張 鈺，管愛輝，錢 強(qiáng)，賴遠(yuǎn)波，李 軍

（獨(dú)山子石化供水供電公司，新疆 克拉瑪依 833699）

引言

拍振是兩個(gè)頻率接近的力（激勵(lì)源）產(chǎn)生的振動(dòng)疊加在一起造成的，由于頻率接近，周期也接近，每過一個(gè)周期兩個(gè)信號(hào)的相對(duì)相位就會(huì)有一點(diǎn)變化，接近同相的時(shí)候兩個(gè)信號(hào)疊加，幅值變大，接近反相的時(shí)候兩個(gè)信號(hào)相互抵消，幅值變小，造成波形總幅值的周期性波動(dòng)。

1 拍頻現(xiàn)象簡介

在現(xiàn)場(chǎng)任意兩個(gè)振動(dòng)力頻率接近，且兩個(gè)振動(dòng)會(huì)傳遞到一起產(chǎn)生疊加，就會(huì)發(fā)生拍頻，又叫拍振。拍頻是兩個(gè)頻率接近的力（激勵(lì)源）產(chǎn)生的振動(dòng)疊加在一起造成的，由于頻率接近，周期也接近，每過一個(gè)周期兩個(gè)信號(hào)的相對(duì)相位就會(huì)有一點(diǎn)變化，接近同相的時(shí)候兩個(gè)信號(hào)疊加，幅值變大，接近反相的時(shí)候兩個(gè)信號(hào)相互抵消，幅值變小，造成波形總幅值的周期性波動(dòng)。

電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn)，因電磁振動(dòng)在空間位置上和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是同步的，定子電磁振動(dòng)頻率應(yīng)為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)頻率（f0/P）和電磁力極數(shù)（2P）之乘積2f0，也就是2倍的電源頻率。由此可知，電機(jī)在正常工作時(shí)，機(jī)座上受到一個(gè)頻率為電網(wǎng)頻率2倍的旋轉(zhuǎn)力波的作用，而可能產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)大小則和旋轉(zhuǎn)力波大小和機(jī)座剛度直接有關(guān)[1]。例如：定子三相磁場(chǎng)不對(duì)稱；定子鐵心和定子線圈松動(dòng)；電動(dòng)機(jī)座底腳螺釘松動(dòng)。振動(dòng)頻率為電源頻率的2倍，會(huì)出現(xiàn)2倍電網(wǎng)頻率即100 Hz的振動(dòng)。

2極異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的不平衡、不對(duì)中、彎曲引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的二倍頻成分振動(dòng)增大。最常見是2極電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子間氣隙不均勻、磁場(chǎng)中心偏移、定子繞組松動(dòng)、轉(zhuǎn)子斷條等造成磁不平衡，引起電磁力矩加大；和轉(zhuǎn)子的不平衡、不對(duì)中、彎曲引起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率的二倍頻成分振動(dòng)增大的故障同時(shí)存在。由于故障產(chǎn)生的兩倍電源頻率振動(dòng)和兩倍轉(zhuǎn)頻振動(dòng)有微小區(qū)別，產(chǎn)生拍振，在電機(jī)附近可以聽到明顯有節(jié)拍的嗡嗡聲，振動(dòng)總幅值周期性波動(dòng)。

下面以一個(gè)電動(dòng)機(jī)異常振動(dòng)實(shí)例，對(duì)拍頻現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行闡述。

事件經(jīng)過：2018年2月28日，電氣維護(hù)人員在對(duì)某裝置一臺(tái)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)該電動(dòng)機(jī)振動(dòng)軸向、徑向的振動(dòng)超標(biāo)，且徑向的振動(dòng)幅值在3～7 mm/s有規(guī)律地波動(dòng)周期性變化，隨后用狀態(tài)檢測(cè)儀BH550進(jìn)行進(jìn)一步分析。

2 機(jī)組運(yùn)行情況簡介

電動(dòng)機(jī)參數(shù)：油泵功率為55 kW，額定電流為102.6 A，額定轉(zhuǎn)速為2 970 r/min。前后軸承型號(hào)為SKF，6314；滾動(dòng)軸承最近一次檢修時(shí)間為2013年5月；最近一次潤滑時(shí)間為2017-10-09。聯(lián)軸節(jié)為剛性連接。

3 測(cè)試分析

3.1 通過速度頻譜分析

用BH550去對(duì)該電動(dòng)機(jī)測(cè)試分析，分析頻率、分析線數(shù)都是廠家默認(rèn)值2 000 Hz，1 600線。進(jìn)行速度頻譜分析，徑向2倍頻較大，尤其軸向2倍頻大，初步判斷為電機(jī)泵的對(duì)中問題，但是無法解釋振動(dòng)幅值有規(guī)律的變化。為了進(jìn)一步分析，將分析頻率改為400 Hz，分析線數(shù)改為3 200線，提高分辨率[2]。

3.2 提高分辨率后速度頻譜圖

如下頁圖1所示，提高分辨率后再次采集振動(dòng)數(shù)據(jù)分析，從風(fēng)扇側(cè)1 HV速度頻譜分析看，在100 Hz左右有兩個(gè)頻率成分，99.75 Hz為轉(zhuǎn)頻2倍頻，100.2 Hz為電網(wǎng)頻率的2倍頻。

圖1 水平側(cè)水平頻譜

3.3 提高分辨率后速度時(shí)域波形圖

如圖2所示，從風(fēng)扇側(cè)水平時(shí)域波形圖看，有明顯的拍頻周期T=4.307-1.139=3.16 s。

圖2 水平側(cè)水平時(shí)域波形圖

4 綜合診斷

從圖2頻譜分析看，電動(dòng)機(jī)即存在轉(zhuǎn)頻的2倍頻，有存在2倍電網(wǎng)頻譜的2倍頻。由于兩個(gè)頻譜比較接近，所以出現(xiàn)拍頻現(xiàn)場(chǎng)，即幅值有規(guī)律的變化。聯(lián)軸節(jié)不對(duì)中和電機(jī)基礎(chǔ)不良是問題根本所在，需要鉗工重新對(duì)中。

5 結(jié)語

拍振的根源是兩個(gè)力產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到一起，產(chǎn)生了疊加。如果要處理，可以分別診斷消除這兩個(gè)振動(dòng)源，或者切斷振動(dòng)傳遞路徑。比如，通過基礎(chǔ)或管道傳遞振動(dòng)的，增加隔振措施，但電機(jī)本身產(chǎn)生拍振的，就只能通過對(duì)中或處理偏心降低兩個(gè)振動(dòng)了。