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电机振动噪声的分析和控制(发电机震动、噪音过大原因及办法)

2022-06-29 08:39 阅读次数:1

振动和噪声是电机产品非常重要的性能指标,尤其是在环境改善政策的指导下以及电机产品在住宅环境中的应用,使得客户对这两个指标的要求比较敏感,甚至会觉得有些苛刻。电机的振动不仅对周围环境有害,对电机本身也有害。

电机的许多故障都是由振动引起的,因此控制电机的振动非常重要。简单理解,电机的基本框架是定子、转子、轴承和端盖的组合,振动与运行时转子不平衡、电磁力和轴承滚动冲击力有关,也直接关系到电机结构的刚度、匹配关系和结构合理性。

转子作为电机产品的旋转部件,由电机轴和转子铁芯组成。除了匹配尺寸之外,转子材料的多样性,各种材料物理分布的不对称性,以及各部件可能存在的质量缺陷,都增加了转子本身的不平衡因素。在转子零件加工过程中,零件的加工误差也会加剧转子的不平衡。所有这些不利因素都可能导致转子的重力轴偏离旋转轴,导致两轴不重合但平行时的静态不平衡。当转子的重力轴与旋转轴不重合形成角度时,电机运行中就会出现动态不平衡。由于转子不平衡产生的离心力与电机转速、等效偏心和转子质量正相关,因此高速大转子的平衡应更加严格。

轴承是电机转子的两个支撑点。电机运转时,不平衡的离心力一方面作用在转子重心上,另一方面作用在两端轴承上。对于大多数电机,这种不平衡的作用力对转子重心和轴承有不利影响。在电机运行过程中,转子的离心力和作用在轴承上的离心力矩是周期性交替的,这也刺激了电机的振动,增加了轴承的径向负荷。此外,还存在一些问题,如零件配合松动、轴承间隙过大,或者当振动频率接近零件的固有振动频率时,即会出现共振问题,电机的振动问题会非常严重。

由振动引起的电机质量问题很多,如电机轴承系统、绕组绝缘过早老化、定转子摩擦、电机引线损坏、定转子连接线松动等。同时,也会对被拖设备的精度产生不利影响。

为了避免电机的振动质量,在大多数情况下,我们会从转子的平衡开始,但其他环节也必须高度重视。

如何甄别转子不平衡质量问题?

转子动平衡是解决电机振动问题的重要环节,对于高速电机尤其如此。如何识别是否是转子不平衡质量问题非常关键。转子不平衡引起的振动一般有以下特点:

#3F3F3F; --tt-darkmode-color: #A3A3A3;">●振动频率相对较低,与电机转子旋转频率相同;

●振动方向以径向振动为主;

●振动速度随转速升高而剧烈增大,采用变频测试比较方便;

●端盖轴承式电机机座上各点,随离转子重心轴向距离增大而增大,即机座的两端的振动最大。

在故障电机检测过程中,如果电机的振动不符合以上情况,就要考虑其他因素的影响。除电机转子平衡因素外,轴承系统和电磁力对振动的影响也非常关键,高转速电机的电磁振动可能较大,多极低速电机不太明显。高转速电机的振动问题始终是电机生产制造过程比较棘手的常发问题。

轴承旋转精度低、电机端盖、机座的刚度差,端盖螺钉未拧紧,结构件材料不符合、电机安装连接不对中等,都会引起电机振动。

在电机安装过程中不时出现电机振动问题,应结合振动特性对症处置。如果电机与设备轴线平行但偏心,表现为径向振动大;两机轴线不平行而相交成一角度,则轴向振动大。脱开联轴器,如电机振动减小,则可以证实连接不佳。电机安装基础刚度不够时,从机座底脚到上部径向振动逐步增大。

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