高壓三相異步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題的探討

吳云峰

【摘 ?要】高壓三相異步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題是電機(jī)使用過程中最容易發(fā)生的一種故障，其故障會(huì)導(dǎo)致電機(jī)噪聲值不斷增大，然后引發(fā)電機(jī)軸承損壞和轉(zhuǎn)子斷條等事故，給人們帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。為此文章講解了容易導(dǎo)致電機(jī)振動(dòng)發(fā)生故障的原因且提出了可行性的解決方案。

【關(guān)鍵詞】三相;異步電機(jī);振動(dòng)

引言

容易導(dǎo)致高壓三相異步電機(jī)振動(dòng)問題的原因主要在機(jī)械和電磁這兩方面，電機(jī)振動(dòng)問題是造成電機(jī)損壞的主要原因，為此在電機(jī)的各方面中應(yīng)當(dāng)注意尋找容易引起電機(jī)振動(dòng)的原因，才能有效解決到電機(jī)振動(dòng)的問題，從而延長電機(jī)的使用壽命。

1.異步電機(jī)振動(dòng)問題出現(xiàn)的原因

在定子的方面，殼體和端蓋的強(qiáng)剛度不夠，基本上沒有消除焊接過程中的拉應(yīng)力，這樣就會(huì)使得檢修螺栓緊固不到位。雙極電動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡校準(zhǔn)不好，特別是雙極電控與動(dòng)平衡之間的關(guān)系更難實(shí)現(xiàn)。減少軸彎曲時(shí)快速滾動(dòng)軸殼振動(dòng)的相應(yīng)措施并沒有解決。橢圓軸承襯套之間的間隙過大，滾動(dòng)軸承的軸頸與內(nèi)圈之間的間隙與滑動(dòng)皮帶的軸頸之間的配合無法滿足要求，軸承襯套和軸頸之間的間隙太大。電機(jī)系統(tǒng)組件的質(zhì)量等級(jí)不高，導(dǎo)致磁阻表面不平整，定子線圈和轉(zhuǎn)子軸繞組連接器的嚴(yán)重誤差，導(dǎo)致電刷接觸不良，轉(zhuǎn)子軸的斷條，定子的不平衡三相電流脈沖電流，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的地腳螺栓松動(dòng)，負(fù)載條件下使用時(shí)的振動(dòng)和噪聲污染物以及三相不平衡電動(dòng)機(jī)的舒適度標(biāo)準(zhǔn)，安裝聯(lián)軸器或皮帶輪不符合要求，并且嚙合斷開。

2.電機(jī)振動(dòng)產(chǎn)生的危害

電機(jī)系統(tǒng)的軸稍微彎曲或折斷，不同名稱定子的磁極就會(huì)松動(dòng)，導(dǎo)致固定葉輪之間的摩擦和電機(jī)系統(tǒng)軸套的嚴(yán)重磨損，大大縮短了滾動(dòng)軸承的使用壽命，松開電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端的綁線，造成端部繞組如此強(qiáng)烈的摩擦，降低絕緣子的電阻值，縮短絕緣子的使用壽命，甚至更嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致絕緣被破壞。

3.電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的常見故障原因以及排除方法

電機(jī)的高頻振動(dòng)歸因于所涉及內(nèi)容的多樣性和廣泛性。從詳細(xì)的設(shè)計(jì)、制造、檢查到安裝、使用、良好的維護(hù)和交付，都是故障造成的。通過發(fā)生故障的主要原因可以分析解決方案，可以看到電動(dòng)機(jī)聲波中故障現(xiàn)象的發(fā)生。電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)是因?yàn)橛羞@么多振動(dòng)，所以運(yùn)轉(zhuǎn)似乎不是一個(gè)小麻煩。不過這種情況，由于電動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)，道路電動(dòng)機(jī)的高頻振動(dòng)被相互排斥，并且一些電動(dòng)機(jī)制造商一直存在問題。在Kenben解決之前，很難解決問題。否則，將在一年的保修期內(nèi)分批維修電動(dòng)機(jī)，這將給產(chǎn)品的聲譽(yù)造成巨大損失。此外，還會(huì)有一些無條件的維護(hù)投資成本，商務(wù)旅行的額外費(fèi)用和浪費(fèi)的工作時(shí)間。這確實(shí)是很小的損失。在進(jìn)行了一些電氣控制維修之后，制造商基本上無法確定維修過程中電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)振動(dòng)的完整原因，并且在進(jìn)行多次維修后也無法解決問題。進(jìn)行更多維護(hù)后，電動(dòng)機(jī)將變得越來越差。因此，有必要在電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，最終制造以及研究過程中的使用過程中分析電動(dòng)機(jī)的機(jī)械振動(dòng)故障的不良現(xiàn)象和重要原因，以便直接解決電動(dòng)機(jī)的問題。電機(jī)及時(shí)振動(dòng)，這是確保安全的有力保證。以下重點(diǎn)介紹與電機(jī)振動(dòng)有關(guān)的幾個(gè)問題。在電子控制裝置的獨(dú)特設(shè)計(jì)的制造和使用過程中，應(yīng)注意這些問題。

4.應(yīng)注意的幾個(gè)問題

4.1軸承方法

襯套的制造精度，滑輪的內(nèi)圈使刀桿跳躍，圓環(huán)的橢圓形，旋轉(zhuǎn)元件的圓度，孔內(nèi)間隙時(shí)間和滾道體表面的相互位置精度都與滾動(dòng)軸承的聲波密切相關(guān)。軸承?？紫稌r(shí)間是襯套的關(guān)鍵振動(dòng)源。如果它太大或太小，很容易引起嚴(yán)重的機(jī)械振動(dòng)。安裝滾動(dòng)軸承的兩種方法也會(huì)影響軟件系統(tǒng)的聲波。常用的方法是加熱。滾動(dòng)軸承潤滑脂的狀況也會(huì)對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的高頻振動(dòng)產(chǎn)生很大影響。如果潤滑脂太厚，旋轉(zhuǎn)體的減振效果很好，效果甚微。潤滑脂太薄會(huì)導(dǎo)致快速滾動(dòng)的滑輪產(chǎn)生干摩擦，在徑向力的其它方面，由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的制造過程中，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯的中心結(jié)構(gòu)可能發(fā)生錯(cuò)位，引起軸方向的磁力，首先必須提高新產(chǎn)品粗加工的整體質(zhì)量，以保證加工精度電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程度和定子是鐵結(jié)構(gòu)的中心，應(yīng)盡量對中并降低。軸向磁力的大小。軸承座的選擇應(yīng)使鉸鏈沿軸有少量的自由度四處游動(dòng)，騰出空間。在熵電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心的情況下，有機(jī)會(huì)自動(dòng)對中，以消除轉(zhuǎn)軸的壓應(yīng)力，并大大減少軸承座的損壞。對于這一明確的要求，應(yīng)選擇球滑輪和圓柱軸承的電機(jī)以上的極點(diǎn)。這極端是不正確的。具有上述機(jī)架號(hào)的大中型驅(qū)動(dòng)電機(jī)最好使用橫向滑動(dòng)滾動(dòng)軸承。在詳細(xì)設(shè)計(jì)中，中型電動(dòng)機(jī)可采用滾珠軸承，兩磁極處機(jī)架號(hào)如下。但是，由于滾動(dòng)軸承殼與滾動(dòng)軸承腔之間的配合，大多數(shù)廠家采用過渡相配合，在加軸瓦運(yùn)行過程中，由于軸瓦軸向運(yùn)動(dòng)非常困難，自身熱量逐漸膨脹。軸的熱量會(huì)拉伸并損壞軸瓦。因此，深入的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)直接證明，在設(shè)計(jì)方法中保留軸承座軸向運(yùn)動(dòng)的滑輪空腔是解決當(dāng)前核心問題的好辦法。快速滑動(dòng)軸承的振動(dòng)聲音是由油膜渦旋現(xiàn)象和油膜劇烈振動(dòng)現(xiàn)象引起的。油膜的波動(dòng)確實(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的聲波并損壞系統(tǒng)。球形軸承套的振動(dòng)阻尼效果比圓柱形軸承套的振動(dòng)阻尼效果好?？焖倩瑒?dòng)套筒和軸頸之間的間隙不應(yīng)太大，除非由此產(chǎn)生振動(dòng)聲。

4.2轉(zhuǎn)子平衡方面

要特別注意在中央軸上安裝電風(fēng)扇和零件以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡，并卸下套筒的內(nèi)蓋和不隨曲軸旋轉(zhuǎn)的零件以實(shí)現(xiàn)相對平衡。對于中型和大型單極電機(jī)，應(yīng)安裝軸伸鍵以達(dá)到平衡。這時(shí)動(dòng)平衡器不能很好地平衡，也可以使用八向動(dòng)平衡器測試電動(dòng)機(jī)在空載下以額定功率連續(xù)運(yùn)行時(shí)的非相對平衡。另外，如果是同一批，那么新產(chǎn)品不會(huì)產(chǎn)生高頻振動(dòng)，并且可以直接證明可以設(shè)計(jì)能量武器方案和殼體強(qiáng)度比，還應(yīng)考慮曲軸非動(dòng)態(tài)平衡的主要原因。

4.3機(jī)殼強(qiáng)度方面

不是普通鋼板越厚，強(qiáng)度增加就越大。只要對殼體的基本結(jié)構(gòu)不合理，并布置一些鋼柱，槽鋼，支撐棒和組件，還可以使用極薄的普通鋼板氬弧焊來形成堅(jiān)固的殼體。近年來，許多國外制造商已經(jīng)制造出了一系列以鐵芯掉落為主要形式的中小型高壓電動(dòng)機(jī)，并將半弧端蓋技術(shù)應(yīng)用于中型及以上上下滾動(dòng)軸承?；鰤弘姍C(jī)系統(tǒng)也得到了極大的推廣。因此，想象一下，如果還可以設(shè)計(jì)并批量生產(chǎn)一系列具有下半殼中心高度的大型低壓電動(dòng)機(jī)。就像公司采用法國公司進(jìn)口的風(fēng)冷渦輪小型發(fā)電機(jī)（進(jìn)口各種技術(shù)工廠）一樣，機(jī)殼也有主要部分和較小部分。下部可以通過鐵的彈性懸掛方法固定在定子上。上部不承重，可以用厚合金鋼板進(jìn)行點(diǎn)焊，僅起到促進(jìn)保護(hù)，通風(fēng)和冷卻的作用。這樣，基本上可以節(jié)省用于套管鉚接的合金鋼板，這可以大大增加原材料的整體成本，并大大降低其價(jià)值。僅具有半殼的小型高壓電動(dòng)機(jī)系列在理論和實(shí)踐上均未經(jīng)過測試，但實(shí)際上是可行的，值得一試。在機(jī)柜焊接過程中，應(yīng)仔細(xì)消除焊縫的壓力應(yīng)力。如果可能導(dǎo)致機(jī)柜焊接縫的局部高振動(dòng)嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)。由盒子共振引起的振動(dòng)問題可以通過在盒子外面添加連續(xù)的加強(qiáng)筋來解決。

5.結(jié)束語

由上可知，在異步電機(jī)的各個(gè)過程中，只有處理好容易影響到電機(jī)振動(dòng)的因素，選用高品質(zhì)的配件才能準(zhǔn)確尋找到振動(dòng)的主要原因，才能有效解決。在電機(jī)日常使用的過程中，維護(hù)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)電機(jī)的故障，查清原因并及時(shí)修復(fù)才能盡快恢復(fù)生產(chǎn)，減少不必要的損失。

參考文獻(xiàn)

[1]楊秋玉， 阮江軍， 黃道春，等. 基于VMD-Hilbert邊際譜能量熵和SVM的高壓斷路器機(jī)械故障診斷[J]. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào)， 2020（3）：11-19.

[2]王超， 周科衡， 何啟源，等. 水輪發(fā)電機(jī)定子磁化試驗(yàn)中的零節(jié)點(diǎn)振動(dòng)問題分析與磁化試驗(yàn)方法探究[J]. 大電機(jī)技術(shù)， 2020（2）.

[3]李樹勛， 張萬年， 王偉波，等. 高壓降迷宮套筒組合調(diào)節(jié)閥渦激振動(dòng)仿真研究[J]. 振動(dòng)與沖擊， 2020， 39（3）：95-103.

[4]賴昌華， 蔡吉飛， 張陽. 基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)探討噴墨系統(tǒng)殘余振動(dòng)與定位精度之間的相互關(guān)系[J]. 綠色包裝， 2020.