高速电机振动故障影响因素及控制措施

刘小龙，吴辉达，李德金，陈国桥

（中车株洲电机有限公司，湖南株洲412001）

高速电机振动故障影响因素及控制措施

刘小龙，吴辉达，李德金，陈国桥

（中车株洲电机有限公司，湖南株洲412001）

振动超差是电机特别是高速电机例行试验过程中遇到的最常见的不合格项之一。影响电机振动的因素非常多，通过试验测量得到的数据分析，无法精确地找到引起振动的根本原因，往往需要反复的试验及电机解体、复装等过程。文章依次介绍了试验、装配、配件等三类影响电机振动的因素及振动故障处理方法。

高速电机；振动特征；振动故障处理

随着电机控制技术的不断发展，变频技术越来越成熟，电机转速及性能的不断提高，其转速高，相应的振动问题也更加突出。造成电机振动超差的原因多种多样，涉及面很广，从设计、制造、检验到试验台位安装、电源都可能成为产生故障的直接、间接原因。从工序上，可以分为3类：试验类、装配类、配件类。

1 试验时影响电机振动的因素及控制措施

（1）电源三相输出电压是否平衡，电源频率、波形等是否符合试验大纲要求。如果电源三相输出电压不平衡，会造成电机电磁场不平衡，转子受力不平衡。因此，应对电源质量进行定期检查。

（2）电机试验平台的平面度。试验平台为4块组合而成，经多年使用后，每块的平面度都不同程度超差。笔者用透明胶管装水测量平台（编为1至4号）的平面度，结果如表1所示。

表1 试验平台两端高低差

表2 电机型号：YJK450-2W在不同试验区域的振动数据

为了验证试验平台平面度对电机振动的影响，选用了1台型号为YJK450-2W的备品高压电机，分别在不同的试验平台上做试验，测量其额定转速下的振速和振幅，试验结果如表2所示。注：振速单位为mm/s，振幅单位为mm，前端为轴伸端，后端为非轴伸端。

从表1、表2看出，试验平台高低差越大，电机振动越高。电机试验前应检查试验平台的平面度。对此，笔者协调设备部门对试验平台进行了整体调试，在调整平面过程中发现部分地脚螺母有松动现象。经过调整，4块试验平台的高低差控制在2mm以内。笔者再次将型号为YJK450-2W的同一台高压电机放置在试验平台上进行试验，结果如表3所示。从表3看出，电机在各个试验平台上的试验振动基本一致，说明试验平台的平面度对电机振动有较大影响。因此，须对试验平台进行定期校平。

表3 电机型号：YJK450-2W在校平后的试验平台试验的振动数据

（3）电机地脚与试验平台是否贴合。如果电机地脚不平，电机放置不稳，电机高速运行振动会大幅超差。日常的试验过程中，有1台YKK500-2的带底板的高压电机振动超差，用塞尺检查了底板与地脚、底板与试验平台的间隙，结果如表4所示。

表4 电机与平台间隙

表5 电机未加垫片与加垫片试验振动对比

在用调整垫片将间隙调平后，电机重新试验，结果如表5所示。从以上数据分析，电机地脚与试验平台的贴合面对电机振动有较大影响，容易造成电机振动大的误判现象。因此，电机试验前须用塞尺检查电机地脚与试验平台的间隙，并调平，才能保证试验数据的准确性。

（4）电机的试验工况是否与电机在客户现场的工况一致。高速电机有很多没有地脚，不能直接安装在试验平台上。这时，试验工装须尽量与电机在现场的安装方式，才能保证出厂试验合格的电机在电机安装现场也是合格的。

2 装配时影响电机振动的因素及控制措施

（1）定转子间气隙。电机轴承装配完成后立即测量气隙，要求测量3处，偏差不超过10%。气隙不均匀将使电机通电后形成的电磁场不均匀，影响电机振动。

（2）定转子对齐度。电机装配完成后，冷却器未安装前，应用手电筒观察定转子是否对齐。电机通电后，电磁力的轴向不平衡引起轴承座的轴向振动。正常情况下转子在定子中呈轴向对称布置，定子绕组感应磁场的磁通量两端基本一致，故电磁力保持平衡。但运行中转子与定子沿轴向对称中心发生偏移，则在定子绕组两端感应磁场的磁通量不相等，那么两端部分感应磁场的磁拉力也不相等，使电磁力失去了平衡，产生振动。

（3）轴承装配时油封未装配到位或轴承内外盖未均匀对称紧固导致未装正，使油封迷宫处相擦，引起轴承温度急剧上升，油脂发黑变色，电机振动超标。装配油封时，热套油封前须将转轴轴肩处的漆瘤清理干净；热套油封后要求用0.05mm塞尺在圆周方向均布塞3个点，塞不进表示油封安装到位。

（4）外风扇或刹车盘混装或安装角度不符，导致转子产生动不平衡，导致电机振动超标。在拆卸外风扇和刹车盘时做好标记和编号，确保原装原配，保证动平衡的一致性。电机装配前须确保安装在转子上的所有配件做过动平衡或者零件本身尺寸可以保证其质量均布，不会影响转子的动平衡。

（5）润滑油脂不足导致电机润滑不良，电机高速运行时滚道面无法形成油膜，电机振动超标。分体式轴承和球面轴承由于加油不便，这种现象更为常见。如轴承热套后加油困难，可以先将油脂加满后再热装轴承。

3 配件因素及其控制措施

（1）机座或端盖不同心造成定转子不同心，引起电机振动超标。电机机座的两端止口及铁芯档不同心，端盖轴承室与止口不同心，都会导致转子歪斜，电机振动超标，对于高速电机尤是如此。加工端盖和机座时，要求一次装夹，一次加工到位，保证同心。

（2）机座的止口档或端盖止口档、轴承室椭圆，导致轴承及整个轴承支撑面存在很大的应力，也会对电机振动产生影响。

（3）机座及端盖的轴向长度超差，导致非固定端轴承内外圈不对齐，导致电机振动超标。轴承装配完成后，内环、圆螺母未装配前，检查轴承内外圈是否对齐。

（4）转子动平衡时未安装外风扇或刹车盘，或者高速电机未做高速动平衡，动平衡机规格不符（如应用300kg的动平衡机，但是实际使用的是3T的动平衡机），上述现象都会使转子动平衡失效，电机试验时振动超标。转子校动平衡时须根据电机最高转速、转子重量选择好动平衡机，并细心阅读电机总装图，看有无其他配件需要安装在转子上一起校动平衡。

（5）高速电机转子端环强度不足导致电机高速运转时离心力端环变形，造成电机振动超标。端环入库检查时须检查其机械强度，端环焊接后测量其硬度，须在图纸要求范围内。

4 结语

从试验、组装、配件三个方面分析了影响高速电机振动的因素，并提出了相应的控制措施，可以减少电机出厂试验的振动超差现象；同时，对存在试验振动超差的电机首先排除试验条件与电机安装的影响，其次再从装配及配件上寻找原因，避免电机重复返工。

电机试验振动超标的原因很多，最终体现在只是振动数值偏大。同样的振动超标，可能造成的原因不尽相同，这就要求人们本着由易到难，由外而内的原则逐一查找验证。只有找到电机振动超标的根本原因，才能解决电机振动超标的问题。

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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

刘小龙，江西赣州人，大学本科，主要从事电机装配工艺技术工作。