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发布时间:2023-12-08 07:34:02 阅读: 来源:切刀厂家

高速无刷直流电动机试验故障分析

针对高转速无刷直流电动机寿命试验中出现的转轴卡死故障进行理论分析和试验验证,找出现行的试验方法的不足,结合高转速无刷直流电机的运动特性,提出了一种新的试验方法并将其应用于实际试验过程中,通过试验验证了方法的正确和有效。

高转速无刷直流电动机的寿命试验是电动机鉴定试验的最后一个关键步骤。由于对高转速的认识不足,在利用传统试验方法进行的初次寿命试验中,在经过近l40 h后发生异常,被测电机停转,有明显的焦糊味,扼流圈并且驱动器外围电路板一相布铜完全过凉鞋热烧断,还有一相布铜也有过热痕迹尚未完全熔断。寿命试验运行时间为1 50 h,要求加载,为间歇工作制,每个工作周期通电l0min,休息10min。寿命工厂也有过滤装置试验的加载是采用两个电机(主动电机和被动电机)对拖的方式。

首先分别对驱动器和被测电动机进行技术指标复测,物理分解表明驱动器工作基本正常。转轴可以自由转动,没有卡死。但具有明显糊味且电阻值发生异常:三相绕组不平衡,有两组绕组电阻超差,这些迹象显示被测电机出现了过流,绕组匝间短路。建立故障树进行分析后可以确定是由于被测电机卡死导致驱动电机堵转烧毁。因此以被测电机转轴卡死为故障对象继续分析,根据故障现象和产品的结构工艺,以转轴卡死为顶事件,建立故障树进行分析。

1锁制器绕组开路及锁制器机械故障

测量电机锁制器绕组电阻,电阻值正常。排除锁制器绕组开路造成故障的可能。接如有需要着对锁制器通电仍然可以浏阳看到动铁心的吸合动作,且通电吸合时锁制器动铁心端面和静铁心端面紧密贴合,工作可靠,排除了锁制器失效可能。

2定转子之间机械干涉

拆解故障电机的过程中发现,靠近尾部的轴承完全损坏,磁钢磨损严重,磁钢粉末和碎块散落吸附在定转子的间隙中。磁钢破碎及轴承造成定转子干涉,转轴无法转动。

该电机的单边气隙极小(0.8 mm),通过模拟试验可知:如果磁钢先破损造成定转子干涉,转轴将立刻卡死,则驱动电机将堵转烧毁,不会造成被测电机如此严重的破环。故可判定被测电机是尾部轴承首先失效,使转轴偏移,定转子在高速情况下剧烈摩擦,尾部磁钢最终碎裂,接着碎块填充气隙,转轴卡死,最终驱动电机堵转停止。

3轴承失效分析

该电机发生失效的是尾部轴承,该型轴承的转速、寿命、载荷这几个参光盘库数的标称满足电机总体要求,且故障电机在寿命试验之前已完成所有性能检验项目及超速、转矩波动系数、机电时间常数、电感、低温低气压、高温低气压、稳态加速度、冲击、随机振动、特殊振动等一系列试验。核算所有试验对于轴承会造成的影响,所经历的振动、冲击和加速度试验均不超过轴承所能承受的负荷。根据试验数据可以排除轴承选型不当造成的故障分支。

进一步复查图纸、工艺、装配工序及过程检验及轴承出厂质量一致性检验可完成胶带、链条、钢丝绳纪录,设计、生产、装配公差均满足和该电机规范要求。结合对同批次轴承使用情况的复查,可排除装配不当和轴承自身质量问题的可能。

4轴承在试验中受力不当

试验采用的是传统电机对拖方式。主动电机和被动电机放在一个V形块上,轴伸连接使用一波纹管,波纹管用两个螺钉和电机转轴轴伸固定。所用V形块的安装槽为一刀加工出来,线性度为0.02mm,电机的轴伸外圆对机壳同轴度可达到0.02mm。在试验复现中发现波纹管存在变形,和轴伸存在较大间隙,被测电机轴

伸不能顺利进入波纹管,如图5所示,径向变形量约为l mm,产生一定的径向压力。经回顾,这种测试方法曾经出现过波纹管寿命试验电机轴承失效的故障案例,但当时电机转速远低于该电机。综上分析,转子轴向窜动通过波纹管对轴承造成轴向受力是导致轴承损坏的根本原因。


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