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电机轴承发热详解(一)

时间:2021/10/29


电机轴承的发热是电机轴承经常出现的故障之一。在电机轴承应用的时候很多因素都会影响电机轴承的发热。而且这个问题也是广大电机工程师比较关心的问题之一。

电机的发热

电机轴承是安装在电机里面的,事实上,电机本体就是轴承的工作环境。因此在分析电机轴承发热之前不妨对电机发热进行一些了解和分析。

电机作为机电能量转换装置,在运行的时候主要有电磁过程和机械运行过程。不论是电机的电磁过程还是机械过程都有损耗,这些损耗最终以发热的形式散失出去。外在表现上就呈现了发热的状态。

对电机进行发热分析最直观的方法就是按照电机外在宏观组件进行定位分类。粗略的划分,电机的机体结构包括电机的定子机座、转子、密封系统、轴承系统等。

如果从外在的测量看,就可以分成机座发热、转轴发热、轴承发热、密封件发热等。

上图就是这个思维导图的第一层。这也是本系列公号介绍的第一层。

电机的机座发热

我们知道电机机座的外表发热是受到绕组发热影响的。从机座的发热现象看,我们可以分为整体温度升高和机座温度分布出现变化。

机座局部温度升高

电机工作于“正常”工作状态下的时候,电机机座内部的温度呈现一定的分布。这个分布与电机内部运行时候的发热源分以及发热源的热量有关。一般而言各个发热源之间存在一定的电气和机械联系,因此其发热关系也存在一定的相关性。因此,正常的电机工作状态下,电机内的温度分布应该呈现以一定的稳定趋势。请注意,此处说的是“温度分布”和“趋势”。而非绝对一定不变。

所谓电机发热异常就是在温度分布上出现与“正常”状态的不一致。(“异常”就是异于“正常”的状态)。这种“异常”可能是故障,也可能不是故障。这就需要我们后一步的故障诊断与分析。

电机机座局部温度“异常”发现的时候,故障诊断的基本思路是首先确认是否存在外界热源。

对热源的确定是这个导图里的第三层内容。是否有外界热源的确定其实是用于确认这个热量是电机自身主动发出的还是受到外界影响而出现的被动变化。

对于有外界热源的局部发热,电机工程师首先需要确定外界热源本身是否正常。如果外界热源本身正常,就会带来这样的温度升高,那么就需要确认这个外界热源带来的温度上高对于电机本体造成的影响。具体到本公号讨论的轴承部分,就是这个局部的温度升高是否会影响到轴承。如果这个温度对轴承运行不构成严重威胁,由于热源本身并无问题,则此次“异常”可以界定为“非故障”,仅需要关注其变化,而不需要立即采取措施。

对于无外界热源的局部发热,电机工程师需要检查电机本身。确认这个发热是不是内部某些故障引起的。常见的情况包括绕组局部温度过高以及机械部件之间某个相对运动界面温度过高。

这种电机本身局部温度过高实际上也是一个与“正常”温度分布对比而得出的标志主动发热情况变化的状态。通常这个状态是一个“故障”的几率较大。比如局部绕组绝缘出问题,机械部分局部干涉,相互摩擦等等。因此对于电机机体局部发热且无外接热源的情况而言,电机本体结构、绝缘等存在故障的可能性升高。


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