SKF在线振动监测及机组保护方案WindCon-SYLIU

振动监测与故障诊断系统简介

汽轮机振动在线监测与故障诊断 系统介绍 1 概述 系统采用分布式结构，前端采用嵌入式结构，用于数据采集、预处理和临时存储；后端采用PC机＋数据库用于数据存储、监测、分析和诊断，并作为网络服务器供其他计算机通过网络访问。 图1－1为该系统的结构图。 图1－1 系统结构图 其中前端数据采集设备从TSI接入信号，并对信号做预处理，临时存储在设备内部的硬盘或其他存储设备上，然后通过网络将数据发送到网络服务器上；服务器接受数据并将其存储在数据库中，同时服务器将数据库中的信息通过动态网站的形式发布在电厂局域网上，电厂局域网用户可以通过浏览器直接访问网站，查看实时或历史数据，进行分析诊断。

2 数据采集系统 2.1 数据采集子系统 2.1.1 输入信号 （1）键相信号(脉冲电压信号) （2）涡流传感器输出信号(电压信号) （3）速度传感器输出信号(电压信号，可采用软件积分) （4）有功和无功信号(直流电压信号) （5）膨胀、差胀（补偿探头输出的直流电压） 2.1.2 存储的参数 （1）瞬态 日期、时间、转速、振动、间隙电压、膨胀、差胀 （2）稳态 日期、时间、转速、振动、间隙电压、膨胀、差胀、有功和无功 2.1.3 硬件采集 （1）采用组合式卡件，每个卡件可以输入6个振动信号，6个缓变量信号和一个键相信号。 （2）若干个卡件组合成一个采集器，每个采集器可以输入24个振动信号。 （3）键相信号的触发可以自由组合。即采集器的所有振动信号可以采用一个键相信号触发，也可以采用各自卡上的键相信号触发，或者某几个 卡件的振动信号采用其中的任何键相信号触发。 2.1.4 数据分析 （1）输入信号是电压信号，进行FFT变换后输出，并得到相位。 （2）对于不同的传感器信号，可以选择不积分、一次积分或两次积分。 （3）根据不同的传感器设定不同的灵敏度系数。

旋转设备振动在线监测系统

旋转设备振动在线系统 技术方案 合肥优尔电子科技有限公司 2016. 8

一．现状分析 随着我国工业现代化进程的加快，对于连续生产的企业而言，大型旋转设备的稳定运行十分重要，一旦发生故障，都有可能导致整个生产线停机，造成极大的损失。这种损失可达每小时数十万元之巨，特别是生产过程智能控制系统的采用，对关键设备安全运行的依赖程度越来越高，因此，对这些设备进行在线监测就显得非常重要。 各种旋转设备运转过程中各零部件磨损并非相同，随其工作条件而异，但磨损的发展是有其规律的，如果能够对设备受到的这种磨损失效规律进行掌握，设备各零部件的相对运动趋势将反应出振动、温度、声音的连锁效应，使我们提前知晓设备各项功能发生改变的趋势与结果。国网铜陵发电有限公司拥有多种大、中、小型旋转设备，其较多旋转设备占据着生产中的核心地位。 二、系统架构 旋转设备振动在线监测系统，通过无线自组网和现场总线的方式，将从各传感单元采集的数据汇集到管理后台，通过计算机系统处理实现应用服务，计算机系统主要由数据前端设备、服务器机和管理端PC组成。 系统拓扑如下图所示： 三、振动采集终端 3.1振动传感器 在旋转设备两端轴座（具体部位可根据现场情况确定）设置两组三维（X、Y、Z方向）加速度振动传感器，测量振动位移矢量，监测主轴与轴瓦（轴座）之间的轴向、径向游离与波动情况。 振动传感器利用压电晶体的正压电效应，当压电晶体在一定方向的外力作用下，它的晶体面产生电压，采集电路检测出这个电压值后换算成受力大小F，由

公式a=F/m可以得出瞬间加速度大小a，对加速度二次积分得出瞬间位移量，从而得出被测对象振动频谱和振动位移。 主要技术参数： ●传感器类型：IEPE ●灵敏度：100mV/g? ●加速度量程：?0.1～100mm/s2 ●速度量程：0.1～250mm/s ●位移量程：1～3000μm ●频率范围：0.3～12000Hz（±10%) ●谐振点: 27kHz ●分辨率：?0.001g ●非线性：≤1% ●横向灵敏度：≤3% ●恒定电流：4mA ●输出阻抗：＜100Ω ●激励电压：DC24V ●温度范围：-40～+80℃ ●放电时间常数：≥1秒 3.2振动采集器 ?YT-400?振动采集器是合肥优尔电子科技自主研发的一款高性能IEPE类传感器信号采集终端，内置了传感器所需的恒流激励和信号调理电路，可以不需外部的信号调理器而直接采集IEPE传感器的输出信号。YT-400具有四路大量程、高采样率、低噪声的高性能同步信号采集通道。每个通道的量程为±10V，采样率高达128Ksps，并能保证实时传输到后台服务器进行显示与分析。通过高性能ADC和先进的DSP信号处理技术，使YT-400具备极低的采样噪声，在1Ksps 采样率下采样噪声峰峰值仅为0.00004V，满量程信号的信噪比高达50万。多通道、高采样率和低噪声和同步采样使YT-400能够满足科研与生产中高端信号监测的需要。? YT-400系列采用跨平台通用的动态链接库作为驱动函数接口，可工作在

SKF在线振动监测方案

SKF在线振动监测系统方案 一、方案组件一：IMx-W IMx-W智能监测单元是一个专门针对风力发电行业应用的IP65等级认证测量单元，适用于恶劣的工业环境并且符合CE要求。 IMx-W配有16个模拟信号输入，该动态信号可以通过设置用于多种传感器，例：加速度、速度和位移或者其他易采用的参数。除了模拟通道之外，可以使用2个数字通道来测量转速、触发或者数字状态来指示何时进行测量。 主要特点： ?16个测量模拟通道，每模块4通道。 ?2个通道数字输入，脉冲信号，速度及开关量等。 ?适用于任何类型的传感器，信号和测量配置。 ?每个通道能输出多个测量参数。 ?每个测点分别设置警告和报警状态。 ?可使用设备转速和/或负载控制警告和报警。报警信号，尤其是风力发电机故障类型，如不平衡，齿轮损坏等。 二、方案组件二Observer8.1分析软件 Observer8.1软件是一套专家向导的机器分析软件，能够实现智能化的机器状态诊断，对机器和过程的正确评估提供没有专家时的专家意见。成功的机器状态监测必须基于为数据管理和分析提供功能强大、用户友好的机器故障诊断软件。

三、方案组件三：加速度传感器 该系统使用高质量加速度传感器，壳体电子绝缘和内部屏蔽。 主轴、齿轮箱、发电机和结构的机械分析可以通过在机器安装加速度 传感器来完成。传感器径向方向的运动将会积压传感器中的压电晶 体，由于装填的质量块的惯性力，产生临时的电荷，通过传感器集成 电路转换为电压。这个信号分为DC分量和与加速度成正比的波动的 AC电压信号，IMx-W测量和分析这个信号。该方案主要应用了两种 加速度传感器：低频加速度传感器、标准加速度传感器。 四、安装方案 1、由于目前还没有实际机组相关的数据，所以该方案的安装方面的 设计主要参考了SKF公司提供的样例和一些学术论文的建议。具体 方案如表-1： 测点测试对象安装位置及测试方向传感器类型 1 主轴前轴承在轴承下边；径向低频加速度传感器 2 主轴前轴承在轴承下边；轴向低频加速度传感器 3 主轴后轴承在轴承下边；径向低频加速度传感器 4 齿轮箱行星级轴承在输入轴；径向低频加速度传感器 5 齿轮箱行星级轴承在行星齿轮的顶部；径向标准加速度传感器 6 2级齿轮行星输出中间轴之间；径向标准加速度传感器 7 2级齿轮中间轴和高速轴之间；径向标准加速度传感器 8 发电机前轴承轴承下侧；径向标准加速度传感器 9 发电机后轴承轴承下侧；径向标准加速度传感器 表-1：测点安装位置及传感器类型

电机振动噪音的原因及解决措施

电机振动噪音的原因及解决措施 电机振动噪音的原因及解决措施一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外，以人之五感判断电机振动及电机振动噪音的情形较多。而电动机产生的电机振动电机振动噪音，主要有： 1、机械电机振动电机振动噪音，为转子的不平衡重量，产生相当转数的电机振动。 2、电动机轴承的转动，正常的情形产生自然音，精密小型电动机或高速电动机情形以外，几乎不会有问题。但轴承自然的电机振动与电动机构成部材料的共振，轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向电机振动，润滑不良产生摩擦音等问题产生。 3、电刷滑动，具有电刷的DC电动机或整流子电动机，会产生电刷的电机振动噪音。 4、流体电机振动噪音，风扇或转子引起通风电机振动噪音对电动机很难避免，很多情形左右电动机整体的电机振动噪音，除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外，也有必要注意通风上的共鸣。 5、电磁的电机振动噪音，为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之电机振动噪音，又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的电机振动噪音。一、机械性电机振动的产生原因与对策 1、转子的不平衡电机振动 A、原因： ·制造时的残留不平衡。

·长期间运转产生尘埃的多量附着。 ·运转时热应力引起轴弯曲。 ·转子配件的热位移引起不平衡载重。 ·转子配件的离心力引起变形或偏心。 ·外力（皮带、齿轮、直结不良等）引起轴弯曲。 ·轴承的装置不良（轴的精度或锁紧）引起轴弯曲或轴承的内部变形。 B、对策： ·抑制转子不平衡量。 ·维护到容许不平衡量以内。 ·轴与铁心过度紧配的改善。 ·对热膨胀的异方性，设计改善。 ·强度设计或装配的改善。 ·轴强度设计的修正，轴联结器的种类变更以及直结对中心的修正。 ·轴承端面与轴附段部或锁紧螺帽的防止偏靠。 2、轴承之异常电机振动与电机振动噪音 A、原因： ·轴承内部的伤。 ·轴承的轴方向异常电机振动，轴方向弹簧常数与转子质量组成电机振动系统的激振。

电机振动在线监测系统解决方案上课讲义

钛能科技根据多年来的状态监测实践，针对电机故障研发出了一套电机振动在线监测系统解决方案，对全面推动我司电机状态监测工作深入开展发挥了重要作用。 1.引言 电机是现代工业生产中的重要电气设备，是现代工业生产的重要物质和技术基础，广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保等各个行业。各种电机设备的技术水平和运行状况是影响一个工业企业各项经济技术指标的重要因素，电机故障会对企业生产运营造成严重影响。一般说来，电机故障约有60%-70%是通过振动和由振动辐射出的噪声反映出来的，因此现场应用中，振动监测技术是应用比较普遍的故障诊断方法。 电机振动主要由电枢不平衡、电磁力、轴承磨损、转轴弯曲和安装不良使电机与负载机械的轴心线不对中或倾斜等原因引起的。电机振动三个基本参数，分别是振幅、频率和相位。其中振幅可用位移、速度和加速度来表示。在测量过程中我们一般对高频故障（如滚动轴承、齿轮箱故障等）或高速设备进行测量时，应选加速度为参考量；在对低频故障（如不平衡、不对中等）或低速设备测量时，应选位移为参考量；而在进行振动的总体状态测量时，选速度为参考量。电机振动大小必须要满足国家的电机振动标准，否则会造成很严重的后果。 要做好电机振动的监测诊断，首先要对诊断对象做全面的了解以及必要的机理分析，比如:机器的结构和动态特性（齿轮与轴承规格、特征频率等），机器的相关机件连接情况（如动力源、基座等），机器的运行条件（如温度、压力、转速）及维修技术（如故障、维修、润滑、改造），异常振 动的形态和特性。 2.解决方案 2.1方案概述 钛能科技根据已有的技术规范，在对钢铁、石化、水泥客户广泛深入调研的基础之上，结合自身多年来的技术积累，精心开发了电机振动在线监测系统，受到了客户的肯定和好评。 钛能科技电机振动在线监测系统依托先进的物联网传感技术，通过测定电机设备特征参数（如振动加速度、速度、位移等），计算并存储设备的运行参数，自动生成日数据库、历史数据库及报警库。将特征参数值与设定值进行比较，来确定设备当前是处于正常、异常还是故障状态，设备一旦出现异常或者故障，及时报警通知运行管理人员。尽可能多的采集故障信息，从而获得设备的状态变化规律，预测设备的运行发展趋势，帮助用户查找产生故障的原因，识别、判断故障的严重程度，

风机在线监测系统方案

太原煤气化公司东河煤矿主通风机在线监控系统应用 研 究 报 告 二o—一年十月十日

1、概述 通风机在线监测系统是依据国家标准《工业通风机用标准化风道进行性能试验》GB/T1236-2000和煤炭行业标准《煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法》MT 421- 2004的要求，结合煤矿安全生产的实际情况而研制的新一代矿用主通风机在线监测系统。它利用高性能PLC构成前端数据釆集和处理单元，以稳定、可幕、精确的方式将采集数据传送给主控制计算机，主控制计算机 对采集数据进行分析计算并显示存储，从而对通风机的运行状态进行连续的在线监测，为通风机 的安全、高效运行提供科学依据。 风机是矿井要害设备之一，风机的实时运行数据需要纳入全矿井自动化系统，传统的设备无法与矿井自动化系统交换数据，只要依赖于计算机网络技术，才可以将风机运行的实时信息数据传 送给矿调度室，并将其运行数据并入全矿井数据库以供整体分析决策使用。所以，在线监测是实 现全矿井自动化的必须设备。 通风机微机监测系统是应用于大型通风机流量监测方法的装置；系统以国家标准”通风机空气动力性能试验方法”和煤炭行业标准”煤矿用主要通风机现场性能参数测定方法”为依据，应 用工业计算机检测技术和独特的专有研究成果对矿用大型通风机的运行状态进行连续在线测量与 处理，以多种方式提供通风机运行状态的各种数据，保障通风机的安全运行和方便通风机的性能 测试，并为多种功能扩充提供方便的条件。 在线测量与处理的风机运行参数包括：风量、负压、静压、动压、全压、风速、瓦斯；风机振幅；电机电压、电流、功率因数、轴功率、转速、轴承温度、定子绕组温度、电能损耗、正反转、

无刷电机振动和噪声

改善无刷电机电磁力矩产生的振动和噪声 1、斜槽：使铁心槽斜置、使磁钢或充磁呈倾斜状； 2、减小磁极间隙变化：对铁心磁极的端部进行直线或者圆弧状切割，使间隙尽量变宽； 3、使磁感应正弦波化：采用中间厚两边薄鱼糕状磁钢，使充磁波形正弦波化。磁钢极向异性化。 4、磁极的宽度和间隔变化：改变铁心极或者磁钢极幅度和间隔，使端部的影响平均化； 5、高频化：增加沟数，提高变化频率，使影响程度减小； 插入辅助沟、抵消槽的影响：绕线槽会造成磁场能量的变化，用插入辅助沟的方法来抵消这种影响； 6、槽和磁极相互配合：选择磁场能量变化少的槽数和磁极数； 7、铁心平滑化：如果采用无槽的空心绕线，从原理上讲可以彻底清除磁反应力矩。 控制器造成（控制器为正弦波驱动） 1、位置检测器的局限性：这主要归于数字轴编码器所提供 的位置信息有限分辨率。因为编码器是一个比较昂贵的部件，这就需要使用可能的最低方案来减少成本。一些运行要求可能需要使用特定种类的编码器，比如霍尔效应类型，它仅能提供比较低的分辨率。这样，这种局限性可能很容易变成永磁驱动系统的量化错误的主要来源，相对于诸如和有限CPU字长及A/D转换器的分辨率等量化错误，它会产生一个更大的转矩波动； 2、计算的错误：这主要归于有限的CPU字长。CPU字长在 变量和参数控制中会引起离散化的错误。另外，逻辑控制中的计算使得上面的错误得以传输和积累。最后结果会使控制电压或电流偏离理想的正弦值，从而导致转矩波动。 3、非完美的电流检测：理想的电流检测器一般是不存在 的，所有电流检测器都有固有的偏差并会产生偏离错误。因为磁场定位控建立在电流反馈，所以任何的电流检测错误都会直接影响转矩的性能。定量分析这种影响五一会对启动器的设计带来很大的益处。 PWM开关：这 主要是因为使用一个PWM逆变器来产生正弦波形的局限性。由PWM开 关产生的电流会有一个和开关频率相应的高频纹波。高频纹波电流和

震动在线监测、诊断系统在立磨减速机机组中的应用

Equipment 装备技术 145 震动在线监测、诊断系统在立磨减速机 机组中的应用 尹建军 (湖南金磊南方水泥有限公司湖南郴州，423401) 中图分类号：TQ172.632.5 文献标识码：B 文章编号：1007-6344（2014）08-0145-02 摘要：设备故障诊断技术70年代初形成于英国，近几十年来由于其实用性以及为社会和企业带来的效益，它日益受到企业和政府主管部门的重视，而这项技术也使企业对设备的维修制度实现了从事故维修制度到以状态监测为基础的预防性制度的转变。立磨是水泥行业中最为关键的设备之一。立磨减速机一旦发生故障，除设备维修本身所需的长时间和昂贵的费用外，还直接导致停窑的恶劣后果，使企业蒙受巨大经济损失。 关键词：立磨 震动在线监测 故障诊断 1.概述 立磨是一种理想的大型粉磨设备，它集破碎、烘干、粉磨、于一体，生产效率高，被广泛应用于水泥，电力，冶金，化工，非金属矿等行业。国外现代新型干法水泥生产线建设中，立磨占有率超过90%以上。立磨在我国的应用始于上个世纪四十年代末，当时用于白水泥厂的生料磨粉。自七十年代末，国内在干法水泥厂开始发展窑外分解新型干法工艺时，才比较重视立磨粉磨生料的研究开发工作。 在水泥企业的日常生产过程中，立磨是生产中的大型重负荷设备，它的正常运行对企业连续生产起到重要的作用，但是立磨减速机在运行中出现的故障前兆是隐性的，平常巡检不能及时被发现，往往是出了故障才知道，这对生产存在着严重的威胁，我公司和其他成员企业立磨减速机曾经就出现过故障。 针对上面的问题，我公司引进郑州恩普特“eM3000立磨震动远程监测与运行管理系统”，这是专用于立磨机组而设计的在线监测与故障诊断系统，克服了传统控制系统不能有效保护设备安全生产和设备安全的缺陷。 2 .故障诊断技术在立磨中的应用 2.1系统整体结构 采用集中控制架构，充分利用传感器、ICS3000数据采集器、工业计算机、服务器等有关技术，对所有运行状态性能参数、立磨系统性能参数进行集中、实时监测和分析诊断，支持远程诊断、短信报警、移动网页浏览等功能。系统拓扑结构如图 1。 图1 系统拓扑结构图 2.2故障诊断在立磨中的应用 我公司于2013年初在郑州恩普特设备诊断工程有限公司的协助下，成功完成了对关键设备立磨的故障诊断分析系统。故障诊断系统可以实时采集现场的振动监测信息、电气监测信息、工艺量数据，全方位实现对立磨运行状态的监测，并建立立磨运行状态评估体系和与之相适应的数据指标体系，最终可以通过多种分析方法实现对立磨设备的健康评估。 工程技术人员在网络浏览器的地址栏中输入http://<服务器IP 地址>:8080/eM3000v4，如在本机测试可用http://localhost:8080/eM3000v4，就可进入故障诊断系统的主界面。 立磨主减速机是水泥厂最关键的设备之一，其主要参数为：功率：1800KW；转速：1000r/m ；减速比：34.72；减速机输入轴：滚动轴承。其测点的布置如图2 所示 图2 立磨减速机测点分布图 从故障诊断的角度来看，轴承或齿轮的的特征频率标注功能非常实用，如图3 所示： 图3. 特征频谱 上图中，黑色的标注是系统自动产生的，只要把轴承型号、齿轮齿数输入系统，系统会在对应通道的频谱上自动标注该轴承的特征频谱，包括轴承的保持架、内圈和外圈特征频率及其倍频以及齿轮的特征频率。当该通道报警的时候，用此图来判断是轴承或齿轮的哪个部位引起的，可以直接定位轴承和齿轮故障。 从监测层面看，系统的多趋势分析是非常有用的一个功能。该功能把多个通道的趋势放在一块显示，并提供扫描线的功能。 多趋势分析可以同时调出多个监测量进行分析，这样便能准确的判断出设备的运行状况及故障信息。 图4是2013年3月24日到2013年4月5日的一段设备运行状况。在该趋势图中显示了磨盘转速、电机前段振动、减速机输入端垂直方向振动、减速机输入端水平方向振动、电机A 相电源电流。由图中可以看出，在减速机的输入侧有几个较大的振动脉冲。分别是水平方向的值最大达到18.389；水平方向的值最大达到12.898。而在电机的对应测点中，这些冲击信号则没有体现。说明水泥立磨减速机的负荷是冲击性负荷。这些冲击性都体现在减速机的测点中。在其对应的时间点查看电流等其它参数，并没有较大的变化。由此判断该脉冲应该是瞬时的机械冲击造成的，设备在这个时间段内的运行状况良好。通过多通道不同时间段的

振动监测参数及标准

机械设备振动监测参数及标准 一、振动诊断标准的制定依据 1、振动诊断标准的参数类型 通常，我们用来描述振动的参数有三个：位移、速度、加速度。一般情况下，低频振动采用位移，中频振动采用速度，高频振动采用加速度。 诊断参数在选择时主要应根据检测目的而选择。如需要关注的是设备零部件的位置精度或变形引起的破坏时、应选择振动位移的峰值，因为峰值反映的是位置变化的极限值；如需关注的是惯性力造成的影响时，则应选择加速度，因为加速度与惯性力成正比；如关注的是零件的疲劳破坏则应选择振动速度的均方根值，因为疲劳寿命主要取决于零件的变形能量与载荷的循环速度，振动速度的均方根值正好是它们的反映。 2、振动诊断标准的理论依据 各种旋转机械的振动源主要来自设计制造、安装调试、运行维修中的一些缺陷和环境影响。振动的存在必然引起结构损伤及材料疲劳。这种损伤多属于动力学的振动疲劳。它在相当短的时间产生，并迅速发展扩大，因此，我们应十分重视振动引起的疲劳破坏。 美国的齿轮制造协会（AGMA）曾对滚动轴承提出了一

条机械发生振动时的预防损伤曲线，如下图所示。 图中可见，在低频区（10Hz 以下），是以位移作为振动标准，中频（10~1000Hz ）是以速度作为振动标准，而在高频区（1KHz 以上）则以加速度作为振动标准。 理论证明，振动部件的疲劳与振动速度成正比，而振动所产生的能量与振动的平方成正比。由于能量传递的结果造成了磨损好其他缺陷，因此，在振动诊断判定标准中，是以速度为准比较适宜。 而对于低频振动，，主要应考虑由于位移造成的破坏，其实质是疲劳强度的破坏，而非能量性的破坏。但对于1KHz 以上的高频振动，则主要考虑冲击脉冲以及原件共振的影响。 3、振动诊断标准的分类

电动机运行中异常振动产生的原因及处理方法

电动机运行中异常振动产生的原因及处理方法 发表时间：2019-06-26T11:06:22.963Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：赛里曼•赵玉霞杨鹏马金鹏[导读] 摘要：电动机是把电能转换成机械能的一种设备。（独山子石化公司供水供电公司炼油电修车间 833699）摘要：电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。电动机在运行中会出现不同程度不同类型的振动，在规定数值允许范围内的振动一般不会造成电动机故障，明显的异常的振动可能会造成电动机故障进而造成生产中断停车，所以判断电动机振动产生的原因并及时排除异常振动就显得尤为必要。 关键词：引线；发热故障；处理引言我们知道电动机产生不正常的振动和异常音响主要有电磁和机械两方面的原因，电磁和机械振动异常又有集中不同情况，所以说先要正确区分振动产生的实际原因，才能够做到准确无误排除异常情况。 1、电动机异常振动产生的原因 1.1电磁原因电磁原因主要有以下两个方面，比较容易区分和处理。（1）若定、转子绕组发生短路故障、转子断条时电动机会发出时高时低的嗡嗡声响，并且电动机机身的振动较为明显。（2）正常运行的电动机突然出现转速明显下降，振动异常并有低沉的吼叫声，主要是三相电流不平衡、负载过重、电源缺相等原因。 1.2机械原因电动机在运行中产生机械振动的情况比较常见，且状况复杂多变，是电动机维护中需要重点关注，重点解决的，主要有以下几个方面。 机泵之间联轴器损坏或连接不良，联轴器找中心不准，负载机械不平衡，系统共振等。电动机定、转子相擦，电动机产生剧烈的振动并且伴有不均匀的碰擦声。地脚螺丝松动或基础不牢固，电动机运行时产生不正常的振动，冬夏季温差较大的地区在极冷和极热天气变换时较容易出现。轴承润滑不良使电动机轴承室内发出异常声音并产生振动。轴承安装不当产生的异常振动和声响。 2、电动机异常振动的处理方法 2.1电气原因的排除（1）先测定三相直流电阻是否平衡，如不平衡，则说明电机定子绕组有烧损或匝间短路现象，基本上需要重新下线处理，例如图1、2所示。 图1 图2以上两图是比较常见的匝间短路和相间短路的情况，定子线圈已经无法继续使用，需要重新下线，处理后进行试验合格使用。测定电动机是否过负荷运行，若因过负荷造成的振动异常，则降低负荷，以保证电动机良好的运转状态。 2.2 机械原因产生的振动处理方法利用状态监测手段，准确监测并对监测数值进行分析，观察电动机运行时的振动趋势和振动频谱，根据不同的频谱表现来判处理不同的电动机振动情况，如下图3、4、5所示，不同的原因产生的振动频谱有所区别。 图3

输电线路振动在线监测系统设计方案.

输电线路振动在线监测系统设计方案 目录 1．项目的必要性 (2) 2．主要内容 (3) 2．1 监测方式和内容 (3) 2．1．1监测方式 (3) 2．1．2监测内容 (3) 2．2 监测装置安装位置 (3) 2．2．1安装原则 (3) 2．2．2安装位置 (3) 3．技术方案 (3) 3．1 系统结构原理图 (3) 3．2 监测系统组成及运行环境 (5) 3．2．1监测装置 (5) 3．2．2系统软件 (5) 3．3 主要技术参数 (5) 3．4 监测系统特点 (7) 3．4．1监测装置特点 (7) 3．4．2 综合分析软件系统特点 (7) 3．5 监测系统通信、供电和运行方式 (8) 3．5．1 通信方式 (8) 3．5．2 供电方式 (8) 3．5．3 运行方式 (8) 4．项目意义 (8)

1．项目的必要性 架空线微风振动是一种气体的旋涡（卡门旋涡）在架空线背风侧交替脱落所产生的架空线振动现象，其特征频率高（3-120Hz），振幅一般不会超过导线直径，振动频率和风速、导线直径有关，由式：F=200V/d确定，其中V为垂直于架空线的风速，单位：米/秒， d为架空线导线直径，单位：米。 目前几乎所有的高压送电线路都受到微风振动的影响，尤其在线路大跨越上，因具有档距大、悬挂点高和水域开阔等特点，使风输给导地线的振动能量大大增加，导地线振动强度远较普通档距严重。一旦发生疲劳断股，将给电网安全运行带来严重危害，通常仅换线工程本身的直接损失可高达数百万元。现在世界上任何地区，几乎所有的高压架空送电线路都受到微风振动的影响和威胁，在我国微风振动危害线路的事例也很普遍。微风振动已经严重威胁着我国电网架空送电线路特别是大跨越的安全运行。 通过迅速准确地采集、传输、处理和管理线路大跨越振动的大量数据和信息，及时掌握导地线防振装置消振效果的变化，可以为输电线路大跨越的安全运行提供实时预警服务，避免现行预防性计划维修（计划修）制度维修不及时或过度维修的弱点，变预防性计划维修为状态维修，能够显著提高输电线路设备的运行可靠性并降低维修费用。 微风振动对架空线路造成的破坏是长期积累的，具有较强的隐蔽性，因此对其进行测量既能消除微风振动产生的隐患，又能为防振设计提供科学的依据。

Noise and vibration DC-motor(直流电机噪音及振动)

3482
IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 40, NO. 6, NOVEMBER 2004
Characterization of Noise and Vibration Sources in Interior Permanent-Magnet Brushless DC Motors
Hong-Seok Ko and Kwang-Joon Kim
Abstract—This paper characterizes electromagnetic excitation forces in interior permanent-magnet (IPM) brushless direct current (BLDC) motors and investigates their effects on noise and vibration. First, the electromagnetic excitations are classi?ed into three sources: 1) so-called cogging torque, for which we propose an ef?cient technique of computation that takes into account saturation effects as a function of rotor position; 2) ripples of mutual and reluctance torque, for which we develop an equation to characterize the combination of space harmonics of inductances and ?ux linkages related to permanent magnets and time harmonics of current; and 3) ?uctuation of attractive forces in the radial direction between the stator and rotor, for which we analyze contributions of electric currents as well as permanent magnets by the ?nite-element method. Then, the paper reports on an experimental investigation of in?uences of structural dynamic characteristics such as natural frequencies and mode shapes, as well as electromagnetic excitation forces, on noise and vibration in an IPM motor used in washing machines. Index Terms—Brushless machines, electromagnetic forces, noise, permanent magnet, vibrations.
Fig. 1.
Cross sections of BLDC motors.
I. INTRODUCTION
C
ONVENTIONAL direct current commutator motors with permanent magnets are easy to control and require few semiconductor devices. Yet, they have serious operational problems in association with brushes. For examples, the brushes require regular maintenance and induce noise by friction with the commutators. A solution for these problems is brushless direct current (BLDC) motors. BLDC motors can be classi?ed into two types, as shown in Fig. 1 according to the geometric shape and location of permanent magnets. Compared with surface mounted permanent-magnet (SPM) motors, interior permanent-magnet (IPM) motors have several advantages. One advantage comes from the position of magnets. Because permanent magnets are embedded in the rotor, the IPM motors can be used at higher speeds without debonding of the permanent magnets from the rotor due to the centrifugal forces. Another obvious advantage of the IPM motors is higher ef?ciency. That is, in addition to the mutual torque from the permanent magnets, the IPM motors utilize the reluctance torque generated by the rotor saliency [1].
Manuscript received June 28, 2002; revised June 7, 2004. H.-S. Ko was with the Mechanical Engineering Department, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Daejon 305-701, Korea. He is now with Samsung Electronics Company Ltd., Suwon 443-742, Korea (e-mail: hskatom@yahoo.co.kr). K.-J. Kim is with the Mechanical Engineering Department, KAIST, Daejon 305-701, Korea (e-mail: kjkim@mail.kaist.ac.kr). Digital Object Identi?er 10.1109/TMAG.2004.832991
Regarding the noise and vibration, the IPM motors have more sources than the SPM motors. Furthermore, analysis of magnetic ?eld in the IPM motors is more dif?cult due to the magnetic saturations, especially in the rotors. In an IPM motor, the electromagnetic excitation sources can be classi?ed into three parts: cogging torque, ripples of mutual and reluctance torque, and ?uctuations of radial attractive force between the rotor and stator. In an SPM motor, only the mutual torque is generally considered and an analytical method can be used [2], [3]. For the IPM motors, however, the ?nite-element method (FEM) is used to account for the magnetic saturation at the rotor core and, besides the mutual torque, the reluctance torque needs to be considered. In addition, although only the permanent magnet may be considered to calculate the radial attractive forces between the rotor and stator in the IPM motors [4], the electromagnetic ?eld due to the currents may become signi?cant depending on the loading and generate serious excitation forces. In this paper, a technique that can ef?ciently calculate the cogging torque as a function of rotor position by including saturation effects is proposed. Then, a torque equation for characterizing the space and time harmonics with respect to the mutual and reluctance torque ripples is used to extract their ?uctuating components. The radial attractive forces due to the electric currents in the stator as well as the permanent magnets in the rotor are calculated by the FEM and its effects on noise and vibration are investigated. The noise and vibration in the motors are mostly generated by the electromagnetic sources and subsequently can be ampli?ed by the dynamic characteristics of the motor structure. Therefore, in?uences of natural frequencies and mode shapes of the structures are experimentally investigated for the noise and vibration of an IPM motor under study. II. ELECTROMAGNETIC EXCITATION SOURCES Electromagnetic excitations in electric motors are caused by variation of both circumferential and radial forces acting between the stator and the rotor with respect to the time and space.
0018-9464/04$20.00 ? 2004 IEEE

风力发电机振动在线监测系统

风力发电机振动在线监测系统 风力发电机是将风能转换成电能的设备,风能通过叶轮带动主轴、增速箱、发电机组转换成电能。发电机组的状态监测和故障预测、诊断是目前风力发电机设备维修、维护管理的主要手段,其状态监测的方法很多,主要有力、位移、振动、噪声、温度、压力等监测。由于振动引起的机械损坏比率很高,目前在诊断技术上应用最多的是机械振动信号检测, 风力发电机运行状态通常可从振动数据上体现出来,目前国内大型风力发电机组振动监测设备基本上是整机进口,价格昂贵。为此我们开发了基于加速度传感器MMA7260QT、C8051F350型单片机的振动在线监测系统,具有振动数据实时监测、分析以及超限报警制动等功能。 1 系统整体设计 风力发电机故障诊断的基本方法是时域监测、频域分析诊断,核心思想是利用加速度传感器检测振动情况,由计算机对振动数据进行采样、滤波,提取有效振动频带内的信号,通过分析有效频带内的峰值振动频率来判断风机运行是否正常[1]。 采集系统主要包括传感器、电源电路、单片机系统和通讯电路。图1为系统硬件框图。 振动测量采用MMA7260QT 作为振动传感器,MMA7260QT采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术,并且提供4个量程可选,同时带有低通滤波并已做零g补偿。芯片提供休眠模式,最低供电电流3μA 。 MMA7260QT的关键组成部分加速度感应单元,利用半导体材料经过刻蚀加工成基于可变电容原理的机械结构。当芯片受到外力产生加速度时,相当于两个极板之间的发生了相对变化,从而将加速度变化以电容值变化的形式体现出来。再通过内部电路将电容转化为电压变化,经过滤波、放大处理后输出。 通过引脚1 、2 的输入搭配,可实现对加速度范围和灵敏度的选择。 1.2 单片机系统 C8051F350是一款完全集成的混合信号片上系统型MCU,具有高速、低功耗、集成度高、功能强大、体积小巧等优点,其内部有一个全差分24位A/D转换器,该转换器具有在片内校准功能。两个独立的抽取滤波器可被编程到lkHz的采样率。可使用内部的电压基准,也可用差分外部基准进行比率测量。由2.7V~3.6 V低压供电,其功能已达到板卡级水平,使得片外功能器件减少。硬件实现的SMBus/ I2C、增强型UART和SPI串行接口,4个通用的16位定时器,具有3个捕捉/比较模块和看门狗定时器功能的可编程计数器/定时器阵列(PCA),片内上电复位、电源电压监视和温度传感器;片内电压比较器,17个端口I/O(允许5V输入)。可编程增益放大器(PGA)对ADC输入进行放大,可设置的放大倍数为1、2、4、8、16、32、64和128[2]。 1.3 通讯模块 C8051F350与PC机或者其它设备交换数据是借助于RS-485串行通信来实现的。发送和接收要约定具体的数据格式和波特率(通信协议)。通信参数为9600,n,8,1。在配置每个控制器的时候,在一个网络上的所有设备都必须选择相同的串口参数。波特率9 600,1个起始位,8个数据位,1个停止位,无奇偶校验位[4,6]。 2 软件设计 2.1 下位机软件设计 下位机软件的主要功能是检测和标定振动数据,按要求将数据上传至主机,并接受PC机配置,包括有效频带宽度、报警阈值、数据标定初值等。 数据标定是下位机编程的一个重要部分,它把采集的振动数据与实际加速度对应起来。 设传感器在加速度为正最大值时输出为,加速度为为负最大值时输出为,认为传感器是线性的,当传感器输出任意量时,加速度值可用下式计算: 2.2 上位机软件设计

电机振动的原因

电机振动的原因 电机振动的原因很多，也很复杂。8极以上大极数电机不会因为电机制造质量问题引起振动。振动常见于2--6极电机，GB10068-2000，《旋转电机振动限值及测试方法》规定了在刚性基础上不同中心高电机的振动限值、测量方法及刚性基础的判定标准，依据此标准可以判断电机是否符合标准。 电动机振动的危害 电动机产生振动，会使绕组绝缘和轴承寿命缩短，影响滑动轴承的正常润滑，振动力促使绝缘缝隙扩大，使外界粉尘和水分入侵其中，造成绝缘电阻降低和泄露电流增大，甚至形成绝缘击穿等事故。另外，电动机产生振动，又容易使冷却器水管振裂，焊接点振开，同时会造成负载机械的损伤，降低工件精度，会造成所有遭到振动的机械部分的疲劳，会使地脚螺丝松动或断掉，电动机又会造成碳刷和滑环的异常磨损，甚至会出现严重刷火而烧毁集电环绝缘，电动机将产生很大噪音，这种情况一般在直流电机中也时有发生。 电动机振动的十个原因 1.转子、耦合器、联轴器、传动轮（制动轮）不平衡引起的。 2.铁心支架松动，斜键、销钉失效松动，转子绑扎不紧都会造成转动部分不平衡。 3.联动部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中，对中不良、安装不当造成的。 4.联动部分中心线在冷态时是重合一致的，但运行一段时间后由于转子支点，基础等变形，中心线又被破坏，因而产生振动。 5.与电机相联的齿轮、联轴器有故障，齿轮咬合不良，轮齿磨损严重，对轮润滑不良，联轴器歪斜、错位，齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重，都会造成一定的振动。 6.电机本身结构的缺陷，轴颈椭圆，转轴弯曲，轴与轴瓦间间隙过大或过小，轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够。 7.安装的问题，电机与基础板之间固定不牢，底脚螺栓松动，轴承座与基础板之间松动等。 8.轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。 9.电机拖动的负载传导振动，比如说电机拖动的风机、水泵振动，引起电机振动。