常見電機電氣故障的機理及識別
電機與其他旋轉(zhuǎn)機械一樣,可能產(chǎn)生不平衡、不對中、機械松動、軸承故障及共振等問題,這些故障都可按照前面敘述的方法進行診斷。電機的電氣故障,本質(zhì)上講,其原因還是機械的,是電動機電樞和定子的磁力不平衡造成的。這些故障可以分為與電樞相關(guān)的故障和與定子相關(guān)的故障,利用振動特性,可以很容易區(qū)分這兩種故障。
電氣故障形成原因
電氣部分的故障主要由電磁原因引起,轉(zhuǎn)子斷條、電機轉(zhuǎn)子偏心、三相不平、轉(zhuǎn)子鐵心松動變形、線圈開路或短路、轉(zhuǎn)子氣隙不均等導(dǎo)致的磁力不平衡引起電機振動
電氣故障類型
電機特有故障包括:轉(zhuǎn)子斷條或裂紋、轉(zhuǎn)子偏心、相位不平衡、轉(zhuǎn)子或定子鐵芯松動、轉(zhuǎn)子彎曲或轉(zhuǎn)子偏離磁場中心等。
電氣動故障振動機理
電機運行時,轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn),由于定、轉(zhuǎn)子磁場的相互作用,定子機座將受到一個旋轉(zhuǎn)力波的作用,而發(fā)生周期性的變形并產(chǎn)生振動。由于定子三相繞組產(chǎn)生的是一個旋轉(zhuǎn)磁場,它在定、轉(zhuǎn)子氣隙中以同步速度n0旋轉(zhuǎn)。若電網(wǎng)頻率為f0,則磁場同步速度n0=60 f0∕P,因此,作用在機座上的磁拉力不是靜止的,而是一個旋轉(zhuǎn)力,隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動,機座上受力部位是隨磁場的旋轉(zhuǎn)而在不斷改變位置,當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場回轉(zhuǎn)一周,磁拉力和電磁振動卻變化2次
當(dāng)電機上部磁極通過(+)電流產(chǎn)生磁場時,反方向磁極通過(-)電流產(chǎn)生磁場,這可以保證電動機相反磁極上產(chǎn)生的磁場強度平衡或相等,如果電機轉(zhuǎn)子處于電動機磁極中間,在電樞和定子之間就不會產(chǎn)生徑向不平衡磁力;若電機轉(zhuǎn)子處于偏心狀態(tài),則會造成不平衡磁力振動。
電氣故障診斷
測試電動機振動以確定電氣故障時,電動機必須在一個合理的載荷下運行。建議做電機測試時,電機載荷不小于***大額定載荷的75%。磁力不平衡造成的振動幅度取決于電動機電流產(chǎn)生的不平衡磁力強度。電動機空載時不會產(chǎn)生足夠的電磁力來顯示潛在的電氣故障。
既然電樞必須通過氣隙來感應(yīng)磁場,就會有能量損失,電樞跟不上旋轉(zhuǎn)的磁場,因此,感應(yīng)電動機有一個差頻,它等于定子磁場的旋轉(zhuǎn)頻率同電樞旋轉(zhuǎn)頻率的差值。例如二極電動機的磁場轉(zhuǎn)速為交流電頻率,即3000 RPM (50 Hz),電樞轉(zhuǎn)速為2950RPM,差頻就是50 CPM(3000-290 = 50)。實際上,任何感應(yīng)電動機,隨著負(fù)荷增加,差頻逐漸變大。
機械故障和電氣故障產(chǎn)生的振動頻率有時十分相似,如二級電機的轉(zhuǎn)頻和電機磁場旋轉(zhuǎn)頻率,因此,選擇頻帶寬度和分辨率譜線這些頻譜參數(shù)就顯得尤為重要,選擇的參數(shù)必須可以區(qū)分這些頻率成分。