劉小龍，吳輝達，李德金，陳國橋

（中車株洲電機有限公司，湖南株洲412001）

高速電機振動故障影響因素及控制措施

劉小龍，吳輝達，李德金，陳國橋

（中車株洲電機有限公司，湖南株洲412001）

振動超差是電機特別是高速電機例行試驗過程中遇到的最常見的不合格項之一。影響電機振動的因素非常多，通過試驗測量得到的數(shù)據(jù)分析，無法精確地找到引起振動的根本原因，往往需要反復的試驗及電機解體、復裝等過程。文章依次介紹了試驗、裝配、配件等三類影響電機振動的因素及振動故障處理方法。

高速電機；振動特征；振動故障處理

隨著電機控制技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻技術(shù)越來越成熟，電機轉(zhuǎn)速及性能的不斷提高，其轉(zhuǎn)速高，相應(yīng)的振動問題也更加突出。造成電機振動超差的原因多種多樣，涉及面很廣，從設(shè)計、制造、檢驗到試驗臺位安裝、電源都可能成為產(chǎn)生故障的直接、間接原因。從工序上，可以分為3類：試驗類、裝配類、配件類。

1 試驗時影響電機振動的因素及控制措施

（1）電源三相輸出電壓是否平衡，電源頻率、波形等是否符合試驗大綱要求。如果電源三相輸出電壓不平衡，會造成電機電磁場不平衡，轉(zhuǎn)子受力不平衡。因此，應(yīng)對電源質(zhì)量進行定期檢查。

（2）電機試驗平臺的平面度。試驗平臺為4塊組合而成，經(jīng)多年使用后，每塊的平面度都不同程度超差。筆者用透明膠管裝水測量平臺（編為1至4號）的平面度，結(jié)果如表1所示。

表1 試驗平臺兩端高低差

表2 電機型號：YJK450-2W在不同試驗區(qū)域的振動數(shù)據(jù)

為了驗證試驗平臺平面度對電機振動的影響，選用了1臺型號為YJK450-2W的備品高壓電機，分別在不同的試驗平臺上做試驗，測量其額定轉(zhuǎn)速下的振速和振幅，試驗結(jié)果如表2所示。注：振速單位為mm/s，振幅單位為mm，前端為軸伸端，后端為非軸伸端。

從表1、表2看出，試驗平臺高低差越大，電機振動越高。電機試驗前應(yīng)檢查試驗平臺的平面度。對此，筆者協(xié)調(diào)設(shè)備部門對試驗平臺進行了整體調(diào)試，在調(diào)整平面過程中發(fā)現(xiàn)部分地腳螺母有松動現(xiàn)象。經(jīng)過調(diào)整，4塊試驗平臺的高低差控制在2mm以內(nèi)。筆者再次將型號為YJK450-2W的同一臺高壓電機放置在試驗平臺上進行試驗，結(jié)果如表3所示。從表3看出，電機在各個試驗平臺上的試驗振動基本一致，說明試驗平臺的平面度對電機振動有較大影響。因此，須對試驗平臺進行定期校平。

表3 電機型號：YJK450-2W在校平后的試驗平臺試驗的振動數(shù)據(jù)

（3）電機地腳與試驗平臺是否貼合。如果電機地腳不平，電機放置不穩(wěn)，電機高速運行振動會大幅超差。日常的試驗過程中，有1臺YKK500-2的帶底板的高壓電機振動超差，用塞尺檢查了底板與地腳、底板與試驗平臺的間隙，結(jié)果如表4所示。

表4 電機與平臺間隙

表5 電機未加墊片與加墊片試驗振動對比

在用調(diào)整墊片將間隙調(diào)平后，電機重新試驗，結(jié)果如表5所示。從以上數(shù)據(jù)分析，電機地腳與試驗平臺的貼合面對電機振動有較大影響，容易造成電機振動大的誤判現(xiàn)象。因此，電機試驗前須用塞尺檢查電機地腳與試驗平臺的間隙，并調(diào)平，才能保證試驗數(shù)據(jù)的準確性。

（4）電機的試驗工況是否與電機在客戶現(xiàn)場的工況一致。高速電機有很多沒有地腳，不能直接安裝在試驗平臺上。這時，試驗工裝須盡量與電機在現(xiàn)場的安裝方式，才能保證出廠試驗合格的電機在電機安裝現(xiàn)場也是合格的。

2 裝配時影響電機振動的因素及控制措施

（1）定轉(zhuǎn)子間氣隙。電機軸承裝配完成后立即測量氣隙，要求測量3處，偏差不超過10%。氣隙不均勻?qū)⑹闺姍C通電后形成的電磁場不均勻，影響電機振動。

（2）定轉(zhuǎn)子對齊度。電機裝配完成后，冷卻器未安裝前，應(yīng)用手電筒觀察定轉(zhuǎn)子是否對齊。電機通電后，電磁力的軸向不平衡引起軸承座的軸向振動。正常情況下轉(zhuǎn)子在定子中呈軸向?qū)ΨQ布置，定子繞組感應(yīng)磁場的磁通量兩端基本一致，故電磁力保持平衡。但運行中轉(zhuǎn)子與定子沿軸向?qū)ΨQ中心發(fā)生偏移，則在定子繞組兩端感應(yīng)磁場的磁通量不相等，那么兩端部分感應(yīng)磁場的磁拉力也不相等，使電磁力失去了平衡，產(chǎn)生振動。

（3）軸承裝配時油封未裝配到位或軸承內(nèi)外蓋未均勻?qū)ΨQ緊固導致未裝正，使油封迷宮處相擦，引起軸承溫度急劇上升，油脂發(fā)黑變色，電機振動超標。裝配油封時，熱套油封前須將轉(zhuǎn)軸軸肩處的漆瘤清理干凈；熱套油封后要求用0.05mm塞尺在圓周方向均布塞3個點，塞不進表示油封安裝到位。

（4）外風扇或剎車盤混裝或安裝角度不符，導致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生動不平衡，導致電機振動超標。在拆卸外風扇和剎車盤時做好標記和編號，確保原裝原配，保證動平衡的一致性。電機裝配前須確保安裝在轉(zhuǎn)子上的所有配件做過動平衡或者零件本身尺寸可以保證其質(zhì)量均布，不會影響轉(zhuǎn)子的動平衡。

（5）潤滑油脂不足導致電機潤滑不良，電機高速運行時滾道面無法形成油膜，電機振動超標。分體式軸承和球面軸承由于加油不便，這種現(xiàn)象更為常見。如軸承熱套后加油困難，可以先將油脂加滿后再熱裝軸承。

3 配件因素及其控制措施

（1）機座或端蓋不同心造成定轉(zhuǎn)子不同心，引起電機振動超標。電機機座的兩端止口及鐵芯檔不同心，端蓋軸承室與止口不同心，都會導致轉(zhuǎn)子歪斜，電機振動超標，對于高速電機尤是如此。加工端蓋和機座時，要求一次裝夾，一次加工到位，保證同心。

（2）機座的止口檔或端蓋止口檔、軸承室橢圓，導致軸承及整個軸承支撐面存在很大的應(yīng)力，也會對電機振動產(chǎn)生影響。

（3）機座及端蓋的軸向長度超差，導致非固定端軸承內(nèi)外圈不對齊，導致電機振動超標。軸承裝配完成后，內(nèi)環(huán)、圓螺母未裝配前，檢查軸承內(nèi)外圈是否對齊。

（4）轉(zhuǎn)子動平衡時未安裝外風扇或剎車盤，或者高速電機未做高速動平衡，動平衡機規(guī)格不符（如應(yīng)用300kg的動平衡機，但是實際使用的是3T的動平衡機），上述現(xiàn)象都會使轉(zhuǎn)子動平衡失效，電機試驗時振動超標。轉(zhuǎn)子校動平衡時須根據(jù)電機最高轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子重量選擇好動平衡機，并細心閱讀電機總裝圖，看有無其他配件需要安裝在轉(zhuǎn)子上一起校動平衡。

（5）高速電機轉(zhuǎn)子端環(huán)強度不足導致電機高速運轉(zhuǎn)時離心力端環(huán)變形，造成電機振動超標。端環(huán)入庫檢查時須檢查其機械強度，端環(huán)焊接后測量其硬度，須在圖紙要求范圍內(nèi)。

4 結(jié)語

從試驗、組裝、配件三個方面分析了影響高速電機振動的因素，并提出了相應(yīng)的控制措施，可以減少電機出廠試驗的振動超差現(xiàn)象；同時，對存在試驗振動超差的電機首先排除試驗條件與電機安裝的影響，其次再從裝配及配件上尋找原因，避免電機重復返工。

電機試驗振動超標的原因很多，最終體現(xiàn)在只是振動數(shù)值偏大。同樣的振動超標，可能造成的原因不盡相同，這就要求人們本著由易到難，由外而內(nèi)的原則逐一查找驗證。只有找到電機振動超標的根本原因，才能解決電機振動超標的問題。

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Influencing Factors and Control Measures of High Speed Motor Vibration Fault

LIU Xiao-long，WU Hui-da，LI De-jin，CHEN Guo-qiao
（Zhuzhou Electric Co.，Ltd，Zhuzhou，Hunan 412001，China）

Vibration tolerance is one of the most common nonconforming items encountered during routine testing of motors，especially high-speed motors.There are many factors that affect the vibration of the motor.Through the analysis of the data obtained by the test，the root cause of the vibration can not be found accurately，and it is often necessary to repeat the test and the process of disassembling and disassembling the motor.This paper introduces three factors，such as test，assembly and accessories，which affect the vibration of the motor and the vibration fault treatment method.

high speed motor；vibration characteristic；vibration fault handling

TM359.9

A

2095-980X（2017）03-0013-02

2017-02-27

劉小龍，江西贛州人，大學本科，主要從事電機裝配工藝技術(shù)工作。