高压电动机振动原因分析及防范措施.doc

高压电动机振动原因分析及防范措施
王晓丽王飞高勇高利涛
(内蒙古丰镇发电厂,内蒙古丰镇 012100)
[摘要] 根据在发电厂从事多年电机检修工作的经验,并参考相关理论书籍认真分析总结出了三相异步高压电动机发生振动的原因及其相应的防范措施,可供借鉴。
[关键词] 高压电动机;振动;原因分析;防范措施
高压电动机是火电厂的主要电气设备之一,它能否安全可靠运行,直接影响发电厂的安全经济性。目前,随着机组容量的日趋大型化,高压电动机的振动问题尤为突出,而且规定相当严格精确,据丰镇发电厂不完全统计,高压电动机因振动值超标停运次数占高压电动机总故障次数的70%左右,当然因高压电动机振动造成电动机零部件严重损坏甚至电机烧损,被迫停运检修,经济损失则更大。
1 高压电动机振动原因分析

当转子的重力中心不在转轴的轴线上时,转子便出现不平衡而引起转子振动。即使转子
静平衡再理想,常常还有残余的不平衡,这个残余的不平衡将产生离心力,离心力使转子产生动挠度,在转子达到额定转速时,动力挠度最大,离心力也达到最大,造成转子剧烈振动。
S•
y
e
对于水平转子来说,由于转子风叶重量W的影响(转子铁芯因加工工艺严格,一般不会影响平衡),经常有一个挠度y,风叶的重心S偏离转轴的距离为e,则风叶重心偏离旋转轴线的距离为y+e,如图1所示:
根据参考文献[2]可知
p = m•ɑ (1) ; ɑ=(y+e)•ω2 (2)
则由(1) (2)可以得出:
图1 重心偏离分析
p = m(y+e)•ω2 (3)
式中:p为离心力;m为风叶质量;ω为角速度;ɑ为角加速度。
由理论力学可知,离心力与变形成正比,即: p = ky (4)
代(3)入(4)得:m(y+e)•ω2 = ky 整理后:y = meω2 /(k - mω2) (5)
分析以上的方程式可知,转子不平衡将产生离心力,离心力会造成转子在转动时变形,即形成振动。

当三相异步电动机定转子气隙不均匀时,造成旋转磁通不平衡,进而产生不平衡的电磁力,在该电磁力的作用下,电动机的转子就会发生振动,气隙不均匀程度越严重振动越大。造成电动机气隙不均匀的因素主要有定子铁芯的中心轴线与前后轴承室中心轴线不在一条线、端盖偏心或轴承室跑套、轴颈变细、轴承间隙太大或轴承严重损坏、定子铁芯位移、轴瓦顶部间隙过小或瓦盖紧力过大等。

高压电动机转子笼条开焊和断裂主要发生在电机启动过程中,笼条所受的应力超过了机械强度。笼条断裂应力包括热应力、焊接残余应力和交变应力三种。热应力是在电机启动过程中,因启动电流为额定电流的5—7倍,由此而产生的损耗可使端环和笼条达到200—300℃的高温,从而使端环产生相当大的热变形,使笼条受到的一个弯曲应力;焊接残余应力是由于端环在焊接中局部受热而变形,焊好后因冷却收缩而造成的弯曲应力;交变应力是在电机启动过程中低频循环应力,是一个两倍电流频率的脉动力,是笼条断裂的主要原因。电动机

图2 转子受力图
F1
F2
F

转子笼条断裂后,将会造成转子本来平衡的力偶F1和F2 失衡,除了产生切向力矩外,还会形成一个合力F使转子产生偏离轴线的运动进而振动。如图2所示。造成转子笼条断裂主要原