三相异步电动机振动的原因分析及处理

三相异步电动机振动超标的原因分析及处理
关键词：三相异步电动机、振动超标、原因判别、处理方法
摘要：
三相异步电动机出现异常振动,使设备运行存在着不安全隐患。

本文结合生产实践,介绍了三相异步电动机发生振动的主要原因及判别方法,并做出了相应的处理方法。

结合五矿营钢动力厂发点作业区大型三相异步电动机振动检修实例,给出检修和处理过程,为解决实际生产中三相异步电动机振动故障提供一定的参考,从而缩短维修时间,保证正常生产。

一、引言：
振动是所有设备在运行过程中普遍存在的现象,电动机和其他设备一样,在运转过程中会发生不同程度的振动。

但是振动值一旦超标就会对其造成一定的危害，而三相异步电动机振动值超标的主要危害表现在以下5个方面.
1、消耗能量,使电动机的效率降低;
2、直接伤害电机轴承,加速磨损,缩短使用寿命;
3、由于振动使电机端部绑线松动,造成端部绕组相互摩擦,绝缘电阻降低,
绝缘寿命缩短,严重时造成绝缘击穿;
4、电机振动会造成所拖动的机械的损坏；
5、影响正常生产；
二、三相异步电动机振动值超标的原因及判别方法
1、引起电动机振动值超标的原因
引起电动机振动值超标的原因很多，我发电作业区的电动机振动值超标的原因大致可分为四个方面：（1）电磁方面的原因；（2）机械方面的原因；（3）工作机带给电动机的振动；（4）电动机与工作机之间的联轴器不同心
1.1电磁原因
三相异步电动机是靠转子绕组中电流I
和气隙中基波旋转磁通相互作用产
2
生的电磁转矩来转动的，所以电磁方面的原因引起的振动值超标主要包括：
(1)由于电动机重绕后绕组接线错误，线圈匝间有断路或开焊，转子鼠笼松动或断条，电动机接地等故障引起的三相电压不平衡、三相电流不平衡、三相电阻阻抗不平衡，电动机不对称运行。

（2）气隙不对称，基波及谐波磁通不平衡。

1.2机械原因
机械方面的原因主要有两种：
（1）由于安装原因：地脚紧固不牢，基础台面倾斜、不平；对轮偏差超值；
（2）电动机本身原因：轴承磨损、弯曲变形；定、转子铁芯磁中心不一致，转子动平衡不良等。

1.3工作机带给电动机的振动主要表现为：工作机的振动值超标，从而导致电动机振动值也超标。

1.4电动机与工作机间的联轴器中心偏差过多，也可以造成电动机振动值超标。

2、振动原因的判别方法
解决电动机振动超标的问题时，首先要辨别振动是由电动机自身引起的还是由它拖动的工作机引起的。

主要的判别方法有三种：
2.1将电动机停止运行，用百分表测量联轴器的端面和外圆。

如果两者有一个测得的数值超标，则可初步判断振动是由联轴器不同心所造成的。

如果测得的数值均在范围内则可进行其他的检测方案。

2.2对工作机用振动表沿水平和垂直两个方向测量各部分振动值，再用同样的方法测量电动机各部的振动值，并做好相应的记录。

倾听电动机定子腔内部声音和轴承传动的声音，检查地脚是否把牢，如无明显异常现象，则断开电源，拆开对轮，单独空转电动机，以判断是电动机本身振动超标还是拖动的工作机引起的振动超标。

这种判定要从两方面考虑。

第一方面：在此前测得的工作机振动值超标，则判定振动的原因有两种情况：（1）若与工作机断开后电动机的振动值更大了，则是电动机本身产生的，而工作机的振动则是电动机带给工作机的。

（2）若与工作机断开后电动机的振动值变小了，则是工作机的振动带给电动机的，从而导致电动机振动超标。

第二方面：在此前测得的工作机振动值不超标，则判定振动的原因只有一种情况：（1）与工作机断开后电动机的振动值变大了，则是电动机本身产生的。

2.3要进行电磁或机械的原因判定。

在生产中采用断电发来检查区分是由于电磁还是机械原因引起的振动。

将电动机运转至最高转速后突然切断电源，若此时的振动比之前测得的值小，则可判定是由于电磁原因引起的。

若此时的振动值与之前测得的相差不多，则可能是机械方面原因引起的。

三、振动的处理方法
1、电磁原因造成振动值超标的处理方法
（1）用试灯检查绕组接地故障，接地处重新进行绝缘处理。

用万用表测量定子三相绕组的电阻值，如果不平衡则有开焊现象；观察绕组绝缘表面是否有烧焦痕迹，若有则说明定子绕组的匝间有短路。

应重绕绕组或更换部分绕组元件。

（2）再从电源入手开始检查，用钳形电流表测量三相电流是否平衡，若电流不平衡且指针摆动，此时立即停止电动机运行，切断电源，将电动机解体抽出转子，检查鼠笼转子是否有松动或断笼缺陷；若笼条松动先清洗转子铁心后烘干，用扁铲将转子槽内笼条顶端挤压墩粗，使笼条与铁心槽接触牢靠，用环氧树脂将笼条与槽壁粘牢。

若焊缝开焊则首先矫正边形的笼条，将开焊和甩开的笼条整形后嵌入端环槽内，注意笼条与端环间隙要均匀，然后进行焊接，焊接时要将转子立放，对称焊接，防止端环严重变形，焊好后将端环表面铣平。

（3）采用四点法检查电动机转子气隙，测量垂直和水平4个位置的气隙，测四组16个数据取平均值。

通过改变基础垫片厚度来改变气隙大小，调整顺序为先上下后左右。

凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须测量定转子气隙，并做好记录，其误差值应小于百分之五。

2、机械原因造成振动超标的处理方法
（1）查看电动机安装地脚是否牢固，松动则紧固地脚螺栓。

基础台面若倾斜、不平或刚性不足，则进行平整或更换，加固基础。

（2）检查联轴器的加工、装配，必要时将联轴器解开，检查每个转子的平衡状态，从而采取相应的措施，例如更换联轴器或转子重新平衡等，联轴器间保证3mm—5mm间隙。

（3）由于定、转子铁芯磁中心不一致产生的振动，对一般中小型电机可通过调整轴承的位置---轴档车深（可车削去1mm—2mm）或加垫圈进行消除；对于有单独轴承座的大型电机，可通过调整定子的轴向位置加以解决。

（4）如果轴弯曲变形超过标准（＞0.05mm）引起振动，需进行直轴处理—堆焊或者采用刷镀修复。

在选用轴承时认真检查轴承质量。

（5）检查电动机轴承内圈与轴档及外圈与端盖配合是否松动，其松紧程度要符合要求。

检查轴承润滑脂的干稠程度，过稀导致干磨擦，过稠振动阻尼效果差，都应更换润滑脂。

（6）将电动机解体后，如果发现一侧的轴承游隙过大，则说明轴承在长时间运行过程中有一定的磨损，应对相应的轴承进行更换。

更换时一般采用热装，对新轴承进行加热，温度不应超过100摄氏度且加热均匀，然后将轴承装在指定位置待冷却后在加相应的润滑脂，重新装配。

3、工作机带给电动机的振动超标的处理方法
如确认是由于工作机的振动超标，造成电动机的振动超标，则应将电动机与工作机分解开，立即对工作机进行检修。

检修完毕后再将两者连接起来进行试运试验，此事要注意如果一旦振动值仍然超标则应迅速停止运行，再次进行检修工作及的工作，以免时间长了对电动机的机械部分造成伤害，从而导致不必要的工作。

4、联轴器不同心造成电动机振动超标的处理方法
联轴器不同心造成振动超标的概率不低，主要的解决方法就是对联轴器重新
找中心。

联轴器找中心的方法如下：
a 、联轴器找中心程序。

Ⅰ、找正前应测量半联轴器的径、轴向跳动；
Ⅱ、检查电机四脚与台板接触是否有间隙，若有间隙必须处理；
Ⅲ、电机就位按联轴器的状态，在四脚垫上垫片；
Ⅳ、水平移动电机将左右径、轴向偏差基本消除；
Ⅴ、拧紧电机地脚螺栓；
Ⅵ、安装联轴器找正工具；
Ⅶ、测出联轴器状态偏差；
Ⅷ、计算前后脚垫片增减厚度；
Ⅸ、增减垫片并拧紧地脚螺栓；
b 、联轴器找中心计算(具体见下图)
D---联轴器直径mm 。

L 1---电机前脚至联轴器距离mm 。

L 2---电机后脚至联轴器距离mm 。

δ1---消除张口时前脚所需垫片厚度mm 。

δ2---消除张口时后脚所需垫片厚度mm 。

（1）消除张口。

假如以电动机联轴器下缘为调整的转动中心，将电动机轴抬至与主轴心线平行，此时联轴器端面平行张口消除。

由图可以看出，转动前后的电动机轴线与转动前后的电机联轴器端面构成了三个相似三角形。

根据相似三角形对应边成比例的原理。

则
δ
δ
δ
δ
图a
△
△
图b
图c
当b1– b3＞0时，为上张口，δ1＞0，δ2＞0前后脚都应加垫片。

此时联轴器以下缘为中心逆时针旋转。

当b1– b3＜0时，为下张口，δ1＜0，δ2＜0前后脚都应减垫片。

此时联轴器以下缘为中心顺时针旋转。

（2）消除高差。

两轴线测量高差Δh=a1-a3 /2 ,因为以联轴器下缘为调整旋转中心，消除张口以后对联轴器高差影响甚微，不会影响计算精度，顾把它当作不变值。

当Δh＞0时，为电机高，应减垫片；
当Δh＜0时，为电机低，应加垫片。

所以电动机前脚垫片厚度δt,1和后脚垫片厚度δt,2可以用下列公式表示：
δt,1=L1/D（b1– b3）-Δh
δt,2=L2/D（b1– b3）-Δh
四、检修实例
五、结束语
综上所述，三相异步电动机的振动超标往往是由以上四种原因所引起的，在生产运行过程中可参照上述振动超标原因判别及处理方法，根据实际情况加以判断分析和处理。

参考文献：
【1】杜文学.电气设备运行及事故处理.北京.化学工业出版社.2006.
【2】许晓峰.电机及拖动.北京.高等教育出版社.2001.
【3】万振家、陈海金.电厂辅机检修.北京.中国电力出版社.2008.
【4】段茵、刘君.三相异步电动机振动原因及处理方法浅析.上海电力学院学报.2007.23（1）：4-7
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