電機狀態監測和振動分析提供加速度計選擇的建議。這些建議基于直流和非同步交流電機的常見故障。這些常見故障可通過振動分析檢測出來,包括機械和電氣故障。重點是傳感器的頻率范圍及其安裝方法,以便可靠地檢測這些故障。例如,考慮以幾百赫茲的周期性頻率(稱為故障頻率)發生的撞擊事件,但每個單***事件的能量可從起始點帶走,頻率在低至高千赫范圍內。因此,用于檢測撞擊、摩擦和凹槽等事件的傳感器應在幾百赫茲到20千赫的寬頻范圍內響應。對于傳統的機械故障,如平衡和對準,頻率范圍從約0.2倍的運行速度到50-60倍的運行速度是足夠的。電氣故障需要機械故障所需的低頻和高頻段。
電機會同時出現機械和電氣故障,這會導致振動。只要安裝的振動傳感器具有足夠的帶寬和靈敏度,就可以檢測到這些故障。機械故障伴隨著沖擊、摩擦和疲勞,會產生比電氣故障頻率更高的振動,但凹槽除外。凹槽產生的振動頻率與摩擦頻率大致相同。如果傳感器的帶寬和安裝方法足以檢測機械故障,那么它們也將檢測電氣故障。電機出現的典型機械和電氣故障如下:
電機出現典型機械故障:
1. 對準
2. 軸承故障
3. 松動
4. 摩擦
5. 共振
6. 直流和變頻驅動感應電動機的凹槽
感應電機和直流電機的典型電氣故障1:
1. 定子偏心、短疊片或松鐵
2. 偏心轉子
3. 轉子條開裂或斷裂
4. 連接器松動或斷裂
5. 直流和變頻驅動感應電動機的可控硅問題
這些故障的傳感器帶寬要求通常是
a)低頻段0.3至50倍運行速度
b)對于更高頻段,500 Hz至20+kHz
為了說明與沖擊相關的預期帶寬,我們建立了一個實驗,該實驗使用三個直徑不同的球,在幾英寸厚的扁平大金屬板上進行。球的直徑分別為0.5英寸、1.0英寸和1.5英寸。分析帶寬為80千赫。光譜數據結果2如圖1所示。所有三個數據集中約17kHz的活動來自設置中的共振。忽略共振活動,小0.5“D球的主要活動范圍在535千赫。1.0“D球的初級能量在2-15 kHz范圍內。對于1.5“D球,主要活動所在的帶寬在1-10 kHz范圍內。隨著撞擊物體質量的增加,中心頻率的降低既符合經驗,又符合理論。
對于摩擦,能量主要在中心頻率取決于摩擦物體的質量和速度的帶內發射(類似于撞擊)。摩擦與撞擊的區別在于,摩擦物體的中心頻率比同一物體的中心頻率大25-50%。