摘要：鼠笼式三相异步电动机是火力发电厂主要的动力设备，它的安全稳定运行直接影响着发电机组的可靠运行。而电动机振动是经常发生的重要故障或缺陷之一，下面针对某厂鼠笼式三相异步电动机的运行状况进行振动原因分析，从中找出解决振动问题的对策。
关键词：鼠笼式三相异步电动机；振动；原因分析；处理方法
1 鼠笼式三相异步电动机产生振动的主要原因概述
1.1 机械方面原因：（1）轴承磨损，间隙超标，不均匀；（2）与机械部分找正不好；（3）转子或风扇不平衡；（4）基础强度不够；（5）转轴弯曲。
1.2 定、转子本体方面原因：
（1）定、转子间隙不均匀；（2）鼠笼式转子笼条与端环处开焊、断条；（3）鼠笼式转子铁芯松动，沿轴向移动；（4）鼠笼式转子笼条与端环处开焊、断条；（5）定子绕组直流电阻不平衡，超标。
2 机械原因造成电动机振动的现象及处理方法
对于由于机械方面原因引起的振动，可以说无论从判断到处理相对要容易一些。由于轴承质量问题或缺油磨损而导致电机振动时，现场可以根据声音进行判断，用金属棒可以明显听到轴承室有金属磨擦或较刺耳的尖叫声，这种情况我们需要及时将电机停下来，更换新轴承并加入合格、适量的润滑脂，问题就可以得到解决。
电机由于转子配重块脱落或铸铝风扇叶折断造成动平衡不好而引起振动，这类问题电机解体后很容易就能发现，那么经过重新补焊配重块或更换新风扇就可以解决。
有时电机振动是由于基础不牢而引起的，这类情况可以明显感觉到电机基础部分在随着电机同频率振动，这就需要将电机基础重新夯实、加固，问题自然可以得到解决。
还有电机运行时振动明显，可解开对轮后空载试运时振动消失，这就是机械找正存在问题。需要机械方面重新找正，即找好中心，问题就解决了。
对于一些电机由于转轴弯曲而产生振动的，则要对电机进行直轴处理。直轴要加热后进行，热态直轴有两种方式：一种是先加压力再加热来直轴，另一种是先加热再加压力来直轴。对于弯曲严重的转轴最好采用先加热后加压的方法，然后再通过测试动、静平衡或放到车床上打表来检测直到合格为止。
上述机械原因引起的振动多发生在中小型鼠笼式三相异步电动机上，并且故障部位直观、易发现，而且处理起来比较容易，同时如果发现、处理及时也不会造成严重后果。
3 定、转子本体方面原因造成电动机振动的现象及处理方法
这类振动的原因隐蔽性强、不容易判断，只有将电机解体，转子抽出检查才能发现，并且如果发现、处理不及时，电机振动加剧，轴承（轴瓦）损坏，造成电动机“扫膛”，损坏定子绝缘，酿成定子短路事故，一方面造成机组停机或减负荷运行，造成巨大经济损失；另一方面电机本身的修复也要花去上万乃至几十万元资金，这无疑代价太沉重了。
3.1 由于鼠笼式转子笼条与端环处开焊、断条故障而引起电机振动
3.1.1 如，2008年某厂一台引风机电机运行时振动，轴瓦温度升高。在小修时，电机解体检查，但转子抽不出来，发现端部已严重过热，短路环已变形，定子线圈端部绝缘也因转子端部过热而变色、发脆、老化，最后用铣刀将转子端部均匀磨去一圈后才抽出转子，经检查，转子鼠笼内、外端环严重变形，这就是电机振动、瓦温升高的根本原因，后来该转子返厂家进行彻底检查、处理。
3.1.2 再如，2009年，某厂一台磨煤机电机运行时振动严重，解体检查发现鼠笼转子开焊、断条，对该电机转子笼条开焊和断条进行了补焊和修理，重新投入运行后，电机运行良好，消除了振动。
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不难看出，鼠笼式三相异步电机转子鼠笼故障的特点：新投运或刚大修后的电机一般不会发生断笼，在经过一年或更长时间后才会发生，尤其是对于起动较为频繁、起动时间长、起动负荷重的电机，发生鼠笼故障的机率较高，如磨煤机、输煤皮带电机等。断笼条数不多时，在电机起动过程中，可以从定子出风口或定转子间隙看到其冒出电焊状火花，当断笼条数较多时，电动机起动时间明显延长，并伴有异音（明显的、不规律的嗡嗡声），电动机振动加剧，以至损坏轴承、基础振松、电机扫膛，断下的笼条在转子离心的作用下发生弯曲，刮坏定子绝缘、酿成定子短路事故。通常断笼普遍发生在双笼中的外笼，又多在起动过程中断裂，且发生断笼的部位大都在短路环附近的端部。
根据鼠笼容易出现上述故障特点，分析其主要原因：
3.1.2.1 高压电机在起动电流由零上升到持续最大值的这段时间内，端环短路电流迅速达到最大，并发热膨胀，这必然会产生径向位移和变形，根据发热Ｑ＝kＩ2Ｒt及电流的集肤效应作用，起动时间愈长，起动电流愈大，弯曲变形愈厉害。同时如果电机启动频繁，温升较大，更容易出现端环变形现象，再发展下去，就会出现钎焊接头熔开，笼条与端环处开焊现象。
3.1.2.2 笼条在起动过程中不仅受到电磁径向力、离心力的作用，还受到难以计算和预测的热应力的影响，使笼条受到交变的应力，反复弯曲变形、疲劳损伤达到一定程度，必然造成端环开焊、笼条断裂事故。
3.1.2.3 笼条本身的机械强度不足也会引起笼条的弯曲和断裂。
3.2 由于电机转子铁芯松动而造成电机振动乃至扫膛：
某厂2006年，一台给水泵电机是上海电机厂生产的高压电动机，自机组投产以来一直存在振动现象，对电机的前后轴瓦进行检查，未发现异常，轴瓦的各部间隙合格，并且在试运中瓦温正常。运行中发现该给水泵电机定子一相线圈温度瞬间升高，电机跳闸，就地检查发现电机膛内有大量烟，并发出刺激性的绝缘气味，怀疑电机定、转子磨擦扫膛。对电机进行抽转子解体检查，发现电机定子中间200mm宽靠左下部（电机非驱动端观察）近1/3面积扫膛，转子中间有400mm×500mm面积磨擦。
在解体检查中发现造成电机振动和扫膛主要有以下原因：
3.2.1转子铁芯固定筋板开焊，与转轴有0.15mm的间隙，盘车时整个鼠笼发生位移；
3.2.2转子铁芯严重松动，轴向及切向均有较大松动现象；
根据以上检查结果可以证明转子铁芯的轴向紧固螺杆（共10根）必然存在松动，造成电机运行时振动的根本原因就是转子铁芯的松动，运行时铁芯受离心力作用而向定子铁芯靠拢而磨擦，同时由于铁芯松动和变形造成电机转子动平衡不好而振动。
处理情况：松开转子铁芯的轴向紧固螺杆非驱动端的紧固螺母（整个铁芯与转轴的固定在驱动端），用液压扳手均匀紧固各螺栓，紧完后将螺母点焊定位，并将转子与筋板的焊口重新焊牢，电机回装后运行情况较好。
4 几点建议：
通过以上对鼠笼式三相异步电动机振动原因分析，提出几点建议，供参考：
4.1对于起动频繁或重载起动易发生笼条损坏的电机，宜选用起动特性相当并留有适当裕度的电机，同时其转子导电回路部件应为中频感应焊或电阻焊等先进的钎焊焊接工艺制造。
4.2大、小修时抽出转子，应认真检查笼条的紧固情况，若发现端部焊接有断裂或开焊时，应及时进行补焊处理，并确保焊接质量。
4.3尽量采取措施，缩短起动时间，特别是热态下减少起动次数，这对防止发生鼠笼故障是十分有效的。
4.4加强运行人员及检修人员的责任心，提高运行维护与检修质量，使电机经常保持良好的运行工况。
参考文献：
[1]《电气检修工艺规程》（电动机部分）Q/CDT-CCTCP 106 1010-2010 大唐长春第三热电厂
[2]《汽轮发电机及电气设备》（第三分册）涂光瑜主编 2006.12 中国电力出版社
论文作者:陈奇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/1
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