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電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡原理講解

更新時(shí)間:2025-03-06 點(diǎn)擊量:123

首先,為什么要進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡,這是因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動是發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)和維護(hù)中最關(guān)鍵的問題之一,它產(chǎn)生的動態(tài)不平衡力對發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)有不利影響。發(fā)電機(jī)的振動會產(chǎn)生很大的噪聲,加速發(fā)電機(jī)軸瓦磨損,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的性能和安全運(yùn)行。為降低或消除發(fā)電機(jī)振動,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動平衡是轉(zhuǎn)子生產(chǎn)制造過程中不可少的重要環(huán)節(jié)。

那么,需要弄清的是電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡的兩種狀態(tài),即靜不平衡與偶不平衡、剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子;前者類似于解釋電機(jī)不平衡原理,前者類似于如何避免電機(jī)不平衡。

靜不平衡:主慣性軸與旋轉(zhuǎn)軸心平行,就是說質(zhì)心矩不為零,簡單來說就是重心未在中心點(diǎn)上。

偶不平衡:主慣性軸與旋轉(zhuǎn)的軸線在質(zhì)心相交,產(chǎn)生夾角α,簡單來說就是重心在中心點(diǎn)上了,但是軸轉(zhuǎn)動起來離心力不在同一點(diǎn)上,像是有人拉著軸的兩邊各走各的。    

大多數(shù)情況下,靜不平衡的離心合力矢量與動不平衡的離心合力偶矢量不互相垂直,此時(shí)力系最后簡化為力螺旋,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線與任一中心慣性主軸既不平行,又不相交,大多數(shù)轉(zhuǎn)子的不平衡分布正是這種情形。

轉(zhuǎn)子分為剛性轉(zhuǎn)子和柔性轉(zhuǎn)子。工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速時(shí),不平衡離心力較小,由此引起的撓曲變形很小而可以忽略,這種轉(zhuǎn)子稱為剛性轉(zhuǎn)子;反之,工作轉(zhuǎn)速高于一階臨界轉(zhuǎn)速,撓曲變形不能忽略的轉(zhuǎn)子稱為柔性轉(zhuǎn)子。這里須指出的是由于轉(zhuǎn)子的復(fù)雜性,轉(zhuǎn)子一階臨界轉(zhuǎn)速一般通過計(jì)算仿真得出。

汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子基本屬于柔性轉(zhuǎn)子,而電廠輔機(jī),如風(fēng)機(jī)、水泵、電動機(jī)多屬于剛性轉(zhuǎn)子。在制造部門,剛性轉(zhuǎn)子只需在低速平衡機(jī)上平衡,柔性轉(zhuǎn)子需要在高速平衡機(jī)上平衡。    

最后,剛性轉(zhuǎn)子該如何進(jìn)行平衡呢?

在進(jìn)行動平衡之前需進(jìn)行靜平衡,其平衡方法十分簡單。圓盤面即為校正平面。把轉(zhuǎn)子放在水平的兩條平行導(dǎo)軌上或滾輪架上任其自由滾動,質(zhì)心總是趨于支點(diǎn)的下方。經(jīng)過幾次加重(或減重)的嘗試后,轉(zhuǎn)子的不平衡量就能減小到許可的程度。此時(shí)轉(zhuǎn)子在導(dǎo)軌上近似處于隨機(jī)平衡狀態(tài)。平衡精度取決于轉(zhuǎn)子與導(dǎo)軌或滾輪之間的滾動摩擦。

剛性轉(zhuǎn)子的任意不平衡均可以用任選的兩個(gè)校正平面內(nèi)的校正質(zhì)量加以平衡。轉(zhuǎn)子經(jīng)平衡以后,在一定精度范圍內(nèi),其離心慣性力系是一個(gè)平衡力系,其某一中心慣性主軸與旋轉(zhuǎn)軸重合。但是我們并沒有做到理想的平衡,離心力對轉(zhuǎn)子一般是有彎曲力矩的。好在轉(zhuǎn)子是“剛性"的,彎曲力矩引起的撓曲變形可以不計(jì),這樣轉(zhuǎn)子的不平衡分布不會因轉(zhuǎn)速的變化而變化。由此可以得出結(jié)論:剛性轉(zhuǎn)子一旦在某一轉(zhuǎn)速下平衡以后,則不論在任何轉(zhuǎn)速下(只要符合剛性轉(zhuǎn)子的條件)它總是保持平衡的。

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