《福祿克（Fluke）：2025電機與變頻驅動故障排除白皮書-診斷點擊和驅動故障的最佳測量實踐（121頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《福祿克（Fluke）：2025電機與變頻驅動故障排除白皮書-診斷點擊和驅動故障的最佳測量實踐（121頁）.pdf（121頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、診斷電機和驅動故診斷電機和驅動故障的最佳測量實踐障的最佳測量實踐概述概述電機消耗了全部發電量的65%降低電機停工時間能夠充分利用能源排障能力越強意味著更長的正常工作時間您的時間：極其珍貴的資源您的時間：極其珍貴的資源為什么電機故障診斷對您的工作非常重要？您的單位這些天是如何管理電機故障的？目錄目錄培訓概覽電機驅動原理基本測量和安全輸入測量驅動/輸出測量電機/傳動鏈測量培訓總結培訓總結輸入電能質量，使用Fluke-435驅動及驅動輸入，使用Fluke-190 II ScopeMeter電機負載及繞組電阻，使用Fluke-289 DMM電機絕緣和磁芯溫度，使用Fluke-1507和熱像儀機械振動，

2、使用Fluke 810祝您維護電機成功模塊模塊A：電機驅動：電機驅動原理原理逆變器技術逆變器技術 交流整流至直流 殘余紋波或噪聲被濾除 直流電壓和電子開關/門控脈寬調制 產生輸出PWM信號，電壓和頻率受控 電機產生扭矩和運動，控制機械負載第第1步，交流步，交流-直流轉換直流轉換三相交流電被整流為恒壓直流電第第2步，對直流電壓進行脈寬調制步，對直流電壓進行脈寬調制控制一系列電子開關的開/關時間，形成脈寬調制輸出波形第第3步，電機產生扭矩和運動步，電機產生扭矩和運動三相輸入轉換為直流電壓后，再對直流電壓進行脈寬調制，產生受控的三相輸出波形，用于驅動電機電機的基本原理電機的基本原理我們現在處于哪個排

3、障等級我們現在處于哪個排障等級？電機和機和驅動模塊 B B輸入測量介紹輸入測量介紹輸入測量介紹什么是標稱電源電壓、電流和頻率什么是標稱電源電壓、電流和頻率？標稱電源電壓、電流和頻率是標稱工作條件下加至電機驅動的電壓的特性。測量標稱電源電壓、電流和頻率測量標稱電源電壓、電流和頻率 使用連接至驅動輸入的電能質量分析儀。首先測量驅動的輸入側，然后(若必要)測量用戶引入線。判讀標稱電源電壓、電流和頻率判讀標稱電源電壓、電流和頻率 如果測量結果超出范圍 10%，則意味著在測量周期期間存在潛在的電源電壓問題。連接一臺電能質量分析儀進行長時間診斷。接著，檢查不平衡。什么是電壓和電流不平衡什么是電壓和電流不平

4、衡？當三相電壓或電流的幅值不同時，就會發生不平衡。2%至 3%的電壓不平衡就可能會引起電機故障高級主題測量不平衡測量不平衡使用正確連接至電機驅動輸入電源的三相電能質量分析儀。同時測量三相，評估負載變化的影響高級主題手動測量不平衡手動測量不平衡利用 DMM 測量電機驅動的每相輸入高級主題手動計算不平衡手動計算不平衡%不平衡=(相對于平均 V 或 I 的最大偏差/平均 V 或 I)x 100。例：例：30+35+30=9595/3=31.7 平均電流35-31.7=3.3 最大偏差3.3/31.7=.104.104 x 100=10.4%電流不平衡高級主題解讀不平衡解讀不平衡 電壓不平衡超過 20

5、%就可能會造成問題。電流不平衡超過 6%就可能會造成問題。接著，檢查瞬變。高級主題什么是瞬變什么是瞬變？瞬變是電路中不希望的暫態電壓。瞬變具有各種各樣的波形、幅值和持續時間。測量瞬變測量瞬變利用三相電能質量分析儀，選擇瞬變功能，并設置為大于標稱電壓以上 50 V。解讀瞬變解讀瞬變 瞬變高于標稱電壓 50V，就可能會造成問題。如果未測量到瞬變，則要測量更長的時間周期。什么是諧波什么是諧波？諧波是基波頻率的整數倍分量。例如，60Hz 的 3 次諧波為 180Hz。例如，60Hz 的 5 次諧波為 300Hz。高級主題測量諧波測量諧波 使用電能質量分析儀測量諧波。電壓和電流諧波都要測量。高級主題解讀

6、諧波解讀諧波 電壓 THD(總諧波畸變)大于 6%就可能會造成問題。如果 THD 大于 6%，那么確定哪次諧波最為突出。有些電流諧波畸變是正常的。接著，檢查功率因數。高級主題什么是功率因數什么是功率因數？能量是指做功的能力。功率為能量/時間 功率因數為交流電路中使用的有功功率(W)與傳輸至電機的視在功率(VA)之比。測量功率因數測量功率因數使用三相電能質量分析儀，設置至功率和能量，電壓和電流探頭均連接好，并且電流探頭的極性要正確箭頭朝向被測負載。解讀功率因數解讀功率因數 功率因數小于 1 表示電路并未全效率工作。測量值小于 0.9 則表示潛在的問題。功率因數小于 0.9 在某些情況下是可接受的

7、。電機和驅動電機和驅動模塊模塊 C-驅動和輸出測量模塊驅動和輸出測量模塊介紹驅動輸出測量模塊介紹驅動輸出測量模塊什么是直流總線什么是直流總線?直流總線的作用就像一個電壓緩沖器 直流(DC)電壓來自于交流整流器 為開關電路提供恒定能量測量直流總線電壓測量直流總線電壓在在+和和-端子上測量直流總線電壓端子上測量直流總線電壓 便攜式示波器 交流或直流輸入耦合，測量絕對或紋波電壓 確定示波器和探頭的額定值與被測電壓相匹配解讀直流總線測量解讀直流總線測量 直流總線電壓大約為 1.414 x RMS 線電壓 如果紋波峰值具有不同的重復水平，則表示某個整流器二極管可能發生了故障。什么是電壓不平衡什么是電壓不

8、平衡？當三相電壓的幅值不同時，就會發生電壓不平衡。測量電壓不平衡測量電壓不平衡在驅動輸出的每個端子上測量電壓接下來在電機端子檢查電壓任何不平衡都可能會造成電機問題計算電壓不平衡計算電壓不平衡%電壓(V)不平衡=(相對于平均的最大偏差 V/平均 V)x 100 例解讀電壓不平衡測量解讀電壓不平衡測量 不平衡超過 2%就可能會造成問題。該項測量排除電壓不平衡造成的電機過熱。不能排除其他過熱原因。接著，檢查電流不平衡。什么是電流不平衡什么是電流不平衡？當三相電流的幅值不同時，就會發生電流不平衡。測量電流不平衡測量電流不平衡利用一臺帶電流鉗的示波器，在驅動輸出的全部三個端子上分別測量每個端子的電流。計

9、算電流不平衡計算電流不平衡%電流(I)不平衡=(相對于平均的最大偏差 I/平均 I)x 100例解讀電流不平衡測量解讀電流不平衡測量 即使僅有百分之幾的電流不平衡，也應該做進一步調查診斷利益診斷利益 避免電流過載保護裝置跳閘。避免電機溫度過高。電流不平衡會造成繞組燒毀什么是什么是 電流和保護地電流和保護地(PE)電流電流：三相電流之和。PE：通過保護地的容性耦合電流。理想情況下，漏泄應非常低，漏流增大會造成軸承座圈之間產生電弧放電。高級主題測量測量 電流電流 帶電流鉗的示波器 將電流鉗夾住連接至電機端子的全部三根導線。高級主題測量測量 PE 電流電流 示波器 在接地線處測量。高級主題解讀解讀

10、和和 PE 電流電流 電流和/或 PE電流通過軸承或電機軸。高級主題診斷利益診斷利益避免雜散電流損壞軸承。軸承電流造成軸承座圈上的凹槽感謝 Electro Static Technology 的照片。高級主題讀數是輸出反射讀數是輸出反射？反射反射：是電路中阻抗不匹配或變化的結果。具有各種各樣的波形、幅值和持續時間。在示波器屏幕上表現為尖峰測量輸出反射測量輸出反射 脈寬調制波形上的快速輸出瞬變和反射只能用示波器測量。連接至電機端子。解讀輸出反射測量解讀輸出反射測量 大于標稱電壓 50%的反射或瞬變就可能會引起問題。來自于 IGBT 的快速切換直流電壓(dV/dt)。PWM 信號的反射是電纜太長造

11、成的。確定水平未超過電機絕緣額定值。什么是擾動什么是擾動？信號擾動是低壓數字網絡信號上的信號完整性偏差。高級主題測量擾動測量擾動 查找車間內與其他裝置相關的擾動。有其他大型負載打開并造成問題嗎？高級主題解讀擾動測量解讀擾動測量高級主題診斷利益診斷利益 防止不合規的信令問題。確定工廠其他位置的配線和功率問題。高級主題停工診斷停工診斷停掉系統來解決問題高級主題停工診斷的步驟停工診斷的步驟系統停止運行系統停止運行將電機從驅動隔離1.驗證驅動工作正常2.檢查電機電纜、連接3.對電機/電纜進行絕緣試驗高級主題檢查電機電纜檢查電機電纜潛在問題：電機電纜或驅動和電機之間的連接檢查每根電纜連接是否牢固對電纜和

12、連接進行絕緣電阻測試檢查繞組電阻高級主題電機繞組絕緣電機繞組絕緣電機內糟糕的繞組或絕緣問題會造成電流不平衡。檢查電機的絕緣問題時，斷開電機，進行絕緣電阻測試。我們可斷開電機接線盒內的三角形/星型連接片，進行詳盡的電機絕緣測試。高級主題電機和驅動電機和驅動模塊模塊 D電機和傳動鏈測量介紹電機和傳動鏈測量介紹電機和傳動鏈測量介紹電機和傳動鏈測量介紹64什么是電機過載什么是電機過載？電機的載荷過大會造成過載。65測量電機測量電機在電機滿載工作時，利用帶有電流鉗附件的 DMM 或鉗形表測量電機每相的電流。66解讀過載電機測量解讀過載電機測量 將實測的電流與電機銘牌上的滿載電流*使用系數進行比較。接著，

13、檢查單相運行。67什么是單相運行什么是單相運行？當三相電機的某相發生故障時，就會發生單相運行。68測量單相運行測量單相運行在電機滿載工作時，利用帶有電流鉗附件的 DMM 或鉗形表測量電機每相的電流。69解讀單相運行測量解讀單相運行測量 簡單！電機的某相上沒有電流時，就說明發生的電機單向運行。接著，檢查軸承故障。70什么是軸承故障什么是軸承故障？發生故障的軸承會因為某種類型的故障導致工作效率降低。71軸承座圈損壞測量軸承故障測量軸承故障 用 IR 溫度計或紅外成像儀，將懷疑故障的軸承與已知良好的軸承進行比較。72 如果溫差超過 10 攝氏度，則表示軸承需要更換。接著，檢查失中。解讀軸承故障測量解

14、讀軸承故障測量73什么是失中什么是失中？在電機傳動中，當兩個連結軸的中心線一致時，就是精確對準。當中心線不一致時，則為失中。74測量失中測量失中 利用振動測試儀判別振動問題。在失中的情況下，利用刻度盤指示器或激光準直裝置將設備重新正確對準。75解讀失中測量解讀失中測量 Fluke 810 使這種測量更加簡單。810 通過將振動數據與全面的數據庫進行比較，進行分析。76什么是不平衡什么是不平衡？當質心不位于中心時，就會發生不平衡。引起振動77測量不平衡測量不平衡 利用 Fluke 810 振動測試儀測量不平衡78解讀不平衡測量解讀不平衡測量 Fluke 810 利用全面的振動特性數據庫，完全為您

15、做了解讀79什么是松動什么是松動？部件之間的過量余隙就是松動。旋轉和非旋轉或固定部件之間都可能存在松動。80測量松動測量松動 利用 Fluke 810 振動測試儀測量松動。81解讀松動測量解讀松動測量 Fluke 810 利用全面的振動特性數據庫，完全為您做了解讀。82什么是絕緣擊穿什么是絕緣擊穿？當電機繞組之間的絕緣損壞時就發生了絕緣擊穿，造成繞組短路。83測量絕緣擊穿測量絕緣擊穿利用絕緣電阻測試儀測量電機定子繞組的每相對地絕緣84解讀絕緣擊穿測量解讀絕緣擊穿測量 電阻值應 1 M/kV。最好建立定期維護計劃 接下來，檢查軸電壓和軸承電流85什么是軸電壓什么是軸電壓？高頻 PWM 電壓容性耦

16、合至定子和軸。當電機軸上的電壓超過軸承的絕緣能力時，就會有電流通過軸承。高級主題86測量軸電壓測量軸電壓利用示波器和碳刷或絞合線探頭測量電機機籠和傳動軸之間的電壓。http:/www.est- 查找高于 8 V 的軸電壓。高級主題88MDA510/550幫您幫您測量量電機系機系統五大關五大關鍵測試點點關注福祿克官方微信，關注福祿克官方微信，獲取更多取更多專業知知識企業現場電機節能降耗及日常檢測白皮書2020.102企業現場電機檢測白皮書 1.前言.3 2.當前企業節能困惑.4 3.影響電機運行的關鍵參數.5 4.國際規范與中國國標的對應關系.8 5.電機效率和可靠性-與真實工作條件相匹配的新測

17、試方法.9 6.電機生產企業質檢部門-快速便捷的電機效率測試方案.11 7.容易被忽略的節能參數-溫度.12 8.福祿克產品性能.13 9.各行業節能專項監察國家標準.14 10.總結.15企業現場電機檢測白皮書3本標準（新國標）代替 GB186132012中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級和 GB259582010小功率電動機能效限定值及能效等級，2020 年 05 月29 日發布,2021 年 06 月 01 日實施。-摘自中華人民共和國國家標準 GB186132020GB 18613-2020 是強制執行的國家標準。該 GB 規定了電機的能效等級，要求的電機效率數值與IEC完全相同

18、，說明中國對電機能效的重視程度，標準已經與歐美同步。此外，多個省份的工信部已著手開展重大工業節能專項監察，首次組織開展國家重大工業專項節能監察，4 年來，全國累計監察高耗能企業超過 2 萬家，主要高耗能行業基本實現全覆蓋。其中，階梯電價專項監察共查出違規企業 200 余家，已執行懲罰性電費 1.7 億元，運用價格手段倒逼企業實施節能改造。（引自工信部）一 前言在國家節能減排、企業提質增效需求的大環境下，福祿克公司推出此白皮書，希望在電機轉換效率評估及檢測方面給用戶提供幫助。國家層面節能是國策，節能是趨勢“十三五”以來，工業和信息化部認真落實制造強國、網絡強國戰略和生態文明建設相關部署，加快實施

19、“十三五”工業綠色發展規劃綠色制造工程實施指南（2016-2020 年），扎實推進工業和通信業節能與綠色發展，取得了積極成效。2016 年至 2019 年，規模以上企業單位工業增加值能耗累計下降超過 15%，相當于節能 4.8 億噸標準煤，節約能源成本約 4000 億元，實現了經濟效益和環境效益雙贏，為完成全社會節能目標和加快生態文明建設做出了積極貢獻。引自國家相關部門公開資料 企業層面強制執行新國標趨勢下，應該如何應對？1.電機銘牌效率不代表實際運行效率；2.想做電機能效檢測，目前通用方式傳感器檢測需要停機，耽誤生產不現實；3.如何定位效率低、能耗高的電機，避免罰款不踩坑。4企業現場電機檢測

20、白皮書二 當前企業節能的困惑國家要求企業落實單位產品能耗限額標準執行情況、淘汰落后制度執行情況、能源計量管理制度執行情況、能源消費統計制度執行情況，對主要耗能設備的用電情況定期向節能監察機構提交報表。同時，國家制定工業階梯用電收費標準的初衷是希望引導企業節能降耗，使用高能效電機。企業電機用戶知道電力能耗占據生產成本較重比例，希望通過節約成本，降低成本支出，但傳統電機效率測量方法不僅繁瑣，而且需要停機，是企業不愿意接受的。此外，企業知道存在低效率電機，一方面沒有分析儀器定向查找效率低下的電機，另一方面擔心更換新能效電機增加額外成本，所以當前企業節能效果不佳。根據調研走訪，得出以下五點阻礙企業節約

21、能耗的原因：1.企業現場填寫耗能都是根據電機銘牌效率，或者按照能效表謄寫；2.現場停機檢測是企業不愿意承受的生產損失；3.認為更換低能效電機會增加額外開支；4.傳統測量方法需要停機，不能靈活測量不同負載下電機運行效率，傳感器測量需要零點校準，對于電機眾多的企業，檢測任務比較龐大；5.缺少實時定性分析的儀器，來幫助企業查找低效高耗設備。企業現場電機檢測白皮書5三 影響電機運行的關鍵參數影響電機正常運行的關鍵參數有哪些？一）諧波當施加到電機的線電壓包含了頻率與電源基本頻率（50Hz 或 60Hz）不相同的電壓分量時，就會引入諧波電流。這樣，當電機在特定負載下運行時，其溫度以及單位電壓諧波因數就會高

22、于在同樣工況下運行但僅施加了具有基礎頻率電壓的電機。電機上所施加的電壓含有頻率不同于基本頻率的電壓分量時，應按照下面所示的減額系數，對電機的額定功率進行減額。諧波電壓因數(HVF)的定義如下：n=奇次諧波的階次，不包含可被 3 整除的諧波。Vn=第 n 次諧波頻率的電壓標幺值。1.00.90.80.70.600.02Harmonic Voltage Factor(HVF)Derating Factor0.040.060.080.100.12n=n=5n2nV二）三相不平衡當施加到多相異步電機上的線電壓不相等時，就會在電機繞組內形成不平衡電流。較小的電壓不平衡度將導致更 高的電流不平衡度。結果會

23、導致電機在特定負載下運行時溫度升高，同時還會導致電機的電壓不平衡度高于在同樣工況下運行但電壓平衡的電機。電壓不平衡度=100 x（相對于平均電壓的最大電壓偏差）/平均電壓 如果電壓不平衡，應對電機的負載進行減額。下圖所示為 NEMA 針對起動轉矩正常的電機所建議的減額曲線。福祿克 438-II：按照NEMA MG1顯示電壓不平衡度和諧波電壓因數。將由于不平衡導致的減額乘以由于諧波導致的減額，即可得到總減額值。1.00.90.80.7Derating FactorPercent Voltage Unbalance0123456企業現場電機檢測白皮書三）供電電壓偏差電動機效率與供電電壓存在函數關系

24、，是電動機的固有特性。供電電壓幅值偏離額定值，電動機的效率都將發生變化。通常小電機受電壓變化的影響比大電機嚴重。輸出功率恒定時，效率變化曲線如下。電壓在 90105%范圍內，電動機效率隨電壓幅值線性增大。例：某 132kW 電動機供電電壓約為額定值 380V，滿負載運行實際能效 94.5%。當供電電壓略高于額定值為390V，滿載運行的實際能效提高至 94.8%。企業現場電機檢測白皮書7四）不對中電機在不對中情況下，調整狀態后能耗改善。應用點：發現電機不對中，及時調整，減少能耗損失。研究發現，中等程度的不對中會使電機耗能升高 3%10%，而中等程度的不對中引起的振動往往容易被現場操作員忽視，為此

25、需要對重要電機進行日常的振動測試，發現不對中要及時調整，減少不必要的能耗浪費。案例：德國某廢鋼鐵回收企業,用于工藝冷卻的風機存在不明原因振動該風機用于工藝冷卻過程，由皮帶驅動，電機容量350kW,負載率 80%，運行時有功功率為 280kW。解決方法：使用福祿克旗下品牌普盧福 VIBXPERT II 測量該風機發現其機械不平衡、軸不對中，經過調整之后，節能效果明顯。具體流程：普盧福 VIBXPERT II 發現問題 福祿克 438-II 測功率 調整 福祿克 438-II 檢定節能效果。意義：無需更換設備，僅通過電機日常維護，實現節能。測試、調整：普盧福 VIBXPERT II 檢測到中度不平

26、衡、不對中，以及軸承磨損，經重新平衡、固定，通過福祿克438-II測量其負載率降低了8.4KW，功耗減少約3%。節能計算：一年的電能節約：8.436524=73584kWh按每度電 0.11 歐元計算，一年可節約電費：735840.11=8094 歐元對企業而言：目前運行狀態良好、但能效嚴重不達標的電機，是否應該更換？換言之，更換高效率電機，投資回報周期如何？高效電機的回報周期：高效電機使用了更多、更高質量的銅、鐵等有效材料，通常價格更貴。更換或新安裝電動機，選擇高效電機須額外投資。由高效電機相對較低的年運行費用，可計算其回報周期。簡單算例：中國 YE3 系列超高效（IE3）電機（2010 年

27、推出）設：電動機年運行時間超過 8000h，負荷率超過 60%，電費 0.7 元/度則：1.5 年左右可收回標準電機（IE1）額外增加的成本 使用壽命期內的費用電機（IE1）電機（IE3）246810運行年份節約資金 電動機：功率損耗與能效降低電動機自身的功率損耗，提高電動機的能量轉換效率“高效率電動機”：出現于上世紀 70 年代（第一次能源危機）與一般電動機相比，損耗減少約 20%“超高效率電動機”：損耗比“高效率電動機”下降 15 20%例：在相同輸出功率的情況下，如損耗減少 20%則：原來效率 75%的電機，將提高至 78.9%原來效率 85%的電機，將提高至 87.6%原來效率 90%

28、的電機，將提高至 91.8%8企業現場電機檢測白皮書四 國際規范與中國國標的對應關系IEC 60034-30 規定了三相低壓異步電機的不同效率水平的最低能效等級。選擇效率更高的電機(例如 IE3 而非 IE1)，在保證機械能輸出相同的情況下可節省高達 10%的電能。高效節能電機國標與 IEC 標準能效等級對比三相異步電動機在各國都有自己的能效標準，國際通用的標準為 IEC 標準，在中國有新國標和老國標，很多的人會把國標和 IEC 標準弄混淆，例如把 IE2 能效電機和 GB2 能效電機當成是能效一樣的電機，其實這種辨別方法是錯的，我們針對這種情況把 IEC 標準和國標能效對比做成表格，可以一目

29、了然的判斷出 IEC 標準下的能效電機對應的是國標哪種能效電機。IEC標準中國老國標GB18618-2006中國新國標GB18613-2012效率等級超超高效IE4GB1超高效IE3GB1GB2高效IE2GB2GB3標準效率IE1GB3犐 犆犛 犉 中 華 人 民 共 和 國 國 家 標 準犌犅 代替 ，電動機能效限定值及能效等級犕犻 狀 犻 犿狌犿犪 犾 犾 狅狑犪 犫 犾 犲狏 犪 犾 狌 犲 狊狅 犳犲 狀 犲 狉 犵 狔犲 犳 犳 犻 犮 犻 犲 狀 犮 狔犪 狀 犱狏 犪 犾 狌 犲 狊狅 犳犲 犳 犳 犻 犮 犻 犲 狀 犮 狔犵 狉 犪 犱 犲 狊犳 狅 狉犿狅 狋 狅 狉 狊

30、發布 實施國 家 市 場 監 督 管 理 總 局國 家 標 準 化 管 理 委 員 會發 布企業現場電機檢測白皮書9五 電機效率和可靠性 與真實工作條件相匹配的新測試方法傳統的電機測試方法測量電機性能和效率的傳統方法很成熟，但測量過程的費用并不低，所以很難在工作流程中加以實施。事實上，在很多情況下，電機性能檢查甚至需要系統完全關機，而停工成本代價較高。要測量電機效率，必須在動態運行條件下確定電力輸入功率和機械輸出功率。傳統的電機性能測量方法首先要求工程師將電機裝入電機測試平臺，將包含被測電機的測試平臺安裝在發電機或功率計上。然后，將被測電機通過軸連接至負載。該軸配有速度傳感器（轉速表）以及一套

31、扭矩傳感器（提供用于計算機械功率的數據）。該系統提供包括速度、扭矩和機械功率在內的數據。某些系統還包括電功率測量功能，以便計算效率。通過以下公式計算效率：在測試過程中，通過負載變化來確定各種操作模式下的效率。傳統測試平臺系統可能看起來很簡單，但存在一些固有的缺點：1.電機必須停止工作；2.電機負載不能真正代表電機工作時所承受的負載；3.在測試過程中，生產運行必須暫停（導致停工）或必須臨時安裝替代電機；4.扭矩傳感器價格昂貴且工作范圍有限，所以可能需要用多個傳感器測試不同電機；5.能夠適應各種電機的測試平臺價格昂貴，而此類測試平臺的用戶通常是專業電機維修或開發機構；6.沒有考慮到“真實”的工作條

32、件。電機參數電機設計取決于負載的特定應用，所以每臺電機具有不同特性。這些特性根據 GB（中華人民共和國國家標準）或 IEC（國際電工委員會）標準來劃分類別，每臺電機都配有銘牌，用于詳細說明符合 GB 或IEC 的電機關鍵運行參數和效率信息。銘牌上的電機規格與真實運行情況會存在差別，通過測量可以了解電機是否超過其預期速度或扭矩規格，如果超過預設值運行，可能會縮短電機的使用壽命或造成電機過早出現故障。與電能質量不良有關的電壓或電流失衡以及諧波等其他影響也可能會降低電機性能。如果存在上述任一情況，則電機一定會“降額”即一定會降低電機的預期性能，如果所產生的機械功率不足，則可能會導致生產過程中斷。降額

33、是按照與該類電機指定數據相符的 NEMA 標準進行計算的。GB 和 IEC 標準雖然有一些差異，但大致遵循同樣的思路。（效率）=機械功率電功率10企業現場電機檢測白皮書新測量方法一）Fluke 438-II 電能質量和電機分析儀可提供一種簡單方法來測試電機效率，無需使用外部機械傳感器，并避免停工產生的高昂成本。Fluke 438-II 以 Fluke 430-II 系列電能質量和電能分析儀為基礎，具有電能質量測量的全部功能，同時還可在不停機的情況下測量電機的機械參數。使用電機銘牌提供的數據（GB 或 IEC 數據）配合三相功率測量，Fluke 438-II 可以實時計算電機性能數據（包括速度、

34、扭矩、機械功率和效率），而無需額外使用扭矩和速度傳感器。Fluke 438-II 還可直接計算運行模式下的電機降額系數。二）真實工作條件在電機測試平臺上測試電機通常意味著是在最佳條件下測試電機。事實上，電機在工作時通常并非一直處在最佳運行條件，這些運行條件的差異都會導致電機性能下降。例如，工業設施內部可能裝有直接影響電能質量的負載，會造成系統失衡或諧波，上述各種情況均可影響電機性能。此外，由電機驅動的負載可能無法達到最佳狀態或無法與電機的原始設計保持一致。為了真實掌握電機的運行情況，那么就需要在真實工作條件下進行測量。Fluke 438可以在實際運行工況對電機的各種運行參數進行測量，并對數據進

35、行分析，幫助企業用戶更好的掌握電機的運行狀況和性能指標，給出合理化改進方案，達到節能降耗、增加電機使用壽命，實現企業提質增效目標。企業現場電機檢測白皮書11六 電機生產企業質檢部門 快速便捷的電機效率測試方案電機出廠前按照國家要求需要做功率檢測，檢測是否滿足能效要求。新國標的頒布，從國家層面對電機的性能標準有了更高的要求，這一新的國家標準將推動電機制造行業的進步和發展。電機研發過程中，檢測電機效率是在實驗平臺進行，但大批量電機出廠質檢同樣需要使用平臺配合傳感器進行檢測，而且不同電機檢測可能需要搭建不同的測試平臺，測試平臺價格較貴，此外操作上不夠快速便捷，尤其是遇到訂單多、工期短，檢測電機效率會

36、變得費時費力。如果搭建一個快速便捷的電機效率測試平臺，就可以實現不同種類電機效率的測試，將會簡化質檢部門的檢測步驟，提高生產效率。試驗系統的基本組成試驗系統由試驗電源、動力開關屏柜、信號傳感裝置與功率測量設備、自動化試驗測量單元和控制操作臺及交流電機試驗軟件系統、數據庫系統等部分組成。試驗中的負載設備可依據用戶要求選用陪試電機（包含直流發電機、交流發電機、繞線型轉子電機）、電渦流測功機、磁粉測功機、磁粉制動器等多種設備，滿足不同電機的型式試驗需要。測試項目 環境溫度測量 絕緣電阻測量 直流電阻測量（計算三相電阻不平衡度）工頻耐壓試驗 匝間耐壓試驗 空載試驗（計算三相電流不平衡度）堵轉試驗 加載

37、試驗 效率試驗 溫升試驗關鍵儀器之一：功率分析儀Fluke Norma 6000 一機搞定完成電壓測量、電流測量、功率因數測量、有功率測量、無功功率測量，效率測量、頻率測量、輸出轉矩、輸出轉速、輸出功率等的測量和計算。并顯示出實時數據、實時波形、諧波分析等參數。電機現場使用環境下的效率運行狀況評估方案：電機在現場使用環境下，由于供電電源原因、安裝質量、環境因素、負載工作工況等不同，運行效率不同于實驗室環境下的理想測試結果，如何根據實際情況檢測電機運行狀況，據此給出合理化改進方案，就能達到節能降耗、增加電機使用壽命，實現企業提質增效目標。福祿克專家建議：1）電機能耗是大頭，所以電機管理尤為重要每

38、半年普測一次電機效率，將電機效率存檔，電動機效率會因長時間的運行，不妥善的保養，導致效率逐漸下降。為此有必要為電機效率進行存檔，視情況做出維修電機的計劃。2）預測性維護電機，提早發現故障用振動分析儀定期對電機進行檢測，檢測振動情況，看是否有軸承磨損、不對中、軸承松動、不平衡等問題出現，盡早發現故障，進行維護。福祿克 Norma6000 功率分析儀搭建的快速電機測試系統12企業現場電機檢測白皮書七 容易被忽略的節能指標 溫度紅外熱像因其非接觸、直觀、可定量分析等功能，逐漸成為節能檢測和節能改造的主力軍，特別在電氣電能質量問題、電機節能問題的快速檢查中發揮重要作用，在完成節能改造后，紅外熱像圖也可

39、以作為節能改造成效的依據。電氣節能檢測 管道設備節能檢測 電機節能檢測 三相不平衡 三相不平衡 電機老化過熱（超過 90）電機軸潤滑不良 （最高溫度出現在軸上）企業現場電機檢測白皮書13八 福祿克產品性能不需要測試扭矩和速度信號可以直接給出電機效率，可以給出不同電能質量環境下電機工作帶載需要如何調整來保證電機工作正常，可以根據現場電機效率檢測結果，基于現實供電質量調整電機帶載值。應用點：電機能效評估與電機安全經濟運行狀態調整。Fluke 438-II 的獨特性-基于福祿克 435-II 功率和電能分析儀，擁有與之相同的基本測量功能-福祿克 438-II 可以連接到直接在線電機（非電機驅動）時，

40、還可以直接計算電機的速度、扭矩、機械輸出功率及效率優勢：在現場無法檢測電機速度與扭矩機械量時，通過測試電機輸入電功率即可得出電機效率，并給出電機速度和扭矩量。Fluke 438-II 效率測量主要特性 效率：電機將電能轉換為機械功，將實測工作效率與預期或規定效率進行比較，識別潛在浪費 機械功率：測量電機產生的實際機械功率，識別過載條件，重新確定電機負載或降額，預防故障 轉速：測量瞬間電機軸轉速，結合扭矩了解機械性能 扭矩：是電機驅動旋轉設備的一項最重要特征，無需在線式力傳感器，即可測量傳遞至機械負載的旋轉力14企業現場電機檢測白皮書九 各行業節能專項監察國家標準數據中心煉油行業二甲苯行業純堿行

41、業硫酸行業輪胎行業聚氯乙烯行業啤酒行業鋁合金行業制糖行業鋼鐵行業水泥行業電解鋁行業企業現場電機檢測白皮書15十 總結據統計表明，工廠內電機所耗電費占總電費的一半以上，同時國家倡導淘汰低效高能耗電機，如果能夠采用有效的方法，幫助企業找到運行效率不達標的電機，對現場運行的電機效率給出可靠、準確、定性的分析，將會幫助企業制定節能計劃和方案。電動機：耗電量最大的單類設備國際能源署調查結果：工業領域耗電量，電動機占比約 70%中國：數據來源：公開資料整理測量電機性能和效率的傳統方法與電機停止運行造成的停工成本存在沖突。福祿克438-II 針對這一問題提供查找問題的全新方法，福祿克 438-II 可在系統

42、處于真實運行模式時測量電能質量，簡化了電機效率的測量，可以在電機工作時測量電機生產過程中的性能表現，解決停工檢測的痛點。此外，福祿克 438-II 能夠在一段持續的時間內對電機性能進行趨勢分析，通過分析可以查看一些變化（電機即將出現的故障、不必要的耗能），幫助企業提前發現問題，同時準確查找存在節能潛力的設備，幫助企業節能降耗。最終用戶電力消耗電動機 46%照明 19%加熱 19%電子 10%電解 3%其他 3%電動機照明加熱電子電解其他 全球電力消耗量，電機占比約 46%中小型三相異步電動機是應用最廣泛的高耗能產品掃描二維碼，識別關注2020 Fluke Corporation.10/2020

43、規格如有更改，恕不另行通知。Fluke.Keeping your world up and running.福祿克測試儀器（上海）有限公司客服熱線：400-810-3435維修站電話：400-921-0835官方網址:變頻電機專題 軸電壓電機軸電壓-軸承放電電流現象1、軸電壓：產生原因、現象、可能的危害2、MDA 550-軸電壓測量、軸承放電事件統計與分析3、軸電壓問題：解決方法MDA 550電機軸電壓測量軸電壓：產生原因電機的定子繞組與轉子鐵心之間存在分布電容。通過電容耦合，轉軸上可能出現共模電壓。電容耦合網控電機-軸電壓現象變頻調速電機-軸電壓現象 變頻調速電動機變頻器供給電機的電壓不是正

44、弦波，而是正、負脈沖波形。該電壓的瞬時值為直流電平的正值、負值或0值。三相電壓不可能“平衡”，三相瞬時值之和不為0。機端的脈沖電壓，通過電容耦合，可在轉軸上產生較高的共模電壓。軸電壓：可能導致軸承放電電流軸承放電電流：灼傷軸承軸電壓放電事件，判據（1）軸電壓造成軸承損害，必須具備兩個條件：1、存在軸電壓。2、軸承的絕緣（潤滑油膜）擊穿、破壞。二者缺一不可。1、軸電壓峰-峰值大于8V 可能存在軸承放電的風險。（圖例：高峰峰值的軸電壓，但暫無軸承放電現象。）軸電壓放電事件，判據（2）2、軸承油膜擊穿-典型放電現象圖例：軸電壓逐漸增高，突然垂直下降。此刻，油膜絕緣能力被破壞，發生了放電現象。MDA

45、550：軸電壓測量、分析功能1、軸電壓測量軸對地的波形測量。波形參數自動計算-頻率、峰值、陡度等。2、軸承放電事件，測量與統計檢測-電機軸承放電事件的頻次，記錄-軸電壓放電事件的細節。MDA 550：軸承放電事件，測量、統計放電事件的定義以軸電壓突然下降的“陡度”，判定放電事件。例：設放電事件判據為dt50ns、du15V。在50ns時間內軸電壓變化大于15V，則可能出現了一次放電事件。事件的發生頻次例：MDA-550軸電壓事件測量結果報告，檢測到軸承放電問題。軸電壓變化大于15V、快于50ns的事件，發生頻率為4次/s。案例：軸承噪音，電機故障預判某企業，12臺變頻驅動的180kW冷凍水泵，

46、已投運1218個月。發現有4臺電機出現了明顯的軸承噪音。測量結果電機峰-峰值電壓29.8V（正向15.2V、負向-14.6V），反映了軸承放電事件。聽到的軸承噪聲，表明軸承套圈出現了“凹槽”損壞。電機軸電壓緩慢上升至18.4V峰值，然后迅速跌至零。此刻發生了油膜擊穿，在軸承座圈內產生凹坑。軸電壓問題：解決方法 簡單解決方法：軸接地軸端安裝接地碳刷。例：安裝“軸接地環”前后，軸電壓測量結果。Fluke Corporation熱像儀可望可及，問題點即拍即得熱像儀可望可及，問題點即拍即得更多熱像儀信息請參考：更多熱像儀信息請參考：http:/ MDA550FLUKE MDA550分別對變器輸出端和電

47、機輸入端進行了測試分析分別對變器輸出端和電機輸入端進行了測試分析變頻器輸出端波形變頻器輸出端波形圖片說明圖片說明電機輸入端電機輸入端波形波形分析：分析：經過測試可知，變頻器輸出端波形比較規整，無明顯的過沖現象，過充系數僅為經過測試可知，變頻器輸出端波形比較規整，無明顯的過沖現象，過充系數僅為1.011.01，然而到了電機輸入端可以看出，有，然而到了電機輸入端可以看出，有很多尖峰出現，最高電壓達到了很多尖峰出現，最高電壓達到了840V840V，過沖系數達到了，過沖系數達到了1.51.5。那么這么高的過沖電壓是否會對電機產生損毀的風險呢？我。那么這么高的過沖電壓是否會對電機產生損毀的風險呢？我們找

48、到了該型號電機的使用說明書，對其進行了判斷。們找到了該型號電機的使用說明書，對其進行了判斷。你的電機適合現場工況嗎？你的電機適合現場工況嗎？變頻器變頻器通過線纜帶電機運行，由于阻抗不匹配原因，機端脈沖通過線纜帶電機運行，由于阻抗不匹配原因，機端脈沖電電壓壓會異常升高會異常升高，在不同工況下機端電壓會有所不同，有，在不同工況下機端電壓會有所不同，有的會的會達到達到2 2倍倍以上，這種持續的過沖電壓有極大的風險造成匝間絕緣擊穿，以上，這種持續的過沖電壓有極大的風險造成匝間絕緣擊穿，從而使電機損毀。那么我們如何來判斷，電機是否能夠承受現場工從而使電機損毀。那么我們如何來判斷，電機是否能夠承受現場工況

49、的過沖電壓呢？況的過沖電壓呢？Fluke Corporation熱像儀可望可及，問題點即拍即得熱像儀可望可及，問題點即拍即得更多熱像儀信息請參考：更多熱像儀信息請參考：http:/ MDA550FLUKE MDA550在電機端的測試結果中可以看出，在在電機端的測試結果中可以看出，在0.16s0.16s的上升時間內，脈沖電壓為的上升時間內，脈沖電壓為830V830V。通過電機使用手冊。通過電機使用手冊中的限值曲線（即中的限值曲線（即IEC/TS 60034IEC/TS 60034-17,GB/T 2016117,GB/T 20161-20082008）可以看出，在）可以看出，在0.16s0.16

50、s上升間的情況下，電機可承受的脈沖電上升間的情況下，電機可承受的脈沖電壓超過壓超過830V830V，對此可以判斷，對此可以判斷，該電機在此工況下可安全運行該電機在此工況下可安全運行，如若出現電機損毀情況，可追究電機廠家的質量問題。，如若出現電機損毀情況，可追究電機廠家的質量問題。結論：結論：不同的工況下，電機輸入端的脈沖電壓均不相同。不同的工況下，電機輸入端的脈沖電壓均不相同。1.1.建議對于工廠內比較重要產線的電機進行脈沖電壓測試，再根據電機使用手冊，判斷電機是否能承受該工況下的脈沖建議對于工廠內比較重要產線的電機進行脈沖電壓測試，再根據電機使用手冊，判斷電機是否能承受該工況下的脈沖電壓，如若不能承受，可采取相應的解決辦法，如：加濾波器，扼流圈，更換能夠承受此工況脈沖電壓的絕緣等級電機電壓，如若不能承受，可采取相應的解決辦法，如：加濾波器，扼流圈，更換能夠承受此工況脈沖電壓的絕緣等級電機（最為經濟的方法）。（最為經濟的方法）。2.2.一旦出現停機事故，可對該工況進行脈沖電壓測試，區分責任。一旦出現停機事故，可對該工況進行脈沖電壓測試，區分責任。