電氣故障頻率診斷
電機定子振動故障
交流電通過電動機時有兩個電流峰值,正電流和負電流,在交流電的一個周期里每個磁極產(chǎn)生兩次***大磁感應(yīng)強度。換句話說,振動頻率將是兩倍于交流電頻率,這個特征頻率同電動機磁極數(shù)、單相還是三相毫無關(guān)系。
磁場或定子振動故障具有***度方向相關(guān)性,電機轉(zhuǎn)子故障沒有這樣的特征。如常見電機電氣故障的機理及識別圖1中顯示的電動機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。因為振動存在方向相關(guān)性,感應(yīng)電動機的預(yù)知性維修或精確振動分析時,必須對軸承的水平和垂直兩個方向都進行***分辨率的測量。
電機轉(zhuǎn)子振動故障
當電機轉(zhuǎn)子發(fā)生故障時,只要經(jīng)過磁極處,缺陷處磁場強度***大,它與對面產(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)電樞故障相對于旋轉(zhuǎn)磁場的位置,因為感應(yīng)電動機總有一個“轉(zhuǎn)差”。當磁極的磁感應(yīng)強度再一次達到***大時,因為存在轉(zhuǎn)差,損壞部分不能夠回到先前的位置,而落后磁場(1/轉(zhuǎn)差)周,因此不可能完全對準處于***大磁感應(yīng)強度的磁極,不平衡磁力減弱。電樞相對于磁場繼續(xù)發(fā)生轉(zhuǎn)差,不平衡磁力隨著磁場旋轉(zhuǎn)周期而減弱,直到轉(zhuǎn)到兩個磁極的中間位置,電樞和磁場間的不平衡電磁力達到***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著處于磁感應(yīng)強度***大的磁極時,達到***大。對于上面提到的二極電動機,一個轉(zhuǎn)差周期內(nèi)振幅兩次達到***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造成振幅的脈動。如果很嚴重,能夠聽到或者感覺到這個低頻脈動。定子故障不會造成振幅的脈動
電樞故障造成的振幅脈動頻率等于轉(zhuǎn)差頻率與電動機磁極數(shù)的乘積,因為有故障的電樞每次經(jīng)過處于***大磁感的磁極時,振幅都達到***大。這個脈動頻率叫做“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調(diào)制頻率,不平衡磁力產(chǎn)生的振幅會發(fā)生變化。作為一個調(diào)制頻率,它在頻譜中將以邊帶頻率出現(xiàn)在電機其它振動頻率的兩邊。圖3所示同時存在線棒故障的二極電動機的頻譜圖,5912 CPM 振動頻率是電機的二倍頻,可能是轉(zhuǎn)子不對中造成的。6000 CPM 為交流電頻率的2倍頻,或者說是二極電動機的2倍磁場旋轉(zhuǎn)頻率,5824 CPM該處的峰值為磁極通過頻率。可以說除了一倍頻,電樞故障造成的磁極通過邊帶頻率也會以邊帶頻率出現(xiàn)在其它頻率的兩邊,如2×,3×等。這些邊帶頻率無論出現(xiàn)在那里,都清楚地表明電樞出現(xiàn)故障。