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電機振動的原因分析及判斷講座,七種振動的細致分析!

發布人:漢格威新能源    發布時間:2018-04-12 15:10

 一、三相交流電機定子異常產生的電磁振動

 

三相交流電機在正常運轉時,機座上受到一個頻率為電網頻率2倍的旋轉力波的作用,而可能產生振動,振動大小與旋轉力波的大小和機座的剛度直接有關。

 

定子電磁振動異常的原因:

 

①定子三相磁場不對稱,如電網三相電壓不平衡。因接觸不良和斷線造成單相運行,定子繞組三相不對稱等原因,都會造成定子磁場不對稱,而產生異常振動。

②定子鐵心和定子線圈松動將使定子電磁振動和電磁噪聲加大。

 

定子電磁振動的特征和判斷:

 

①振動頻率為電源頻率的2倍,F=2f

②切斷電源,電磁振動立即消失

③振動可以在定子機座上和軸承上測得

④振動強度與機座剛度及負載有關

 

二、氣隙靜態偏心引起的電磁力

 

電機定子中心與轉子軸心不重合時,定、轉子之間氣隙將會出現偏心現象,偏心固定在一個位置上,就是靜態偏心。在一般情況下,氣隙偏心誤差不超過氣隙平均值的上下10%是允許的,過大的偏心值產生很大的單邊磁拉力。

 

氣隙靜態偏心產生電磁振動的特征和判斷:

 

①電磁振動頻率是電源頻率的2倍 F=2f。

②振動隨偏心值的增大在增加,隨負載增大而增加。

③斷電后電磁振動消失。

④靜態偏心產生的電磁振動與定子異常產生的電磁振動非常相似,難以區別。

 

三、氣隙動態偏心引起電磁振動

 

偏心的位置對定子是不固定的,對轉子是固定的,因此偏心的位置隨轉子而轉動。

 

氣隙動態偏心產生的原因:

 

①轉子的轉軸彎曲

②轉子鐵心與轉軸或軸承不同心。

③轉子鐵心不圓

    

氣隙動態偏心產生電磁振動的特征和判斷;

 

①轉子旋轉頻率和定子磁場旋轉頻率的電磁振動都可能出現。

②電磁振動的振幅隨時間變化而脈動(振),脈動的頻率為2sf,周期為1/2sf當電動機負載增加,S加大,其脈動節拍加快。

③電動機往往發生與脈動節拍相一致的電磁噪聲。

④斷電后,電磁振動消失,電磁噪聲消失。

 

四、轉子繞組故障引起的電磁振動

 

1、轉子繞組故障產生的原因:

 

①籠條鑄造質量不良,產生斷條和高阻。

②籠形轉子因頻繁起動,電機負載大產生斷條或高阻。

③繞線式異步電動機的轉子繞組回路電氣不平衡,產生不平衡電磁力。

④同步電動機磁繞組匝間短路。

 

2、轉子繞組故障引起電磁振動的特征和判斷:

 

 

①轉子繞組故障引起電磁振動與轉子動態偏心產生的電磁振動,波形相似,現象相似,較難區別,振動頻率為f/p ,振幅以2sf的頻率在脈動、電動機發生與脈動節拍一致的電磁噪聲。

②在空載或輕載時,振動與節拍噪聲不明顯,當負載增大時,這種振動和噪聲隨之增加,當負載超過50%時,現象較為明顯。

③在定子的一次電流中,也產生脈動變化其脈動節拍頻率為2sf。

④在定子電流波形作頻譜分析,在頻圖圖中,基頻兩邊出現的邊頻。

⑤同步電動機勵磁繞組匝間短路,能引起f/p 頻率(轉頻)的電磁振動和噪聲,無節拍脈動振動現象與轉子不平衡產生的機械振動相似。

⑥斷電后,電磁振動和電磁噪聲消失。

 

五、轉子不平衡產生的機械振動

 

1、轉子不平衡的原因

 

①電機轉子質量分布不均勻,產生重心位移,與轉子中心不同心。

②轉子零部件脫落和移位,絕緣收縮造成繞組移位、松動。

③聯軸器不平衡,冷卻風扇不平衡,皮帶輪不平衡。

④冷卻風扇與轉子表面不均勻積垢。

 

2、轉子不平衡產生的機械振動特征和判斷

 

①振動頻率與轉頻相等

②振動值隨轉速增高而加大,與電機負載無關。

③振動值以經向為最大,軸向很小。

 

當地腳螺絲松動時,電機的轉頻和電機定子固有頻相近時,由于轉子不平衡共振將產生異常振動,造成電機結構件的破壞和疲勞。

 

六、滑動軸承由于油膜渦動產生振動

 

1、滑動軸承由于油膜渦動產生的原因:

 

在軸承負載較小,軸頸線速度較高,特別是大型高速的柔性轉子電機中易發生,軸承經過長期運行,間隙變大,或潤滑油粘度大,油溫低,軸承負載輕等互相造成油膜加厚,軸承油膜動壓不穩定而產生振動。

 

2、滑動軸承油膜滑動的特征及判斷:

 

①振動頻率略低于轉子回轉頻率的Fr的一半,約為0.42—0.48Fr 。

②油膜渦動的振動是徑向的。

③油膜渦動往往是突然出現的,診斷的方法是油膜渦動偶,改變油的粘度和溫度振動就能減輕和消失。

 

七、滑動軸承由于油膜振蕩產生振動

 

1、油膜振蕩產生的原因:

 

油膜振蕩產生的原因和油膜渦動的原因相同,也是油膜動壓不穩造成的。

 

當轉子回轉頻率增加時,油膜渦動頻率隨之增加,兩者關系近似保持不變的比值約0.42—0.48之間,當轉軸的回轉頻率達到其一階臨界轉速的2倍時,隨著轉子回轉頻率的增加,渦動頻率將不變,等于轉子的一階臨界轉頻,而與轉子回轉頻率無關,并出現強烈的振動,這種現象為油膜振蕩,產生強烈振動的原因是油膜渦動與系統共振,兩者相互激勵,相互促進的結果。

 

對油膜振蕩來說,除了油膜性質改變以外,轉子不平衡量的增加和地腳螺絲的松動都會誘導油膜振蕩的發生。

 

2、油膜振蕩的特征及判斷:

 

①振蕩頻率等于轉子的一階臨界轉速,工作轉速接近一階臨界轉速2倍的大型,高速柔性轉子電機極易發生油膜振蕩。

②油膜振蕩是徑向振動。

③減少轉子不平衡,降低潤滑油粘度和提高油溫,能使油膜振蕩消失和減輕。

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