转子的不平衡故障
电机三相不平衡的原因
电机三相不平衡的原因电机三相不平衡是指三相电机在运行过程中，三相电流或电压不均衡的现象。
三相不平衡会导致电机运行不稳定，甚至损坏电机。
本文将从供电系统、电机内部和负载三个方面分析电机三相不平衡的原因。
一、供电系统方面1. 供电电源不平衡：供电系统中的电源电压和电流不平衡是导致电机三相不平衡的主要原因之一。
电力系统中的负荷分布不均、线路阻抗不同、电源质量差等因素都会导致电压不平衡，从而引起三相电机不平衡运行。
2. 供电电压波动：当供电电压波动较大时，会引起三相电机的不平衡运行。
例如，当某一相的电压下降，相应的电流会增大，导致电机负载不平衡。
3. 电源接地问题：供电系统的接地问题也会导致电机三相不平衡。
当某一相接地电阻变大或者接触不良时，会导致该相电流不平衡，从而引起电机不稳定运行。
二、电机内部方面1. 电机绕组不平衡：电机绕组的匝数、导线截面积和绝缘质量等因素不均衡，都会导致电机内部电流不平衡。
这可能是由于制造过程中的误差或者长时间运行后的损坏引起的。
2. 电机转子不平衡：电机转子的不平衡也是导致电机三相不平衡的原因之一。
转子的不平衡可能是由于制造过程中的装配不精确或者长期使用后的磨损引起的。
3. 电机定子短路：电机定子的短路故障会导致电机的不平衡运行。
短路会引起定子绕组的电流分布不均衡，从而导致电机三相不平衡。
三、负载方面1. 负载不平衡：电机所驱动的负载不平衡也会导致电机三相不平衡。
负载不平衡可能是由于负载的不均匀分布、负载特性不同或者负载故障引起的。
2. 负载突变：负载的突变也会引起电机三相不平衡。
例如，当负载突然增加或减少时，电机的负载分布会发生变化，从而导致电机运行不平衡。
电机三相不平衡的原因主要包括供电系统方面的问题、电机内部因素以及负载方面的因素。
为了避免电机三相不平衡带来的问题，我们应该注意供电系统的稳定性，定期检查电机的内部状态，合理安排负载的分布，并及时处理电机运行中的故障。
只有保证电机的平衡运行，才能提高电机的运行效率和使用寿命。
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析
转动设备常见振动故障频谱特征及案例分析一、不平衡转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障，它是旋转机械最常见的故障。
结构设计不合理，制造和安装误差，材质不均匀造成的质量偏心，以及转子运行过程中由于腐蚀、结垢、交变应力作用等造成的零部件局部损坏、脱落等，都会使转子在转动过程中受到旋转离心力的作用，发生异常振动。
转子不平衡的主要振动特征：1、振动方向以径向为主，悬臂式转子不平衡可能会表现出轴向振动；2、波形为典型的正弦波；3、振动频率为工频，水平与垂直方向振动的相位差接近90度。
案例：某装置泵轴承箱靠联轴器侧振动烈度水平13.2 mm／s，垂直11.8mm／s，轴向12.0 mm／s。
各方向振动都为工频成分，水平、垂直波形为正弦波，水平振动频谱如图1所示，水平振动波形如图2所示。
再对水平和垂直振动进行双通道相位差测量，显示相位差接近90度。
诊断为不平衡故障，并且不平衡很可能出现在联轴器部位。
解体检查未见零部件的明显磨损，但联轴器经检测存在质量偏心，动平衡操作时对联轴器相应部位进行打磨校正后振动降至2.4 mm／s。
二、不对中转子不对中包括轴系不对中和轴承不对中两种情况。
轴系不对中是指转子联接后各转子的轴线不在同一条直线上。
轴承不对中是指轴颈在轴承中偏斜，轴颈与轴承孔轴线相互不平行。
通常所讲不对中多指轴系不对中。
不对中的振动特征：1、最大振动往往在不对中联轴器两侧的轴承上，振动值随负荷的增大而增高；2、平行不对中主要引起径向振动，振动频率为2倍工频，同时也存在工频和多倍频，但以工频和2倍工频为主；3、平行不对中在联轴节两端径向振动的相位差接近180度；4、角度不对中时，轴向振动较大，振动频率为工频，联轴器两端轴向振动相位差接近180度。
案例：某卧式高速泵振动达16.0 mm／s，由振动频谱图(图3)可以看出，50 Hz（电机工频）及其2倍频幅值显着，且2倍频振幅明显高于工频，初步判定为不对中故障。
转子不平衡的危害及消除方法
转子不平衡的危害及消除方法摘要：本文通过分析转子动平衡不平衡量对2MCL—457机型的离心压缩机振动的影响，阐述了破坏转子动平衡的因素及平衡原理，并结合空分部的实际情况，从机组平稳运行，安全保供等考虑，提出合理化建议。
关键词：动平衡；转子；振动；因素；平衡原理一．选题背景实践表明，离心压缩机转子的运行平稳性与转子的平衡品质密切相关。
转子的剩余不平衡量是机组运行的主要指标，有效的控制转子剩余不平衡量，使其在允许的范围内，对压缩机的平稳运行起着极其重要的作用。
二．转子动不平衡的危害2.1 事故描述2007年6月29日，本公司1#机（2MCL—457机型的压缩机）因转子振动持续较高，停机检修。
技术人员首先核实了机组润滑油的润滑油温、润滑油压，在确定润滑油温（48℃）、润滑油压（0.24Mpa）正常后，排除了润滑油温、润滑油压异常造成油膜形成不良，进而引起机组振动升高的可能性。
接着，技术人员逐一检查紧固螺栓、联轴器等影响振动的因素，各固定螺栓都无松动迹象，联轴器也完好无损，进一步的测量结果也表明，转子与联轴器的同心度也在允许的范围内（同心度允差±0.04mm），至此，技术人员基本上排除了除转子不平衡量以外的所有影响振动的因素。
2.2 转子动不平衡对振动的影响由转子动平衡实验报告可知，压缩机转子的原始不平衡量远远大于图纸技术要求的允许不平衡量。
我们知道转子的振动主要是由于转子的离心力失去平衡而引起的，而转子不平衡量正是引起离心力不平衡的原因。
2.3说明理论上借助现代高精度的动平衡机，可以完全消除转子的不平衡量，但实际上，由于各种原因，总会残留一些剩余不平衡量，机组运行中只要不超过许用不平衡量就可以了。
转子动平衡后，仍然存在振动，一方面是因为动平衡不能完全消除不平衡量，还残留了一些不平衡量，残留的剩余不平衡量依然会引起振动；另一方面，影响振动的因素是多方面的，转子的不平衡量只是其中之一，其他因素的存在依然会导致振动的产生。
设备状态监测与故障诊断技术第5章-旋转机械故障诊断技术
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图5.8 典型不对中谱图
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பைடு நூலகம்
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实例四: 转子不对中故障的诊断
MO MI PI PO
电机
水泵
出现2×频率成分。 轴心轨迹成香蕉形或8字形。 振动有方向性。 轴向振动一般较大。 本例中, 出现叶片通过频率。
2X频率 1X频率
叶片通 过频率
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转子不平衡故障包括: ①转子质量不平衡、 ②转子偏
心、 ③轴弯曲、 ④转子热态不平衡、 ⑤转子部件
脱落、 ⑥转子部件结垢、 ⑦ 联轴器不平衡等，不
同原因引起的转子不可编平辑课衡件P故PT 障规律相近，但也各有 3
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
1．转子质量不平衡
力不平衡: 不平衡产生的振动幅值在转子第一临界转速以下随转速的 平方增大。例如，转速升高1倍，则振动幅值增大3倍。在转子重 心平面内只用一个平衡修正重量便可修正之。
4．转子热态不平衡: 在机组的启动和停机过程中，由于热交换速
度的差异，使转子横截面产生不均匀的温度分布，使转子发生
瞬时热弯曲，产生较大的不平衡。热弯曲引起的振动一般与负
荷有关。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
5. 转子部件脱落 可以将部件脱落失衡现象看作对工作状态的转子
掌握滚动轴承故障诊断技术、齿轮故障诊断技术；
了解电动机故障诊断技术、皮带驱动故障诊断技术；
2024/8/熟1 悉利用征兆的故障诊可断编辑方课件法PPT。
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第一节 旋转机械典型故障的机理和特征
旋转机械常见的11种故障原因
旋转机械常见的11种故障原因，你是不是都了解常见的旋转机械故障原因都有哪些呢？就让我们为大家一一介绍一下吧。
旋转机械的故障诊断1.不平衡不平衡是各种旋转机械中最普遍存在的故障。
引起转子不平衡的原因是多方面的，如转子的结构设计不合理、机械加工质量偏差、装配误差、材质不均匀、动平衡精度差；运行中联轴器相对位置的改变；转子部件缺损，如：运行中由于腐蚀、磨损、介质不均匀结垢、脱落；转子受疲劳应力作用造成转子的零部件（如叶轮、叶片、围带、拉筋等）局部损坏、脱落，产生碎块飞出等。
2.不对中转子不对中通常是指相邻两转子的轴心线与轴承中心线的倾斜或偏移程度。
转子不对中可分为联轴器不对中和轴承不对中。
联轴器不对中又可分为平行不对中、偏角不对中和平行偏角不对中三种情况。
平行不对中时振动频率为转子工频的两倍。
偏角不对中使联轴器附加一个弯矩，以力图减小两个轴中心线的偏角。
轴每旋转一周，弯矩作用方向就交变一次，因此，偏角不对中增加了转子的轴向力，使转子在轴向产生工频振动。
平行偏角不对中是以上两种情况的综合，使转子发生径向和轴向振动。
轴承不对中实际上反映的是轴承座标高和轴中心位置的偏差。
轴承不对中使轴系的载荷重新分配。
负荷较大的轴承可能会出现高次谐波振动，负荷较轻的轴承容易失稳，同时还使轴系的临界转速发生改变。
3.轴弯曲和热弯曲轴弯曲是指转子的中心线处于不直状态。
转子弯曲分为永久性弯曲和临时性弯曲两种类型。
转子永久性弯曲是指转子的轴呈永久性的弓形，它是由于转子结构不合理、制造误差大、材质不均匀、转子长期存放不当而发生永久性的弯曲变形，或是热态停车时未及时盘车或盘车不当、转子的热稳定性差、长期运行后轴的自然弯曲加大等原因所造成。
转子临时性弯曲是指转子上有较大预负荷、开机运行时的暖机操作不当、升速过快、转轴热变形不均匀等原因造成。
转子永久性弯曲与临时性弯曲是两种不同的故障，但其故障的机理是相同的。
转子不论发生永久性弯曲还是临时性弯曲，都会产生与质量偏心情况相类似的旋转矢量激振力。
电机转子不平衡的原因
电机转子不平衡的原因
嘿，电机转子不平衡，这事儿可真让人头疼呢。
那为啥电机转子会不平衡呢？咱来好好唠唠。
一个原因呢，可能是制造的时候就没弄好。
你想啊，生产电机的厂家要是不仔细，加工的时候尺寸有点偏差啥的，那转子可不就容易不平衡嘛。
就好比你做个蛋糕，要是材料没放对，或者搅拌得不均匀，那做出来的蛋糕肯定不好看，也不好吃。
电机转子也一样，制造的时候得精细点，不然就容易出问题。
还有啊，安装的时候要是不注意，也会导致转子不平衡。
比如说，螺丝没拧紧啦，或者部件没安装到位啦。
这就像你搭积木，要是没搭好，轻轻一碰就倒了。
电机转子也是，安装不好的话，一转起来就晃悠，不平衡了。
使用过程中也可能让转子不平衡。
比如说，电机长时间运行，零件磨损了。
或者有啥东西掉进电机里了，把转子给弄偏了。
这就好比你开车，开久了车胎会磨损，车子就可能不稳。
电机也一样，用久了就可能出问题。
我认识一个开工厂的老李。
有一次，他们工厂的电机老
是出问题，一检查，发现是转子不平衡。
他们找了半天原因，最后发现是安装的时候有个螺丝没拧紧。
这可把老李气坏了，赶紧让人把螺丝拧紧，电机就好了。
还有一次，电机又不对劲了，这回是因为有个小零件掉进电机里了，把转子给弄偏了。
老李他们费了好大劲才把那个小零件弄出来，电机才恢复正常。
所以啊，要是电机转子不平衡，就得好好找找原因，对症下药，才能解决问题呀。
转子不平衡故障诊断方法及应用实例分析
5.生产验证：在次日对该机组进行检修，发现第二级叶片上有明显裂纹，第一、 三级叶片上分别存在多处细小裂纹，叶片出现了较严重缺损。因此证明பைடு நூலகம்此次诊 断的正确性。
五
转子不平衡故障诊断应用实例
鉴于质量不平衡引起的激励力F是一个交变力，它会使转子产生振动，当转 子每旋转一周，离心力就会改变一次方向，不平衡故障的振动频率为转子的转频， 振动的时域波形近似为正弦波。
图2 不平衡转子时域波形
时域分析仅能为机械故障诊断提供非常有限的信息， 通常只能粗略地回答机械设备是否有故障以及故障严重 的程度，但不能检测和定位故障发生的位置。因此，时 域分析只用于设备的简易诊断。对于设备管理和维修人 员，诊断出设备是否有故障，这只是解决问题的开始， 更重要的工作在于确定哪些零部件出现了故障，以便采 取针对性的措施。因此，故障定位问题在设备故障诊断 与检测研究中显得尤为重要。
2012, 15(3):57-59. [4] 黄永东. 转子不平衡现象的分析[J]. 发电设备, 2009, 23(3):164-169. [5] 徐福泽. 转子系统不平衡-不对中耦合故障的动力学分析与诊断[D]. 湖南科技大学, 2013. [6] 张茉. 转子系统振动故障的诊断方法及时频分析技术研究[D]. 东北大 学, 2008. [7]楼向明. 运转状态下转子不平衡识别方法的研究[D]. 浙江大学, 2001.
图12 转子正常运转时时域信号波形图 图14 转子正常运转频谱图
图11转子不平衡故障仿真实验装置
图13 转子不平衡时时域信号波性特征 图15 转子不平衡频谱图
六
电动机常见故障分析与维修
电动机常见故障分析与维修电动机是一种将电能转换为机械能的设备，广泛应用于各个领域中。
然而，在使用过程中，电动机也可能出现各种故障。
本文将从常见故障的分类及其原因分析、维修方法等几个方面进行介绍。
一、常见故障分类及原因分析1.动转子故障：动转子故障主要包括轴承损坏、转子不平衡等。
轴承损坏原因可能是因为轴承寿命到期、润滑不良、过载等，造成轴承磨损、卡涩或产生噪音。
转子不平衡则可能是由于安装不当、叶片损坏等原因引起。
2.静转子故障：静转子故障主要包括定子绕组短路、绝缘老化等。
定子绕组短路可能是由于绕组接触不良、绝缘物质进水等引起，导致电机发热、电流过大。
绝缘老化则可能是由于老旧设备、过载等原因导致绝缘材料老化、破损。
3.电气故障：电气故障主要包括电机过载、继电器故障等。
电机过载可能是由于负载过大、供电不稳定等原因导致。
继电器故障可能是由于继电器本身质量问题或接线错误引起。
二、维修方法1.轴承更换：当电动机出现轴承损坏时，首先需断开电源，拆卸电机。
然后，将损坏的轴承取下，进行清洁，检查轴承座是否有损坏。
若发现轴承座损坏，需进行修复或更换。
最后，安装新的轴承，并确保轴承润滑良好。
2.绕组修复：当电动机定子绕组短路时，需断开电源，拆卸电机。
然后，进行绕组的短路点定位，修复短路点。
若绝缘材料老化，需进行绝缘材料更换。
最后，重新组装电机，并进行电气测试验证修复效果。
3.电气故障处理：当电动机出现电气故障时，需断开电源，检查电路连接是否正确。
若发现继电器故障，需更换继电器。
若发现电机过载，需要检查负载情况，减小负载或更换电机。
综上所述，电动机常见故障包括动转子故障、静转子故障和电气故障等，其原因可能是多种多样的。
在维修时，需根据具体故障原因采取相应的维修方法，如轴承更换、绕组修复和电气故障处理等。
然而，为了避免故障的发生，日常维护和保养工作也是非常重要的。
正常定期的检查、清洁和润滑等措施可以有效延长电动机的使用寿命，减少故障的发生。
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第6章旋转机械故障诊断
机械卓越1401唐广
——2017.11.07
目录
1
旋转机械及转子特性介绍
认识机械振动
2
3
转子的不平衡振动
不平衡分析案例
4
1.1 旋转机械定义
旋转机械指主要功能由旋转运动完成的机械 汽轮机、电动机、离心式水泵、风机等 核心部分：转子组件
转轴及固定安装在其上的各类盘状零件
1.2 转子系统分类
刚性转子系统
转动频率低于转子一阶横向固有频率 如：电动机、中小型离心风机
柔性转子系统
转动频率低于转子一阶横向固有频率
如：燃气轮机转子固有频率
任何结构都具有固有频率，其值由
本身的结构所决定
结构具有多阶固有频率
每一阶固有频率对应一个临界转速
1.3 保证安全运行的轴系转速一般要求 刚性转子系统
N < 0.75N c1
柔性转子系统
1.4N c1 < N < 0.7N c2
N c2表示轴系的一阶、二阶临界转速式中，N c1 、
临界转速（与固有频率对应）
机组临界转速可以由产品样本查到，但可能改变； 与产品结构、刚度、质量有关
机械振动可分为 自由振动 受迫振动
自激振动
2、认识机械振动2.1自由振动 在经历某一初始扰动后，不再受外界力的激励和干扰的情形下所发生的振动
2.2受迫振动 指在外来力函数的激励下而产生的振动。
通常，受迫振动按照激励力的频率振动。
2.2自激振动 指由振动体自身所激励的振动。
维持振动的交变力是由运动本身产生或控制的。
自激振动的频率以转子的固有频率为主，或在固有频率附近
3.1 不平衡故障原因分析
•制造时几何尺寸不同心，材质不匀
•安装方式不好，如用斜键等
•轴水平放置太久，或受热不均，造成永久或暂时变形•工作中液、固杂质或腐蚀，使转子不对称磨损或不对称沉积•零件配合过松，旋转时间隙变大，造成偏心
3.2 不平衡的原因
3.2 不平衡的原因
3.2 不平衡的原因
3.2 不平衡的原因
3.3 不平衡的分类
按发生不平的过程可分为•原始性不平衡
•渐发性不平衡
•突发性不平衡
按机理可分为
•静不平衡
•偶不平衡（力偶不平衡）•动不平衡
不平衡特征表现为一个与转动频率同步的离心矢量，离心力 F = Mew2
从而激发转子的振动
3.4 不平衡故障的信号特征3、转子的不平衡振动
频
时域波形为近似的等幅正弦波
轴心轨迹为比较稳定的圆或椭圆，这是由轴承座及基础的水平刚度和
垂直刚度不同造成的
频谱图上转子转动频率处的振幅增大，能量集中于1x
频处
例6-1
某厂大功率离心式氢气压缩机，经停机大检修后开机，运行后不到两天出现故障。
测点D振幅越过报警限，测点C振幅也偏大。
首先，采用示波器观察各测点的波形，发现其波形接近原来的形状，曲线光滑，但振
幅较大，由此得知，没有出现新的高频成分。
记录各测点的信号，进行频谱分析，并与故障前相应测点的频谱图进行对比，结果如下。
由图可知
①1倍频振幅增加明显，C点增加为故障前1.9倍，D点增加为1.73倍
②其他频率成分的振幅几乎没有变化。
例6-1
频率、振幅对比表如下
根据以上特征，作出结论如下：
①转子出现了明显的不平衡，可能是因转子的结垢所致。
②振动虽大，但属于受迫振动，不是自激振动。
谢谢观赏。