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| 高速無刷直流電動機壽命試驗故障分析與試驗方法改進(zxj) |
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摘要：針對高轉速無刷直流電機壽命試驗中出現的轉軸卡死敞障進行理論分析和試驗驗證，找出現行的試驗方法的不足，結合高轉速無刷商流電機的運動特生，提…r種新的試驗方法并將其』、i用于實際試驗過程中，通過試驗驗證了方法的止確和有效。
關鍵詞：高速無刷直流電動機；壽命試驗；方法分析0引 言高速無刷直流電動機的壽命試驗是電動機鑒定試驗的最后一個關鍵步驟。由丁對高轉速的認識不足，在利用傳統試驗方法進行的初次壽命試驗中，在經過近140 h后發生異常，被測電機停轉，有明顯的焦糊味，并且驅動器外圍電路板一相布銅完全過熱燒斷，還有一相布銅也有過熱痕跡尚未完全熔斷．壽命試驗運行時間為150h．要求加載，為間歇T作制，每個工作周期通電10 min，休息l0min。壽命試驗的加載足采用兩個電機(主動電機和被動電機)對拖的方式。圖1為壽命試驗原理圖、l故障分析首先分別對驅動器和被測電動機進行技術指標復測，物理分解表明驅動器工作基本正常。轉軸可以自由轉動，沒有卡死。但具有明顯糊味且電阻值發牛異常：三相繞組小平衡，有兩組繞組電阻超差，這些跡象顯示被測電機出現了過流，繞組匝間短路、如圖2所示，建立故障樹進行分析后可以確定是南于被測電機卡死導致驅動電機堵轉燒毀。岡此以被測電機轉軸卡死為故障對象繼續分析，根據故障現象和產品的結構工藝，以轉軸卡死為頂事什，建立故障樹進行分析。
1 1鎖制器繞組開路及鎖制器機械故障測量電機鎖制器繞組電阻，電阻值正常。排除鎖制器繞組開路造成故障的可能。接著對鎖制器通電仍然可以看到動鐵心的吸合動作，上L通電吸合時鎖制器動鐵心端面和靜鐵心端面緊密貼合，工作可靠。排除了鎖制器失效可能。
1．2定轉子之間機械r涉拆解故障電機的過程中發現，靠近尾部的軸承完全損壞，磁鋼磨損嚴霞，磁鋼粉末和碎塊散落吸附在定轉子的間隙中。如圖3、圖4所示。，磁鋼破碎及軸承造成定轉子F涉，轉軸無法轉動。管，波紋管用兩個螺釘和電機轉軸軸伸固定。所用V形塊的安裝槽為一刀加r出米，線性度為O 02mm，電機的軸伸外圓對機殼同軸度可達到0.02mm，在試驗復現巾發現波紋管存和變形，和軸仲存在較大問隙，被測電機軸伸小能順利進入波紋管，如圖5所示，徑向變形量約為1 mm，，產生一定的徑向壓力。經回顧，這種測試方法曾經出現過波紋管壽命試驗電機軸承失效的故障案例，但當時電機轉速遠低于該電機。綜上分析，轉子軸向竄動通過波紋管對軸承造成軸向受力是導致軸承損壞的根本原因。
2機理分析及驗證波紋管聯軸器的試驗方法采用高柔性不銹鋼，具有高扭矩剛性、良好的穩定性的特點。但是距離驅動電機越遠，撓動程度放大越大，所受到的徑向偏擺影響也****，近似懸臂梁，如圖6所示。而且由于電機外形設…嘏制，尾部軸承比軸伸端軸承尺寸小，承載荷也小，受力卻足****的。這與試驗中兩個電機的四個軸承巾被動電機的尾部軸承會****損壞的實相符。而波紋管的彎曲變形會給電機軸承卜造成一定的附加徑向壓力，進一步增加軸承兒其是被動機尾部軸承的負荷壓力，影響軸承壽命。
為了驗證上述分析，采用兩臺同型電機進行故障復現。為加快試驗進程，且盡量模擬故障情況，采取了人為安裝不『司軸連續運轉的方式。偏移量約為1．2 mm,如圖 7所示，每4小時監測，連續運行近70h發現，電機運轉聲音較大，但電流正常；運轉75 h后被測電機出現明顯異常噪聲，尾郡銷盤出現偏擺。拆解電機并對尾部軸承進行失效分析，與理論分析相符。試驗說明波紋管因剛性較大，近似剛性連接，不同心條件下，被測電機尾部軸承撓動和負荷增人，從而影響壽命。
3試驗方法分析及改進綜E所述，應采用柔性連接，并盡量保證同軸安裝的試驗力‘法束進行高轉速電機的壽命試驗。尚先，V形試驗支架線性度經測量為0.02 mm。抽取同批次電機3臺，以電機外圓定位測量軸伸徑向圓跳動，為 O．01-O．012 慢慢，說明如果以電機外圓作為安裝定位面安裝在V形試驗支架上，可以保證軸伸同軸發良好、其次，對高速運轉器件的連接件進行廣泛分析，所使用的聯軸器以插銷撥動聯軸器和圓形膜片聯軸器居多。但捕銷撥動聯軸器雖然能解決對拖試驗軸承失效的問題，但高速運動中力矩和轉速的波動會造成插銷和銷孔之間的高頻碰撞，極易造成捕銷、插孔變形或者插銷脫落。最終決定采川同形膜片聯軸器，如圖8所示，其結構緊湊、體積小、慣性小，具有高扭轉剛性。日有較強的補償徑向、角向和軸向偏差能力，具有零回轉間隙，順、逆時針同轉特性完全相同。由于網形膜片聯軸器軸向、徑向柔性大，在高精度、高轉速機械結構中有著廣泛的應用。 |
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