总结电动机振动十大原因、危害以及如何处理

汽车工程师之家 2018-06-11 10:49:18

电机冷知识


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电动机振动的十个原因

1.转子、耦合器、联轴器、传动轮(制动轮)不平衡引起的。

2.铁心支架松动,斜键、销钉失效松动,转子绑扎不紧都会造成转动部分不平衡。

3.联动部分轴系不对中,中心线不重合,定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中,对中不良、安装不当造成的。

4.联动部分中心线在冷态时是重合一致的,但运行一段时间后由于转子支点,基础等变形,中心线又被破坏,因而产生振动。

5.与电机相联的齿轮、联轴器有故障,齿轮咬合不良,轮齿磨损严重,对轮润滑不良,联轴器歪斜、错位,齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重,都会造成一定的振动。

6.电机本身结构的缺陷,轴颈椭圆,转轴弯曲,轴与轴瓦间间隙过大或过小,轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够。

7.安装的问题,电机与基础板之间固定不牢,底脚螺栓松动,轴承座与基础板之间松动等。

8.轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。

9.电机拖动的负载传导振动,比如说电机拖动的风机、水泵振动,引起电机振动。

10.交流电机定子接线错误、绕线型异步电动机转子绕组短路,同步电机励绕组匝间短路,同步电机励磁线圈联接错误,笼型异步电动机转子断条,转子铁心变形造成定、转子气隙不均,导致气隙磁通不平衡从而造成振动。

电动机振动的危害

电动机产生振动,会使绕组绝缘和轴承寿命缩短,影响滑动轴承的正常润滑,振动力促使绝缘缝隙扩大,使外界粉尘和水分入侵其中,造成绝缘电阻降低和泄露电流增大,甚至形成绝缘击穿等事故。另外,电动机产生振动,又容易使冷却器水管振裂,焊接点振开,同时会造成负载机械的损伤,降低工件精度,会造成所有遭到振动的机械部分的疲劳,会使地脚螺丝松动或断掉,电动机又会造成碳刷和滑环的异常磨损,甚至会出现严重刷火而烧毁集电环绝缘,电动机将产生很大噪音,这种情况一般在直流电机中也时有发生。

振动原因及典型案例

振动原因主要有三种情况:电磁方面原因;机械方面原因;机电混合方面原因。

1电磁方面的原因

1.电源方面:三相电压不平衡,三相电动机缺相运行。

2.定子方面:定子铁心变椭圆、偏心、松动;定子绕组发生断线、接地击穿、匝间短路、接线错误,定子三相电流不平衡。

举例:锅炉房密封风机电机检修前发现定子铁心有红色粉末,怀疑定子铁心有松动现象,但不属于标准大修范围内的项目,所以未处理,大修后试转时电机发生刺耳的尖叫声,更换一台定子后故障排除。

3.转子故障:转子铁心变椭圆、偏心、松动。转子笼条与端环开焊,转子笼条断裂,绕线错误,电刷接触不良等。

举例:轨枕工段无齿锯电机运行中发现电机定子电流来回摆动,电机振动逐渐增大,根据现象判断电机转子笼条有开焊和断裂的可能,电机解体后发现,转子笼条有7处断裂,严重的2根两侧与端环已全部断裂,如发现不及时就有可能造成定子烧损的恶劣事故发生。

2机械原因

1.电机本身方面:

转子不平衡,转轴弯曲,滑环变形,定、转子气隙不均,定、转子磁力中心不一致,轴承故障,基础安装不良,机械机构强度不够、共振,地脚螺丝松动,电机风扇损坏。

典型案例:厂凝结水泵电机更换完上轴承后,电机晃动增大,并且转、定子有轻微扫膛迹象,仔细检查后发现,电机转子提起高度不对,转、定子磁力中心未对上,重新调整推力头螺丝备帽后,电机振动故障消除。跨线吊圈扬电机检修后振动一直偏大,并且有逐步增大的迹象,在电机落勾的时候发现电机振动仍然很大,并且轴向有很大的串动,解体发现,转子铁心松动,转子平衡也有问题,更换备用转子后故障消除,原有转子返厂修理。

2.与联轴器配合方面:联轴器损坏,联轴器连接不良,联轴器找中心不准,负载机械不平衡,系统共振等。

❶联动部分轴系不对中,中心线不重合,定心不正确。这种故障产生的原因主要是安装过程中,对中不良、安装不当造成的。还有一种情况,就是有的联动部分中心线在冷态时是重合一致的,但运行一段时间后由于转子支点,基础等变形,中心线又被破坏,因而产生振动。

例如:a、循环水泵电机,运行中振动一直偏大,电机检查无任何问题,空载也一切正常,水泵班认为电机运转正常,最终检查出电机找正中心差太多,水泵班从新进行找正后,电机振动消除。

b、锅炉房引风机在更换皮带轮后,电机试运行时产生振动同时电机三相电流增大,检查所有电路和电器元件没有问题最后发现皮带轮不合格,更换后电机振动消除,同时电机的三相电流也恢复正常。

3电机混合原因

1.电机振动往往是气隙不匀,引起单边电磁拉力,而单边电磁拉力又使气隙进一步增大,这种机电混合作用表现为电机振动。

2.电机轴向串动,由于转子本身重力或安装水平以及磁力中心不对,引起的电磁拉力,造成电机轴向串动,引起电机振动加大,严重情况下发生轴磨瓦根,使轴瓦温度迅速升高。

❷与电机相联的齿轮、联轴器有毛病。这种故障主要表现为齿轮咬合不良,轮齿磨损严重,对轮润滑不良,联轴器歪斜、错位,齿式联轴器齿形、齿距不对、间隙过大或磨损严重,都会造成一定的振动。

❸电机本身结构的缺陷和安装的问题。这种故障主要表现为轴颈椭圆,转轴弯曲,轴与轴瓦间间隙过大或过小,轴承座、基础板、地基的某部分乃至整个电机安装基础的刚度不够,电机与基础板之间固定不牢,底脚螺栓松动,轴承座与基础板之间松动等。而轴与轴瓦间间隙过大或过小不仅可以造成振动还可使轴瓦的润滑和温度产生异常。

❹电机拖动的负载传导振动。例如:汽轮发电机的汽轮机振动,电机拖动的风机、水泵振动,引起电机振动。

如何查找振动原因

要想消除电动机振动,首先要查清产生振动的原因,只有找到振动的原因,才能采取有针对性的措施,消除电动机振动。

1.电动机未停机之前,用测振表检查各部振动情况,对于振动较大的部位按垂直水平轴向三个方向详细测试振动数值,如果是地脚螺丝松动或轴承端盖螺丝松动,则可直接紧固,紧固后在测其振动大小,观察是否有消除或减轻,其次要检查电源三相电压是否平衡,三相熔丝是否有烧断现象,电动机的单相运行不仅可以引起振动,还会使电机的温度迅速上升,观察电流表指针是否来回摆动,转子断条时就出现电流摆动现象,最后检查电机三相电流是否平衡,发现问题及时与运行人员联系停止电机运行,以免将电机烧损。

2.如果对表面现象处理后,电机振动未解决,则继续断开电源,解开联轴器,使电机与之相连的负载机械分离,单转电机,如果电机本身不振动,则说明振源是联轴器没找正或负载机械引起的,如果电机振动,则说明电机本身有问题,另外还可以采取断电法来区分是电气原因,还是机械原因,当停电瞬间,电动机马上不振动或振动减轻,则说明是电气原因,否则是机械故障。

针对故障原因进行检修

1.电气原因的检修:

首先是测定定子三相直流电阻是否平衡,如不平衡,则说明定子连线焊接部位有开焊现象,断开绕组分相进行查找,另外绕组是否存在匝间短路现象,如故障明显可以从绝缘表面看到烧焦痕迹,或用仪器测量定子绕组,确认匝间短路后,将电机绕组重新下线。

例如:水泵电机,运行中电机不仅振动大轴承温度也偏高小修试验发现电机直流电阻不合格,电机定子绕组有开焊现象,用排除法将故障找到消除后,电机运行一切正常。

2.机械原因的检修:

检查气隙是否均匀,如果测量值超标,重新调整气隙。检查轴承,测量轴承间隙,如不合格更换新轴承,检查铁心变形和松动情况,松动的铁心可用环氧树脂胶粘接灌实,检查转轴,对弯曲的转轴进行补焊重新加工或直接直轴,然后对转子做平衡试验。打风机电机大修后试运行期间,电机不仅振动大,而且轴瓦温度超标,连续处理几天后,故障仍未解决。我班组人员在帮助处理时发现,电机气隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新调整各部间隙后,电机试转一次成功。

3.负载机械部分检查正常,电机本身也没有问题,引起故障的原因是连接部分造成的,这时要检查电机的基础水平面,倾斜度、强度,中心找正是否正确,联轴器是否损坏,电机轴伸绕度是否符合要求等。

新能源汽车带火产业链轮毂电机迎大商机
作者:自主汽车网

近几年,在国家政策的强力推动下,新能源汽车市场获得了飞速发展。数据显示,今年前10个月,新能源汽车销售33.7万辆,比上年同期增长82.2%。其中纯电动汽车销售完成25.8万辆,比上年同期增长102.5%。

  与此同时,跟新能源汽车相关的上下游产业链也蓬勃兴起。其中,轮毂电机技术被认为是新能源汽车的颠覆性技术,吸引了一批零部件生产企业纷纷巨资投入该领域。今年9月,天津天海同步集团旗下的湖北泰特机电有限公司100%收购欧洲最大的新能源汽车轮毂电机生产商——荷兰e-Traction Europe B.V公司,该项并购案的新闻发布会将于11月21日在北京钓鱼台国宾馆举办。

  那么,轮毂电机技术缘何具有如此巨大的魅力呢?据介绍,轮毂电机技术创造性地将动力、传动和制动装置整合到轮毂内,变中央式驱动为分布式驱动,省掉了变速器、传动轴、差速器等传动部件,实现了新能源汽车发动机、变速机的一体化,既可减少80%的传动部件、减轻30%的自身重量,又可极大地提高电池能效,延长续航里程,具有高效、节能、轻量化、小型化等诸多优点,堪称纯电动汽车的终极解决方案。

  事实上,早在20世纪90年代,国外汽车强国就开始了轮毂电机的应用开发、整车试验,积累了一定的应用经验,形成了深厚的技术储备,已具备中小批量产业化生产的条件。可是,国内在中、高功率版本的轮毂电机技术上面几乎还处于空白阶段,因此加快引进、研发、生产先进轮毂电机,对于国内新能源汽车产业来说极为迫切。

  正是看到了国内新能源汽车产业对轮毂电机技术的巨大需求空间,泰特机电全力以赴,借助海外成熟的技术力量谋求国内本土化生产。在完成对e-Traction公司的并购后,泰特机电将具备轮毂电机的核心技术优势,并能加速在新能源商用车领域的推广应用,为中国新能源汽车产业的发展添砖加瓦。

  在业界,对于轮毂电机的应用前景,不少业内人士十分看好,并预计该项技术将在3-5年内实现快速增长。专家认为,轮毂电机技术和应用通过颠覆式创新改变传统汽车传动系统,在新能源汽车行业颇具前瞻性,是未来新能源汽车驱动技术的主流发展趋势,其产业化发展前景巨大。

  对此,有业内人士预测,到2025年,如果电动汽车能够实现600万辆的产量,而其中三分之一即200万辆电动汽车采用轮毂电机的话,其市场潜力将不可估量。

  目前,随着越来越多的企业在轮毂电机领域的加速布局,可以预见中国新能源汽车轮毂电机即将进入产业化时代,而以轮毂电机为标志的分布式驱动革命将颠覆新能源汽车供应链格局。




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