低頻測振
電機產生振動的原因
1)無錫伯頓起重電機2018年7月10日訊 電機所用的絕緣材料、疊片鐵心、線圈嵌線等零部件的組成方式,使其結構剛度和運行時的熱脹冷縮條件比較復雜
2)電機轉子存在的不平衡量
3)電機內的電磁力
4)輸入端受到的扭轉沖擊,以及輸出端受到的電網沖擊
電機振動產生的危害
1)電機轉子彎曲、斷裂.
2)轉子磁極松動,造成定子和轉子相互擦碰
3)加速電機軸承的磨損,使軸承的正常壽命大大縮短
4)電機端部綁線松動,造成端部繞組相互摩擦,絕緣電阻降低,絕緣壽命縮短,嚴重時造成絕緣擊穿
定子鐵心的振動主要是由電磁力造成的,產生橢圓形、三角形、四邊形等振型。(齒部高頻分量較多)當定子疊片鐵心內有交變磁場通過時,會產生軸向振動,若鐵心未壓緊,鐵心就會產生劇烈的振動,嚴重時造成斷齒。為了防止此類振動的發生,定子鐵心一般采用壓板及螺桿壓緊結構,但同時應注意防止因鐵心局部壓力過大而造成的損傷。
電機定子繞組的振動
在電機運行過程中,定子繞組經常受到以下幾種力的影響,引起繞組的系統頻率或者倍頻率振動:繞組中的電流與漏磁通的作用力,轉子磁拉力,繞組熱脹冷縮力。在電機設計時,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 。為了防止這兩類振動,經常要采取槽部線棒固緊結構以及端部軸向剛性支架措施 。
電機機座的振動
機座的振動源:1) 由定子鐵心的電磁振動通過鐵心與機座的連接傳來,引起機座的倍頻振動,且隨著單機容量的增大而增大;2) 轉子振動的激振力。
實踐證明:落地軸承形式的轉子激振力對機座的影響要比軸承座設置在定子機座端蓋上的軸承形式的影響要小得多。
為了減小機座的振動,經常采取的措施是:
1) 鐵心與機座之間的連接采用彈性結構,以減少鐵心振動對機座和基礎的影響;
2) 對機座的自振頻率進行控制,使其避開鐵心的倍頻振動頻率和轉子的振動頻率。
電機轉子的彎曲振動
引起電機轉子彎曲振動的三個原因:1) 轉子質量不平衡引起的振動:轉子的質量不平衡是引起機械振動的主要原因。轉子的質量不平衡可分為靜不平衡、動不平衡或者二者兼有,為了盡量消除質量不平衡的影響,在轉子制造過程中,應進行嚴格的動、靜平衡試驗。2) 轉子運行過程中的轉子冷熱不均及電磁不平衡,都會引起轉子彎曲振動。3) 轉子固有振動特性。為了減小電機轉子的振動,設計時應使轉子的臨界轉速與電機工作轉速之差足夠大,較好使其臨界轉速偏離電機額定轉速15%以上。
電機轉子的扭轉振動
轉子系統的外界扭矩的瞬變所引起的轉子系統的扭振,可以產生累積疲勞破壞,進而導致轉子壽命縮短,引發嚴重的電機事故。
解決這類問題,就要求比較正確的計算軸系的扭振自然頻率,在設計轉子時,使其避開工作頻率及其倍頻
電機軸承引起的振動
o電機所用軸承因功率不同而所采用的軸承形式也不同,在中小型電機中多采用滾動軸承,而大型電機中多采用滑動軸承。軸承形式不同,引起振動的原因也不同。
滾動軸承引起的振動因素主要有:
1)承的制造精度:軸承內圈的徑向偏擺、套圈的橢圓度、滾動體的橢圓度、架孔中的間隙及滾道表面的波紋度等。架孔中的間隙是軸承的重要的振動源,其過大或者過小都會導致劇烈的機械振動
2)軸承的安裝配合精度:軸承的安裝配合精度是指軸承與端蓋(或軸承套)以及軸承與轉軸軸承擋的配合精度
3)軸承潤滑脂的情況也會影響系統的振動。過稠的潤滑脂對滾動體振動阻尼作用的效果差,過稀將導致干摩擦
4)軸承的安裝方法會對系統的振動造成影響,常用的是熱套法滑動軸承引起的振動因素主要有:由油膜渦動和油膜振蕩現象引起,特別是油膜振蕩會引起系統劇烈的振動,而造成系統的破壞。
o軸承支架的剛度校核
高頻測聲
電機噪聲的危害
1)噪聲干擾人們的談話,降低人的思維,使人疲勞,影響休息、工作、睡眠。長期暴露在噪聲大的環境中,容易使人的聽力受損。
2)電機噪聲影響到電機本身的質量和壽命;
噪聲的幾個基本概念
o聲音產生于振動,必須經過介質傳播才能被人所感覺。聲波頻率越高,音調也越高。人能感覺到的頻率20-20000Hz。
o噪聲:各種不同頻率和聲強的聲音雜亂無章的組合
o聲波的干涉:
頻率和性質相同的聲波相疊加時所產生的現象.相位相同時,聲波加強;相位相反時,聲波減弱。這在電機噪聲控制中非常重要。
1)估計距離機器不同距離的聲壓級:如 1m處的聲壓級是80分貝,可估計10m處的聲壓級為80-20=60分貝
2)距離成倍增加的情形(較具實用價值):
上式表,距離增倍,聲壓級降低6分貝。這是噪聲測量中考核聲場是否接近自由場條件的有用關系。
電磁噪聲及其控制
電磁噪聲主要是氣隙中的電磁場產生電磁力波引起鐵心軛部振動并且通過電機外殼將噪聲輻射出去。
降低電磁噪聲的措施:
1)合理選擇齒、槽配合;2)氣隙的均勻性和氣隙值的合理選擇;
3)斜槽;4)降低磁密;5)控制共振噪聲
空氣動力引起的噪聲及其控制
風扇和轉子旋轉是空氣動力噪聲的主要噪聲源,其中又以風扇噪聲為主。
降低風扇噪聲的措施:
1)風扇合理的風路結構設計
2)風扇合理的幾何尺寸
研究和實踐證明:
1) 軸流式風扇和后傾風葉離心式風扇所產生的噪聲比徑向風葉離心式風扇要低;
2) 適當的降低風扇外圓與定子端板之間的間隙以及小的風葉進風口角度和出風口角度,都有利于噪聲的降低;
3)盡可能的減少風路中的障礙物及變化較緩的風路設計,可以有效的降低噪聲。
機械噪聲及其控制
主要是滑動軸承和滾動軸承噪聲
滾動軸承噪聲較為厲害:
與軸承各零件的加工質量、裝配工藝、工作轉速、潤滑等有關
電機噪聲的識別
電磁噪聲的識別:
1)改變外加電壓法
2)切斷電源法
空氣動力噪聲識別:
1)根據電機的通風特點,從頻譜上初步分析
2)風扇取下,做對比試驗
機械噪聲識別:
1)軸承噪聲,更換軸承
2)碳刷引起的噪聲,提起碳刷
3)不平衡引起的噪聲,頻譜圖中識別
電機的消聲與隔聲
如果從聲源上不能控制噪聲,可以采用:1)隔聲;2)消聲
輔以吸聲材料
較簡單、較有效的隔聲方法:用鋼板、木板或塑料板制成的隔聲罩,把整個電機包圍起來,可降低20分貝左右。缺點:對散熱不利,而且占用的空間大。必須考慮電機溫升的問題。
電機的消聲方法:在氣流通道中裝消聲器,在保證氣流通過的同時,阻止或者削弱噪聲的傳播。1)阻式消聲器:在管道內用多孔材料覆蓋壁面來消耗聲音的能量。優缺點:低頻效果差,中頻效果較好。對于降低電機的通風噪聲效果較好 2)抗式消聲器:借助管道截面的突然擴大或者縮小,或旁接共振腔,使沿管道傳播的噪聲在突變處向聲源反射回去,達到消聲的目的。優缺點:結構簡單,不用吸聲材料
電機噪聲的測試與評價
測試儀器
1)聲級計:由傳聲器、放大器、計權網絡和指示器組成。
2)頻譜分析儀
測試標準:旋轉電機噪聲測定方法、極限:
GB10069.1-88 旋轉電機噪聲測定方法限值 噪聲工程測定方法
GB10069.2-88 旋轉電機噪聲測定方法及限值
GB10069.3-88 旋轉電機噪聲測定方法及限值 噪聲限值
必須說明:
現代考核電機的噪聲水平,一般采用聲功率級來評定(聲功率級與測量距離無關,可以直接反映了噪聲源的聲功率):先測量規定點的聲壓級,然后進行換算得到聲功率級。電機噪聲的測試與評價都有標準(IEC,ISO,各個國家的國家標準),但要特別注意以下要求:
1)測試環境
2)電機的安裝方式
3)電機工況
4)基準面的選取和測點的布置
5)儀器的安裝和讀數
6)數據處理
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