电动机作为一种将电能转换为机械能的用电设备,在使用的过程中,不可避免的会产生噪声和振动,尤其是当电机的机械结构发生异常时,造成的异常现象,就是噪声或者振动的显著变大。因此,对噪声和振动的监测,能够较早的对电机的故障进行预警,以免引起更大的危害。
振动过大
正常运行中的电机,不可避免的会产生振动,振动作为电机的一个重要技术指标,也是各类电机进行型式试验的主要项目之一。长期运行的电机,当发生有机械零部件松脱时,就会产生明显的振动,如轴承的磨损过度会导致电机轴伸侧的振动变大。振动的变大是个恶性循坏的过程,过大的振动会造成更多零部件的损坏,导致振动变得更大,造成断轴、底脚断裂等危害,严重的可能造成“机毁人亡”的事故。
造成电机振动变大的原因有很多,机械结构上的受损、电气结构上的老化以及安装本身的原因都会导致振动变大。从监测的角度来说,主要分为前端盖振动异常、后端盖振动异常、机座振异常三类。
前端盖振动异常:对于长期运行的电机来说,轴承是易老化的机械部件,当轴承出现磨损时,电机的端盖侧就有可能产生明显的振动变大现象,此外,电机的出轴产生问题也有可能造成端盖侧的振动异常,电机的工艺问题或使用不当,在长期的运行之后,可能造成电机的出轴产生裂纹,或者出轴发生弯曲变形,导致电机受力不均,这类问题产生的振动往往比较明显;当发生这类问题时,往往会在电机出轴侧产生肉眼可见的径向跳动。
后端盖振动异常:多数电机在非出轴侧安装了用于散热的风扇,当风扇产生破损时,就会在电机的后端盖侧发生振动明显变大的现象,这类问题可以停机检查风扇的完整性,如风扇状况良好,则应当检查电机后轴承是否有异常现象。
机座振动异常:机座作为电机的主体,各类振动都会传达到电机的机座上,当发现电机整体发生较为明显的振动变大时,应当首先确认电机的安装是否发生了松动,确保每个安装紧固件是否有松动或者变形现象;当电机外部安装紧固部件以及电机本体的各个紧固部件都未发生松动时,则应当进行拆机检查,确认电机是否有内部元件松动,确认是否有诸如转子偏心块的松动、转子扫膛等情况。
振动的产生因素有很多,在检测监控方面,主要是对电机三个方向的位移、速度以及加速度进行监控,以此来分析电机某个部位可能产生的问题,下表对传统电机在运行过程中的振动限值进行了梳理。
传统电机振动限值
噪声过大
电机产生的噪声主要分为机械噪声和电磁噪声,正常运行的电机,都会有这两类噪声,相对于电机的振动异常,噪声的陡增更易容易引起注意,因而噪声异常是容易被发现的异常现象。
过大的电磁噪声意味着电机绕组线圈可能存在问题,而过大的机械噪声则意味着可能存在机械部件的松脱甚至断裂。因此,当发现运行中的电机传出异响的时候,应当及时排查问题,严重的应当立即停机。
电磁噪声和机械噪声有时并不容易区分,这时可以采用停机检测的方法进行确诊,当断开电机电源时,电机速度缓慢下降,此时如果噪声依然存在,则为机械噪声,如噪声立即消失,则一般为电磁噪声。
电磁噪声的产生,一般由于通入绕组上的电流中含有较大的谐波,从而引起绕线等部件的高频振动所产生,一般在由变频器供电的电机上较为明显。当变频器电源质量较差时,长期的运行会破坏电机的绕组绝缘,就会产生明显的电磁噪声;此外,铸造的工艺产生的转子气隙,绕线的松动等原因,都会造成电机的电磁噪声增大。由于电磁噪声一般由电机内部电气通电部件产生,确诊一般较为复杂,所以,排查时,一般先排查诸如电源质量问题等外部原因,再对电机进行拆解从而对内部问题进行排查。
电机作为一个高速旋转的用电设备,在使用的过程中会不可避免的产生振动,长期的运行下,部件就会产生松动甚至松脱,就会导致“异响”的产生,当发现电机有异响的时候,可仔细分析异响的发生部位,结合对振动的分析,找出产生异响的源头。当发现异响源于电机轴伸端时,一般是由电机前轴承或与负载的连接发生问题而产生;当发现异响源于后轴侧时,一般由风扇的破损或后轴承的问题而产生;当发现电机内部有异响产生时,应当立即停机,检查电机内部是否有扫膛或偏心块松脱等情况发生。
噪声在实时监控预警中由于干扰因素很多,存在较大困难,一般对电机在空载状况下的噪声进行测试,从而分析电机可能存在的问题,下表对传统电机的空载噪声进行了梳理。
传统电机噪声限值
高压电机噪声限值
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