艾默生2140系统在电动机故障诊断中应用

电机毛病的因素是多方面的，例如电路问题：定转子偏心、转子笼条断裂、定子问题，机械问题：轴弯曲、轴承、软脚、不对中、不平衡、机械摩擦等。运行中的电机出现毛病是不可避免的。因此提前发现、分析并解决毛病是消除电机稳定运行的一个重要措施，可以通过应用状态监测的各种分析判断方法精确判断电机毛病类型、毛病点及维修重点，确保机组稳定运行。

AMS 2140 实物图

在某化工厂内一台电动机日常巡检中发现电机振动烈度高达11.8mm/s，Peakvue值9.8 g's，负荷侧温度70℃，因电机的转速为1000RPM,因此旋转频率f为

1000÷60=16.67（Hz）

根据香浓定律采样频率一般是实际频率f的2.56倍，因此分析频率在实际操作中一般是实际频率f的3倍，为了使现场采集的频率包含电动机所有容易导致振动故障的频率特征，也就是还需要包含定子电源频率（＜2*50f），电机极通过频率（50/极对数），轴承故障特征频率（＜15f），基础框架固有频率＜f，经计算，综合类故障频率，分析频率为100*16.67=1667Hz，因此将最高分析频率设为2000Hz就能够满足该电机的故障分析要求了，为了能够发现极通频率的峰值，信号的频率分辨率一般要小于1，因此2140的分析谱线数取3200线，采样周期时间为3200/2000Hz=1.6s

实际采集频谱时域图

信号频谱图

同时电机前后分别布置的2个测点，负荷侧水平向3.846mm/s，垂直11.68mm/s, 轴向11.36mm/s，peakvue 11.92g's；非负荷侧水平向3.952mm/s，垂直9.02mm/s，轴向7.45mm/s，peakvue7.8g's；

根据数据及故障查找分析表，可能问题1主要在于电机存在电气故障，定转子气隙不匀，鼠笼条裂纹导致超标振动，问题2 电机内部机械故障，不对中，不平衡，轴承故障引起摩擦，轴承室跑套从振动频谱上分析，存在1X、2X、3X及其谐波及噪声基底，判断负荷侧存在旋转松动迹象，轴承内圈通过频率 （BPFI）=NB 滚动体个数（24个）/2+1.2=13.2HZ；外圈通过频率（BPFO）=NB滚动体个数/2-1.2=10.8HZ；滚动体旋转频率 （BSF）=1/2[NB/2-1.2/NB]=5.975HZ；保持架旋转频率（BSF）=1/2-1.2/NB=0.45HZ.轴承内圈故障频率13.2HZx16.33=215.5HZ； 轴承外圈故障频率10.8HZx16.33=176.36HZ； 轴承滚动体故障频率5.975HZx16.33=97.57HZ； 轴承保持架故障频率0.45HZx16.33=7.34HZ； 频谱中未发现轴承内外圈及滚动体故障频率，但在300-400HZ处存在一组频谱，且7.34HZ的边带，分析认为轴承保持架有磨损故障

通过对四个地脚垂直方向监测振动值均为0.94mm/s左右，值偏差不大，相位角小于30°，排除软脚问题

电动机进行停车检修，拆检发现负荷侧轴承油脂变色，变色油脂中有铜粉出现，铜保持架与滚柱体间隙增大，测量轴承游隙0.55mm，负荷侧端盖轴承室配合间隙φ310+0.12mm，由于间隙增大，引起负荷侧转子下落， 造成负荷侧内油盖与转子部位摩擦

电动机解体后对负荷侧端盖轴承室内孔进行涂镀修复处理，对转轴内油盖摩擦高点进行去除，更换前后轴承后解决本次 振动升高及加速度增大的问题，即消除了高压电动机抱轴烧毁的风险，又减少了电气高压系统波动的风险