电机振动的分析与处理

摘 要：通过对电机产生振动的原理及造成危害的了解，对可能引起电机振动的各种因素进行了分析，准确地诊断电机故障，并进一步提出有效的技术措施，最大限度的减少电机事故的发生，提高电机的使用寿命。

关键词：电机；振动危害；振动分析 1 电机振动原理

电机运行过程中的振动主要包括定子、转子和轴承的振动，定子包括定子铁心、定子绕组、机座的振动，转子包括转子铁心、转轴的振动。定子铁心的振动主要由电磁力引起，电磁力也叫电磁激振力，当定子的固有振动频率和电磁激振力的频率相等或接近时，很小的电磁激振力也会因共振而产生较大的振动和噪声。转子的振动由转子的固有振动特性决定，质量不平衡、冷热不均及电磁力不平衡，都会引起转子的弯曲振动。机座的振动源主要有定子铁心电磁振动通过铁心与机座的连接传来，引起机座的倍频振动和转子由于电磁力或不平衡振动的激振力通过轴承传递到机座引起的振动。由于轴承本身的结构特点，加工装配及运行中出现的故障等内部因素，以及传动轴上其它零件移动和力的作用的外部因素的影响，当电机以一定转速并且在一定负载下运行时，对轴承和轴承座或者外壳组成的系统会产生激励，导致该系统振动。 2 电机振动产生的危害

电机的振动首先带来的就是噪声，振动和噪声不但会使物理装置和

设备疲劳、失效或干扰其它声信号的感觉和鉴别，超过一定限度时还会损害人们的健康，特强的噪声，甚至能使建筑物遭受破坏。振动是所有设备在运行过程中普遍存在的现象，电机和其他设备一样，在运转过程中会发生不同程度的振动，振动对电动机的危害主要表现在以下几个方面：（1）增加能量消耗，电机的效率降低；（2）直接伤害电机轴承，加速电机轴承的磨损，大大缩短了轴承的使用寿命；（3）转子磁极松动，造成定子和转子相互擦碰，从而导致电机转子弯曲、断裂；（4）电机端部绑线松动，造成端部绕组相互摩擦，绝缘电阻降低，绝缘使用寿命缩短，严重时造成绝缘击穿；（5）基础或与电机配套的其他设备的运转受到影响，造成某些零件松动，甚至损坏零件，造成事故。 3 电机的电磁振动

3.1 电磁振动由电机气隙磁场作用于电机铁心产生的电磁力所激发，而电机气隙磁场又决定于定、转子绕组磁势和气隙磁导，由于电机气隙磁密波的作用，在定子铁心齿上产生的磁力有径向和切向两个分量。径向分量使定子铁心产生振动变形；切向分量是与电磁转矩相对应的作用力矩，它使齿对其根部弯曲并产生局部振动变形。所以在设计电机时要全面考虑定转子槽数的选择。 3.2 气隙偏心对电磁振动的影响

由于制造公差和运行磨损，转子外圆和定子外圆之间会产生偏心，使定、转子间的气隙不均匀，气隙偏心后，电机气隙中存在附加磁场，附加磁场和主波磁场相互作用时，产生次数很低的力波很可能

导致电磁振动。

3.3 磁路饱和对电磁振动的影响

磁路饱和会使电机气隙中的主磁场空间分布波形出现“平顶”形状，因磁路饱和所产生的附加磁场与谐波磁场相互作用，会产生低次力波可能会导致较明显的电磁振动。

3.4 绕线转子电机通常因为通用冲片而采用分数槽绕组，有时还会出现跳线槽或空槽的情况，转子次谐波磁场和主波磁场相互作用产生的次数为正负一但行进方向相反的两个力波，将引起电机的两倍转差频率的差拍振动。此时，需要重新选择转子槽数，或避免采用跳线槽和空槽。消除电机笼型转子断条或铸铝缺陷，可避免由转子方面产生两倍转差频率的差拍振动。

电机由于机械原因（如转子加工偏心、转轴弯曲、转子不平衡和轴承松动等）转子次谐波磁场和主波磁场相互作用产生的差拍振动，可用机械调整的方法，如减小转子偏心，转子校平衡等。 4 电机的机械振动

4.1 转子机械不平衡产生的振动

通常转子的机械不平衡可分为静不平衡、动不平衡和混合不平衡三种，这三种不平衡可以通过校平衡加以消除。转子有效部分的不均匀发热和不均匀冷却所引起的热不对称，从而产生轴的热弯曲，大大加剧转子的不平衡。因此尽可能采用刚度较大的转轴，铁心和轴的配合采用热套配合等。

电机与其他机器联结时，电机转子要与它连接到机器转动部分对

中，即调整支座和联轴器以保证机组轴线没有错位和倾斜。 4.2 轴承的振动中滚动轴承是电机运行中较强的振动源之一 滚动轴承的振动在很大程度上与各零件的结构、加工质量、生产工艺有关。因此，轴承的选择、套圈的椭圆度、滚动体的椭圆度和棱圆度、以及加工精度是轴承产生振动的重要因素。润滑剂的选择以及轴承外圈与端盖或轴承套间所采用的配合也会影响振动的传播。 4.3 端盖的轴向振动主要是由轴承激发的，其次是作用在定子铁心上电磁振动力波，同时也作用在转子上，它会通过轴承传到端盖上。 5 结束语

电机振动问题是具有综合性和复杂性的，分析处理起来往往有一定难度，处理振动问题时，必须思路清晰、步骤明确、找出特征、针对处理，在长期的工作实践中，将理论结合实践，不断总结，尽量减少或避免电机振动故障或事故。