Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
С. А. Мандрыкин.docx
Скачиваний:
563
Добавлен:
28.08.2019
Размер:
4.93 Mб
Скачать
    1. Вибрация электрических машин и ее устранение

Вибрация электрических машин может возникнуть из-за механической неуравновешенности роторов; несиммет­рии электромагнитных сил; неправильной центровки валов турбин и генераторов или нарушения ее из-за тепловых де­формаций, а также осадки фундамента, неправильной сбор­ки или износа деталей соединительной муфты между гене­ратором и турбиной; износа или неправильной шабровки

подшипников, появления трещин в сварке фундаментной

плиты и т. д.

Вибрация может появиться также при тепловой неста­бильности ротора. Из-за температурной деформации обмо­ток, витковых замыканий или неравномерных потоков ох­лаждающего газа по вентиляционным каналам возникает неравномерный нагрев бочки ротора по окружности, что приводит к изменению упругой линии прогиба ротора и на­рушению его уравновешенности. Например, для ротора дли­ной 8000 мм разность температур на противоположных об­разующих бочки всего лишь 2°С приводит к прогибу рото­ра на 0,17 мм.

У крупных двухполюсных генераторов при недостаточ­ной жесткости конструкции корпуса статора может возник­нуть вибрация статора с частотой, равной двойной частоте сети. Характерным признаком такой вибрации является по­явление ее при подаче возбуждения на ротор.

В мощных турбогенераторах размеры контактных колец и консольных концов ротора, на которых они размещают­ся, увеличены, что нередко вызывает появление значитель­ной вибрации контактных колец от дополнительного про­гиба консольного конца ротора. В гидрогенераторах при определенных режимах работы возможно появление виб­рации под воздействием кавитационных явлений в турбине.

При больших частотах вращения роторов машин даже небольшая неуравновешенность вызывает значительную несбалансированную центробежную силу, создающую вред­ные нагрузки на ротор и подшипники и вызывающую их вибрацию. Центробежная сила, Н, появляющаяся из-за не­уравновешенности массы, определяется из следующего выражения:

где Q — неуравновешенная масса, кг; r — расстояние не­уравновешенной массы от оси вращения, мм; п — частота вращения, об/мин.

Например, при неуравновешенности в 1 кг на радиусе 500 мм и n = 3000 об/мин центробежная сила будет равна 50 000 Н.

Нарушение уравновешенности ранее отбалансированно­го ротора генератора может произойти из-за неплотной за­прессовки обмотки, при ослаблении посадки бандажных или центрирующих колец. При механической неуравнове-

шенности ротора вибрация появляется уже на XX машины и мало зависит от изменения нагрузки.

Несимметрия электромагнитных сил, вызывающая виб­рацию машины, может возникнуть в результате неравно­мерности воздушного зазора или появления виткового за­мыкания в обмотке ротора.

При витковом замыкании магнитные потоки обоих по­люсов двухполюсной машины остаются равными друг дру-

Рис. 5.11. Распределение индукции в воздушном зазоре:

а — при отсутствии повреждения в роторе; б — при витковом замыкании- в — сравнение распределения индукции (при витковом замыкании — пунктир)-' г — сравнение квадратов индукции; д — результирующие усилия, действующие на

гу, но распределение магнитной индукции станет несиммет­ричным относительно поперечной оси ротора. На рис. 5.11 показано распределение индукции в зазоре двухполюсного ротора, обмотка которого условно состоит всего из шести витков. При замыкании витка 3—3' распределение индук­ции в зазоре изменится, как показано на рис. 5.11,6. При этом площади, ограниченные кривой индукции, под обои­ми полюсами останутся равными друг другу, так как че­рез оба полюса проходит один и тот же магнитный поток (рис. 5.11, в). Однако площади квадратов индукции уже не будут равны (рис. 5.11, г), вследствие чего нарушится и равенство притяжений полюсов к статору, пропорциональ­ное квадрату индукции (рис. 5.11,5). Неуравновешенное усилие будет перемещаться вместе с ротором и вызовет вибрации, подобные тем, какие возникают при наличии неуравновешенных масс. Чем ближе к середине полюса короткозамкнутые витки, тем больше одностороннее резуль­тирующее усилие, действующее на полюс, и тем больше будут вызванные им вибрации.

Одним из признаков того, что вибрация возникла из-за несимметрии магнитного потока, вызванной витковым за­мыканием или неравномерностью зазора, является ее за­висимость от тока возбуждения. При снятом возбуждении вибрация полностью исчезает.

Контроль за вибрацией турбогенераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей производится измере­нием амплитуды ее на крышках подшипников в трех на­правлениях: вертикальном, горизонтально-поперечном и горизонтально-осевом. Оценка состояния машины произво­дится по вибрации любого подшипника при самом небла­гоприятном режиме его работы.

Вибрация подшипников турбогенераторов и соединен-ных с ними возбудителей не должна превышать:

Номинальная частота вращения, об/мин 1500 3000

Двойная амплитуда вибрации, мкм 50 30

Вибрация контактных колец турбогенераторов, измеря­емая до и после каждого ремонта с выемкой ротора, не должна превышать 200 мкм.

Вибрация подшипников синхронных компенсаторов с номинальной частотой вращения 750—1000 об/мин не дол­жна превышать 80 мкм.

На гидрогенераторах измеряются амплитуды вибрации верхней и нижней крестовин в трех направлениях: верти­кальном, горизонтальном «нижний бьеф — верхний бьеф» и горизонтальном «начало здания — конец здания».

Вибрация крестовин вертикальных гидрогенераторов со встроенными в них направляющими подшипниками и под­шипников горизонтальных гидрогенераторов не должна превышать:

Номинальная частота вращения,

об/мин До 100 До 187,5 До 375 До750

Двойная амплитуда колебаний, мм 0,18 0,15 0,10 0,07

Измерения амплитуды вибрации проводятся после мон­тажа, до и после капитального ремонта, периодически 1 раз в 3 мес, а также при заметном увеличении вибрации.

Для устранения вибрации необходимо прежде всего найти ее причину, т. е. источник возмущающих сил. С этой целью при заметном увеличении вибрации производятся вибрационные исследования по специальной программе. Если проведенные измерения покажут, что причиной виб­рации является неуравновешенность масс, производится балансировка ротора, при которой определяются масса груза, необходимого для уравновешивания, и место его за­крепления на роторе. Балансировка роторов генераторов является специфической операцией, выполнение которой поручается опытным специалистам-балансировщикам.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]