電機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生的各種機(jī)械振動(dòng),都會(huì)磨損和腐蝕線圈絕緣,其中最主要的是電磁振動(dòng),對(duì)電機(jī)端部繞組及槽口絕緣的影響。如果定子鐵芯壓裝質(zhì)量不好,繞組端部綁扎工藝不良,會(huì)使線圈在槽內(nèi)滑移,層間墊條和測(cè)溫元件墊條,也會(huì)在上下層線圈之間來(lái)回竄動(dòng),磨損上下層線圈,使線圈絕緣受損。更為嚴(yán)重的是,如果線圈運(yùn)行中,導(dǎo)線通過(guò)的電流產(chǎn)生2倍電磁振動(dòng)力,不僅會(huì)使線圈與鐵芯及繞組端部的間隔墊塊發(fā)生振動(dòng),使絕緣表面磨損,而且還會(huì)使導(dǎo)線與絕緣之間,導(dǎo)線匝間、股間產(chǎn)生摩擦振動(dòng),造成繞組匝間、線股間松散、短路、斷線等問(wèn)題。同時(shí),在短路部位產(chǎn)生附加損耗,使繞組局部溫度劇烈升高,絕緣強(qiáng)度下降,發(fā)生絕緣擊穿故障。因此,電磁振動(dòng)是造成線圈絕緣損壞主要原因。
電機(jī)所用的絕緣材料、疊片鐵心、線圈線等零部件的組成方式,使其結(jié)構(gòu)剛度和運(yùn)行時(shí)的熱脹冷縮條件比較復(fù)雜,是電機(jī)振動(dòng)的原因之一。電機(jī)轉(zhuǎn)子存在的不平衡量、電機(jī)內(nèi)的電磁力、電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載后受到的扭轉(zhuǎn)沖擊,以及電網(wǎng)的沖擊,都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。
電機(jī)振動(dòng)的危害較大,比如,會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲、斷裂;使電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極松動(dòng),造成電機(jī)定轉(zhuǎn)子相擦和掃膛故障;一定程度上會(huì)加速電機(jī)軸承的磨損,使軸承的正常壽命大大縮短;導(dǎo)致電機(jī)繞組端部松動(dòng),造成端部繞組相互摩擦,絕緣電阻降低,絕緣壽命縮短,嚴(yán)重時(shí)造成絕緣擊穿。
影響電機(jī)振動(dòng)的主要零部件包括電機(jī)定子鐵芯、定子繞組、電機(jī)機(jī)座、轉(zhuǎn)子和軸承。定子鐵心的振動(dòng)主要是由電磁力造成,產(chǎn)生橢圓形、三角形、四邊形等振型。當(dāng)定子疊片鐵心內(nèi)有交變磁場(chǎng)通過(guò)時(shí),會(huì)產(chǎn)生軸向振動(dòng),若鐵心未壓緊,鐵心就會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)造成斷齒。為了防止此類振動(dòng)的發(fā)生,定子鐵心一般采用壓板及螺桿壓緊結(jié)構(gòu),但同時(shí)應(yīng)注意防止因鐵心局部壓力過(guò)大而造成的損傷。
在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,定子繞組經(jīng)常受到繞組中的電流與漏磁通的作用力、轉(zhuǎn)子磁拉力、繞組熱脹冷縮力等影響,引起繞組的系統(tǒng)頻率或者倍頻率振動(dòng)。在電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),特別值得考慮的是由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動(dòng)。為了防止這兩類振動(dòng),經(jīng)常要采取槽部線棒固緊結(jié)構(gòu)以及端部軸向剛性支架措施。
機(jī)座振動(dòng)由定子鐵心的電磁振動(dòng)通過(guò)鐵心與機(jī)座的連接傳來(lái),引起機(jī)座的倍頻振動(dòng),且隨著單機(jī)容量的增大而增大;機(jī)座振動(dòng)的另一個(gè)因素是轉(zhuǎn)子振動(dòng)的激振力。為了減小機(jī)座的振動(dòng),將鐵心與機(jī)座之間的連接采用彈性結(jié)構(gòu),以減少鐵心振動(dòng)對(duì)機(jī)座和基礎(chǔ)的影響;或?qū)C(jī)座的自振頻率進(jìn)行控制,使其避開(kāi)鐵心的倍頻振動(dòng)頻率和轉(zhuǎn)子的振動(dòng)頻率。
電機(jī)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡是引起機(jī)械振動(dòng)的主要原因。轉(zhuǎn)子的質(zhì)量不平衡可分為靜不平衡、動(dòng)不平衡或者二者兼有,為了盡量消除質(zhì)量不平衡的影響,在轉(zhuǎn)子制造過(guò)程中,應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)、靜平衡試驗(yàn)。
轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的外界扭矩的瞬變所引起的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的扭振,可以產(chǎn)生累積疲勞破壞,進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)子壽命縮短,引發(fā)嚴(yán)重的電機(jī)事故。解決這類問(wèn)題,就要求比較正確的計(jì)算軸系的扭振自然頻率,在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子時(shí),使其避開(kāi)工作頻率及其倍頻。
電機(jī)所用軸承因功率不同而所采用的軸承形式也不同,在中小型電機(jī)中多采用滾動(dòng)軸承,而大型電機(jī)中多采用滑動(dòng)軸承。軸承形式不同,引起振動(dòng)的原因也不同。
|