感应电动机转子导线断裂的故障诊断与结构改进

中职

journalofhunaninstituteofengineeringV01.14.No.1M ar.2004

感应电动机转子杆的故障诊断与结构改进肖富凯(湘潭钢铁集团有限公司，湖南湘潭411101 )。

摘要：通过采用振动故障检测和开口变压器两种检测方法，ykk-63014-2型电动机转子导轨断条故障进行了诊断分析，为准确判断转子断条故障，研究鼠笼式电机转子断条故障提供了一系列行在有效检测方法的同时，针对故障原因提出了改进措施。关键词：电机； 引线条； 故障； 诊断

图中分类编号： TM32文献识别码： a文章编号： 1671-119x(2004 ) 01—0030—030领先笼型感应电动机在工业部门，特别是

在连续过程部门起着重要的作用。 例如水泵、鼓风机、球磨机等.在一定的时间和范围内，驱动电动机的突起故障会导致流水管线瘫痪，造成一定的路径经济损失.一般来说，这种连续过程的经济损失和影响往往超过驱动电机本身的价值。 因此鼠笼式感应电动机运行安全可靠，运用多种检测手段段，加强设备日常点巡检，其重要性越来越突出YKK一63014—2型电机在西屋技术中的端盖式鼠笼式异步电动机。 这个电动机运转了9个多月后，用电机器振动出现异常，经过近三个多月的运行跟踪，使用振动检测装置经过对测试数据的分析，诊断转子轿厢损坏的故障，根据转子的结构特点进行了结

结构得到了改善，该电机一直运行到现在，没有发生轿厢损坏现象。近年来，涉及鼠笼型感应电动机转子导杆的断线检查方法很多，但由于受到很多现场条件的影响，用一种检查方法很难正确诊断ENTEK振动检测技术及开口变压器检测法准确诊断YKK一63014—21250kW鼠笼式感应电动机失转子导体断条故障。

1电机结构概要

该电机型号为ykk-63014-2额定功率

l250kW、额定电压lOkV、电机额定转速2983RPM、整体结构为箱型，转子采用的滑动轴承经过润滑，支撑如下定子端盖上.该结构采用西屋技术，广泛用于厂重重要地位。2转子导杆断条振动机理

鼠笼式感应电动机鼠笼断裂，转子回路电气不平整如果平衡，则会产生不平衡电磁力，该不平衡电磁力f转子旋转时，与转子一起旋转，其产生机理如图1所示。传过账

【(1-s ) x，/P】IU流发生

图1过渡到断条机理图

在转子杆故障点a有电流流动，产生

不平衡电磁力.电动机运行时，旋转磁场同步旋转速度为fo/p、转子速度为(1一s ) fo/p(S ) s为异步电动机打滑不好意思，由于产生不均衡电磁力和不均衡的机械力

在a点，旋转磁场超过转子旋转速度的速度： [/1](1一s )工厂0/J2P=2

因此，其产生的电磁力时域波形为工厂的0/频率以率振动、1/2sfo为周期的速度脉动。受理日期： 2003—10—28作者简介：肖富凯(1969年)，男，工程师，硕士研究生，研究方向：电机故障检测技术维普信息http://www.cqvip.com一期肖富凯(感应电机转子导条故障诊断与结构改进313分析诊断

YKK一63014—21250kw鼠笼式感应电机投入生产9个月后，电机振动指标超标。 该电机是端盖式滑动轴承电动机在其技术中采用了西屋技术虽然还不足以了解电机的振动特性，但因为是制造商在生产生产要求，电机不能停止生产检查维修。 为了保证设备的正常运输是的，使用ENTEK振动测试仪跟踪运行近3个月，寻找变成了这个电机的振动特性。 通过分析，可以认为转子已断开m m /secl

12

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M O R.V 1一Vertlca1m m /sec20 20。 0 4do面o80’01000H zm m /sec4 I l 『 l》2 I l Io0 l M O R.A 1 O6 A xiaI4 9

2- L. mm/secY . I

O 2 )0 400 600 800 1ooOHz图3m-1点谱

2倍频所； m一(2点)水平方向的振动主要是1倍的频率及3倍频为主，垂直振动以2倍频为主，轴向振动以1倍频率和3倍频率为主.

m1、2点为负载侧，振动情况复杂，但1、2两点的共同点是轴向振动较大，且振动频率以1倍频率为主。 转子导线有断线故障时，振动频率在工厂0/中，由于该电机2P=2，所以其振动频率为1倍但是，产生1倍频率的振动要素也有可能由转子的运动引起平衡差、挠性联轴器嵌合不良、电机安装不良等原因素起.因此，还不能完全判定转子导轨断条.但是，随之振动剧烈的同时，随着负荷的变化，伴随着带周期性变化的电磁噪声.经过现场动平衡的学校检查、电机对中调整、联轴器配合检查、振动故障依然存在图中示出了测量点相对于该电动机振动检测的分布如2所示。u动机

廿(二十)

液力联轴器风机

图2电机振动检测点分布图

为了便于讨论分析，2001年I2月8Et检查的数量例如.图3、图4中分别示出了m-l点、m-1、2点的振动谱图.从谱图看M一1点：水平及轴振动值最大，振动频率为l倍频率及m m /sec

；8

M o R—H 26 Horizorl【aI】4 - l mm/sec2。 (一) )I. lHz

0 20'0 46o 660 80。 0 1000m m /sec121O

8 M OR.V 16— Vertical4— I mm/seC2 ) }9i. 1I lJ0 200 460 66o 860 1000Hz

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. 026 o40o 60’08601000 Hz图4m-1、2时频谱

没有被排除。 为了进一步确认转子断条的故障，在该电动机上进行分解检查，利用开口变压器原理进行进一步检查检测机制如图5所示。1号励磁变压器通交流电后，绕组有励磁电流流动，由转子铁心闭磁路形成交变磁场，交变磁场切笼感应电位，产生感应电流流程还在其周围建立立交变磁场，切断变压器线进行检测圆，感应电动势。 在示波器上可以看到电压值和波形的变化。 电压波形发生失真时，振幅小于正常值如果为50%以上，则表示存在破坏故障，这是为了确保测量的准确性性、要求、

)开口变压器容量足够大，铁芯磁通密度为在1.4T以上形成强磁场；维普信息http://www.cqvip.com32湖南工学院学报2004正

)2)测量区域表面应光滑无锈蚀；)3)两台开口变压器应保持一定的距离。)4)要求两人各操作一台，保持压力一致、到位不变；

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电压值(v ) 2.0 ) 1.8(1.0 ) 1.6 ) 0.8 ) 1.2 ) 1.0 ) 2.6 ) 3.6 ) 1.9号码13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24电压值(v )1.2.4) 3.4 ) 3.0 ) 3.7 ) 3.1 ) 4.2 ) 3.8 ) 3.8号码25 26 27 28 29 30 31 32 33 34电压值(v ) 4.0 ) 4.2 ) 3.8 ) 4.2 ) 3.8 ) 4.0 ) 4.2从上表所示的数据中可以看出1#、2#、3#、4#、5#。6#，

7# "、8# "、9# "、12# "、13# "等11个部位测量的电压值更高很小，而且从波形来看，有明显的失真现象。 因此，应该回答端子有断裂和断开焊接的故障。 把转子的风叶和防护环取下后，完全证明了我们的分析。 有将近1/3的转子笼引线出现裂纹。4结构改进

这台电机不到一年就发生了如此严重的断裂由于故障，其电机结构和制造工艺必然存在严重缺陷。转子结构如图6所示，在转子导向件的两端的断裂位置与端环的焊接根部的危险截面全部集中.引线焊接终端不仅有端环、防护环的重量，还附加了离心风叶片使转子旋转的惯性力增大，转子必须产生断条但是，为了排除该故障，进行了转子结构如图7所示，在旋转轴上安装离心叶片，使其变小导条危险截面的剪切力.通过这一改进，电机相同的情况下运行到现在，没有发生断条现象。1 .风叶2 .护环3 .短环4 .导杆图6原始结构1 .风叶2 .护圈3 .短路环4 .搜寻条图7改进的结构

(第61页向下)

维普信息http://www.cqvip.com首期谭新等：基于80C196KC单片机控制的直流调速系统616结论

双闭环直流调速系统引入80C196KC单片机控制系统整体硬件结构简单，运算速度快，能够进行逻辑判断断路能力强，静动态特性良好，抗负载和电网电压扰动能力强能力强，稳速精度高，节约了设备投资，提高了设备的利用率，自动控制系统的实验和科研与工工业电力牵引装置改造等方口罩有良好的应用价格价格[2]根据[1]或[2][3]根据[1]所述方法，其中参考文献

李皓明、余岳辉、徐春华. TC787用单片机控制直流调节在速系系统中的应用[J] .武汉化工学院学报，2001，23 (2) :73比75。孙涵芳. Intell6位单片机[M] .北京：北京航空航天大学学习出版社

黄一夫微型计算机控制技术[M] .北京：机械工业出出版社。

dcdrivingsystembasedon 80 c 196 KC单芯片控制谭沥—Xin.Liu Jue—Ming

(1. departmentofscienceandtechnology，hunaninstituteofinformationtechnology，Changsha410200，China；2.instituteofelectricalandinformationengineering，HunanUniversity，Changsha，410082，China )abstract:inthispaperwemainlyintroducethecharacteristicsof 80 c 196 kcsinglechip，theprinciple，hardwareconstitutionandsoftwaredesignofdouble—loopfeedbackdcspeedregulatingsystem.testresultsshowthatthis系统hasgodstaticanddynamiccharacteristics； theabilityofloadandelectricvoltagepreventionispowerful；theprecisionofspeedstabilizationishighanditisalsoverypractica 1。Keywords:80C196KC； PIdigitalregulator； double—lo pfeedback； D.C.speedregulatingsystem(接第32页)

5结束语

YKK一63014—21250kw鼠笼式异步电动机转子笼断裂故障的诊断，作者为EN—TEK振动检测仪结合开口变压器检测其准确性适用于高、车间设备的日常检查和检修，同时在不增加设备投资的情况下，利用现有设备进行设备故障诊断提供了一个良好的开始参考文献

[2]根据[1]或[2][3]根据[1]所述方法，其中宁国泉.鼠笼式感应电动机转子断裂和裂纹故障诊断

和在线监测[J] .电工技术学报，2003，18 (1) 77—81 .沈标正.电机故障检测技术[M] .北京：机械工业出版公司. 1996。赵家礼.电机维修改造手册[M] .北京：水利电力出版出版社，1993年。

故障诊断和认证

rotorbarbreakingofreactionmotor小富—开

abstract:thispaperanalysesthecausesoffaultofrotorbarbreakingofykk一63014—2typemotorbyusingtwomethodvofexaminingfaults:vibrationandopen—transformer，whichcanaccuratelythefaultsoftherotorbarbreakingandsuppliesaeffectivemethodofstudyingfaultofrotorbarbreakingsquirrelcagemotor.based onthecausesoffault，abetterwayofimprovingthestructureofratorbarbreakingofreactionmotorisputfor—魔兽世界。Key words:motor； bar； 自动； 诊断程序维普信息http://www.cqvip.com