高壓異步電機(jī)振動大的原因探討
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論文導(dǎo)讀：高壓異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子絕大多數(shù)采用籠型結(jié)構(gòu)，由于制造、使用、維修不當(dāng)或運(yùn)行時(shí)間長等原因，電機(jī)的端蓋、軸承、軸承套、轉(zhuǎn)子軸頸、籠條以及定子鐵芯等零部件都會發(fā)生磨損、變形而喪失了應(yīng)有的形位精度和尺寸精度，使電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生振動，當(dāng)振動值超標(biāo)時(shí)，將影響設(shè)備的健康、安全運(yùn)行。電機(jī)振動的情況十分復(fù)雜，原因很多，有機(jī)械制造方面的原因，電磁方面的原因，還有運(yùn)行環(huán)境和人為的原因，使分析、診斷出確切的原因有一定的難度，也比較麻煩。而振動超標(biāo)或轉(zhuǎn)子燒毀是常見故障，本文介紹的轉(zhuǎn)子振動處理方法在合山電廠經(jīng)過實(shí)施，效果非常好，可以借鑒。
關(guān)鍵詞：異步電機(jī)，振動，分析，處理
高壓異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子絕大多數(shù)采用籠型結(jié)構(gòu)，由于制造、使用、維修不當(dāng)或運(yùn)行時(shí)間長等原因，電機(jī)的端蓋、軸承、軸承套、轉(zhuǎn)子軸頸、籠條以及定子鐵芯等零部件都會發(fā)生磨損、變形而喪失了應(yīng)有的形位精度和尺寸精度，使電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生振動，當(dāng)振動值超標(biāo)時(shí)，將影響設(shè)備的健康、安全運(yùn)行。
1.產(chǎn)生振動的原因
電機(jī)振動的情況十分復(fù)雜，原因很多，有機(jī)械制造方面的原因，電磁方面的原因，還有運(yùn)行環(huán)境和人為的原因，使分析、診斷出確切的原因有一定的難度，也比較麻煩。
1.1機(jī)械方面原因
1）、定、轉(zhuǎn)子氣隙調(diào)整不均，使電機(jī)在運(yùn)行時(shí)由于磁場分布不均，引起電磁振動；2）、運(yùn)行時(shí)間長，電機(jī)的端蓋、軸承、軸承套、轉(zhuǎn)子軸頸出現(xiàn)磨損變形，使配合間隙過大，產(chǎn)生振動。特別是軸承套磨損大而跑外圈產(chǎn)生振動，不易被察覺和發(fā)現(xiàn)，給維修帶來一定的難度；3）、轉(zhuǎn)子平衡塊運(yùn)行中移位，使轉(zhuǎn)子失去平衡。
1.2電磁方面
1、系統(tǒng)無功不足，電壓偏低，此時(shí)啟動電機(jī)其起動轉(zhuǎn)矩為：
式中：m1—相數(shù)
P—磁極對數(shù)
f—電源頻率
U—額定電壓
r1—轉(zhuǎn)子電阻
r2—轉(zhuǎn)子拆算到定子側(cè)電阻
X1—定子電抗
X2—轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)電抗
從上式可知，電磁力矩與電壓的平方成正比，電壓愈低啟動力矩也愈小，但電機(jī)為了達(dá)到一定啟動功率，則啟動電流勢必增大，啟動時(shí)間也愈長，轉(zhuǎn)子籠條發(fā)熱嚴(yán)重，從而發(fā)熱變紅變軟，產(chǎn)生彎曲變形或斷裂現(xiàn)象，使平衡塊的位置也發(fā)生相對位移，破壞原有的動平衡系統(tǒng)。論文參考。因此在系統(tǒng)無功不足、電壓偏低時(shí)，啟動電機(jī)，此時(shí)啟動電流特別大，使轉(zhuǎn)子籠條嚴(yán)重發(fā)熱變軟，破壞轉(zhuǎn)子的平衡，產(chǎn)生振動；2、電機(jī)缺相運(yùn)行，電磁不平衡，產(chǎn)生間諧振動。
1.3運(yùn)行環(huán)境與人為原因
1、現(xiàn)場運(yùn)行條件差，有腐蝕性氣體和粉塵，使轉(zhuǎn)子被腐蝕或粘附異物，動平衡被破壞；2、不嚴(yán)格按規(guī)程操作，電機(jī)頻繁啟動，啟動間隔時(shí)間不足，使轉(zhuǎn)子籠條和平衡塊移位變形。異步電機(jī)的啟動電流很大，且伴有大量熱量產(chǎn)生。如果不嚴(yán)格掌握操作時(shí)間間隔，那么連續(xù)啟動幾次將會出現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡塊隨短路環(huán)移位引起電機(jī)振動。這是因?yàn)殡姍C(jī)啟動時(shí)，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)在電磁力矩的作用下很快逐步達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，在這段時(shí)間內(nèi)，是轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的感應(yīng)電流和定子旋轉(zhuǎn)磁場的相互作用。而每當(dāng)啟動電機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電流很大，定子的電流達(dá)到額定電流的4-8倍，這樣大的電流可以使轉(zhuǎn)子和定子發(fā)熱。而如果連續(xù)啟動電機(jī)幾次，電機(jī)轉(zhuǎn)子的籠條會因連續(xù)被加熱而變紅變軟，機(jī)械強(qiáng)度會大大降低，發(fā)生彎曲或斷裂。同時(shí)短路環(huán)也隨籠條的變化而移位，使平衡塊的位置也發(fā)生相對位移，使原有的動平衡系統(tǒng)遭到破壞，產(chǎn)生振動。所以嚴(yán)格掌握連續(xù)啟動電機(jī)間隔時(shí)間對電機(jī)的壽命至關(guān)重要。3、檢修工藝差也是電機(jī)產(chǎn)生振動的一個(gè)重要原因。
2.對策及處理方法
㈠、當(dāng)電機(jī)發(fā)生振動后，應(yīng)先查明原因，對癥下藥。論文參考。如轉(zhuǎn)子籠條斷裂，而更換新的籠條就需很講究。首先對銅條的材質(zhì)要很了解，應(yīng)先選用帶有一定合金的黃銅，這樣既可以使籠條能保證有一定的機(jī)械強(qiáng)度，又可以增加轉(zhuǎn)子回路的起動電阻，提高起動力矩。其次焊接工藝也非常講究，應(yīng)先將轉(zhuǎn)子用行吊豎立并固定好，采用從外側(cè)面釬焊，在重力的作用下，讓釬料填滿，以防籠條在結(jié)合部位過熱，使其機(jī)械特性變差變脆，起動時(shí)容易斷裂。㈡、對于用銅條做的雙籠電機(jī)，根據(jù)多年的檢修經(jīng)驗(yàn)，更換銅條不是最佳辦法，把電機(jī)轉(zhuǎn)子更換為整體鑄鋁轉(zhuǎn)子是較為理想的方法。這是因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子電流過大受熱時(shí)，銅的熱脹冷縮程度要比鋁的大，從而容易變形折斷。雖然更換整體鑄鋁轉(zhuǎn)子一次性投資較大，但其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，確保了設(shè)備的安全運(yùn)行，值得推廣。㈢、嚴(yán)格按照電機(jī)的檢修工藝進(jìn)行檢修，確保電機(jī)的裝配尺寸，同時(shí)對電機(jī)的啟停，必須按電機(jī)的運(yùn)行規(guī)程來操作，避免電機(jī)進(jìn)行非正常的起動，也是減少電機(jī)出現(xiàn)振動的一條很好的經(jīng)驗(yàn)。
3.結(jié)束語
高壓電機(jī)在工礦企業(yè)和發(fā)電廠擔(dān)負(fù)著重要的生產(chǎn)任務(wù)，如發(fā)生故障重則停機(jī)停爐停產(chǎn)，輕者也需減負(fù)荷運(yùn)行。論文參考。而振動超標(biāo)或轉(zhuǎn)子燒毀是常見故障，本文介紹的轉(zhuǎn)子振動處理方法在合山電廠經(jīng)過實(shí)施，效果非常好，可以借鑒。
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