電氣故障頻率診斷
電機(jī)定子振動(dòng)故障
交流電通過電動(dòng)機(jī)時(shí)有兩個(gè)電流峰值,正電流和負(fù)電流,在交流電的一個(gè)周期里每個(gè)磁極產(chǎn)生兩次***大磁感應(yīng)強(qiáng)度。換句話說(shuō),振動(dòng)頻率將是兩倍于交流電頻率,這個(gè)特征頻率同電動(dòng)機(jī)磁極數(shù)、單相還是三相毫無(wú)關(guān)系。
磁場(chǎng)或定子振動(dòng)故障具有***度方向相關(guān)性,電機(jī)轉(zhuǎn)子故障沒有這樣的特征。如常見電機(jī)電氣故障的機(jī)理及識(shí)別圖1中顯示的電動(dòng)機(jī)故障為垂直方向氣隙不均,其結(jié)果就是在垂直方向上產(chǎn)生不平衡電磁力,產(chǎn)生垂直方向的振動(dòng)。因?yàn)檎駝?dòng)存在方向相關(guān)性,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的預(yù)知性維修或精確振動(dòng)分析時(shí),必須對(duì)軸承的水平和垂直兩個(gè)方向都進(jìn)行***分辨率的測(cè)量。
電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)故障
當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生故障時(shí),只要經(jīng)過磁極處,缺陷處磁場(chǎng)強(qiáng)度***大,它與對(duì)面產(chǎn)生的電磁力就不能平衡。但是,不平衡電磁力的大小取決于旋轉(zhuǎn)電樞故障相對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的位置,因?yàn)楦袘?yīng)電動(dòng)機(jī)總有一個(gè)“轉(zhuǎn)差”。當(dāng)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度再一次達(dá)到***大時(shí),因?yàn)榇嬖谵D(zhuǎn)差,損壞部分不能夠回到先前的位置,而落后磁場(chǎng)(1/轉(zhuǎn)差)周,因此不可能完全對(duì)準(zhǔn)處于***大磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁極,不平衡磁力減弱。電樞相對(duì)于磁場(chǎng)繼續(xù)發(fā)生轉(zhuǎn)差,不平衡磁力隨著磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)周期而減弱,直到轉(zhuǎn)到兩個(gè)磁極的中間位置,電樞和磁場(chǎng)間的不平衡電磁力達(dá)到***低值。接著,向相反的磁極滑移,不平衡磁力開始增大。所以,電樞故障的振幅以電樞與磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)差頻率做周期性變化,不平衡電磁力在電樞故障位置正對(duì)著處于磁感應(yīng)強(qiáng)度***大的磁極時(shí),達(dá)到***大。對(duì)于上面提到的二極電動(dòng)機(jī),一個(gè)轉(zhuǎn)差周期內(nèi)振幅兩次達(dá)到***大值
線棒斷裂或裂紋、線棒彎曲、轉(zhuǎn)子彎曲等這些電樞故障會(huì)造成振幅的脈動(dòng)。如果很嚴(yán)重,能夠聽到或者感覺到這個(gè)低頻脈動(dòng)。定子故障不會(huì)造成振幅的脈動(dòng)
電樞故障造成的振幅脈動(dòng)頻率等于轉(zhuǎn)差頻率與電動(dòng)機(jī)磁極數(shù)的乘積,因?yàn)橛泄收系碾姌忻看谓?jīng)過處于***大磁感的磁極時(shí),振幅都達(dá)到***大。這個(gè)脈動(dòng)頻率叫做“磁極通過頻率”。
從性質(zhì)上講,電樞故障產(chǎn)生的磁極通過頻率是一個(gè)調(diào)制頻率,不平衡磁力產(chǎn)生的振幅會(huì)發(fā)生變化。作為一個(gè)調(diào)制頻率,它在頻譜中將以邊帶頻率出現(xiàn)在電機(jī)其它振動(dòng)頻率的兩邊。圖3所示同時(shí)存在線棒故障的二極電動(dòng)機(jī)的頻譜圖,5912 CPM 振動(dòng)頻率是電機(jī)的二倍頻,可能是轉(zhuǎn)子不對(duì)中造成的。6000 CPM 為交流電頻率的2倍頻,或者說(shuō)是二極電動(dòng)機(jī)的2倍磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)頻率,5824 CPM該處的峰值為磁極通過頻率??梢哉f(shuō)除了一倍頻,電樞故障造成的磁極通過邊帶頻率也會(huì)以邊帶頻率出現(xiàn)在其它頻率的兩邊,如2×,3×等。這些邊帶頻率無(wú)論出現(xiàn)在那里,都清楚地表明電樞出現(xiàn)故障。