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摘要：电动机振动会造成发电机停机、停运，因此带来安全隐患，带来巨大损失。对于电动机的振动原因进行分析，找到相应的对策，就能够将故障隐患消灭在萌芽状态。本文结合实际案例对电动机震动原因以及解决对策的应用展开论述，期望能够在电动机振动监测工作的开展以及电动机振动的故障解决上具有参考作用。
关键词：电动机；振动原因；解决对策
发电机和高低压电动机发生振动，引起的停运、停机故障较为常见，一般采用振动监测的方法能够将问题进行及早发现，并及时进行处理，将故障隐患消灭在萌芽阶段，防止由于故障引发的进一步损坏，同时采取措施加以规避，不仅能够实现设备的稳定运行，而且也减少了检修投入的人力和财力。
1.电动机振动的危害
设备运行发生电动机震动是非常常见的。与其他设备一样，电动机的运行产生的振动有着不同程度的幅度。运行中，振动会对设备产生一定的危害，一个是消耗能量，降低电机的运行效率，一个是对电机的轴承加以损坏，磨损电机的轴承导致了轴承的使用寿命大大地缩短。还有就是磨损转子，导致磁极松动，使得转子与定子发生擦碰，导致电机转子发生断裂和弯曲，另外，由于电机振动造成电机端部的绑线发生了松动，带来绕组相互摩擦，降低了绝缘电阻并且缩短了绝缘的使用寿命，甚至还可能导致绝缘发生击穿，还有就是电机配套的设备基础部分发生了零部件的松动，带来严重的事故。
2.电动机振动的基本原因
2.1电磁原因
2.1.1定子故障
定子绕组接地击穿、匝间短路、断线、定子三相电流不平衡、接线错误。定子铁心变松动、偏心，形状为椭圆形。
2.1.2电源方面
三相电动机缺相运行、三相电压不平衡。
2.1.3转子故障
端环开焊与转子笼条断裂，绕线错误，转子铁心变椭圆、偏心、松动，电刷接触不良[1]。
2.2机械原因
2.2.1与联轴器配合方面
联轴器连接不良，负载机械不平衡，联轴器损坏，联轴器找中心不准，系统共振等。
2.2.2电机本身方面
基础安装不良导致转子气隙不均，滑环变形导致机械机构强度不够，子磁力中心不一致，电机风扇损坏后轴承故障发生共振，定、转子不平衡，地脚螺丝松动，发生了转轴弯曲。
2.3电机混合原因
电机轴向串动，由于转子本身中立引起电机振动加大，或者由于安装不准确或者磁力中心不对引起电磁拉力，严重情况下发生轴磨磨损，使轴瓦温度迅速升高，造成电机发生轴向串动。
软性轴承与硬性轴承示意图
机电混合作用下，电机振动往往是气隙不匀，致使单边电磁拉力增大，使得气隙进一步增大，发生电动机振动。
3.振动原因的查找
电机的振动原因较为复杂，鉴于其产生的严重后果，应通过监测的方式进行振动的原因查找。利于及时查找到故障原因。通过监测查找振动的原因，主要监测三个量，位移、速度和加速度。
通过对被监测系统的位移监测，即便是传递的力量较小，系统运行的质量较小，也能够被位移传感器发现，尤其是对于外壳位移量较小的重型机座的振动的监测，效果非常明显。
对于速度的监测，要通过速度传感器在被测部位的表面的振动测量数据进行监测，一旦发生振动就会被速度传感器捕捉到。
对于加速度的监测，可以通过位移和速度的测量的积分，获得振动的频率范围。
监测的方法包括对电机的机壳的振动的监测、转轴的振动的监测、轴承的监测。对于机壳的振动的监测，要对电机的设备以及与之耦合的设备传递过来的振动进行监测，这种振动时会发生固有频率的，一般会产生自故障中发生的分量，尽管振动是轻微的，但是也容易被区分。对于转轴的监测，要通过应力传感器以及遥测仪进行测量，判断传感器输出量是来自于旋转轴还是其他参考轴的。对于轴承的监测，采用冲击脉冲法进行监测，一旦发生轴承磨损之后，由于轴承的表面凹凸不平的，因此会在滚动接触中发生应力波，产生冲击脉冲，导致超声波频段的出现，传感器能够对这个频段发生的谐振特性进行监测[2]。
4.振动故障的检修
4.1对于振动故障的检修包括
(1)机械原因的检修：检查转轴，然后对转子做平衡试验，对弯曲的转轴进行直接直轴或者补焊、重新加工。检查气隙是否均匀，松动的铁心可用环氧树脂胶粘接灌实，重新调整各部间隙。如果测量值超标，电机振动大，而且轴瓦温度超标，应重新调整气隙。检查轴承，如不合格更换新轴承，并且顶起测量轴承间隙，风机电机大修后试运行期间检查铁心松动和变形动情况。
(2)电气原因的检修：例如：水泵电机运行中电机不仅轴承温度偏高，振动大，可用排除法将故障找到并予以消除。在小修试验中发现电机定子绕组有开焊现象，电机直流电阻不合格，经过断开绕组分相进行查找后，用仪器测量定子绕组，发现定子三相直流电阻有不平衡现象，从绝缘表面看到烧焦痕迹，说明定子连线焊接部位有开焊现象，另外绕组可能存在匝间短路现象，经过确认，确定匝间短路后，将电机绕组重新下线。
(3)通过检修，查找倾斜度、中心、强度是否找正，电机本身是否正常，负载机械部分是否查运行正常，如果引起故障，要考虑的问题包括：因是否是连接部分造成的，电机轴伸绕度是否符合要求，电机的基础水平面联轴器是否损坏等。
某350MW发电机组轴系由高低压转子、集流环转子组成，转子间联结有刚性联轴器，包含了多个支承轴承，包括落地、支成、端盖轴承等。机组在第一次大修之后，启动了三次，达到3000r/min额定转速后，发生了明显的振动状态的差异。带负荷过程中，轴承振动出现了随负荷和时间增长的热变量，轴绝对振动幅度超过了190μm。
经过测量和试验之后，发现机组振动的特点是：带负荷之后，轴振动存在较大的热变量，存在2X、3X、4X成分，且每次启动后达到3000r/min的时候，振动幅值不同，将发电机的氢温从38摄氏度提高到42摄氏度的时候，振动就会降低20-30μm，因此，根据瓦轴的随负荷和时间的波动，将#5轴的金属温度降低5-10摄氏度，进而推断轴承负荷偏低，发电机可能存在冷热不均的问题，从而引起了5#轴振动不稳定的变化。考虑到机组的运行和工期条件，采用动平衡的治理方法，进行了大量的试验数据的分析，精确找到了热变量的向量值，通过在低发联轴器三次配重，将电机的轴振动控制在了合格的范围内，轴振幅值小于100μm。经过20天的机组运行，对振动情况进行了检测，达到了规定的绝对轴振动标准[3]。
5.结束语
电动机的振动可以通过监测查找到原因，并根据原因提出解决措施和预防措施，达到规避各种由于振动引起的故障或者安全事故。对于大容量发动机的端部进行监测更是有必要的，同时还要配合进行电动机的状态检修，使得电动机设备保持良好运行的同时，节省检修的人力物力消耗，达到企业运营节能减排降耗的目标。
参考文献：
[1] 雒晓辉,满若岩,魏卫等.核电站乏燃料水池冷却泵电动机振动故障分析与研究[J].通用机械,2015,(11):61-64.
[2] 周海华.论述循环水泵电动机振动大的处理对策[J].民营科技,2014,(8):79.
[3] 阮万江.油田电动机振动分析及检修应用[J].油气田地面工程,2017,36(4):64-66.
论文作者:钟毅,赵绍斌,王嘉岳
论文发表刊物:《防护工程》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/22
标签：电机论文; 电动机论文; 转子论文; 轴承论文; 联轴器论文; 定子论文; 原因论文; 《防护工程》2017年第33期论文;