三相異步電動機振動產(chǎn)生的原因分析與處理方法探討

1前言在異步電動機的例行試驗中，測量電機的振動主要是為了考核它的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，對于分析轉(zhuǎn)子動平衡的質(zhì)量，軸承的質(zhì)量，電機的裝配質(zhì)量以及電磁設計的合理性都有重大的價值。在各種電機的例行試驗中，振動大的是電機經(jīng)常發(fā)生的重要故障或缺餡之一，本文主要針對三相異步電動機產(chǎn)生振動的原因進行分析和提出解決對策。2測試時電機的工作狀態(tài)與安裝方法2.1工作狀態(tài)電動機的振動值隨電機的轉(zhuǎn)速，外施電壓及其負載的狀態(tài)而變化，異步電動機振動值的測量應在外施額定頻率及三相對稱額定電壓的空載運行狀態(tài)下測定且在實際正弦波條件下運行，測量量值對轉(zhuǎn)速為600～3600r/min的電機，穩(wěn)態(tài)運行時采用振動速度有效值表示，其單位為mm/s.對轉(zhuǎn)速低于600r/min的電機，則采用位移振幅值表示，單位為mm。測量應在每一規(guī)定轉(zhuǎn)速或額定轉(zhuǎn)速全范圍內(nèi)進行，,在每一試驗轉(zhuǎn)速下運行的振動值均不得超過GB10068-2000表1中所規(guī)定的限值。對于雙向旋轉(zhuǎn)電機，振動限值適用于兩個方向;對于多速異步電動機，還應在產(chǎn)生最大振動的轉(zhuǎn)速下測定。另外測量振動時，電機的軸伸端不得帶有聯(lián)軸器。對軸伸帶鍵槽的電機，測量振動和校平衡時應填充一個半鍵（全長半高鍵或全高半長鍵），以便消除附加不平衡的影響。2.2安裝方式電機的振動與其安裝有密切的關(guān)系。就評價旋轉(zhuǎn)電機的平衡和振動而言，為了保證試驗的重復性和提供比較的測量數(shù)據(jù)，則需要在規(guī)定的試驗條件下，對單臺電機進行測量。按GB10068-2000中的規(guī)定，電機安裝分為自由懸置和剛性安裝。2.2.1自由懸置將電機懸掛在彈簧上或安裝在有彈性的支撐件（彈簧，橡膠墊等）上。對于軸中心高小于400mm的電機應采用彈性安裝，當電機軸中心高H≤250mm時，其彈性支撐系統(tǒng)的壓縮量應符合15×（1000/n）2＜δ≤εZ其中δ為電機放置后彈性系統(tǒng)的實際變形量（mm）；n為電機轉(zhuǎn)速（r/min）；ε為彈性材料線性范圍系數(shù)，對乳膠海綿ε=4；Z為彈性材料壓縮前的自由高度（mm）。當電機軸中心高250mm＜H≤400mm時，可直接采用橡膠板做彈性墊。2.2.2剛性安裝對于軸中心高H＞400mm的電機應采用剛性安裝。此時安裝平臺，基礎和地基三者應剛性聯(lián)接。安裝平臺和基礎應不產(chǎn)生附加噪聲或與電機共振。此時電機應緊固在堅硬的底板上。在電機底腳上（或在座式軸承或定子底腳附近的底座上）的水平與垂直兩方向所測得的最大振動速度應不超過在鄰近軸承上沿水平和垂直方向所測得的最大振動速度的25%。測量位置依據(jù)GB10068-2000標準要求進行測量。3振動產(chǎn)生的主要原因與處理方法3.1機械方面1)轉(zhuǎn)子的動平衡不良是電機振動過大的常見原因，由轉(zhuǎn)子不平衡離心慣性力所引起的振動，與轉(zhuǎn)速的平方及轉(zhuǎn)子殘余不平衡度成正比，這種情況需將電機解體，然后將轉(zhuǎn)子重新進行動平衡校準，這樣電機振動值過大故障就可以消除；2)軸承因質(zhì)量問題或缺油磨損而導致的電機振動，我們可以根據(jù)聲音進行判斷，用金屬棒可以明顯聽到軸承室有金屬摩擦或較刺耳的尖叫聲，遇到這種情況我們需要及時將電機停下來，更換新的軸承同時加入合格適量的潤滑脂，振動就可以解決了。3)用冷壓法將軸承的內(nèi)圈壓裝到轉(zhuǎn)軸上時，定位裝置沒有調(diào)好，造成壓力未通過轉(zhuǎn)軸的中心線，這樣就會造成軸承偏斜，破壞轉(zhuǎn)子的動平衡從而引起振動。這種情況將電機解體后測量位置度，將軸承重新壓裝到位就可以解決。4)轉(zhuǎn)子上有部件松動，轉(zhuǎn)子鐵心與軸配合松動，風扇和轉(zhuǎn)軸配合松動都會引起振動。這時徑向振動較大尤其垂直方向振動大，軸向振動很小或正常。這種情況需將電機解體后再進行相關(guān)的處理。3.2電氣方面這類振動的原因隱蔽性強，不容易判斷。故障的存在會使定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生交變磁拉力，引起振動增大。1)定子三相磁場不對稱，如電網(wǎng)三相電壓不平衡。因接觸不良或斷線造成單相運行，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(chǎn)生異常振動。2)定子鐵芯和定子線圈松動將使定子電磁振動和電磁噪聲增大。3)電機定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合，轉(zhuǎn)子的鐵芯與轉(zhuǎn)軸或軸承不同心，轉(zhuǎn)子鐵芯不圓時，會使定轉(zhuǎn)子鐵芯之間的氣隙出現(xiàn)偏心現(xiàn)象，過大的偏心值會產(chǎn)生很大的單邊磁拉力，引起電機振動增大。4)鼠籠轉(zhuǎn)子籠條鑄造質(zhì)量不良產(chǎn)生短條，脫焊或端環(huán)開裂造成電機三相電流不平衡而產(chǎn)生振動增加。5)轉(zhuǎn)子鐵芯片疊壓不緊而使轉(zhuǎn)子鐵耗和渦流損耗增加導致鐵芯磁路飽和而產(chǎn)生飽和高諧波，引起電機振動增大。6)轉(zhuǎn)子鐵芯片在疊壓時出現(xiàn)疊片傾斜使轉(zhuǎn)子槽變形因而產(chǎn)生槽高諧波，引起電機的振動值增大。7)具有舉刷裝置的繞線式異步電動機，集電環(huán)的短路片與短路的觸頭接觸不穩(wěn)定，高速電機集電環(huán)與電刷接觸不穩(wěn)定，造成繞線式轉(zhuǎn)子繞組回路電氣不平衡，產(chǎn)生不平衡的電磁力而使電機的振動增加。3.3我們經(jīng)常采用斷電法來檢查區(qū)分是由于電磁原因還是機械原因引起的振動。斷電即對運行在額定轉(zhuǎn)速下的電機采用斷電，如果振動突然減小或消失則可判斷是電磁原因引起的，若振動值變化不大，則可能是機械方面的原因引起的。4結(jié)束語電機的結(jié)構(gòu)同時包含電氣和機械兩個部分，也可以說是電氣和機械的結(jié)合點。所以，電機的振動故障原因也可分成兩個部分，機械方面和電氣方面。通過以上分析，減小電機的振動，主要有以下途徑：提高轉(zhuǎn)子動平衡精度，帶風扇的電機風扇要