立式電動機振動分析

卜敬宇

(佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

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立式電動機振動分析

卜敬宇

(佳木斯電機股份有限公司，黑龍江佳木斯154002)

摘要根據電機振動導致設備無法滿足使用要求的情況，對產生電機振動的原因進行了分析，并提出了優化方案，對解決電機振動起到了關鍵作用。

關鍵詞電動機；振動；結構設計

0引言

隨著我國的核電設備國產化的進程加快，在設備制造過程中不可避免的出現了一些不可預知的問題。如陽江核電站噴淋泵電機現場出現了振動超標，不能滿足設備驗收要求，我公司通過現場及廠內的振動頻譜數據進行分析，對電機結構、安裝基礎結構進行了優化改進，確保了核電機組的安全可靠運行。

1典型案例

1.1現場數據采集

我公司為陽江核電站設計制造的噴淋泵電機，型號HYLKS400-4 500kW電壓等級：6.6kV，安裝方式：V1。在制造廠及主機廠空載及帶載試驗，試驗振動值小于2.3mm/s，在核電站現場電機振動超標，最高振動值達到11.5mm/s。

核電現場對電機法蘭處軸向振動值與基礎安裝底板軸向振動值分別進行了測試，測試結果電機振動值均為3.5mm/s。同時采用振動頻譜測試儀對電機振動進行了檢測及數據采集。頻譜采集數據見圖1。

1.2依據標準

根據GB10068—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》規定：“在電機底腳上(或在座式軸承或定子底腳附近的底座上)的水平垂直兩方向所測得的最大振動速度應不超過在鄰近軸承上沿水平或垂直方向所測得的最大振動速度的25%。需要注意的是此項要求確保了試驗安裝的整體在水平方向和垂直方向的固有頻率不會出現在下述范圍：(a)電機旋轉頻率的±10% ；(b)二倍旋轉頻率的±5%；(c)一倍或二倍電網頻率的±5%。

根據試驗現象及頻率數據分析，電機安裝法蘭處與基礎底板振動值接近，系統存在共振。 根據電機測試頻譜，存在52Hz、78Hz峰值，即接近電機軸頻25Hz的2倍、3倍，初步判斷為系統共振。

1.3工廠內驗證

為進一步驗證電機與安裝基礎之間是否存在系統共振，制造廠通過制造模擬工裝進行電機的模擬現場實驗，同時對電機進行了掃頻測試，測試結果電機與安裝基礎系統頻率為工頻52Hz(即轉頻26Hz)，接近電機軸頻率25Hz，掃頻數據如圖2所示。

通過現場測試與制造廠模擬試驗，根據GB10068—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》要求，系統振動頻率26Hz在電機旋轉頻率25Hz的±10%(即22.5～27.5Hz)之間，系統存在共振現象。

1.4原因分析

1.4.1預緊力

根據核電現場對電機法蘭端蓋與支撐底板增大擰緊力矩值對振動變化的現象，可知螺栓擰緊力對電機振動的影響。安裝運行維護手冊對電機安裝法蘭M27螺栓要求擰緊力矩80N·m(后改為500N·m)，基礎底架與基礎底板安裝處M45螺栓要求擰緊力矩256N·m(后改為616N·m)。

1.4.2系統共振

根據電機在核電現場頻譜測試，依據GB10068—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》規定，可以確定系統存在共振。

1.5更改方案

1.5.1增大定、轉子氣隙值

將電機定、轉子氣隙值由1.8mm改為2.3mm，以減小磁拉力對電機軸系的作用，減少擾力。

1.5.2更改電機軸伸端軸承

將電機軸伸端軸承NU224改為6224，有利于降低電機噪聲。

1.5.3更改接口法蘭止口尺寸

電機接口法蘭止口尺寸由φ1000調整為φ880，改變支撐系統頻率，使系統頻率遠離轉子工作頻率。

1.5.4更改電機法蘭與基礎安裝底板螺栓預緊力升版運行維護手冊中將其更改

1.6分析和驗證

1.6.1 軸承壽命計算

電機伸端軸承圓柱滾子軸承改為深溝球軸承，對軸承壽命進行了計算，使用壽命大于10萬小時，滿足技術規格書要求。

1.6.2抗震分析結果

由于電機結構的調整，制造廠委托中國地震局工程力學研究所對核電站噴淋泵電機重新進行抗震分析計算，抗震分析結果能夠滿足相關規范與技術規格書要求。

1.6.3電機試驗情況

更改后的電機根據電機試驗大綱要求，在制造廠內分別進行了各項試驗項目，試驗結果滿足要求。后在主機廠及核電現場進行了空載和負載試驗，振動值滿足要求。

2結語

由于核能發電具有經濟性好，干凈、無污染對環境影響小等優點，我國已經把核電作為解決未來電能緊缺的主要手段之一。雖然核電設備過程化中不可避免的出現了一些問題，但在多方共同努力下，問題得到了及時有效的解決，并積累了一定的經驗，這對加快我國核電站建設具有重要意義。

參考文獻

[1]GB1006—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]劉建忠.電動機常見故障與處理方法.防爆電機，2010.4.

[3]姜麗輝，洪大艷.2極電機振動問題的解決方案.防爆電機，2008.2.

VibrationAnalysisonVerticalMotor

Pu Jingyu

(JiamusiElectricMachineCo.,Ltd.,Jiamusi154002,China)

AbstractAccordingtosituationthattheequipmentcannotmeetoperationrequirementcausedbymotorvibration,reasonofmotorvibrationisanalyzed,andoptimizationisalsoproposed.Itplaysakeyroleinsolvingmotorvibration.

KeywordsMotor；vibration；structuraldesign

DOI:10.3969/J.ISSN.1008-7281.2016.03.11

中圖分類號：TM301.4+2

文獻標識碼：B

文章編號：1008-7281(2016)03-0036-002

作者簡介：卜敬宇 男1981年生；畢業于佳木斯大學機械設計制造及其自動化專業，現從事電機設計與研發工作.

收稿日期：2016-03-20