電機振動的產生及控制管窺

【摘 要】在現代社會的工業生產中，電機作為原動機被廣泛地應用于拖動各種生產的機械。然而，電機振動可能會引起停機甚至停產等不良的現象，本文主要對電機振動的產生原因進行了分析，并提出了相應的控制方法，從而能夠有效指導電機的使用和維護。

【關鍵詞】電機振動；轉子；平衡

隨著社會經濟的快速發展以及科學技術的進步，用戶對于工業生產的可靠性提出了越來越高的要求。目前，很多行業都大量應用電機作為原動機拖動各種生產機械。但是，如果電機出現振動就很有可能造成電機使用壽命縮短、附屬機械損壞等經濟損失。因此需要找出電機振動的原因并加以控制，從而有效避免由于振動造成的設備故障。

1.電機振動產生的影響

設備在運行過程中都會出現振動的現象，而電機振動會對電動機的安全平穩運行產生一些負面影響。其一，電機出現振動后會消耗大量的能量，因而電動機的效率就會大大降低；其二，電機振動會直接傷害電機的軸承，因而使得軸承的壽命不斷縮短；其三，電機振動會使得電機端部的綁線松動，從而導致端部繞組之間相互摩擦，絕緣的電阻就會降低，甚至造成絕緣擊穿；其四，電機振動甚至會使轉子磁極出現松動的狀況，轉子和定子間的相互摩擦，嚴重時甚至導致電機轉子的斷裂；其五，電機振動會使基礎或者與電機配套的其他設備的正常運轉受到一定的影響，可能會使一些零件出現損傷的狀況，一旦零件出現損傷就可能造成事故，導致安全隱患的出現。

2.電機振動產生的原因

造成電機振動的原因主要是由其定子鐵心、定子繞組、轉子、機座以及軸承五部分的振動造成的。

2.1由定子鐵心振動造成的電機振動

電磁力是導致定子鐵心振動的重要原因，其主要的振型有橢圓形、四邊形以及三角形等。定子疊片鐵心內有交變磁場通過，就很有可能產生軸向振動，如果鐵心沒有壓緊，就會產生比較劇烈的振動，甚至造成斷齒。

2.2由機座的振動造成電機的振動

電機機座產生振動也會造成電機的振動，其原因主要有兩種：一種是轉子振動的時候就會產生激振力；另一種則是定子鐵心的電磁振動則由鐵心與機座的連接傳過來的時候，就會引起機座的倍頻振動，如果單機容量增大其機座的振動則越大。

2.3由定子繞組振動引起的電機振動

在電機的正常運行過程之中，其定子繞組受到繞組電流與漏磁通的作用力、轉子磁拉力以及繞組熱脹冷縮力的影響，從而就會引起繞組的系統頻率的振動。尤其是由電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部振動會對電機的振動產生較大的影響。

2.4由轉子振動引起的電機振動

電機轉子的振動可以分為兩類，一類是彎曲轉動，另一類則是扭轉振動。其中，引起電機轉子彎曲轉動的原因有三個，即：一是轉子的質量不平衡。轉子質量不平衡分為靜不平衡、動不平衡以及兩者都有。所以，為了消除由于質量不平衡對轉子的影響，則在制造轉子的時候就要進行嚴格的動、靜平衡試驗；二是轉子在運行的時候由于轉子冷熱不均以及電磁不平衡導致電機轉子的彎曲轉動；其三是由于轉子有振動的特性，因而就會引起電機轉子的彎曲振動。

轉子的扭轉振動會使轉子產生疲勞甚至損壞，進而導致轉子的壽命縮短，甚至會引起比較嚴重的電機事故。

2.5由軸承引起的電機振動

電機軸承形式之所以不同是因為電機軸承的功率不同，一般而言滾動軸承多用于中小型電機之中，而滑動軸承多用于大型的電機之中。由滾動軸承引起的振動的因素主要有四種，一是軸承的制造精度，比如軸承內圈的徑向偏擺、滾動體的橢圓度、架空中的間隙等過大或者過小就會導致劇烈的機械振動；二是軸承的安裝配合精度，主要是指軸承與端蓋以及軸承與轉軸軸承擋的配合精度，軸承的安裝配合精度過大或者過小也會導致機械的劇烈振動，導致電機的壽命縮短；三是軸承潤滑脂的情況，如果軸承潤滑脂過稠，其會對滾動體振動的阻礙作用產生的效果較差，若軸承潤滑脂過稀少，則會導致軸承的摩擦，減少軸承的使用壽命；四是軸承的安裝方法也會對電機的振動造成一定的影響。當油膜渦動以及油膜振蕩的時候，就會引起系統劇烈的振動，從而對電機的系統造成一定的破壞。

3.電機振動的控制措施

首先，為抑制由定子鐵心引起的電機振動，定子鐵心通常采用壓板及螺桿壓緊的結構，同時還應當注意避免由于鐵心局部壓力過大而導致的損傷。

其次，為了防止由于電磁力引起的定子繞組的槽部和頂部的振動，通常采用的措施是采用槽部線棒固緊結構以及使用端部軸向剛性支架。

再次，經過實踐證明落地軸承形式的轉子激振力對于機座的影響要遠遠小于軸承座設置在定子機座端蓋上的軸承形式。對于減少電機機座振動而采取的措施有兩種，一種是將鐵心與機座之間的連接換成彈性結構，這樣就會減少鐵心振動對于機座的影響；另一種則是要控制機座的自振頻率，這樣就可以有效避開鐵心的倍頻振動頻率以及轉子的振動頻率。

另外，在設計轉子的時候要擴大轉子的臨界轉速與電機額定轉速的差距，最好的方法要使臨界轉速偏離電機額定轉速的15%以上，并且還要避開轉子的工作頻率以及倍頻。

最后，要合理設置電機軸承的制造精度、軸承的安裝配合精度，采用較為合理的軸承安裝方法，以及合理調制潤滑脂的黏稠程度。只有對電機振動采取有效的控制措施，才能夠有效減少電機磨損，增加電機的壽命，提高生產的效率，增加企業的經濟效益。

4.結語

在日常的工作生產中，電機振動會對電機的壽命產生一定的影響。因而，就要準確分析導致電機振動的原因，嚴格對電機做好選型、安裝、運行以及停機的各項檢查工作，盡可能消除電機振動對電機壽命的不利影響，從而保證電機能夠在最佳的狀態下工作，提高生產的效率。

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