电机振动加速度与电机故障

电动机故障分析

用振动特征信号分析，不仅能检测机械问题，也能检测电动机有关问题这是因为，电动机内的磁场产生磁通量，磁通量产生电磁力，同时电动机中还有机械上产生的力，而电动机的轴承必须支承这些电气和机械上产生的所有的力。因此，在轴承座上设置力传感器可以直接测量这些力，或者间接地用诸如加速度计，速度传感器或者电涡流式位移传感器等振动传感器间接测量这些力到底是由电气引起的还是由机械问题引起的。

MCSA电流特征分析是振动分析的强有力的支持技术 ；

确定故障存在，评价故障的严重程度 ；

振动分析和电流分析技术组合诊断故障原因 ；

有效的专家诊断软件；

纯机械故障“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)。因此在把电动机送出去之前，应进行详细的振动分析，检查是否存在机械故障，以免不必要的电气修理。

首先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，评定电动机的电气状态。

感应电动机振动分析

电机振动加速度与电机故障

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(断条或短路环开裂，转子铁芯短路，转子条松动等)；

4.转子局部受热造成的热弯曲；

5.连接松动的或断开造成的电气相平衡问题；

6.扭转脉冲故障。

电气故障检测应注意的问题

1.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(与被驱的机器断开)，或者机器处于空载运转时，不产生故障的振动特征信号。机器带负荷时尤其在接近100％负荷时，便出现明确的症兆。

2.大部分电气故障，在2X工频(100Hz)处振动值高；

3.为什么是两倍工频? 而不是电源工频?

在定子磁场3000rpm的一转过程中，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)。

转子的靠近侧首先北极吸引，然后被南极吸引，力将以2X磁场频率变化。因此，当转子与定子不同心时(由于偏心转子或偏心定子)，它总是将影响6000rpm的振动。

要提高频谱分析的频率分辩率，以便能区分开电气与机械方面的问题。为此，必须增加FFT的谱线数，在 6000CPM 附近作”细化谱“，或者减小最大频率范围。如下图所示，以便把 2FL 与转速频率的谐波2X、4X…分离开来。

注意:

在2FL处较高振动3.40mm/s ;

频率分辩率足够，将2FL与转速的谐波频率分离;

注意，当两个靠得很近的谱峰差值等于频率分辩率×FFT窗口系数（汉宁窗为1.5）所得的值，这两个谱峰才能得以显示出来。

例如，最大分析频率范围为200Hz，使用400条谱线，选用汉宁窗，频率分辩率虽然为0.5Hz，此时，你不能将两个间距为0.5Hz的谱峰区分显示出来。这是因为，此时你所具有的分辩能力是0.5Hz×1.5＝0.75Hz。如果你把谱线数提高到3200条，此时你所具有的频率分辩能力为0.0625Hz×1.5＝0.094Hz。可以将任何两个频率间距大于0.094Hz的两个峰值区分开来。

在分析电动机电气问题时，要采用对数坐标刻度，而不是使用线性坐标刻度。这主要是为了能识别出在转频及其谐频周围是否存在电机的极通过频率成份，在通常情况下其幅值是很低的。

若干关键术语：

lFL = 电源频率 (FL=50赫兹) lNs = 120 * FL／P lFs = Ns - RPM lFp = P * Fs

式中： Ns = 同步转速(转／分)

P = 极数

Fs = 滑差频率(转／分)

Fp = 极通过频率: 电气故障的一个关键频率

各种极数的同步转速(RPM)

极数 同步转速

2 3000

4 1500

6 1000

8 750

10 600

电机振动加速度与电机故障

12 500

RBPF (转子条通过频率) = 转子条数 X 转速

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