电机故障现场分析处理

电机故障
一、相关国家标准
1、电气装置安装工艺旋转电机施工及验收规范(GB50170-2006)
一般规定:(1)适应于异步电动机、同步电动机、励磁机及直流电机的安装(2)电机性能应符合电机周围工作环境的要求(3)电机基础、地脚螺栓孔、沟道、孔洞、预埋件及电缆管位置、尺寸和质量,应符合设计和国家现行有关标准和规定。
保管和起吊:(1)电机运达现场后,外观检查应符合下列要求:a电机应完好,不应有损伤现象;b定子和转子分箱装运的电机,其铁芯、转子和轴颈应完整,无锈蚀现象;c电机附件、备件应齐全,无损伤;d产品出厂技术资料应齐全(2)电机级其附件宜放在清洁、干燥的仓库或厂房内;当条件不允许时,可就地保管,但应有防火、防潮、防尘及防止小动物进入等措施。保管期间,应按产品的要求定期盘动转子(3)起吊电机转子时,比应将吊绳绑在集电环、换向器或轴颈部分。起吊定子和穿转子时,不得碰伤定子绕组和铁芯。
检查和安装:(1)电机安装时,电机的检查应符合下列要求:a盘动转子应灵活,不得有碰卡声b润滑脂的情况正常,无变身、变质及变硬等现象。其性能应符合电机的工作条件;c可测量空气间隙的电机,
其间隙的不均匀度应符合产品技术条件的规定,当无规定时,各点空气间隙与平均空气间隙之差与平均空气间隙之比为止±5%;d电机的引出线鼻子焊接或压接应良好,编号齐全,裸露带电部分的电气间隙应符合国家有关产品标准的规定;e绕组式电机应检查电刷的提升装置,提升装置应有“启动”、“运行”的标志,动作顺序应是先短路集电环,后提起电刷(2)当电机有下列情况之一时,应做抽转子检查:a出厂日期超过制造厂保证期限;b经外观检查或电气试验,质量可疑时;c开启式电机经端部检查可疑时;d试运转时有异常情况。(注:当制造厂规定不允许解体者,发现本条所述情况时,另行处理)(3)电机抽转子检查,应符合下列要求:a电机内部清洁无杂物;b电机的铁芯、轴颈、集电环和换向器应清洁,无伤痕和锈蚀现象,通风孔无阻塞c绕组绝缘层应完好,绑线无松动现象;d定子槽楔应无断裂、凸出和松动现象,按制造厂工艺规范要求检查,端部槽楔必须嵌紧;e转子的平衡块及平衡螺丝应紧固锁牢,风扇方向应正确,叶片无裂纹;f磁极及铁軛固定
良好,励磁绕组紧贴磁极,不应松动;g鼠笼式电机转子铜导电条和端环无裂纹,焊接应良好;烧铸的转子表面应光滑平整;导电条和端环不应有气孔、缩孔、夹渣、裂纹、细条、断条和浇铸不满现象。H电机绕组应连接正确,焊接良好;i 直流电机的磁极中心线与几何中心线应一致;j检查电机的滚动轴承,应符合下列要求:①轴承工作下面应光滑清洁,无麻点、裂纹或锈蚀,并记录轴承型号;
②轴承的滚动体与内外圈接触良好,无松动,转动灵活无卡涩,其间隙符合产品技术条件的规定;③加入轴承内的润滑脂应填满其内部空隙的2/3;同一轴承内不得填入不同品种的润滑脂(4)电机的换
向器或集电环应符合下列要求:a表面应光滑,无毛刺、黑斑、油垢。当换向器的表面不平程度达到0.2mm时,应进行处理;b换向器片间绝缘应凹下0.5-1.5mm。换向片与绕组的焊接应良好。
(5)电机电刷的刷架、刷握及电刷的安装应符合下列要求:a同一组刷握应均匀排列在与轴线平行的同一直线上;b刷握的排列,应使相邻不同极性的一对刷架彼此错开;c各组电刷应调整在换向器的电气中性线上;d带有倾斜角的电刷的锐角尖应与转动方向相反;e电机电刷的安装除应符合本条规定外,尚应符合本条规定第2章第4节的要求(6)箱式电机的安装,尚应符合下列要求:a定子搬运、吊装时应防止定子绕组的变形;b定子上下瓣的接触面清洁,连接后使用0.05mm的塞尺检查,接触应良好;c必须测量空气间隙,其误差应符合产品技术条件的规定;d定子上下瓣绕组的连接,必须符合产品技术条件的规定(7)多速电机的安装,应符合下列要求:a电机的连接方式、极性应正确;b连锁切换装置应动作可靠;c电机的操作程序应符合产品技术条件的规定。(8)有固定转向要求的电机,试车前必须检查与电源的相序并应一致。
2、轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动测量、评定及限值
(GB10068-2008/IEC60034-14:2007 原GB10068-2000)
3、在非旋转部件上测量和评价机器的机械振动(GB/T6075.3-2001)
二、电机故障现场分析
1、振动问题的分析
(1)立式循泵电机空转振动超标
a、断电瞬间测量幅值是否明显下降,如有明显下降,可确定为电磁振动,应检查空气气隙的偏差;如没有明显下降,可确定为机械振动。
b、检测上机架、机座、电机支座、水泵抬板等各部位振幅值,如90°角两个方向振幅值差异较大,应重点考虑转子和联轴器的动不平衡,电机支座法兰面振幅值大于上机架振幅值的20%,应重点考虑电机支座法兰面和电机机座下法兰面的接触面的平整度和接触面积,必须要时加工或研磨或垫平其法兰面。水泵抬板法兰面与电机支座法兰面的振幅值差异关系上相似,依照上述方法类推。
c、下轴承原因引起的振动其特征为轴承异音,且下轴承位置振动明明显。
d、转子净摆度超差或导瓦松引起的振动其特征为上机架四个方向振动明显且振幅值差异不大。应重点检查导瓦装配情况和测量转子净摆度。对于自调心的推力瓦结构,转子净摆度可适当放宽,但必须控制在一定范围内,具体摆度值要求以推力头导瓦位置的摇度≤0.04mm。
(2)立式循泵电机空转振动合格,负载运行振动超标:
a、检查联轴器对中情况,同轴度(对轮张口)和同心度(对轮圆跳动量)均要求≤0.05mm,由于循环水泵联轴器内径与水泵轴颈的配合较松,应进一步检测电机联轴器外园对水泵轴伸外园的跳动量,可采用预联对车的方法进行,电机对轮外园对水泵轴伸外园的跳动量要求≤0.10mm。
b、轴系动不平衡引起的振动超标其特征为互成90°角方向的振幅值差异较大,甚至成倍数增加。轴系动不平衡包括水泵叶轮的偏心和不平衡,包括轴系的不同轴产生的偏心不平衡。应先排除轴系不同轴产生的偏心不平衡(方法按a项),然后在采用频谱分析测振仪重较轴系动平衡。
c、水泵主体的质量或水泵安装质量引起的负载运行振动超标应配合水泵厂家共同分析协助处理。
(3)立式凝泵电机空转振动超标:
a、同立式循泵电机检测方法识别属电磁振动或机械振动。
b、转子(含风扇、联轴器)动不平衡量超差引起的振动超标具有振动方向振幅值差异较大的特征。
c、上轴承结构为双列轴承结构的电机振动应考虑轴承装配质量,如上下轴承之间的距离,下轴承推力面是否朝下、轴承内盖止口平面与下轴承外圈的接合等等。由于轴承质量或轴承装配质量引起的振动,往往同时出现轴承温度异常的特征。
d、电机支座上法兰面与电机机座下法兰面接触不良或支座刚度不足引起的振动
具有下轴承位置和机座下法兰面振动幅值较大的特征,同时具有紧固地脚螺栓的振幅值振动的特征。该类型的振动可采用加强支座刚度或研磨法兰平面或垫平法兰平面的方法予以处理。
e、上轴承结构为淡轴承结构的电机因轴承未装到位引起的具有上部晃动较大的特征振动,应检测上轴承是否安装到位。
f、上轴承结构采用滑动轴承结构的电机振动应检查导瓦座是否装配良好,导瓦与推力头的接触油隙是否正常,导瓦顶瓦螺杆是否松动。由于滑动轴承质量或装配质量引起的振动特征为任意方向振幅值接近,机座下方振幅值较小,有可能导瓦温度异常。
(4)立式凝泵电机空转振动合格,负载运行振动超标:
与立式循泵电机检测和处理方法基本一致,其不同点是:循泵电机与水泵的连接方式为硬联接。而凝泵的连接方式通常为软联接,因此其侧重点主要考虑对中的同心度和支座的接触面积。
(5)开启式卧式电机空转振动超标:
该类型电机振动原因较复杂,除电磁振动外,其机械振动的因素较多且分散。因此,对其机械振动的分析应从基础开始,从下至上仔细检查并综合分析。
a、电机底板下部的垫铁与底板的接触面积以及垫铁之间的距离如果达不
摆度
到规范要求,电机机座的刚度和定转子空气气隙将受到影响。因此,在
考虑与负载对中的同心度和同轴度的同时,应先检测底板下部的垫铁接
触面积和垫铁之间的距离。由此产生的振动特征是电机底板振动较大,
且振幅值随着负载的增加而增加,严重时可能导致定转子扫膛。电机底
板下部垫铁的安装要求为垫铁长度尺寸应大于底板宽度尺寸50mm以
上,便于打紧操作。垫铁与底板接触应平面接触,接触面积应≥75%;
垫铁与垫铁之间的距离应在500mm左右,电机定子地脚位置和轴承支
撑位置应有垫铁支撑。
b、在保证电机底板安装和基础刚度无异常后,应检查轴承座轴瓦中心的定
子铁芯内园中心线与转轴轴心线同心度。由于轴承座轴瓦中心与定铁芯
内园不同心引起的振动特征表象为振幅值具有方向性,类似转子动不平
衡引起的振动,同时轴瓦磨损快且固定在一个角度。定转子扫膛也在同
一方向。
c、转子动不平衡引起的振动具有方向性,振动部位集中在轴承座上,其机
座和底板振动幅度较小。
d、轴瓦油隙和瓦背间隙过大引起的振动特征是轴承座径向振幅值较大,且
瓦温异常。
e、磁力中心与机械中心不吻合引起的振动特征是轴承座轴向振幅值较大
且瓦温不能稳定。
(6)箱式滑动轴承结构卧式电机空转振动超标:
a、首先应检查轴瓦位置的径向、垂直轴向等三个方向的振动幅度和振动速
度,如轴向振动幅值大于径向,重点应检查转子动不平衡(包括联轴器)情况和磁力中心与机械中心
是否吻合:如径向振幅值与垂直振幅值成倍数关系,也应重点考虑转子动平衡有可能超差;如垂直振幅值尤其是垂直振动速度大于径向振幅值或振动速度,同时地脚平面位置的振动值大于轴瓦位置的振幅值的20%,应重点检测电机地脚平面接触情况和基础刚度。
b、根据上述振动方向值差异的特征,可基本判断电机空转振动超差的主要原因。出其主要原因后应从主因缺陷入手加以解决。轴向振动幅值大的检测磁力中心与机械中心是否吻合。方法是:空转电机达到额度转速,沿负载端轴承外盖边沿在转轴上作好轴向定位标识。停机后将转子推至空转运行达到额定转速位置,然后将转子轴向位移正负4-5mm,能位移正负4-5mm,说明磁力中心与机械中心吻合,反之则应调整机械中心和磁力中心。径向振幅与垂直振幅成倍数关系的主因是转子动不平衡,可直接在现场采用频谱振动仪消除过多的残余动不平衡量予以解决,地脚平面接触不良或基础刚度引起的垂直振动,应先考虑地脚平面接触不良因素,可根据四个地脚面的振动差异出具体接触不良的位置,如四个地脚位置振幅值差异不大,则应将地脚平面所有垫片抽掉,用塞尺检查电机地脚平面与底板之间的间隙,依据检测量值重新加垫。如问题仍未解决,则应说服用户或安装公司加固基础。
(7)箱式滚动轴承结构卧式电机空转振动超标:
检测方法和步骤按箱式滑动轴承结构卧式电机的检测方法和步骤,其唯一不

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