電機振動與處理分析

賈非 王驕陽

【摘要】近幾年來，電機行業以較快的速度發展起來，電機設備的使用者希望他們所使用的電機設備是穩定的。如果電機振動幅度較大，其會產生一定的危害。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。

【關鍵詞】電機；振動危害；振動分析

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

1電機振動的原理

電機在運行過程中會發生振動，具體的振動如下：定子的振動、軸承的振動、轉子的振動。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。一些內部因素、外部因素都會影響到軸承的振動。其中內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生碰撞，從而導致該系統發生了振動。轉子的振動包括了以下幾個方面的振動，如：轉軸的振動、轉子鐵心的振動。通常情況下轉子本身的振動特性會影響著轉子的振動。轉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。不管是哪一種設備，其在運行過程中都會出現振動這一現象。與其他設備一樣，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換代；第三，容易造成轉子磁松動，并且定子與轉子之間會發生碰撞，最終導致電機轉子出現彎曲、斷裂的現象；第四，造成電機端部松動，加快了絕緣的更新換代，如果電機振動較為嚴重，此時還會引發絕緣擊穿；第五，影響到其他設備的運轉，導致零件松動或者零件損壞，最終引發安全事故。

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

3電機的電磁振動

3.1電磁振動的產生

當電機鐵心所產生的電磁力受到電機氣隙磁場的影響時，這就產生了電子振動。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，并且也會導致其發生振動變形。切向分量會導致定子鐵心的局部發生振動變形。因此要想合理的設計電機，既要考慮到定子槽數，又要考慮到轉子槽數。

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，轉子外圓與定子外圓之間會發生偏心，從而造成定子與轉子之間的氣隙不太均勻。當氣隙發生偏心之后，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生力波，然而這些力波卻會引發電磁振動。

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生附加磁場，還會產生諧波磁場，當附加磁場與諧波磁場發生了作用，此時低次力波會引起電磁振動。

3.4繞線轉子所帶來的電機振動

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

轉子加工偏心、轉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，這就要采用減少轉子偏心等多種機械方法。

4電機的機械振動

4.1由轉子機械不平衡而產生的振動

一般情況下，轉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。通常可以借助校平衡來消除以上這三種不平衡。如果轉子的冷熱不均勻，那么這就會導致軸發生彎曲。所以要充分考慮到轉軸的剛度，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、聯軸器進行合理的調整，確保機組軸線沒有發生傾斜，也沒有發生錯位。

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，各個零件的結構、各個零件的加工質量、各個零件的生產工藝與滾動軸承有著較為密切的聯系。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，還會影響到轉子。

5總結

電機振動這一問題具有復雜性、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，首先要尋找引發問題的根源，接著確定解決該問題的方案。相關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驗，盡可能減少由于電機振動而引發的一系列事故。

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