损量检查发现十块缓冲块重量无明显差异

3）柔性联轴器间隙调整及试验

根据厂家提供数据标准，柔性联轴器间隙标准为65±1mm（鱼尾板与飞轮间隙值），但

未明确具体的缓冲块与飞轮间间隙值标准，考虑到缓冲块与飞轮间隙值不均匀也可能产生电

机轴向不平衡力，需通过间隙调整试验以证明：1、柔性联轴器间隙对电动机轴向振动影响；

2、缓冲块与飞轮间隙对电动机轴向振动影响。

为排除旧柔性联轴器本身对电动机轴向振动影响，使用新的柔性联轴器备件在不同的柔性联轴器间隙下进行试验，间隙平均增大0.7mm，间隙调整后电机非驱动端振动最大

11mm/s，不合格；

调整缓冲块与飞轮间隙，使间隙不均匀值达到最小，调整后振动最大非驱动端轴向

2.8mm/s，振动合格。

表1调整缓冲块与飞轮间隙前后不均匀值

小节结论：1、更换新柔性联轴器备件以及调整联轴器间隙后，电动机非驱动端轴向振动反而增大；2、减小缓冲块与飞轮间隙不均匀值后，电动机非驱动端轴向振动明显下降。

5.结论

通过可能原因的初步分析以及制定的对应排查处理措施，最终定位2RAM002MO电动机非驱动端轴向振动高原因为：柔性联轴器各缓冲块与飞轮间隙距离不均匀，各间隙距离差距值较大，导致电机转子轴向受力不平衡，轴向振动异常升高。