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2024-09-02
1 設備概況
6 kV交流異步電機,額定(dìng)功率為725 kW、額定轉速1490 r/min,冷卻方式為IC411。
2 故(gù)障現象
該電機大修後,返廠後運行1個月左右,運維(wéi)人員(yuán)反映該電機在運行時發出異常噪聲(shēng),且呈(chéng)逐漸增大趨勢,並伴隨著明顯(xiǎn)的嘯叫聲。
經過初(chū)步檢(jiǎn)查(chá),電機各位置振動速度均不超過1.5 mm/s,電機軸承潤滑良好(hǎo)。用簡(jiǎn)易(yì)測振儀器檢測電機振動速度時,發現最高振動值出(chū)現在(zài)500 Hz附近(下圖),且遠大於其它頻率。這個頻率遠大於電機轉速的1倍頻和2倍頻,而1倍頻和2倍頻的(de)振(zhèn)動主要與電機軸(zhóu)承損壞、動不平衡、不對中、地腳缺陷相關。由此判(pàn)斷,該噪聲應該與機械振動無關。
電機(jī)電(diàn)磁噪聲大小(xiǎo)隨磁場強弱、負載電流的大小而改變。做(zuò)停電試驗,電機(jī)停運的瞬間,異常噪聲並未立即消失,而是伴隨電機轉速的下降而(ér)減弱,可以據此確定該異常(cháng)噪聲不是電磁噪聲。
3 解(jiě)體檢查
電機停運後,運維人員打開風扇罩,對風(fēng)扇葉和風扇罩內部(bù)進行(háng)檢查,未(wèi)發現風扇葉鬆動、開裂的現象,風扇罩內部(bù)無任何(hé)異物(wù),可以判斷噪聲來源於電(diàn)機內部。
拆開電機兩(liǎng)側端蓋(gài),抽出電機轉子,電機內部軸承、繞組均未見異常,僅在非(fēi)軸伸端轉子內風扇(shàn)底部發(fā)現(xiàn)有絕緣漆滴落後開裂現象(下圖)。該絕緣(yuán)漆是(shì)電機大修時真空浸漆後,絕緣漆由於重力作用滴落在定子殼(ké)體上,修(xiū)理廠檢修人員未及時清理幹淨所致。
4 故障原因(yīn)分析
經過測量,電機(jī)各項電氣指標均正常。通過對電(diàn)機轉子的結構進(jìn)行了觀察與分析,發現在轉子上有一圈管道(dào)連接了轉子的兩端,轉子轉(zhuǎn)動時起通風散(sàn)熱作用(下圖)。
每當轉子旋轉一周,會有18個小孔經過開(kāi)裂的絕(jué)緣漆層位置,小(xiǎo)孔內的氣流吹過形成了“口哨效應”。經過簡單計(jì)算:每秒(miǎo)電機轉(zhuǎn)動1490÷60=24.83圈;每秒會(huì)有18x24.83=447個小孔(kǒng)吹過絕(jué)緣(yuán)漆層開裂位置,可以理解為氣流(liú)吹過該位置的頻率為447 Hz。
空氣動力噪聲分(fèn)為渦流噪聲和笛鳴噪聲兩種。渦流噪聲主要是由轉子和風扇引(yǐn)起的冷卻空氣湍流,在旋轉(zhuǎn)表麵交替出現渦流引起的;笛鳴噪聲是通(tōng)過壓(yā)縮空氣或空氣在固定障礙物上擦過而產生的。
這個447 Hz頻率數字接近主(zhǔ)振頻率(500 Hz),電(diàn)機噪聲的來源基本確認可能(néng)與開裂(liè)的絕緣漆層有關。如果把開裂的絕緣漆層清理(lǐ)幹淨,噪聲應(yīng)會消失。
5 效果及改進措施
清除了滴落在(zài)定子殼(ké)體內部的絕緣漆層,將電機(jī)回裝後試車,發現異常(cháng)噪聲消失,測量振動的頻譜,500 Hz處的沒(méi)有任何反應(yīng)(圖5),可以確認該電機之前發出的噪聲確實為空氣動力(lì)性噪聲,即空氣在開(kāi)裂的絕(jué)緣漆皮上擦過而產生的笛(dí)鳴(míng)噪聲。
個人對該文章的分析有一點看(kàn)法:首先500HZ是由於流(liú)體通過開(kāi)裂的絕緣漆造成的,也就是流體通過障礙物後產生的噪聲。根據散熱孔計算的447 Hz,反而說明散熱孔(kǒng)的設計(jì)與、運行是正常的。
文(wén)中所述的機械(xiè)原因排除,理由並不充分,當某部件共振時,可能會產生高的振動頻率。
另外懷疑是否為空氣動力噪聲,最簡單的(de)方法是在(zài)有(yǒu)條件的情況下停掉風扇觀察。
來源(yuán):振動診斷與轉子平衡
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