高压电动机振动问题及试验

徐文秀　范文鹏

摘要：高压电动机是一种将电能转换为机械能的设备，用来驱动各种用途的生产机械。发电厂、机械制造工业、冶金工业、煤炭工业、石油工业、轻纺工业、化学工业及其他各工矿企业中，广泛地应用着各种高压电动机。例如压缩机、鼓风机、磨煤机、循环水泵、给水泵等机械。对于高压电动机来说，振动过大是一个极易发生的问题，如何能够降低高压电动机到现场与被驱动设备连接后振动过大的发生的概率是十分重要的。

关键词：高压电动机；振动；原因；措施；试验；

1.高压电动机及振动的基本原理

1.1 高压电动机的基本原理

电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。而高压电动机是指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压，由于国外的电网不同，也有3300V、6600V和11000V的电压等级。

1.2 振动的基本原理

振动是物体相对于某一基准位置的周期性往复运动的状态，振动可以用它的位移、速度和加速度等几个主要参数来表达。

2.高压电动机振动的危害

电动机振动带来的危害有很多，振动会对电动机本身产生危害、对拖动设备产生危害及对周围环境产生危害，主要危害有下列几个方面：

电动机振动会加速电动机轴承磨损，使轴承的正常使用寿命大大缩短。

电动机振动将使绕组绝缘下降。由于振动使电动机端部绑线松动，造成端部绕组产生相互磨擦，绝缘电阻降低，绝缘寿命缩短，严重时造成绝缘击穿。

电动机振动会造成所拖动机械的损坏，影响四周设备的正常工作，发出很大的噪声。

3.引起高压电动机振动的原因

引起振动的具体原因根据经验归结如下：

3.1 设计原因

例如某工厂所用立式电机到现场与被驱动设备连接后振动过大，通过检查排除了工艺制造、包装运输、现场安装、运行的因素后才发现根本原因在于电动机运行频率与被驱动设备及基础形成系统共振导致了振动过大问题不能解决，由于出现此问题的情况十分严重，需要改变被驱动设备或基础或电动机的频率才能解除，因此在高压电动机设计时应当非常仔细和严谨，避免颠覆性的错误发生。

3.2 制造原因

电动机在生产过程中，由于制造的原因，电动机的定转子铁芯偏心、铁芯不牢固、转子不平衡、转轴弯曲、定转子气隙不均、磁力中心不一致等都可能导致振动过大情况出现。

3.3 包装及运输原因

电动机在包装过程中，未按照规定包装程序进行包装，高压电动机未能牢固地固定在箱底木梁上，导致电机在运输过程中出现异常造成电机损害。

电动机在运输过程中，出现高压电动机翻身或其他不正常现象；

高压电动机运输到位后不立即安装，也不拆箱清理并做检查，未能做到每隔半年应开箱检查一次。

3.4 现场安装原因

电动机的基础安装不良、机械强度不够、地脚螺丝不牢固、联轴器连接不良、找中心不准等。

3.5 运行原因

电动机在运行过程中出现三相电压不平衡、轴承未及时更换、电机气隙不均引起单边电磁拉力使气隙进一步增大，从而引起振动过大。

4.控制高压电动机振动的措施

从以上引起振动的原因可以看出，對于为了控制电机振动需要各个阶段都进行注意，综合考虑建议采取以下措施进行控制：

4.1 设计阶段

客户必须与电动机厂做充分的沟通，使电动机厂充分了解客户的需求，同时使电动机厂充分了解安装的技术条件。具体措施是：在电机开始生产前，客户技术人员与电动机厂设计人员采取开工会的方式进行沟通，沟通内容为合同内容，突出特殊要求，和讨论电机有可能出现的引起振动的风险较大的环节，电动机厂在规定时间内提供电动机的详细参数表和设计图纸给客户审核。

4.2 制造阶段

在高压电动机制造过程中，设置过程检验点，主要设置转子动平衡试验检验点和总装检验点；在高压电动机制造完成后，设置出厂检验点，主要设置振动试验检验点和超速试验检验点。

转子动平衡检验点：一般在电机厂动平衡的方法是：电机转子在加工完成后，将转子放于动平衡机上进行动平衡，转子进行动平衡时需带风扇在额定转速下进行，经动平衡后转子的不平衡量需满足ISO 1940 G 2.5的要求，实际一般电动机厂的技术规范要求比标准更高，所以在见证转子动平衡时还需要求其满足厂内技术规范。

超速试验：就是将电动机转速升至电机额定的转速的1.2倍持续2分钟，超速的试验的目的是考核电动机轴承和转子的装配，在超速试验过程中和超速后要观察电机的振动情况，如果在超速前电机振动很小，而在超速过程中电机振动非常大，或者电机在超速后降低到额定转速，电机振动比超速前明显过大，则要怀疑电机的装配质量，需要要求电机厂对电机进行拆机检查，并重新进行动平衡和振动试验。

4.3 包装及运输阶段

电动机在装箱时，必须牢固地固定在箱底木梁上，在运输途中不得拆箱，防止高压电动机翻身，运输到位后如不立即安装，也应拆箱清理并进行检查，每隔半年应开箱检查一次。

4.4 现场安装阶段

认真阅读电机的安装说明书，电机的安装基础需满足要求，地脚螺丝需牢固、联轴器连接良好、找准中心。

4.5 运行阶段

运行人员需要熟悉电机的操作说明书，及时对易损部件进行更换，在运行过程中注意电压波动、电机运行是否有异响声。

5.结束语

振动是高压电动机中极易出现的问题，振动过大会加速高压电动机轴承磨损，使轴承的正常使用寿命大大缩短，降低高压电动机的绝缘，发出很大的噪声，不但影响了自身的工作，还会影响到被驱动设备的正常工作，为了能够控制振动过大问题的发生，本文就此提出了自己的一些观点，由于水平有限，本文中如有不当之处，请进行批评指正。

参考文献：

[1]GB 10068-2008 轴中心高为56mm及以上电机的机械振动.振动的测量、评定及限值.

[2] GB-T 1032-2012 三相异步电动机试验方法.

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