高壓電動(dòng)機(jī)振動(dòng)問題及試驗(yàn)

徐文秀　范文鵬

摘要：高壓電動(dòng)機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備，用來驅(qū)動(dòng)各種用途的生產(chǎn)機(jī)械。發(fā)電廠、機(jī)械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)、化學(xué)工業(yè)及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應(yīng)用著各種高壓電動(dòng)機(jī)。例如壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、循環(huán)水泵、給水泵等機(jī)械。對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)來說，振動(dòng)過大是一個(gè)極易發(fā)生的問題，如何能夠降低高壓電動(dòng)機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)與被驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接后振動(dòng)過大的發(fā)生的概率是十分重要的。

關(guān)鍵詞：高壓電動(dòng)機(jī)；振動(dòng)；原因；措施；試驗(yàn)；

1.高壓電動(dòng)機(jī)及振動(dòng)的基本原理

1.1 高壓電動(dòng)機(jī)的基本原理

電動(dòng)機(jī)（Motors）是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種設(shè)備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。電動(dòng)機(jī)按使用電源不同分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)，電力系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)大部分是交流電機(jī)，可以是同步電機(jī)或者是異步電機(jī)（電機(jī)定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不保持同步速）。電動(dòng)機(jī)主要由定子與轉(zhuǎn)子組成，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)的方向跟電流方向和磁感線（磁場(chǎng)方向）方向有關(guān)。電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流受力的作用，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。而高壓電動(dòng)機(jī)是指額定電壓在1000V以上電動(dòng)機(jī)。常使用的是6000V和10000V電壓，由于國外的電網(wǎng)不同，也有3300V、6600V和11000V的電壓等級(jí)。

1.2 振動(dòng)的基本原理

振動(dòng)是物體相對(duì)于某一基準(zhǔn)位置的周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，振動(dòng)可以用它的位移、速度和加速度等幾個(gè)主要參數(shù)來表達(dá)。

2.高壓電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的危害

電動(dòng)機(jī)振動(dòng)帶來的危害有很多，振動(dòng)會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)本身產(chǎn)生危害、對(duì)拖動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生危害及對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生危害，主要危害有下列幾個(gè)方面：

電動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)加速電動(dòng)機(jī)軸承磨損，使軸承的正常使用壽命大大縮短。

電動(dòng)機(jī)振動(dòng)將使繞組絕緣下降。由于振動(dòng)使電動(dòng)機(jī)端部綁線松動(dòng)，造成端部繞組產(chǎn)生相互磨擦，絕緣電阻降低，絕緣壽命縮短，嚴(yán)重時(shí)造成絕緣擊穿。

電動(dòng)機(jī)振動(dòng)會(huì)造成所拖動(dòng)機(jī)械的損壞，影響四周設(shè)備的正常工作，發(fā)出很大的噪聲。

3.引起高壓電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的原因

引起振動(dòng)的具體原因根據(jù)經(jīng)驗(yàn)歸結(jié)如下：

3.1 設(shè)計(jì)原因

例如某工廠所用立式電機(jī)到現(xiàn)場(chǎng)與被驅(qū)動(dòng)設(shè)備連接后振動(dòng)過大，通過檢查排除了工藝制造、包裝運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝、運(yùn)行的因素后才發(fā)現(xiàn)根本原因在于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行頻率與被驅(qū)動(dòng)設(shè)備及基礎(chǔ)形成系統(tǒng)共振導(dǎo)致了振動(dòng)過大問題不能解決，由于出現(xiàn)此問題的情況十分嚴(yán)重，需要改變被驅(qū)動(dòng)設(shè)備或基礎(chǔ)或電動(dòng)機(jī)的頻率才能解除，因此在高壓電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)非常仔細(xì)和嚴(yán)謹(jǐn)，避免顛覆性的錯(cuò)誤發(fā)生。

3.2 制造原因

電動(dòng)機(jī)在生產(chǎn)過程中，由于制造的原因，電動(dòng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子鐵芯偏心、鐵芯不牢固、轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)軸彎曲、定轉(zhuǎn)子氣隙不均、磁力中心不一致等都可能導(dǎo)致振動(dòng)過大情況出現(xiàn)。

3.3 包裝及運(yùn)輸原因

電動(dòng)機(jī)在包裝過程中，未按照規(guī)定包裝程序進(jìn)行包裝，高壓電動(dòng)機(jī)未能牢固地固定在箱底木梁上，導(dǎo)致電機(jī)在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)異常造成電機(jī)損害。

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)輸過程中，出現(xiàn)高壓電動(dòng)機(jī)翻身或其他不正?，F(xiàn)象；

高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)輸?shù)轿缓蟛涣⒓窗惭b，也不拆箱清理并做檢查，未能做到每隔半年應(yīng)開箱檢查一次。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝原因

電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)安裝不良、機(jī)械強(qiáng)度不夠、地腳螺絲不牢固、聯(lián)軸器連接不良、找中心不準(zhǔn)等。

3.5 運(yùn)行原因

電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)三相電壓不平衡、軸承未及時(shí)更換、電機(jī)氣隙不均引起單邊電磁拉力使氣隙進(jìn)一步增大，從而引起振動(dòng)過大。

4.控制高壓電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的措施

從以上引起振動(dòng)的原因可以看出，對(duì)于為了控制電機(jī)振動(dòng)需要各個(gè)階段都進(jìn)行注意，綜合考慮建議采取以下措施進(jìn)行控制：

4.1 設(shè)計(jì)階段

客戶必須與電動(dòng)機(jī)廠做充分的溝通，使電動(dòng)機(jī)廠充分了解客戶的需求，同時(shí)使電動(dòng)機(jī)廠充分了解安裝的技術(shù)條件。具體措施是：在電機(jī)開始生產(chǎn)前，客戶技術(shù)人員與電動(dòng)機(jī)廠設(shè)計(jì)人員采取開工會(huì)的方式進(jìn)行溝通，溝通內(nèi)容為合同內(nèi)容，突出特殊要求，和討論電機(jī)有可能出現(xiàn)的引起振動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)較大的環(huán)節(jié)，電動(dòng)機(jī)廠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提供電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)參數(shù)表和設(shè)計(jì)圖紙給客戶審核。

4.2 制造階段

在高壓電動(dòng)機(jī)制造過程中，設(shè)置過程檢驗(yàn)點(diǎn)，主要設(shè)置轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)和總裝檢驗(yàn)點(diǎn)；在高壓電動(dòng)機(jī)制造完成后，設(shè)置出廠檢驗(yàn)點(diǎn)，主要設(shè)置振動(dòng)試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)和超速試驗(yàn)檢驗(yàn)點(diǎn)。

轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡檢驗(yàn)點(diǎn)：一般在電機(jī)廠動(dòng)平衡的方法是：電機(jī)轉(zhuǎn)子在加工完成后，將轉(zhuǎn)子放于動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行動(dòng)平衡，轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)平衡時(shí)需帶風(fēng)扇在額定轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，經(jīng)動(dòng)平衡后轉(zhuǎn)子的不平衡量需滿足ISO 1940 G 2.5的要求，實(shí)際一般電動(dòng)機(jī)廠的技術(shù)規(guī)范要求比標(biāo)準(zhǔn)更高，所以在見證轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡時(shí)還需要求其滿足廠內(nèi)技術(shù)規(guī)范。

超速試驗(yàn)：就是將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升至電機(jī)額定的轉(zhuǎn)速的1.2倍持續(xù)2分鐘，超速的試驗(yàn)的目的是考核電動(dòng)機(jī)軸承和轉(zhuǎn)子的裝配，在超速試驗(yàn)過程中和超速后要觀察電機(jī)的振動(dòng)情況，如果在超速前電機(jī)振動(dòng)很小，而在超速過程中電機(jī)振動(dòng)非常大，或者電機(jī)在超速后降低到額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)振動(dòng)比超速前明顯過大，則要懷疑電機(jī)的裝配質(zhì)量，需要要求電機(jī)廠對(duì)電機(jī)進(jìn)行拆機(jī)檢查，并重新進(jìn)行動(dòng)平衡和振動(dòng)試驗(yàn)。

4.3 包裝及運(yùn)輸階段

電動(dòng)機(jī)在裝箱時(shí)，必須牢固地固定在箱底木梁上，在運(yùn)輸途中不得拆箱，防止高壓電動(dòng)機(jī)翻身，運(yùn)輸?shù)轿缓笕绮涣⒓窗惭b，也應(yīng)拆箱清理并進(jìn)行檢查，每隔半年應(yīng)開箱檢查一次。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)安裝階段

認(rèn)真閱讀電機(jī)的安裝說明書，電機(jī)的安裝基礎(chǔ)需滿足要求，地腳螺絲需牢固、聯(lián)軸器連接良好、找準(zhǔn)中心。

4.5 運(yùn)行階段

運(yùn)行人員需要熟悉電機(jī)的操作說明書，及時(shí)對(duì)易損部件進(jìn)行更換，在運(yùn)行過程中注意電壓波動(dòng)、電機(jī)運(yùn)行是否有異響聲。

5.結(jié)束語

振動(dòng)是高壓電動(dòng)機(jī)中極易出現(xiàn)的問題，振動(dòng)過大會(huì)加速高壓電動(dòng)機(jī)軸承磨損，使軸承的正常使用壽命大大縮短，降低高壓電動(dòng)機(jī)的絕緣，發(fā)出很大的噪聲，不但影響了自身的工作，還會(huì)影響到被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的正常工作，為了能夠控制振動(dòng)過大問題的發(fā)生，本文就此提出了自己的一些觀點(diǎn)，由于水平有限，本文中如有不當(dāng)之處，請(qǐng)進(jìn)行批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 10068-2008 軸中心高為56mm及以上電機(jī)的機(jī)械振動(dòng).振動(dòng)的測(cè)量、評(píng)定及限值.

[2] GB-T 1032-2012 三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法.

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