Existuje mnoho dôvodov vibrácií motora a sú tiež veľmi zložité. Motory s viac ako 8 pólmi nespôsobujú vibrácie kvôli problémom s kvalitou výroby motora. Vibrácie sú bežné u 2–6 pólových motorov. Norma IEC 60034-2, ktorú vypracovala Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC), je normou pre meranie vibrácií rotačných motorov. Táto norma špecifikuje metódu merania a kritériá hodnotenia vibrácií motora vrátane limitných hodnôt vibrácií, meracích prístrojov a metód merania. Na základe tejto normy je možné určiť, či vibrácie motora spĺňajú normu.

Škodlivé účinky vibrácií motora na motor

Vibrácie generované motorom skracujú životnosť izolácie vinutia a ložísk, ovplyvňujú normálne mazanie ložísk a vibračná sila spôsobuje zväčšovanie izolačnej medzery, čo umožňuje vniknutie vonkajšieho prachu a vlhkosti, čo vedie k zníženiu izolačného odporu a zvýšenému zvodovému prúdu a dokonca k nehodám, ako je prerušenie izolácie. Okrem toho vibrácie generované motorom môžu ľahko spôsobiť prasknutie potrubia chladiacej vody a otvorenie zvarových bodov vibráciami. Zároveň to spôsobí poškodenie zaťažovacích strojov, zníženie presnosti obrobku, únavu všetkých mechanických častí, ktoré vibrujú, a uvoľnenie alebo zlomenie kotviacich skrutiek. Motor spôsobí abnormálne opotrebovanie uhlíkových kief a zberných krúžkov a dokonca môže dôjsť k vážnemu požiaru kief a spáleniu izolácie kolektorového krúžku. Motor bude generovať veľa hluku. Táto situácia sa zvyčajne vyskytuje pri jednosmerných motoroch.

Desať dôvodov, prečo elektromotory vibrujú

1. Rotor, spojka, spojka a hnacie koleso (brzdové koleso) sú nevyvážené.

2. Uvoľnené konzoly jadra, uvoľnené šikmé kľúče a čapy a uvoľnené upevnenie rotora môžu spôsobiť nevyváženosť rotujúcich častí.

3. Osový systém spojovacej časti nie je vycentrovaný, stredová čiara sa neprekrýva a centrovanie je nesprávne. Hlavnou príčinou tejto poruchy je zlé zarovnanie a nesprávna inštalácia počas procesu inštalácie.

4. Stredové čiary spojovacích častí sú za studena konzistentné, ale po určitom čase prevádzky sa stredové čiary zničia v dôsledku deformácie otočného bodu rotora, základu atď., čo vedie k vibráciám.

5. Ozubené kolesá a spojky pripojené k motoru sú chybné, ozubené kolesá dobre nezaberajú, zuby ozubených kolies sú silne opotrebované, kolesá sú zle mazané, spojky sú skreslené alebo nesprávne zarovnané, tvar zubov a rozstup ozubených spojok sú nesprávne, medzera je príliš veľká alebo opotrebovanie je silné, čo všetko spôsobuje určité vibrácie.

6. Vady v samotnej konštrukcii motora, ako napríklad oválny čap, ohnutý hriadeľ, príliš veľká alebo príliš malá medzera medzi hriadeľom a ložiskom, nedostatočná tuhosť ložiskového sedla, základovej dosky, časti základu alebo dokonca celého základu inštalácie motora.

7. Problémy s inštaláciou: motor a základná doska nie sú pevne upevnené, skrutky základne sú uvoľnené, ložiskové sedlo a základná doska sú uvoľnené atď.

8. Ak je medzera medzi hriadeľom a ložiskom príliš veľká alebo príliš malá, spôsobí to nielen vibrácie, ale aj abnormálne mazanie a teplotu ložiska.

9. Záťaž poháňaná motorom prenáša vibrácie, ako napríklad vibrácie ventilátora alebo vodného čerpadla poháňaného motorom, čo spôsobuje vibrácie motora.

10. Nesprávne zapojenie statora striedavého motora, skrat rotorového vinutia navinutého asynchrónneho motora, skrat medzi závitmi budiaceho vinutia synchrónneho motora, nesprávne pripojenie budiacej cievky synchrónneho motora, zlomená rotorová tyč klietky asynchrónneho motora, deformácia jadra rotora spôsobujúca nerovnomernú vzduchovú medzeru medzi statorom a rotorom, čo vedie k nevyváženému magnetickému toku vzduchovej medzery a tým k vibráciám.

Príčiny vibrácií a typické prípady

Existujú tri hlavné príčiny vibrácií: elektromagnetické príčiny, mechanické príčiny a elektromechanické zmiešané príčiny.

1. Elektromagnetické dôvody

1. Napájanie: trojfázové napätie je nevyvážené a trojfázový motor beží s chýbajúcou fázou.

2. Stator: Jadro statora sa stáva eliptickým, excentrickým a uvoľneným; vinutie statora je prerušené, uzemnené, skratované medzi závitmi, nesprávne zapojené a trojfázový prúd statora je nevyvážený.

Napríklad: Pred generálnou opravou utesneného motora ventilátora v kotolni sa na statorovom jadre našiel červený prášok. Existuje podozrenie, že statorové jadro je uvoľnené, ale nebolo to súčasťou štandardnej generálnej opravy, takže sa s tým nepracovalo. Po generálnej oprave motor počas skúšobnej prevádzky vydával prenikavý zvuk. Porucha bola odstránená po výmene statora.

3. Porucha rotora: Jadro rotora sa stáva eliptickým, excentrickým a uvoľneným. Kryt rotora a koncový krúžok sú zvarené, kryt rotora je zlomený, vinutie je nesprávne, kontakt kefy je slabý atď.

Napríklad: Počas prevádzky motora bezzubej píly v sekcii podvalov sa zistilo, že prúd statora motora kolísal tam a späť a vibrácie motora sa postupne zvyšovali. Na základe tohto javu sa usúdilo, že rotorová klietka motora mohla byť zvarená a zlomená. Po demontáži motora sa zistilo, že v rotorovej klietke je 7 zlomenín, pričom dve vážne zlomy boli úplne zlomené na oboch stranách a na koncovom krúžku. Ak sa to včas nezistia, môže to spôsobiť vážnu nehodu so spálením statora.

2. Mechanické dôvody

1. Motor:

Nevyvážený rotor, ohnutý hriadeľ, deformovaný zberný krúžok, nerovnomerná vzduchová medzera medzi statorom a rotorom, nekonzistentný magnetický stred medzi statorom a rotorom, porucha ložiska, zlá inštalácia základu, nedostatočná mechanická pevnosť, rezonancia, uvoľnené kotviace skrutky, poškodený ventilátor motora.

Typický prípad: Po výmene horného ložiska motora kondenzačného čerpadla sa chvenie motora zvýšilo a rotor a stator vykazovali mierne známky kývania. Po dôkladnej kontrole sa zistilo, že rotor motora bol zdvihnutý do nesprávnej výšky a magnetický stred rotora a statora nebol zarovnaný. Po opätovnom nastavení skrutkového uzáveru prítlačnej hlavy bola chyba vibrácií motora odstránená. Po generálnej oprave motora krížového zdvíhacieho zariadenia boli vibrácie vždy veľké a vykazovali známky postupného zvyšovania. Keď motor spustil hák, zistilo sa, že vibrácie motora boli stále veľké a existovala veľká axiálna struna. Po demontáži sa zistilo, že jadro rotora bolo uvoľnené a vyváženie rotora bolo tiež problematické. Po výmene náhradného rotora bola chyba odstránená a pôvodný rotor bol vrátený do továrne na opravu.

2. Spolupráca so spojkou:

Spojka je poškodená, spojka je zle spojená, spojka nie je vycentrovaná, zaťaženie je mechanicky nevyvážené a systém rezonuje. Hriadeľový systém spojovacej časti nie je vycentrovaný, stredová čiara sa neprekrýva a centrovanie je nesprávne. Hlavným dôvodom tejto poruchy je zlé centrovanie a nesprávna inštalácia počas procesu inštalácie. Existuje aj iná situácia, a to, že stredová čiara niektorých spojovacích častí je za studena konzistentná, ale po určitom čase chodu je stredová čiara zničená v dôsledku deformácie otočného bodu rotora, základu atď., čo vedie k vibráciám.

Napríklad:

a. Vibrácie motora obehového vodného čerpadla boli počas prevádzky vždy veľké. Kontrola motora nepreukázala žiadne problémy a všetko je normálne, keď je odľahčený. Trieda čerpadla sa domnieva, že motor beží normálne. Nakoniec sa zistilo, že stredová poloha motora je príliš odlišná. Po opätovnom zarovnaní triedy čerpadla sa vibrácie motora eliminovali.

b. Po výmene remenice ventilátora s núteným odvodom vzduchu v kotolni motor počas skúšobnej prevádzky vibruje a trojfázový prúd motora sa zvyšuje. Všetky obvody a elektrické komponenty sú skontrolované a nevyskytujú sa žiadne problémy. Nakoniec sa zistí, že remenica je nekvalitná. Po výmene vibrácie motora ustúpia a trojfázový prúd motora sa vráti do normálu.

3. Elektromechanické zmiešané dôvody:

1. Vibrácie motora sú často spôsobené nerovnomernou vzduchovou medzerou, ktorá spôsobuje jednostranné elektromagnetické napätie a jednostranné elektromagnetické napätie vzduchovú medzeru ďalej zväčšuje. Tento elektromechanický zmiešaný efekt sa prejavuje ako vibrácie motora.

2. Axiálny pohyb struny motora v dôsledku vlastnej gravitácie rotora alebo úrovne inštalácie a nesprávneho magnetického stredu spôsobuje elektromagnetické napätie, ktoré spôsobuje axiálny pohyb struny motora, čo vedie k zvýšeniu vibrácií motora. V závažných prípadoch dochádza k opotrebovaniu koreňa ložiska hriadeľa, čo spôsobuje rýchle zvýšenie teploty ložiska.

3. Ozubené kolesá a spojky pripojené k motoru sú chybné. Táto porucha sa prejavuje najmä v zlom zábere ozubených kolies, silnom opotrebovaní zubov ozubených kolies, slabom mazaní kolies, zošikmených a nesprávne zarovnaných spojkách, nesprávnom tvare zubov a rozstupe ozubených spojok, nadmernej vôli alebo silnom opotrebení, ktoré spôsobuje určité vibrácie.

4. Vady vo vlastnej konštrukcii motora a problémy s inštaláciou. Táto chyba sa prejavuje najmä ako eliptický krk hriadeľa, ohnutý hriadeľ, príliš veľká alebo príliš malá medzera medzi hriadeľom a ložiskom, nedostatočná tuhosť ložiskového sedla, základovej dosky, časti základu alebo dokonca celého základu inštalácie motora, uvoľnené upevnenie medzi motorom a základovou doskou, uvoľnené skrutky pätky, uvoľnenie medzi ložiskovým sedlom a základovou doskou atď. Príliš veľká alebo príliš malá medzera medzi hriadeľom a ložiskom môže spôsobiť nielen vibrácie, ale aj abnormálne mazanie a teplotu ložiska.

5. Záťaž poháňaná motorom vedie vibrácie.

Napríklad: vibrácie parnej turbíny parného turbogenerátora, vibrácie ventilátora a vodného čerpadla poháňaných motorom, ktoré spôsobujú vibrácie motora.

Ako zistiť príčinu vibrácií?

Aby sme odstránili vibrácie motora, musíme najprv zistiť príčinu vibrácií. Iba zistením príčiny vibrácií môžeme prijať cielené opatrenia na odstránenie vibrácií motora.

1. Pred vypnutím motora skontrolujte vibrácie každej súčiastky vibračným meračom. Pri súčiastkach s veľkými vibráciami podrobne otestujte hodnoty vibrácií vo vertikálnom, horizontálnom a axiálnom smere. Ak sú kotviace skrutky alebo skrutky krytu ložiska uvoľnené, môžete ich priamo utiahnuť. Po utiahnutí zmerajte veľkosť vibrácií, aby ste zistili, či sa eliminovali alebo znížili. Potom skontrolujte, či je trojfázové napätie napájania vyvážené a či nie je trojfázová poistka prepálená. Jednofázová prevádzka motora môže nielen spôsobiť vibrácie, ale aj rýchly nárast teploty motora. Sledujte, či sa ručička ampérmetra pohybuje tam a späť. Keď je rotor poškodený, prúd kolíše. Nakoniec skontrolujte, či je trojfázový prúd motora vyvážený. Ak sa zistia nejaké problémy, včas kontaktujte obsluhu, aby sa motor zastavil a predišlo sa jeho spáleniu.

2. Ak vibrácie motora po odstránení povrchového javu nepretrvávajú, pokračujte v odpojení napájania, uvoľnite spojku, odpojte záťažové mechanizmy pripojené k motoru a otáčajte motor samostatne. Ak samotný motor nevibruje, znamená to, že zdroj vibrácií je spôsobený nesprávnym zarovnaním spojky alebo záťažového mechanizmu. Ak motor vibruje, znamená to, že problém je v samotnom motore. Okrem toho je možné použiť metódu vypnutia napájania na rozlíšenie, či ide o elektrickú alebo mechanickú príčinu. Po prerušení napájania motor prestane vibrovať alebo vibrácie sa okamžite znížia, čo znamená, že ide o elektrickú príčinu, inak ide o mechanickú poruchu.

Riešenie problémov

1. Kontrola elektrických dôvodov:

Najprv zistite, či je trojfázový jednosmerný odpor statora vyvážený. Ak je nevyvážený, znamená to, že v mieste zvaru statora je otvorený zvar. Odpojte fázy vinutia, aby ste to overili. Okrem toho skontrolujte, či nie je medzi závitmi vinutia skrat. Ak je chyba zjavná, môžete vidieť stopy po spálení na izolačnom povrchu alebo použiť prístroj na meranie vinutia statora. Po potvrdení skratu medzi závitmi sa vinutie motora opäť odpojí.

Napríklad: motor vodného čerpadla, motor nielenže počas prevádzky prudko vibruje, ale má aj vysokú teplotu ložísk. Pri menšej oprave sa zistilo, že jednosmerný odpor motora nebol kvalifikovaný a statorové vinutie motora malo otvorený zvar. Po nájdení a odstránení poruchy eliminačnou metódou motor bežal normálne.

2. Oprava mechanických príčin:

Skontrolujte, či je vzduchová medzera rovnomerná. Ak nameraná hodnota prekračuje normu, upravte vzduchovú medzeru. Skontrolujte ložiská a zmerajte vôľu ložiska. Ak nie je vhodná, vymeňte ložiská za nové. Skontrolujte deformáciu a uvoľnenie železného jadra. Uvoľnené železné jadro je možné zlepiť a vyplniť epoxidovým lepidlom. Skontrolujte hriadeľ, ohnutý hriadeľ znovu zvarte alebo ho priamo narovnajte a potom vykonajte skúšku vyváženia rotora. Počas skúšobnej prevádzky po generálnej oprave motora ventilátora motor nielen silno vibroval, ale aj teplota ložiska prekročila normu. Po niekoľkých dňoch nepretržitého spracovania sa chyba stále nevyriešila. Pri riešení problému členovia môjho tímu zistili, že vzduchová medzera motora bola veľmi veľká a úroveň uloženia ložiska bola nevhodná. Po zistení príčiny chyby boli vôle každej časti upravené a motor bol úspešne raz otestovaný.

3. Skontrolujte mechanickú časť zaťaženia:

Príčinou poruchy bola spojovacia časť. V tomto momente je potrebné skontrolovať úroveň základu motora, sklon, pevnosť, správne vycentrovanie, poškodenie spojky a splnenie požiadaviek na vinutie predĺženia hriadeľa motora.

Kroky na riešenie vibrácií motora

1. Odpojte motor od záťaže, otestujte motor bez záťaže a skontrolujte hodnotu vibrácií.

2. Skontrolujte hodnotu vibrácií pätky motora podľa normy IEC 60034-2.

3. Ak vibrácie iba jednej zo štyroch nôh alebo dvoch diagonálnych nôh prekročia štandardnú hodnotu, uvoľnite kotviace skrutky a vibrácie budú kvalifikované, čo znamená, že podložka nie je pevná a kotviace skrutky spôsobujú deformáciu a vibrácie základne po utiahnutí. Pevne podložte podložku, znova zarovnajte a utiahnite kotviace skrutky.

4. Utiahnite všetky štyri kotviace skrutky na základoch a hodnota vibrácií motora stále prekračuje štandardnú hodnotu. V tomto okamihu skontrolujte, či je spojka nainštalovaná na predĺžení hriadeľa v jednej rovine s ramenom hriadeľa. Ak nie, budiaca sila generovaná dodatočným kľúčom na predĺžení hriadeľa spôsobí, že horizontálne vibrácie motora prekročia štandardnú hodnotu. V tomto prípade hodnota vibrácií neprekročí príliš veľa a hodnota vibrácií sa môže po spojení s hostiteľom často znížiť, preto by sa mal používateľ presvedčiť, aby ju používal.

5. Ak vibrácie motora neprekročia normu počas skúšky bez zaťaženia, ale prekročia normu pri zaťažení, existujú dva dôvody: jedným je veľká odchýlka zarovnania; druhým je fázové prekrývanie zvyškovej nevyváženosti rotujúcich častí (rotora) hlavného motora a zvyškovej nevyváženosti rotora motora. Po dokovaní je zvyšková nevyváženosť celého hriadeľového systému v rovnakej polohe veľká a generovaná budiaca sila je veľká, čo spôsobuje vibrácie. V tomto okamihu je možné spojku odpojiť a jednu z dvoch spojok otočiť o 180° a potom dokovať na skúšku, čím sa vibrácie znížia.

6. Rýchlosť (intenzita) vibrácií nepresahuje normu, ale zrýchlenie vibrácií presahuje normu a ložisko je možné iba vymeniť.

7. Rotor dvojpólového motora s vysokým výkonom má nízku tuhosť. Ak sa rotor dlhší čas nepoužíva, deformuje sa a pri opätovnom roztočení môže vibrovať. Je to spôsobené nesprávnym skladovaním motora. Za normálnych okolností sa dvojpólový motor skladuje. Motor by sa mal naštartovať každých 15 dní a pri každom naštartovaní by sa mal otočiť aspoň 8-krát.

8. Vibrácie motora klzného ložiska súvisia s kvalitou montáže ložiska. Skontrolujte, či má ložisko vyvýšené body, či je dostatočný prívod oleja do ložiska, či je uťahovacia sila ložiska, vôľa ložiska a magnetická stredová čiara správna.

9. Vo všeobecnosti možno príčinu vibrácií motora jednoducho posúdiť z hodnôt vibrácií v troch smeroch. Ak sú horizontálne vibrácie veľké, rotor je nevyvážený; ak sú vertikálne vibrácie veľké, základ inštalácie je nerovný a zlý; ak sú axiálne vibrácie veľké, kvalita montáže ložiska je nízka. Toto je len jednoduché posúdenie. Skutočnú príčinu vibrácií je potrebné zvážiť na základe podmienok na mieste a vyššie uvedených faktorov.

10. Po dynamickom vyvážení rotora sa zvyšková nevyváženosť rotora spevní na rotore a nezmení sa. Vibrácie samotného motora sa nezmenia so zmenou umiestnenia a pracovných podmienok. Problém s vibráciami sa dá dobre vyriešiť na mieste používateľa. Vo všeobecnosti nie je potrebné vykonávať dynamické vyváženie motora pri jeho oprave. Okrem mimoriadne špeciálnych prípadov, ako je ohybný základ, deformácia rotora atď., je potrebné dynamické vyváženie na mieste alebo vrátenie do továrne na spracovanie.

Spoločnosť Anhui Mingteng Permanent Magnetic Electromechanical Equipment Co., Ltd. (https://www.mingtengmotor.com/) výrobná technológia a možnosti zabezpečenia kvality

Výrobná technológia

1. Naša spoločnosť má maximálny priemer otáčania 4 m, výšku 3,2 metra a menej na vertikálnom CNC sústruhu, ktorý sa používa hlavne na spracovanie základne motora. Aby sa zabezpečila súosovosť základne, všetky spracovania základne motora sú vybavené zodpovedajúcimi nástrojmi na spracovanie. Nízkonapäťový motor využíva technológiu spracovania „jeden nôž“.

Výkovky hriadeľov sa zvyčajne vyrábajú z legovanej ocele 35CrMo, 42CrMo a 45CrMo a každá šarža hriadeľov spĺňa požiadavky „Technických podmienok pre kované hriadele“ na skúšku ťahom, skúšku nárazom, skúšku tvrdosti a ďalšie skúšky. Ložiská je možné vybrať podľa potrieb SKF alebo NSK a iných dovážaných ložísk.

2. Materiál permanentného magnetu rotora motora našej spoločnosti využíva spekaný NdFeB s vysokou magnetickou energiou a vysokou vnútornou koercitivitou, bežné triedy sú N38SH, N38UH, N40UH, N42UH atď. a maximálna pracovná teplota nie je nižšia ako 150 °C. Navrhli sme profesionálne nástroje a vodiace upínacie prípravky pre montáž magnetickej ocele a kvalitatívne sme analyzovali polaritu zostaveného magnetu primeranými prostriedkami tak, aby relatívna hodnota magnetického toku každého drážkového magnetu bola blízka, čo zabezpečuje symetriu magnetického obvodu a kvalitu zostavy magnetickej ocele.

3. Rotorová dierovacia čepeľ používa vysoko špecifikačné dierovacie materiály, ako napríklad 50W470, 50W270, 35W270 atď., statorové jadro formovacej cievky používa proces tangenciálneho dierovania žľabom a rotorová dierovacia čepeľ používa proces dierovania dvojitej matrice, aby sa zabezpečila konzistencia produktu.

4. Naša spoločnosť používa v procese vonkajšieho lisovania statora špeciálne zdvíhacie zariadenie vlastnej výroby, ktoré dokáže bezpečne a plynulo zdvihnúť kompaktný stator s vonkajším tlakom do základne stroja; Pri montáži statora a rotora je stroj na montáž motora s permanentným magnetom navrhnutý a uvedený do prevádzky samostatne, čo zabraňuje poškodeniu magnetu a ložiska v dôsledku podtlaku magnetu a rotora v dôsledku podtlaku magnetu počas montáže.

Schopnosť zabezpečenia kvality

1. Naše testovacie centrum dokáže vykonať typovú skúšku plného výkonu pre motory s permanentnými magnetmi na napäťovej úrovni 10 kV a výkonom 8000 kW. Testovací systém využíva počítačové riadenie a režim energetickej spätnej väzby, čo je v súčasnosti testovací systém s poprednou technológiou a silnými schopnosťami v oblasti ultraúčinných synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi v Číne.

2. Zaviedli sme spoľahlivý systém riadenia a úspešne sme prešli certifikáciou systému riadenia kvality podľa normy ISO9001 a certifikáciou systému environmentálneho manažérstva podľa normy ISO14001. Riadenie kvality venuje pozornosť neustálemu zlepšovaniu procesov, znižuje nepotrebné prepojenia, zvyšuje schopnosť kontrolovať päť faktorov, ako sú „človek, stroj, materiál, metóda a prostredie“, a musí dosiahnuť cieľ „ľudia čo najlepšie využívajú svoj talent, čo najlepšie využívajú svoje príležitosti, čo najlepšie využívajú svoje materiály, čo najlepšie využívajú svoje zručnosti a čo najlepšie využívajú svoje prostredie“.

Autorské práva: Tento článok je dotlačou pôvodného odkazu:

https://mp.weixin.qq.com/s/BoUJgXnms5PQsOniAAJS4A

Tento článok nepredstavuje názory našej spoločnosti. Ak máte iné názory alebo pohľady, opravte nás!