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船舶感应电机轴承故障诊断方法的几点研究           
船舶感应电机轴承故障诊断方法的几点研究
摘要:对于船舶电机轴承故障诊断的方法选择上,首先,通过对目前感应电机的故障诊断方法进行比较及回顾,分析哪种方法更适合于船舶感应电机轴承故障的诊断。船舶感应电机常见故障分为:轴承故障、定子故障、转子故障、气隙偏心故障等等;感应电机的故障诊断早在70年代开始就已经有研究文章面世,在其后的40多年里,有关感应电机的故障诊断技术及方法层出不穷,下面就对这些方法进行简要的探讨。
关键词:船舶  电机  轴承  故障  诊断 方法
        0 引言
        感应电动机因其可靠性高、结构简单、成本低,故而在船舶上得到了广泛的应用。据统计,电机常见故障中轴承故障的发生几率高达41%,一旦电机发生故障,就可能导致动力系统和电力系统的服务中止,从而威胁船舶航行的安全。其中轴承故障是电机故障中发生概率最高的,因此本文针对船舶感应电动机轴承故障的诊断方法展开研究。
        1 温度诊断方法
        通过安装在绕组里,或嵌入在绝缘层里的传感器,来测量温度的变化来实现对电机的故障诊断。如果电机的通风状况良好,同时考虑环境温度对电机的影响,温度的测量可以采用基于热模式或者定子电阻的模式。基于空间静电荷的建立现象,利用热梯度(ThermalstePMethod,TsM)来监视定子绕组绝缘的老化现象,同时测量反映能量级别的热激励泄放电流(Thermally  stimulated  Discharg  currents  TSDO),通过将TSM和TSDC结合在一起,可以预报定子绕组的绝缘寿命。对于低压感应电机,通过采用非破坏性的诊断设备如塑料光纤(PlasticOPticalFiber,PoF)来评测绝缘层的老化,该方法是通过对两个不同的红外波长上的反射吸光率变化来进行评测的。
        2 振动诊断方法
        电机定子的振动是定子绕组匝间短路、单向运行、欠压运行等的函数,在电磁力矩和定子之间的谐振是引起电机噪声的主要原因。
        2.1 定子异常产生的电磁振动 电机运行时,转子在定子内腔旋转,由于定、转子磁场的相互作用,定子机座将受到一个旋转力波的作用,而发生周期性的变形并产生振动。定子电磁振动的特征振动频率为电源频率的2倍。
        2.2 气隙偏心引起的电磁振动 气隙偏心有两种情况,一种静态偏心,另一种是动态偏心。静态偏心是由于电动机定子中心与转子轴心不重合造成的。而气隙偏心是由转轴挠曲或转子铁心不圆造成的。这两种偏心都能引起电磁振动,但是振动的特征并不完全相同。静态气隙偏心的电磁振动频率是电源频率的2倍,而动态气隙偏心的振动频率在转子转速频率和旋转磁场同步转速频率都可能出现。
        2.3 转子导体异常引起的电磁振动 鼠笼型感应电机因笼条断裂,将产生不平衡的电磁力,其性质和转子动态偏心的情况相同,它引起的电磁振动也和转子动态偏心相似,较难辨识。
        2.4 转子不平衡产生的机械振动 电机转子质量分布不均匀时,产生了重心位移,不平衡质量在旋转时将产生单边离心力,引起了变化的支承力,电机运行变得不稳定了。由转子不平衡造成的机械性振动频率和转速频率相等。
        2.5 轴承异常产生的机械振动 由于电机滚动轴

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