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電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡原理講解
點擊次數(shù)：75 發(fā)布時間：2025-3-6
首先，為什么要進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子動平衡，這是因為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動是發(fā)電機(jī)設(shè)計和維護(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上了，但是軸轉(zhuǎn)動起來離心力不在同一點上，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，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，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。