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电磁振动问题对电机性能影响较大

来源:仪器仪表网发布时间:2020.03.14 10:10:50 阅读:243

电机在运行中产生的各种机械振动,都会磨损和腐蚀线圈绝缘,其中最主要的是电磁振动,对电机端部绕组及槽口绝缘的影响。如果定子铁芯压装质量不好,绕组端部绑扎工艺不良,会使线圈在槽内滑移,层间垫条和测温元件垫条,也会在上下层线圈之间来回窜动,磨损上下层线圈,使线圈绝缘受损。更为严重的是,如果线圈运行中,导线通过的电流产生2倍电磁振动力,不仅会使线圈与铁芯及绕组端部的间隔垫块发生振动,使绝缘表面磨损,而且还会使导线与绝缘之间,导线匝间、股间产生摩擦振动,造成绕组匝间、线股间松散、短路、断线等问题。同时,在短路部位产生附加损耗,使绕组局部温度剧烈升高,绝缘强度下降,发生绝缘击穿故障。因此,电磁振动是造成线圈绝缘损坏主要原因。

电机振动原因分析及危害

电机所用的绝缘材料、叠片铁心、线圈线等零部件的组成方式,使其结构刚度和运行时的热胀冷缩条件比较复杂,是电机振动的原因之一。电机转子存在的不平衡量、电机内的电磁力、电机拖动负载后受到的扭转冲击,以及电网的冲击,都会导致电机产生振动。

电机振动的危害较大,比如,会使电机转子弯曲、断裂;使电机转子磁极松动,造成电机定转子相擦和扫膛故障;一定程度上会加速电机轴承的磨损,使轴承的正常寿命大大缩短;导致电机绕组端部松动,造成端部绕组相互摩擦,绝缘电阻降低,绝缘寿命缩短,严重时造成绝缘击穿。

影响电机振动的主要零部件包括电机定子铁芯、定子绕组、电机机座、转子和轴承。定子铁心的振动主要是由电磁力造成,产生椭圆形、三角形、四边形等振型。当定子叠片铁心内有交变磁场通过时,会产生轴向振动,若铁心未压紧,铁心就会产生剧烈的振动,严重时造成断齿。为了防止此类振动的发生,定子铁心一般采用压板及螺杆压紧结构,但同时应注意防止因铁心局部压力过大而造成的损伤。

在电机运行过程中,定子绕组经常受到绕组中的电流与漏磁通的作用力、转子磁拉力、绕组热胀冷缩力等影响,引起绕组的系统频率或者倍频率振动。在电机设计时,特别值得考虑的是由电磁力引起的定子绕组的槽部和顶部振动。为了防止这两类振动,经常要采取槽部线棒固紧结构以及端部轴向刚性支架措施。

机座振动由定子铁心的电磁振动通过铁心与机座的连接传来,引起机座的倍频振动,且随着单机容量的增大而增大;机座振动的另一个因素是转子振动的激振力。为了减小机座的振动,将铁心与机座之间的连接采用弹性结构,以减少铁心振动对机座和基础的影响;或对机座的自振频率进行控制,使其避开铁心的倍频振动频率和转子的振动频率。

转子的质量不平衡是引起机械振动的主要原因。转子的质量不平衡可分为静不平衡、动不平衡或者二者兼有,为了尽量消除质量不平衡的影响,在转子制造过程中,应进行严格的动、静平衡试验。

转子系统的外界扭矩的瞬变所引起的转子系统的扭振,可以产生累积疲劳破坏,进而导致转子寿命缩短,引发严重的电机事故。解决这类问题,就要求比较正确的计算轴系的扭振自然频率,在设计转子时,使其避开工作频率及其倍频。

电机所用轴承因功率不同而所采用的轴承形式也不同,在中小型电机中多采用滚动轴承,而大型电机中多采用滑动轴承。轴承形式不同,引起振动的原因也不同。

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