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根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GBl0068.2-88《旋轉(zhuǎn)電機振動測定方法及振動限值》的規(guī)定,對不同軸中心高和轉(zhuǎn)速的單臺電機,在按GBl0068.1規(guī)定的方式測定時,其振動速度有效值應(yīng)不超過以下規(guī)定。
安裝方式 |
彈性懸置 |
剛性安裝 | |||
軸中心高(mm) |
45≤H≤132 |
132<H≤225 |
225<H≤400 |
H>400 | |
標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速 | 600≤n≤1800 | 1.8 | 1.8 | 2.8 | 2.8 |
r/min | 1800<n≤3600 | 1.8 | 2.8 | 4.5 | 2.8 |
電機振動速度有效值的極限標(biāo)準(zhǔn)(mm/s)
電磁耦合系統(tǒng)的振動原理
基頻磁通的電磁振動
在電機氣隙中磁通密度是沿著轉(zhuǎn)子的圓周的空間而隨著時間按正弦波分布這一振動,在轉(zhuǎn)子受橢圓形電磁力的兩極電機中特別明顯地表現(xiàn)出來;
二倍電源頻率的振動,它是電機中的主要振動分量之一,尤其是在大型電機中,由于定子的固有頻率較低,這種頻率的振動分析和研究顯得特別重要;
基波電磁力不僅作用于轉(zhuǎn)子,也同時作用于定子。是造成定子槽內(nèi)線包松動等故障的原因之一。
電機的故障特征
定子異常產(chǎn)生的電磁振動:電機運行時,轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)腔旋轉(zhuǎn),由于定、轉(zhuǎn)子磁場的相互作用,定子機座將受到一個旋轉(zhuǎn)力波的作用,而發(fā)生周期性的變形并產(chǎn)生振動;
由于定子三相繞組產(chǎn)生的是一個旋轉(zhuǎn)磁場,它在定、轉(zhuǎn)子氣隙中以同步速度n0旋轉(zhuǎn)。若電網(wǎng)頻率為f0,則同步速度n0=60 f0/P。因此,作用在機座上的磁拉力不是靜止的,而是一個旋轉(zhuǎn)力,隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動,機座上受力部位是隨磁場的旋轉(zhuǎn)而在不斷改變位置 。
定子電磁振動異常的主要原因
定子三相磁場不對稱。如電網(wǎng)三相電壓不平衡,因接觸不良造成單相運行,定子繞組三相不對稱等原因,都會導(dǎo)致定子磁場的不對稱,而產(chǎn)生異常振動;
電機座底腳螺釘松動,其結(jié)果相當(dāng)于機座剛度降低,使電機在接近2f0的頻率的范圍發(fā)生共振,因而使定子振動增大,結(jié)果產(chǎn)生異常振動。
定子電磁振動的特征
振動頻率為電源頻率的2倍;
切斷電源,電磁振動立即消失;
振動可以在定子機座和軸承上測得;
振動幅值與機座剛度和電機的負(fù)載有關(guān)。
氣隙不均勻引起的電磁振動
氣隙不均勻(或稱氣隙偏心)有兩種情況:一種是由于定子、轉(zhuǎn)子不同心產(chǎn)生的靜態(tài)不均勻,另一種是由于軸彎曲或轉(zhuǎn)子與軸不同心所產(chǎn)生的動態(tài)不均勻。它們都會引起電磁振動,但是振動的特征并不完全相同
(1)氣隙靜態(tài)不均引起電磁振電機定子中心與轉(zhuǎn)子軸心不重合時,定、轉(zhuǎn)子之間氣隙將出現(xiàn)偏心現(xiàn)象,這種氣隙偏心往往固定在某一位置,它不隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)而改變位置。
靜態(tài)氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動特征是:電磁振動頻率是電源頻率f0的2倍,即f=2f0;
振動隨偏心值的增大而增加,與電機負(fù)荷關(guān)系也是如此,氣隙偏心產(chǎn)生的電磁振動與定子異常產(chǎn)生的電磁振動較難區(qū)別。
(2)氣隙動態(tài)偏心電磁振動
電機氣隙的動態(tài)偏心是由轉(zhuǎn)軸撓曲、轉(zhuǎn)子鐵心不圓或轉(zhuǎn)子與軸不同心等造成的,偏心的位置對定子是不固定的,對轉(zhuǎn)子是固定的,因此,偏心位置隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而同步的移動,氣隙動態(tài)偏心產(chǎn)生電磁振動的特征是:轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率和旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)速頻率的電磁振動都可能出現(xiàn)。電磁振動以1/(2sf0)周期在脈動,因此,在電機負(fù)載增加,s加大時,其脈動節(jié)拍加快。電機往往發(fā)生與脈動節(jié)拍相一致的電磁噪聲。
轉(zhuǎn)子導(dǎo)體異常引起的電磁振動
籠型異步電機因籠條斷裂,繞線型異步電機由于轉(zhuǎn)子回路電氣不平衡,都將產(chǎn)生不平衡電磁力,這不平衡電磁力F在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時是隨轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動的,其性質(zhì)和轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心的情況相同
(1) 發(fā)生振動的機理;
(2) 電磁振動波形.
轉(zhuǎn)子繞組異常引起的電磁振動的特征:轉(zhuǎn)子繞組異常引起電磁振動與轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心所產(chǎn)生的電磁振動的電磁力和振動波形相似,現(xiàn)象相似,較難判別。雖然拍頻都是2sf0,但電磁振動的高頻部分不同,轉(zhuǎn)子動態(tài)偏心的高頻為2f0/P,轉(zhuǎn)子繞組異常的高頻為2(1-s)f0/P。
電機負(fù)載增加時,這種振動隨之增加,當(dāng)負(fù)載超過50%以上時較為顯著。
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