馬金鵬 王立江

摘 要：電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)是其維護(hù)工作的重要部分，對(duì)于如何運(yùn)用狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作指導(dǎo)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)檢修是設(shè)備管理人員關(guān)注的重點(diǎn)之一;對(duì)于大批量的電動(dòng)機(jī)維護(hù)來(lái)說(shuō)，正確運(yùn)用時(shí)域、頻域和包絡(luò)頻譜分析其振動(dòng)狀態(tài)，顯得尤為必要。

關(guān)鍵詞：頻域;時(shí)域;包絡(luò)頻譜

0 引言

某大型煉化企業(yè)大量電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行檢修工作中出現(xiàn)不同的問(wèn)題，前期多通過(guò)聽(tīng)診和普通的監(jiān)測(cè)手段進(jìn)行分析電機(jī)運(yùn)行情況，往往出現(xiàn)分析偏差較大的情況，有電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障的現(xiàn)象。通過(guò)采用振動(dòng)圖譜分析法來(lái)降低故障率，圖譜分析一般有時(shí)域、頻域、和包絡(luò)頻譜分析。振動(dòng)時(shí)域分析是指控制系統(tǒng)在一定的輸入下，根據(jù)輸出量的時(shí)域表達(dá)式，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，通過(guò)波形的變化來(lái)判斷振動(dòng)信息;振動(dòng)頻域分析是指在頻域范圍內(nèi)應(yīng)用圖解分析法評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能的方法;包絡(luò)解調(diào)分析是指將采集的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后產(chǎn)生包絡(luò)線，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)變換后做頻譜分析，振動(dòng)波形和頻譜的變化會(huì)在一定程度上反映出電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的異常情況。

1 電動(dòng)機(jī)振動(dòng)基礎(chǔ)及故障診斷要求

電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)一般有電磁振動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)多表現(xiàn)為動(dòng)不平衡、對(duì)中不良、軸承裝配松動(dòng)、機(jī)械故障引起的振動(dòng)等。常用的振動(dòng)分析方法有時(shí)域分析、頻域分析、幅值域分析和相域分析等，本文通過(guò)幾個(gè)案例著重講解電動(dòng)機(jī)振動(dòng)異常時(shí)的時(shí)域、頻域和包絡(luò)頻譜特征及振動(dòng)診斷處理方法避免故障的發(fā)生。

掌握電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析和診斷技術(shù)，處理必備的專業(yè)技術(shù)知識(shí)外，必須要掌握電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，這其中包括電動(dòng)機(jī)額定電壓、額定功率、額定轉(zhuǎn)速及監(jiān)測(cè)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)所用潤(rùn)滑脂特性、潤(rùn)滑五定執(zhí)行情況、機(jī)泵間聯(lián)軸器類型，電動(dòng)機(jī)的安裝方式和支撐形式，電動(dòng)機(jī)是否經(jīng)歷過(guò)大修、大修檢修內(nèi)容有哪些、是否處理過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子、定子、線圈等故障，再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)進(jìn)行比較全面、比較合理的分析和診斷。

2 電機(jī)振動(dòng)異常時(shí)的波形特征

時(shí)域波形的變化分析多是指振動(dòng)達(dá)到不滿意時(shí)的波形分析，對(duì)未達(dá)到不滿意值，但變化異常的波形也要進(jìn)行相應(yīng)進(jìn)行分析，如圖1、2、3示。

某裝置蠟油轉(zhuǎn)輸泵P-16電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2975r/m，額定電壓0.4kV，額定功率160kW，額定電流279A，運(yùn)行中出現(xiàn)報(bào)警情況，進(jìn)一步分析如下，

下面的案例是在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，振動(dòng)值未達(dá)到報(bào)警值，但是電動(dòng)機(jī)軸承出現(xiàn)異常的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。

3 電機(jī)振動(dòng)異常時(shí)的頻域特征

電機(jī)振動(dòng)異常時(shí)的頻域圖譜，不同的故障類型表現(xiàn)出不同的頻域特征，下面介紹電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)振動(dòng)異常時(shí)不同的頻譜特征，并進(jìn)行針對(duì)性的分析，來(lái)診斷不同的故障類型進(jìn)行針對(duì)性的解決，如圖4、5示：

這里介紹了電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的機(jī)泵不對(duì)中、軸承松動(dòng)的情況及處理方法和結(jié)果，和前節(jié)介紹的電機(jī)動(dòng)不平衡問(wèn)題，基本涵蓋了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的機(jī)械故障，電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)松動(dòng)和聯(lián)軸器故障造成的振動(dòng)同樣可以在頻譜圖上反映出來(lái)，類似的松動(dòng)頻譜在檢查處理時(shí)脫開(kāi)聯(lián)軸器空試電機(jī)即可以排除故障。

4 電機(jī)振動(dòng)異常時(shí)的包絡(luò)特征

電動(dòng)機(jī)在軸承部位出現(xiàn)異常時(shí)在包絡(luò)頻譜圖上可以反映出軸承不同的故障類型，從軸承四大部件的不同缺陷頻率對(duì)應(yīng)的特征值去觀察相應(yīng)的故障類型是有效的判斷軸承初期故障的手段，軸承內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架固有特征頻率一個(gè)或者多個(gè)出現(xiàn)和監(jiān)測(cè)數(shù)值重合的現(xiàn)象如圖6示：

通過(guò)以上幾個(gè)案例的時(shí)域波形、速度頻譜和包絡(luò)頻譜可以看到，通過(guò)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)運(yùn)行時(shí)表現(xiàn)的時(shí)域、頻譜和包絡(luò)頻譜特征，進(jìn)而有效的分析異常振動(dòng)產(chǎn)生的原因并有針對(duì)性的解決，是為電動(dòng)機(jī)振動(dòng)分析診斷的基本方法，用以有效避免振動(dòng)異常造成的電動(dòng)機(jī)故障和異常停機(jī)事故。

5 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于大型煉化企業(yè)來(lái)說(shuō)大量的電動(dòng)機(jī)檢修維護(hù)工作是比較消耗人工和資金的，掌握了電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析診斷技術(shù)，掌握電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)正常和異常狀態(tài)下的圖譜，就可以完成電動(dòng)機(jī)由計(jì)劃?rùn)z修甚至故障檢修轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)知性檢修，減少人力物力。

參考文獻(xiàn)

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[3]黃一.機(jī)械基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2014.

作者簡(jiǎn)介：

馬金鵬，男，1985.5，電氣設(shè)備工程師，研究方向?yàn)殡姎庠O(shè)備運(yùn)維管理;

王立江，男，電氣工程師，研究方向?yàn)殡姎庠O(shè)備運(yùn)維;