電機振動與處理分析

賈非 王驕陽

【摘要】近幾年來，電機行業(yè)以較快的速度發(fā)展起來，電機設(shè)備的使用者希望他們所使用的電機設(shè)備是穩(wěn)定的。如果電機振動幅度較大，其會產(chǎn)生一定的危害。本文主要分析了電機振動的原理、電機振動所帶來的危害，還分析了處理電機振動的措施，以此來促使電機的使用壽命得以延長。

【關(guān)鍵詞】電機；振動危害；振動分析

當(dāng)電機設(shè)備在運行過程中，其附近具有較為活躍的磁場，再加上設(shè)備本身具有較大的流量，因此電機設(shè)備附近形成了磁場，當(dāng)這些磁場發(fā)生碰撞之后就產(chǎn)生了噪音。當(dāng)前，噪音已經(jīng)成為電機運行的一大污染，電機振動所產(chǎn)生的噪音不僅會對人們的正常生活產(chǎn)生一定的影響，還會損害到電機設(shè)備。

1電機振動的原理

電機在運行過程中會發(fā)生振動，具體的振動如下：定子的振動、軸承的振動、轉(zhuǎn)子的振動。其中定子的振動中包括了以下幾個方面的振動，如：定子繞組的振動、機座的振動、定子鐵心的振動。通常情況下由電磁力引起了定子鐵心的振動。如果電磁力的頻率與定子周邊的振動頻率相接近，此時雖然電磁力的頻率很小，但是仍然還可以引起定子鐵心的振動。一些內(nèi)部因素、外部因素都會影響到軸承的振動。其中內(nèi)部因素包括了加工裝配中存在的故障；外部因素包括了外界的力。在內(nèi)部因素和外部因素的作用下，電機會運行，然而在運行過程中軸承與軸承座會發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致該系統(tǒng)發(fā)生了振動。轉(zhuǎn)子的振動包括了以下幾個方面的振動，如：轉(zhuǎn)軸的振動、轉(zhuǎn)子鐵心的振動。通常情況下轉(zhuǎn)子本身的振動特性會影響著轉(zhuǎn)子的振動。轉(zhuǎn)子的彎曲振動會受到以下多個因素的影響，如較為不平衡的電磁力、較為不平衡的質(zhì)量等。機座的振動源往往是借助鐵心與機座的連接傳來的。

2電機振動帶來的危害

噪聲是電機振動帶來的第一大危害。振動、噪聲會影響到物理裝置的壽命，還會影響到其他聲音的鑒別。如果噪聲的分貝超出了規(guī)定的范圍，這會嚴重影響到周邊人的身體健康。嚴重的情況下還會影響到周邊的建筑物。不管是哪一種設(shè)備，其在運行過程中都會出現(xiàn)振動這一現(xiàn)象。與其他設(shè)備一樣，電機在運行過程中的振動幅度是不同的，并且振動會給電機帶來一定的危害，具體的危害如下：第一，消耗掉更多的能量，降低了電機的工作效率；第二，電機軸承受到了傷害，電機軸承的磨損速度越來越快，從而加快了電機軸承的更新?lián)Q代；第三，容易造成轉(zhuǎn)子磁松動，并且定子與轉(zhuǎn)子之間會發(fā)生碰撞，最終導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)子出現(xiàn)彎曲、斷裂的現(xiàn)象；第四，造成電機端部松動，加快了絕緣的更新?lián)Q代，如果電機振動較為嚴重，此時還會引發(fā)絕緣擊穿；第五，影響到其他設(shè)備的運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致零件松動或者零件損壞，最終引發(fā)安全事故。

引發(fā)電機振動噪音主要有以下幾個方面的原因：第一，電機設(shè)備的持續(xù)工作而產(chǎn)生的噪音。由于電機設(shè)備的高負荷的運轉(zhuǎn)，這就導(dǎo)致電機設(shè)備的噪音越來越大；第二，壓力持續(xù)導(dǎo)致電機設(shè)備產(chǎn)生了噪音。持續(xù)性的電壓會導(dǎo)致磁場持續(xù)，如果保持電壓不發(fā)生變化，那么電機設(shè)備周圍的磁場會越來越大，最終產(chǎn)生的噪音也會非常大；第三，電機電流測試會引發(fā)的噪音。在測試電機電流的時候，由于有一些地方存在的電流不穩(wěn)定，從而會產(chǎn)生噪音。

3電機的電磁振動

3.1電磁振動的產(chǎn)生

當(dāng)電機鐵心所產(chǎn)生的電磁力受到電機氣隙磁場的影響時，這就產(chǎn)生了電子振動。其中的電機氣隙磁場會受到定子繞組磁勢、轉(zhuǎn)子繞組磁勢等影響。再加上受到電機氣隙磁密波的影響，此時在定子鐵心齒上會產(chǎn)生了以下兩個分量，即徑向分量、切向分量。徑向分量會影響定子鐵心，并且也會導(dǎo)致其發(fā)生振動變形。切向分量會導(dǎo)致定子鐵心的局部發(fā)生振動變形。因此要想合理的設(shè)計電機，既要考慮到定子槽數(shù)，又要考慮到轉(zhuǎn)子槽數(shù)。

3.2氣隙偏心對電磁振動的影響

由于受到運行磨損、制造公差這兩種因素的影響，轉(zhuǎn)子外圓與定子外圓之間會發(fā)生偏心，從而造成定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙不太均勻。當(dāng)氣隙發(fā)生偏心之后，附加磁場就存在于電機氣隙中，接著附加磁場會與主波磁場之間會相互影響，它們在相互影響下就會產(chǎn)生力波，然而這些力波卻會引發(fā)電磁振動。

3.3磁路飽和對電磁振動的影響

電機氣隙中的主磁場空間分布波形會受到磁路飽和的影響。其中磁路飽和既會產(chǎn)生附加磁場，還會產(chǎn)生諧波磁場，當(dāng)附加磁場與諧波磁場發(fā)生了作用，此時低次力波會引起電磁振動。

3.4繞線轉(zhuǎn)子所帶來的電機振動

一般由于通用沖片會選擇分數(shù)槽繞組，有時候還會出現(xiàn)以下的情況：跳線槽、空槽，如轉(zhuǎn)子次諧波磁場與主波磁場相互作用引起交變電磁力，此時產(chǎn)生的力波會引發(fā)振動。面對這種情況，要選擇轉(zhuǎn)子槽數(shù)。必要的情況下要將電機轉(zhuǎn)子斷條情況消除掉，減少一些不必要的振動。

轉(zhuǎn)子加工偏心、轉(zhuǎn)軸彎曲等機械原因也會造成機械振動，為了能夠減少機械振動，這就要采用減少轉(zhuǎn)子偏心等多種機械方法。

4電機的機械振動

4.1由轉(zhuǎn)子機械不平衡而產(chǎn)生的振動

一般情況下，轉(zhuǎn)子機械的不平衡可以被分為以下三種：第一種，靜不平衡；第二種，動不平衡；第三種，混合不平衡。通?？梢越柚Ｆ胶鈦硐陨线@三種不平衡。如果轉(zhuǎn)子的冷熱不均勻，那么這就會導(dǎo)致軸發(fā)生彎曲。所以要充分考慮到轉(zhuǎn)軸的剛度，并且要選用熱套配合的方式來將鐵心和軸配合起來。

如果將電機與其他機器連接起來了，此時要對支座、聯(lián)軸器進行合理的調(diào)整，確保機組軸線沒有發(fā)生傾斜，也沒有發(fā)生錯位。

4.2滾動軸承是電機運行中較強的振動源

從某種程度上來講，各個零件的結(jié)構(gòu)、各個零件的加工質(zhì)量、各個零件的生產(chǎn)工藝與滾動軸承有著較為密切的聯(lián)系。所以軸承的振動會受到以下幾種因素的影響，如：軸承的類型、滾動體的橢圓度等。除此之外，潤滑劑的選擇等因素會對振動的傳播產(chǎn)生一定的影響。通常軸承會引起端蓋的軸向振動，這些振動會影響到定子鐵心，還會影響到轉(zhuǎn)子。

5總結(jié)

電機振動這一問題具有復(fù)雜性、綜合性的特點，因此在分析電機振動問題、處理電機振動問題的時候，首先要尋找引發(fā)問題的根源，接著確定解決該問題的方案。相關(guān)的工作人員在分析以及處理電機振動問題的時候，要充分利用自身的工作經(jīng)驗，盡可能減少由于電機振動而引發(fā)的一系列事故。

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