（河北唐山大唐国际陡河发电厂 河北唐山 063028）
摘要：高压电机是火力电厂主要设备之一，它能否安全可靠运行，直接影响电厂系统正常运行，所以掌握处理高压电机振动方法很重要。高压电动机振动故障在日常生产中较容易碰到，本文分析了高压电动机机振动故障及处理方法。
关键词：高压；电动机；振动；原因
高压电动机是火电厂的主要电气设备之一，它能否安全可靠运行，直接影响发电厂的安全经济性。目前，随着机组容量的日趋大型化，高压电动机的振动问题尤为突出，而且规定相当严格精确，据某发电厂不完全统计，高压电动机因振动值超标停运次数占高压电动机总故障次数的70%左右，当然因高压电动机振动造成电动机零部件严重损坏甚至电机烧损，被迫停运检修，经济损失则更大。
1高压电动机及振动的基本原理
1.1高压电动机的基本原理
电动机(Motors)是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机主要由定子与转子组成,通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用,使电动机转动。而高压电动机是指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压,由于国外的电网不同,也有3300V、6600V和11000V的电压等级。
1.2振动的基本原理
振动是物体相对于某一基准位置的周期性往复运动的状态,振动可以用它的位移、速度和加速度等几个主要参数来表达。
2电机振动的测量
对电机振动量的测量从过去用螺丝刀测听，到现在使用较精密的振动测试仪，已经能进行准确的判定。随着点检定修开展，TIME7212便携式测振仪，为目前各工厂企业使用较多的用于测量振动的主要仪器，在及时预报电机的振动故障，根据电机的具体运行状况，制定出不同的维护检修措施，发挥着重要作用。
2.1测量方法
振动的测量可进行振动位移、速度、加速度的测量，在测量时，应注意(1)在测量前，应检查确认仪器的电池电压，正确的设置频率范围。(2)根据不同的测量参数。(3)在测量时，应保持探头和被测面垂直。(4)在测量过程中，施加在仪器上的压力应适中。
2.2选取测量位置
根据电机的结构特点，选取合适的能表征电机振动特性的测量点，对判定电机的振动是否超标是非常重要的，对于大中型电机，一般选取电机轴承座的正上方以及轴承中心线左右的对称点，或者电机大端盖的垂直向下与轴承水平方向垂直位置作为测量点。
2.3电机振动的判定标准
电机振动量所测试的三个参数振动位移、速度、加速度，根据振动的频率越低则振动的位移量的测定灵敏度就越高，振动的频率越高则振动加速度所测定的灵敏度就越高的机理，对于大多数的设备，其振动的速度能够表征设备的振动状态。所以，在对电机进行监测时，以电机振动的速度为主，兼顾振动的位移量。
3高压电动机振动原因分析
3.1 转子不平衡
当转子的重力中心不在转轴的轴线上时，转子便出现不平衡而引起转子振动。即使转子静平衡再理想，常常还有残余的不平衡，这个残余的不平衡将产生离心力，离心力使转子产生动挠度，造成转子剧烈振动。
对于水平转子来说，由于转子风叶重量 W 的影响（转子铁芯因加工工艺严格，一般不会影响平衡），经常有一个挠度 y，风叶的重心 S 偏离转轴的距离为 e，则风叶重心偏离旋转轴线的距离为 y+e，如图 1 所示：
根据相关资料可知p＝m•ɑ（1）；ɑ＝（y+e）•ω2（2）
则由上述公式可以得出：p＝m（y+e）•ω2（3）式中：p 为离心力；m 为风叶质量；ω为角速度；ɑ为角加速度。
由理论力学可知，离心力与变形成正比，即：p＝ky（4）
代（3）入（4）得：m（y+e）•ω2 ＝ky 整理后：y＝meω2/（k-mω2）（5）
分析以上的方程式可知，转子不平衡将产生离心力，离心力会造成转子在转动时变形，即形成振动。
3.2 定转子气隙不均匀
当三相异步电动机定转子气隙不均匀时，造成旋转磁通不平衡，进而产生不平衡的电磁力，在该电磁力的作用下，电动机的转子就会发生振动，气隙不均匀程度越严重振动越大。造成电动机气隙不均匀的因素主要有定子铁芯的中心轴线与前后轴承室中心轴线不在一条线、端盖偏心或轴承室跑套、轴颈变细、轴承间隙太大或轴承严重损坏、定子铁芯位移、轴瓦顶部间隙过小或瓦盖紧力过大等。
3.3 转子笼条开焊或断裂
高压电动机转子笼条开焊和断裂主要发生在电机启动过程中，笼条所受的应力超过了机械强度。笼条断裂应力包括热应力、焊接残余应力和交变应力三种。热应力是在电机启动过程中，因启动电流为额定电流的 5—7 倍，由此而产生的损耗可使端环和笼条达到 200—300℃的高温，从而使端环产生相当大的热变形，使笼条受到的一个弯曲应力；焊接残余应力是由于端环在焊接中局部受热而变形，焊好后因冷却收缩而造成的弯曲应力；交变应力是在电机启动过程中低频循环应力，是一个两倍电流频率的脉动力，是笼条断裂的主要原因。电动机转子笼条断裂后，将会造成转子本来平衡的力偶 F1 和 F2 失衡，除了产生切向力矩外，还会形成一个合力 F 使转子产生偏离轴线的运动进而振动。造成转子笼条断裂主要原因有产品性能差、焊接工艺不良、运行方式不当、或电动机频启动等。
4高压电动机振动防范措施
4.1增设转子动静平衡工序
针对转子质量产生的振动，应该在高压电动机的大修中，做好转子静平衡和低速动平衡试验;在电动机启动后，必要时利用测振平衡仪做转子高速动平衡试验，尽可能消除转子质量不平衡因素。
4.2强化电动机修后测气隙要求
凡是大中修过的或更换轴承后的高压电动机必须通过三点或四点法测量其定转子气隙，并作好记录。
4.3消除机械方面原因
联轴器的中心不正，一方面加大检修人员的培训力度，把工艺要求学好，把检修技术学精;一方面采用先进的科学仪器，采用磁性联轴器进行找正可有效的提高准确度，效果不错。联轴器螺栓间隙不等，应提高加工精度，使其间隙尽可能的均匀，并定期进行检查和更换。
4.4强化设备运行使用管理
电厂必须强化运行使用管理工作，协同相关技术人员制定并执行系列合理的设备运行管理制度，诸如严禁设备带负荷重载启动、严禁设备频繁启动、严禁瞬间正反转切换等制度。
4.5提高检修工艺
努力提高检修人员的专业理论知识和实际检修工艺水平，并做到两者的有机结合，进而相互促进。在轴瓦检修工作中严格执行刮瓦、研瓦、再刮瓦的循环工序，保证轴瓦各部间隙符合规程标准，每次大修前应该对电动机基础进行测频，如有固有频率发生变化，利用大修机会提高基础刚度，彻底消除发生共振的可能。
结语：振动是高压电动机中极易出现的问题，振动过大会加速高压电动机轴承磨损，使轴承的正常使用寿命大大缩短，降低高压电动机的绝缘，发出很大的噪声，不但影响了自身的工作，还会影响到被驱动设备的正常工作，为了能够控制振动过大问题的发生，本文就此提出了自己的一些观点，由于水平有限，本文中如有不当之处，请进行批评指正。
参考文献
[1]曹建东.高压电动机振动原因及防范措施[J].工业b，2015(39):173.
[2]孙广鹏，刘丽，王昆，等.高压电动机绝缘性能降低原因分析与预防措施[J].科技与生活，2011(19).
论文作者:张荣山
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：转子论文; 电动机论文; 高压论文; 电机论文; 测量论文; 应力论文; 离心力论文; 《电力设备》2017年第26期论文;