Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 [ 128 ] 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155

Иаиболее распространенные отказы электродвигателей вызваны нарушением изоляции обмоток.

Причинами отказов электродвигателей из-за нарушения изоляции обмоток являются:

рост механических напряжений в изоляции при частых пусках;

несинусоидальность питающего напряжения при работе полупроводниковых преобразователей (нелинейных элементов в цепи статора и ротора);

тепловые удары, возникающие в тяжелых переходных режимах пуска, ресинхронизации и самозапуска;

воздействие электромагнитных сил, приводящих к вибрациям обмоток при нарушениях режимов работы энергооборудования.

При этом чаще всего происходит нарушение электрической изоляции лобовых частей обмоток статора в местах выхода из пазов.

К характерным отказам электромагнитного происхождения можно отнести: несимметричный режим нагрузки двигателя; неподвижный эксцентриситет воздушного зазора; вращающийся эксцентриситет воздушного зазора и др., причины и характерные признаки которых можно сформулировать следующим образом.

Иесимметричный режим нагрузки двигателя обусловлен как несимметрией токов питающей сети, так и различными сопротивлениями отдельных фаз обмотки статора. Даже незначительная несимметрия фазовых токов (в пределах 2-3 %) приводит к значительному возрастанию вибрации на частоте 2f0 под воздействием пульсирующего крутильного момента. Это воздействие проявляется в возрастании уровня вибрации на указанной частоте как для радиальной, так и для осевой составляющих. Характерной особенностью при этом является уменьшение виброскорости с увеличением нагрузки.

Устранению причин должна предшествовать их конкретизация, а именно: измерение и сравнение параметров питающей сети; измерение и сравнение сопротивления обмотки статора, а также проверка правильности подключения обмоток (для случая диагностики после ремонта статора).

Иеподвижный эксцентриситет воздушного зазора между статором и ротором, означающий совпадение осей вращения и симметрии ротора и отклонение от этой оси - оси симметрии статора, может возникнуть, например, при неправильной проточке статора или сборке двигателя, а также при деформации статора при нагревании.

Возникающая при этом неравномерность воздушного зазора между статором и ротором и неравномерность магнитного потока, вызывают повышенную вибрацию на частоте

F = 2-PF, К,

где Fc - сетевая частота; P - число пар полюсов; К - целое число (номер гармоники), в большинстве случаях К = 2.

Характерной особенностью дефекта является отсутствие зависимости вибрации от нагрузки и частоты вращения.

Кроме того, наблюдается относительно небольшая составляющая виброскорости на удвоенной частоте сети (100 Гц), вызванная изменением магнитной проводимости.

Вращающийся эксцентриситет воздушного зазора между статором и ротором возникает при несовпадении оси симметрии статора с осью вращения, отклонении от оси линии симметрии пакета ротора, неточной установки прокладок под сердечниками полюсов, смещении оси вала относительно оси симметрии сердечника ротора.

Повышенная вибрация наблюдается в этом случае на оборотной частоте.

Все перечисленные причины вибрации электродвигателя, являясь причинами электромагнитного происхождения, обладают одним общим свойством - уровень вибрации резко падает при отключении электродвигателя от сети.

К отказам механического происхождения относятся различные виды неуравновешенности ротора, дефекты подшипников скольжения, плохое крепление машины на раме, развивающиеся трещины в валах. Если учитывать совместную эксплуатацию электродвигателя с насосом - расцентровка и дефекты зубчатой муфты. Отказы механического происхождения обладают общим свойством - они сопровождаются повышенной вибрацией.

Все виды неуравновешенности ротора сопровождаются вибрацией на оборотной частоте работы электродвигателя.

При ослаблении крепления опоры (нарушение жесткости) амплиды и фазы вибрации в близлежащих сечениях опоры и фундаментной рамы различны. При некачественной подливке бетона или его разрушении в процессе эксплуатации (например попадание масла и др.), короблении фундаментной плиты возникает неплотность прилегания (отставание), которая легко обнаруживается при снятии контурной характеристики. Скачкообразное изменение величины и фазового угла составляющих вибрации в определенном сечении свидетельствует об изменении жесткости.

Кроме этого о нарушении жесткости говорит изменение уровня вибрации крышки подшипника после нагрева электродвигателя.

Иесимметричное ослабление жесткости обычно происходит вследствие одностороннего нарушения связи фундамента с подшипниковой опорой электродвигателя.

Интенсивным источником вибрации подшипника скольжения (особенно для машин с легким ротором, при большой длине опорной части подшипника, при излишне вязкой смазке) на частоте (0,42...0,48) f0 является "вихревая смазка". Эта вибрация является прецессией вала в подшипнике под действием смазки. Пленка смазки, непосредственно соприкасающаяся с валом в граничном слое, вращается со скоростью вала, а пленка, находящаяся на неподвижной поверхности подшипника, также неподвижна. Возникает масляный вихрь.

Другим источником вибрации является неравномерная и неправильная смазка подшипника. Вибрация проявляется на частотах 1/2 или 1/3 f0. В неправильно смазанных подшипниках возникает контакт поверхности вала и подшипника, и появляется "скрип".

Во время остановки и запуска возникает контакт металлических поверхностей шипа и вкладыша. С увеличением частоты вращения увеличивается поверхность, которая смазывается тонким слоем масла в месте контакта. В условиях полной гидродинамической смазки вал свободно плавает на пленке смазочного материала. Даже при обильной смазке возможен разрыв пленки при достаточно больших колебаниях шипа, вызванных другими причинами.

Уменьшение вязкости масла, связанное с повышением температуры, также приводит к разрыву пленки, поскольку уменьшается его демпфирующая способность. Демпфирование увеличивается при использовании масла более высокой вязкости, однако это приводит к увеличению сил трения.

Вибрации от некруглости шейки ротора проявляются в основном на частоте 2 f0. В поперечном сечении всегда имеется отклонение реальной формы шейки ротора от окружности. В самом общем случае профиль поперечного сечения шейки ротора имеет произвольную форму.

Обнаружить неисправность, связанную с развивающейся трещиной в валу ротора, можно анализируя амплитудно-частотную характеристику вибрации на выбеге. С развитием трещины уменьшается жесткость вала ротора и соответственно уменьшается резонансная частота вибрации. Сравнивая суще-