Abnormale trillingen in wisselstroommotoren tijdens bedrijf veroorzaken niet alleen hard geluid, maar versnellen ook lagerslijtage, beschadigen de isolatie van de wikkelingen en kunnen zelfs leiden tot storingen in de apparatuur. De oorzaken ervan moeten vanuit meerdere invalshoeken worden geanalyseerd, zoals de mechanische structuur, elektromagnetische eigenschappen en installatie en onderhoud. Daarnaast moeten gerichte inspecties en oplossingen worden uitgevoerd in combinatie met specifieke scenario's.
1. Onbalans in de mechanische structuur: de meest fundamentele en meest frequente oorzaak
- Rotor Dynamisch Balansfalen
De rotor is het kernonderdeel van de motor dat met hoge snelheid draait. Als het metaalmateriaal tijdens de productie ongelijkmatig verdeeld is, de ventilatorbladen vervormd raken, de contragewichtblokken na langdurig gebruik losraken, de rotorkern versleten is of de wikkeling los zit tijdens onderhoud, zal het zwaartepunt van de rotor afwijken van de rotatieas, waardoor periodieke centrifugale krachten en trillingen ontstaan.
Inspectiemethode: Draai na het uitschakelen van de stroomtoevoer de rotor handmatig om te controleren op vastlopen of een gevoel van ongelijkmatig gewicht. Als de trillingen van de motor toenemen bij een toenemend toerental onder belasting (bijv. de trillingen aanzienlijk toenemen bij een toerental boven 1500 tpm), is er hoogstwaarschijnlijk sprake van een probleem met de dynamische balans.
Resolutiemaatregel: Verwijder de rotor en stuur hem naar een professionele instelling voor dynamische balanstests. Corrigeer de onbalans door contragewichtblokken toe te voegen of de te zware onderdelen te slijpen. Als de rotorwikkelingen los zitten, bind ze dan opnieuw vast met non-woven tape en breng isolerende verf aan om uit te harden.
- Lagerslijtage of smeringstoring
Lagers zijn belangrijke onderdelen die de rotor en de stator verbinden. Wanneer de lagerkogels/loopbanen versleten zijn, de kooi kapot is, het vet opdroogt of verontreinigd is met onzuiverheden, zal de rotor radiale of axiale beweging ervaren, wat resulteert in "bonkende" trillingen, die vaak gepaard gaan met verhitting van het lager (temperatuur boven 70 °C).
Inspectiemethode: Luister met een stethoscoop aandachtig naar het lagerdeksel. Als er onregelmatige "ritselingen" of "stootgeluiden" te horen zijn in plaats van het uniforme "gebrom" tijdens normaal gebruik, kan een lagerdefect worden vastgesteld. Controleer tegelijkertijd op sporen van vetlekkage op het lagerdeksel.
Resolutiemaatregel:Nadat u de motor hebt uitgeschakeld, verwijdert u de lagerdeksel en vervangt u het lager door een precisielager van hetzelfde model (bijv. een diepgroefkogellager serie 6205). Vul het lager met geschikt vet voor hoge temperaturen (bijv. vet op lithiumbasis) tot de helft van de binnenruimte van het lager, om over- of ondervulling te voorkomen.
2. Abnormale elektromagnetische eigenschappen: direct gerelateerd aan de elektrische parameters van de motor
- Kortsluiting tussen statorwikkelingen of driefasenstroomonevenwicht
Als de statorwikkelingen kortsluiting tussen de windingen veroorzaken door veroudering van de isolatie, vocht of inwerking van een vreemd voorwerp, zal de verdeling van het driefasenmagnetisch veld ongelijkmatig zijn, waardoor een "unilaterale magnetische trek" ontstaat die ervoor zorgt dat de rotor naar één kant afwijkt en trillingen veroorzaakt. Bovendien kunnen een ongebalanceerde driefasenvoedingsspanning (met een verschil van meer dan 5%) of een onjuiste aansluiting van de wikkelingen (bijv. een sterschakeling die ten onrechte als driehoekschakeling is aangesloten) ook leiden tot een onbalans in de driefasenstroom en de verstoring van het magnetisch veld verergeren.
InspectiemethodeMeet de gelijkstroomweerstand van de driefasen-statorwikkelingen met een multimeter. Als de weerstandswaarde van één fase meer dan 10% lager is dan die van de andere twee fasen, kan er sprake zijn van kortsluiting tussen de windingen. Meet de driefasenstroom tijdens bedrijf met een stroomtang. Als het verschil meer dan 10% bedraagt, controleer dan de voedingsspanning of bedrading.
Resolutiemaatregel: Als het kortsluitingspunt duidelijk is (bijv. zwarte of verkoolde wikkelingen), vervang dan de wikkelingen gedeeltelijk en impregneer ze opnieuw met verf om te laten drogen. Als de driefasenstroomonbalans wordt veroorzaakt door de voeding, overleg dan met de energieleverancier om de spanning aan te passen of installeer een driefasenspanningsbalancer aan de ingangszijde van de motor.
- Ongelijke luchtspleet: afwijking in de spleet tussen stator en rotor
Als de luchtspleet (meestal 0,2-1,5 mm) tussen de binnenste cirkel van de motorstator en de buitenste cirkel van de rotor ongelijk is door vervorming van het frame of een verkeerde uitlijning van de eindkap, zal de lokale magnetische fluxdichtheid te hoog zijn, wat resulteert in periodieke elektromagnetische trillingen. De trillingsfrequentie is gerelateerd aan de frequentie van de voeding (bijv. bij een voeding van 50 Hz is de trillingsfrequentie ongeveer 100 Hz).
Inspectiemethode: Meet na het uitschakelen van de motor de luchtspleet met een voelermaat op 4 gelijkmatig verdeelde punten op de rotoromtrek. Als het verschil tussen de maximale en minimale luchtspleet groter is dan 0,2 mm, is de luchtspleet ongelijk. Controleer tegelijkertijd of het frame vervormd is of de bouten van het einddeksel loszitten.
Resolutiemaatregel: Draai de bouten van het einddeksel los en tik er zachtjes met een koperen hamer op om de positie aan te passen totdat de luchtspleet gelijkmatig is. Als het frame vervormd is, corrigeer dit dan met een pers of vervang het frame om de coaxialiteit van de stator en rotor te garanderen.
3. Problemen met installatie en belastingsaanpassing: indirecte invloeden van externe factoren
- Coaxialiteitsafwijking tussen motor en lastuitrusting
Wanneer de motor via koppelingen of poelies is verbonden met belastingen zoals pompen en ventilatoren, en de assen van beide niet concentrisch zijn (radiale afwijking groter dan 0,1 mm of hoekafwijking groter dan 0,5°), ontstaat er tijdens bedrijf extra radiale trekkracht, wat trillingen in de motor veroorzaakt. Deze trillingen nemen toe naarmate de belasting toeneemt.
Inspectiemethode: Bevestig een meetklok aan de motorkoppeling en draai de koppeling een volledige cirkel. Als het zwenkbereik van de meetklokwijzer groter is dan 0,1 mm, is de coaxialiteit ondermaats. Bij riemoverbrengingen kan een duidelijke riemafwijking of slip ook worden veroorzaakt door een asafwijking.
Resolutiemaatregel: Pas de montagepositie van de lastapparatuur aan en corrigeer de coaxialiteit tussen de motor en de last door pakkingen toe te voegen of te verwijderen. Zorg er bij riemoverbrenging voor dat de groeven van de twee poelies uitgelijnd zijn en de riemspanning correct is (de doorbuiging moet 10-15 mm zijn bij het indrukken van de riem).
- Onstabiele funderingsinstallatie of resonantie
Als de motor op een losse betonnen fundering is geïnstalleerd of als de fundering onvoldoende stijfheid heeft (bijv. een dunne stalen plaatbeugel), zal de trillingsamplitude worden versterkt. Bovendien zal er een "resonantieverschijnsel" optreden als de bedrijfsfrequentie van de motor dicht bij de eigenfrequentie van de fundering en de belasting ligt (resonantiefrequentie), wat leidt tot een sterke toename van de trillingen.
Inspectiemethode: Observeer of het fundament duidelijk trilt wanneer de motor draait, of gebruik een trillingsdetector om de trillingsfrequentie te meten. Als deze dicht bij de frequentie ligt die overeenkomt met het nominale toerental van de motor (bijv. 1500 tpm komt overeen met 25 Hz), kan er resonantie optreden.
Resolutiemaatregel: Versterk de fundering (bijv. dikker beton, schokabsorberende pads). Als er duidelijk resonantie is, pas dan het toerental van de motor aan (bijv. vervang de frequentieomvormer om de frequentie te wijzigen) of installeer dempingsblokken op de fundering om resonantiefrequenties te vermijden.
Kortom, de inspectie van abnormale trillingen in wisselstroommotoren moet volgens het principe "eerst mechanisch, dan elektromagnetisch; eerst extern, dan intern" verlopen. Door middel van zintuiglijk oordeel (luisteren, kijken, voelen) in combinatie met instrumentele testen kan de oorzaak nauwkeurig worden vastgesteld. Na het verhelpen van de storing dient een onbelaste test van 30 minuten te worden uitgevoerd om te bevestigen dat de trillingswaarde onder de nationale norm ligt (bijv. de trillingssnelheidslimiet zoals gespecificeerd in GB 10068-2020) voordat de belasting wordt hervat om herhaalde storingen te voorkomen.