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      電磁振動是一個很嚴重的問題,對微電機性能影響較大

      2020-03-16

      電磁振動是一個很嚴重的問題,對微電機性能影響較大

          微電機在運行中產生的各種機械振動,都會磨損和腐蝕線圈絕緣,其中主要的是電磁振動,對電機端部繞組及槽口絕緣的影響。如果定子鐵芯壓裝質量不好,繞組端部綁扎工藝不良,會使線圈在槽內滑移,層間墊條和測溫元件墊條,也會在上下層線圈之間來回竄動,磨損上下層線圈,使線圈絕緣受損。更為嚴重的是,如果線圈運行中,導線通過的電流產生2倍電磁振動力,不僅會使線圈與鐵芯及繞組端部的間隔墊塊發生振動,使絕緣表面磨損,而且還會使導線與絕緣之間,導線匝間、股間產生摩擦振動,造成繞組匝間、線股間松散、短路、斷線等問題。同時,在短路部位產生附加損耗,使繞組局部溫度劇烈升高,絕緣強度下降,發生絕緣擊穿故障。因此,電磁振動是造成線圈絕緣損壞主要原因。

      電機振動原因分析及危害

          電機所用的絕緣材料、疊片鐵心、線圈線等零部件的組成方式,使其結構剛度和運行時的熱脹冷縮條件比較復雜,是電機振動的原因之一。電機轉子存在的不平衡量、電機內的電磁力、電機拖動負載后受到的扭轉沖擊,以及電網的沖擊,都會導致電機產生振動。

          電機振動的危害較大,比如,會使電機轉子彎曲、斷裂;使電機轉子磁極松動,造成電機定轉子相擦和掃膛故障;一定程度上會加速電機軸承的磨損,使軸承的正常壽命大大縮短;導致電機繞組端部松動,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。

          影響電機振動的主要零部件包括電機定子鐵芯、定子繞組、電機機座、轉子和軸承。定子鐵心的振動主要是由電磁力造成,產生橢圓形、三角形、四邊形等振型。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。

          在電機運行過程中,定子繞組經常受到繞組中的電流與漏磁通的作用力、轉子磁拉力、繞組熱脹冷縮力等影響,引起繞組的系統頻率或者倍頻率振動。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。

          機座振動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;機座振動的另一個因素是轉子振動的激振力。為了減小機座的振動,將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;或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。

          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。

          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。


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