浅析高压电机振动问题及相应预防措施.doc

1、浅析高压电机振动问题及相应预防措施摘要: 多年来，高压电机的振动问题，一直是电机日常维护和检修的重点与难点。由于引起电机振动有多方面的原因，准确判定振动源比较困难，因此掌握一些有关电机振动方面的知识很有必要。根据自己从事多年电机检修工作的经验、 教训，总结出了导致电机振动的几种原因以及相应预措施. 关键词:电机；振动；问题分析；预防措施 中图分类号：TM3 文献标识码：A 1、电机振动的问题分析 1.1 转子不平衡 通常转子的机械不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡， 有静不平衡导致的离心力在两个支座上产生大小相等、 相位相同的振动。有动不平衡导致的离心力偶在两个支座上产生大小相等、 相

2、位相反的振动。在实际中最常碰到的混合不平衡， 是由静不平衡离心力偶和动不平衡力偶共同作用在两个支座上产生大小不等， 相位不同的振动。 在实际工作中， 由于电机转子的平衡块松动引起的电机振动的例子很多， 济钢动力厂热力车间 3200KW 风机电机就出现过因平衡块松动引起电机振动的问题， 每次都是通过校验转子动平衡来消除振动源。转子的机械不平衡可以通过校平衡来加以消除， 一般是对 2 极和 4 极电机的转子校动平衡。动平衡校验的基本原理， 是利用转子转动时不平衡质量产生的离心力所引起的振动现象找出不平衡的位置和大小， 再用加重或减重的方法加以消除。 1.2 定转子磁力中心不正对 三项异步电动机在正

3、常运行过程中， 定子与转子的磁力中心是重合的是对正的，只有这样，定子和转子之间才会只存在切向的电磁拉力， 而不存在轴向电磁力，故电动机的转子和定子不会发生轴向位移。如果电动机的定转子磁力中心不对正， 必然产生轴向电磁拉力， 转子在该电磁力的作用下会发生轴向移动， 如果轴承室没有太大轴向位移量， 轴移动受阻反弹引起振动， 定子会将这个轴向电磁拉力转化给定子外壳与其焊接处， 这样就会引起振动， 导致三项异步电动机定转子磁力中心不重合， 原因主要有定子铁芯轴向位移， 轴承装配不到位， 电机端盖变形等。 1.3 轴承引起的振动 滚动轴承是高速电机中较强的振动源之一， 轴承质量的好坏， 对电机振动起着直

4、接影响。 对一台电机而言， 检修时一般选用与原装轴承型号一样的轴承进行更换， 改变轴承型号可能造成振动增大， 因为滚珠类型保持架结构和材料对电机的振动有直接影响， 再是轴承外圈与端盖或轴承套间的配合会影响振动的传播， 轻松的推入配合比较有利， 配合面处形成的油膜对轴承外圈的振动有阻尼作用， 但过松会引起响声， 选用轴承时必须认真检查， 不合格的轴承不能用到电机上。 1.4 电机轴承的装配 轴承是电机中的薄弱环节， 装配不当极易引起发热和振动， 轴承是转动零件， 要求轴和轴承间的配合比较牢固， 不能出现间隙， 但配合如有过大的盈量会使轴承内圈涨大， 使轴承钢珠 ( 或钢柱) 和内外圈间隙减小，

5、引起轴承发热或振动， 轴承外圈和端盖或轴承套的配合过紧也会引起轴承发热或振动， 济钢球团厂 500KW 风机电机就曾因为轴承和轴承套的配合过紧而引起发热或振动， 在工程技术人员指导下，对轴承套进行了切削加工， 使轴承与轴承套的配合由原来的过盈配合改为间隙配合(3 丝8 丝) ， 彻底消除了故障隐患， 电机运转良好。 1.5 定转子气隙不均匀 当三相异步电动机定转子气隙不均匀时， 造成旋转磁通不均衡，进而产生不平衡的电磁力， 在该电磁力的作用下， 电动机的转子就会发生振动， 气隙不均匀程度越严重， 振动越大。 造成电动机气隙不均匀的因素主要有定子铁芯的中心轴线与前后轴承室中心线不在一条线，端盖偏

6、心， 轴承严重损坏， 铁子铁芯位移等。 1.6 转子笼条开焊或断裂 高压电动机转子笼条开焊或断裂主要发生在电机启动过程中， 笼条所受的应力超过了机械强度。笼条断裂应力包括热应力、 焊接残余应力和交变应力三种。热应力是在电机启动过程中， 因启动电流为额定电流的 57 倍， 由此而产生的损耗可使端环和笼条达到 200300高温，从而使端环产生相当大的热应变， 使笼条受到一个弯曲应力。 电动机转子笼条断裂后， 将会造成转子本来平衡的力偶 F1 和 F2 失衡， 除了产生切向力矩外， 还会形成一个合力 F 使转子产生偏离轴线的运动而振动。 1.7 基础及电机座不好 当激振频率 等于固有频率 1 时，

7、会发生共振。这样看来， 如果基础的固有频率与电机的激振频率相同， 就会产生共振。电机座的刚性不好， 抗干扰能力差， 也很容易引起电机振动。 1.8 机械方面的原因 机械方面的原因主要是联轴器联接不平衡， 中心未找正造成的，如果电动机与泵体或风机的联轴器中心不正， 就会造成电动机与泵体或风机的连接不平衡， 电机会产生强烈的振动。造成联轴器中心不正的主要原因有电动机或泵体安装不好， 电动机或泵体基础不牢固， 以及检修人员未按规程找好中心等。 2、电机振动的测量 电机振动的测量从过去的经验， 用螺丝刀听到现在使用较精密的振动测试仪， 已经能够进行准确的判断， V63 型便携式测振仪， 是当前企业使用

8、较多的测量振动的仪器之一。 2.1 测量位置 根据电机的结构特点， 选取合适的能够表征电机振动特性的测量点，对判定电机振动是否超值非常重要， 对大中型电机来说， 一般选取电机轴承座的正上方即轴承中心线左右对称点， 或电机大端盖的垂直向下和轴承水平方向垂直位置。 2.2 判定标准 电机振动量的测试三个参数: 振动位移、 速度和加速度， 根据振动频率越低则振动位移量的测定灵敏度越高， 振动频率越高则振动加速度的测定灵敏度越高的原理， 对于大多数设备， 其振动速度能够表征设备的振动状态， 因此， 我们在对电机进行检测时， 以电机的振动速度为主。 3、电机振动的预防措施 3.1 转子做动平衡 针对转子

9、质量产生的振动， 在电机的大中修中， 做好转子静平衡和低速动平衡试验， 在电动机启动后， 必要时利用测振平衡议做转子高速动平衡试验， 尽可能消除转子质量不平衡因素。 3.2 保证电机各部件的质量 轴承或轴瓦间隙不能太大或太小， 应按照检修规程测量和评价好坏，轴承或轴瓦磨损严重时， 滚动轴承必须更换， 滑动轴承必须重新浇铸和刮研， 电动机端盖跑套必须进行喷镀； 对于定子铁芯位移的， 应及时返厂重新焊接修理； 对于转子笼条或端环开焊的， 应采用先进的装配方式和焊接工艺； 对于轴瓦球面接触不好， 应进行认真研磨， 尽量避免线接触或个别点接触， 确保面接触良好。 凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须

10、通过三点或四点法则测量其定转子气隙， 并做好记录， 其误差值应小于 10%才行。 3.3 联轴器的中心找正 采用先进的科学仪器， 如磁性联轴器等进行找正， 可有效提高准确度。 3.4 严格执行设备运行管理制度 电机笼条断裂和开焊主要是频繁启动等原因造成的， 因此， 必须严格执行设备运行管理制度， 严禁设备带负荷重载启动， 以及瞬间正反转切换等。 4、结 语 综上所述， 引起电机振动的原因是多方面的， 重要的是根据电机振动时的状态、 振动的部位、 振动的同时是否发热等判断。 解决三项异步电动机的振动是个综合性的问题， 它与自身的结构设计、 配件的质量、 设备的基础以及检修人员的业务水平都有很大的关系。加强这方面的分析、 研究， 对于企业设备安全、 稳定运行以及创造更大的经济效益都有重大的意义 参考文献 1崔国勋,王宇.电机振动故障的频谱分析与诊断J. 防爆电机. 2004(01) 2张国忠.一台双水内冷发电机振动的分析和处理J. 湖南电力. 2006(04) 3吴嘉龄.AEG 汽轮机振动的原因和故障诊断J.大连海事大学学报.2010(02) 4 王双童.320MW 汽轮机振动原因分析及处理J. 华东电力. 2002(10)