高壓電動機振動問題及試驗

徐文秀　范文鵬

摘要：高壓電動機是一種將電能轉換為機械能的設備，用來驅動各種用途的生產機械。發(fā)電廠、機械制造工業(yè)、冶金工業(yè)、煤炭工業(yè)、石油工業(yè)、輕紡工業(yè)、化學工業(yè)及其他各工礦企業(yè)中，廣泛地應用著各種高壓電動機。例如壓縮機、鼓風機、磨煤機、循環(huán)水泵、給水泵等機械。對于高壓電動機來說，振動過大是一個極易發(fā)生的問題，如何能夠降低高壓電動機到現場與被驅動設備連接后振動過大的發(fā)生的概率是十分重要的。

關鍵詞：高壓電動機；振動；原因；措施；試驗；

1.高壓電動機及振動的基本原理

1.1 高壓電動機的基本原理

電動機（Motors）是把電能轉換成機械能的一種設備。它是利用通電線圈（也就是定子繞組）產生旋轉磁場并作用于轉子（如鼠籠式閉合鋁框）形成磁電動力旋轉扭矩。電動機按使用電源不同分為直流電動機和交流電動機，電力系統(tǒng)中的電動機大部分是交流電機，可以是同步電機或者是異步電機（電機定子磁場轉速與轉子旋轉轉速不保持同步速）。電動機主要由定子與轉子組成，通電導線在磁場中受力運動的方向跟電流方向和磁感線（磁場方向）方向有關。電動機工作原理是磁場對電流受力的作用，使電動機轉動。而高壓電動機是指額定電壓在1000V以上電動機。常使用的是6000V和10000V電壓，由于國外的電網不同，也有3300V、6600V和11000V的電壓等級。

1.2 振動的基本原理

振動是物體相對于某一基準位置的周期性往復運動的狀態(tài)，振動可以用它的位移、速度和加速度等幾個主要參數來表達。

2.高壓電動機振動的危害

電動機振動帶來的危害有很多，振動會對電動機本身產生危害、對拖動設備產生危害及對周圍環(huán)境產生危害，主要危害有下列幾個方面：

電動機振動會加速電動機軸承磨損，使軸承的正常使用壽命大大縮短。

電動機振動將使繞組絕緣下降。由于振動使電動機端部綁線松動，造成端部繞組產生相互磨擦，絕緣電阻降低，絕緣壽命縮短，嚴重時造成絕緣擊穿。

電動機振動會造成所拖動機械的損壞，影響四周設備的正常工作，發(fā)出很大的噪聲。

3.引起高壓電動機振動的原因

引起振動的具體原因根據經驗歸結如下：

3.1 設計原因

例如某工廠所用立式電機到現場與被驅動設備連接后振動過大，通過檢查排除了工藝制造、包裝運輸、現場安裝、運行的因素后才發(fā)現根本原因在于電動機運行頻率與被驅動設備及基礎形成系統(tǒng)共振導致了振動過大問題不能解決，由于出現此問題的情況十分嚴重，需要改變被驅動設備或基礎或電動機的頻率才能解除，因此在高壓電動機設計時應當非常仔細和嚴謹，避免顛覆性的錯誤發(fā)生。

3.2 制造原因

電動機在生產過程中，由于制造的原因，電動機的定轉子鐵芯偏心、鐵芯不牢固、轉子不平衡、轉軸彎曲、定轉子氣隙不均、磁力中心不一致等都可能導致振動過大情況出現。

3.3 包裝及運輸原因

電動機在包裝過程中，未按照規(guī)定包裝程序進行包裝，高壓電動機未能牢固地固定在箱底木梁上，導致電機在運輸過程中出現異常造成電機損害。

電動機在運輸過程中，出現高壓電動機翻身或其他不正常現象；

高壓電動機運輸到位后不立即安裝，也不拆箱清理并做檢查，未能做到每隔半年應開箱檢查一次。

3.4 現場安裝原因

電動機的基礎安裝不良、機械強度不夠、地腳螺絲不牢固、聯軸器連接不良、找中心不準等。

3.5 運行原因

電動機在運行過程中出現三相電壓不平衡、軸承未及時更換、電機氣隙不均引起單邊電磁拉力使氣隙進一步增大，從而引起振動過大。

4.控制高壓電動機振動的措施

從以上引起振動的原因可以看出，對于為了控制電機振動需要各個階段都進行注意，綜合考慮建議采取以下措施進行控制：

4.1 設計階段

客戶必須與電動機廠做充分的溝通，使電動機廠充分了解客戶的需求，同時使電動機廠充分了解安裝的技術條件。具體措施是：在電機開始生產前，客戶技術人員與電動機廠設計人員采取開工會的方式進行溝通，溝通內容為合同內容，突出特殊要求，和討論電機有可能出現的引起振動的風險較大的環(huán)節(jié)，電動機廠在規(guī)定時間內提供電動機的詳細參數表和設計圖紙給客戶審核。

4.2 制造階段

在高壓電動機制造過程中，設置過程檢驗點，主要設置轉子動平衡試驗檢驗點和總裝檢驗點；在高壓電動機制造完成后，設置出廠檢驗點，主要設置振動試驗檢驗點和超速試驗檢驗點。

轉子動平衡檢驗點：一般在電機廠動平衡的方法是：電機轉子在加工完成后，將轉子放于動平衡機上進行動平衡，轉子進行動平衡時需帶風扇在額定轉速下進行，經動平衡后轉子的不平衡量需滿足ISO 1940 G 2.5的要求，實際一般電動機廠的技術規(guī)范要求比標準更高，所以在見證轉子動平衡時還需要求其滿足廠內技術規(guī)范。

超速試驗：就是將電動機轉速升至電機額定的轉速的1.2倍持續(xù)2分鐘，超速的試驗的目的是考核電動機軸承和轉子的裝配，在超速試驗過程中和超速后要觀察電機的振動情況，如果在超速前電機振動很小，而在超速過程中電機振動非常大，或者電機在超速后降低到額定轉速，電機振動比超速前明顯過大，則要懷疑電機的裝配質量，需要要求電機廠對電機進行拆機檢查，并重新進行動平衡和振動試驗。

4.3 包裝及運輸階段

電動機在裝箱時，必須牢固地固定在箱底木梁上，在運輸途中不得拆箱，防止高壓電動機翻身，運輸到位后如不立即安裝，也應拆箱清理并進行檢查，每隔半年應開箱檢查一次。

4.4 現場安裝階段

認真閱讀電機的安裝說明書，電機的安裝基礎需滿足要求，地腳螺絲需牢固、聯軸器連接良好、找準中心。

4.5 運行階段

運行人員需要熟悉電機的操作說明書，及時對易損部件進行更換，在運行過程中注意電壓波動、電機運行是否有異響聲。

5.結束語

振動是高壓電動機中極易出現的問題，振動過大會加速高壓電動機軸承磨損，使軸承的正常使用壽命大大縮短，降低高壓電動機的絕緣，發(fā)出很大的噪聲，不但影響了自身的工作，還會影響到被驅動設備的正常工作，為了能夠控制振動過大問題的發(fā)生，本文就此提出了自己的一些觀點，由于水平有限，本文中如有不當之處，請進行批評指正。

參考文獻：

[1]GB 10068-2008 軸中心高為56mm及以上電機的機械振動.振動的測量、評定及限值.

[2] GB-T 1032-2012 三相異步電動機試驗方法.

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